材料的研究方向有哪些?

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谢邀 材料研究主要有四大方向,晶体生长与表面等离子激元芯片传感器件;纳米光电功能材料及器件;生物医用材料;新能源材料的结构设计与应用。下面简单说说每一个方面的意义和主要研究的学科。

1.晶体生长与表面等离子激元芯片(SPPC)传感器件方面,主要是以晶体的生长为主,通过控制晶体尺寸、形状、取向等制备过程,从而得到符合特定要求的晶体。在SPPC方面,主要是研制具有高性能的光学传感器件,比如高灵敏度紫外检测器、低噪声光探测器以及单光子雪崩二极管等等。这些传感器的研制对于发展高端检测技术、生物医学诊断、环境监测等方面都有重要意义。

2. 纳米光电功能材料及器件方面,研究的内容包括由纳米材料和器件带来的新技术和新效应,以及利用这些技术和效应制作各种具有特殊功能器件。例如:量子点发光二极管、薄膜太阳能电池、超亮度LED、生物标记物传感器、荧光成像系统等等。这些器件在照明、显示、能源、生物医疗等领域都具有重要应用价值。

3. 生物医用材料方面,主要包括组织工程支架和药物载体两个部分。组织工程支架主要用于修复创伤或治疗骨质疏松等疾病;药物载体主要应用于靶向给药领域,解决目前临床用药的不足之处。这两个方面的研究对于推动生物医用材料的基础研究和临床应用均有重要的意义。

4. 新能源材料的结构设计与应用方面,主要涉及锂离子电池负极材料、锂硫电池正极材料、超级电容器电极材料、钠离子电池负极材料等方面。随着传统能源的枯竭和环境污染问题的日益突出,开发新一代能源材料势在必行。这项研究对于我国的可持续发展有着重要的现实意义。

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