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航天与国防应用驱动智能材料需求

时间:2019-04-10 作者:Barbara Jorgensen 阅读:
市场研究机构Grand View Research估计,航天以及国防领域将会是推动全球智能材料市场在2025年达到982亿美元规模的关键。

具备能因应环境变化等特性的智能材料(smart materials),在航天以及国防产业有广泛的应用;而根据市场研究机构Grand View Research的估计,这两个领域将会是推动全球智能材料市场在2025年达到982亿美元规模的关键。

不过要开发这类新材料,会是一个典型的「鸡生蛋、蛋生鸡」问题。需求会是推动更高阶、更智能之物质的驱动力,但为了资助技术开发,业者与研究机构又要能更清楚了解需求。

智能材料能侦测大气压力、温度、湿度、酸碱值、电场、磁场、光强度以及生物化学反应等等变化,可靠且具成本效益;举例来说,越来越受到终端使用者欢迎的压电材料(piezoelectric materials),在近几年成为智能材料产业成长的关键因素。

压电材料已经被应用在智能武器系统,航天产业也正在寻求使用智能材料以提升整体系统性能水平与燃油效率。例如美国国防部高等研究计划署(DARPA)开发的「极精准特种任务军械」(The Extreme Accuracy Tasked Ordnance,EXACTO)子弹,就利用了智能致动器(actuator)。

智能材料能彻底改革未来的武器制造,美国太空总署(NASA)就在寻找能侦测并预防腐蚀的物质,以延长零组件与结构的寿命,并降低检查与维修成本。

「在未来,随着制造技术演进,新材料的研发与制造也会持续进步;」美国的材料制造商Advanced Polymer Monitoring Technologies (APMT)执行长Alex Reed在一篇发表于《IndustryWeek》的文章中写道:「那些材料大多数是以聚合物(polymer)为基础,将催生下一代的消费性与工业应用产品。」他并指出,就像工业制程朝向「之恩那个化」发展,材料也正在走向类似的智能化之路,变得更客制化、更针对特定应用。

压电材料一直被应用于开发更高效率、更节能的装置;正推动各种计划以促进非石化燃料能源之采用的各国政府与私人企业,激励了市场对包括压电材料在内的智能材料需求。智能材料正处于不同的发展阶段,但Grand View的研究指出,有几项因素阻碍了该市场的进展。

其一是在设计与制造智能系统的过程中缺乏高阶专业知识,这会对市场的进一步成长带来负面影响。其次。相关装置的商业化可行性有限,再加上终端使用者缺乏相关认知,也会限制市场的发展。

目前有NASA等组织正在与具潜力的开发者合作,推动智能材料技术演进。例如NASA的技术转移项目(Technology Transfer Program),就在寻找伙伴改善形状记忆合金(shape memory alloys)、智能涂料、为穿刺愈合设计的聚合物混合体(puncture-healing engineered polymer blends)、内含碳奈米管的多层电活性(electroactive)聚合物复合材料,以及相关制造技术。NASA的该项项目是为了确保各种为太空探索所开发的创新技术,也能让大众使用。

此外Grand View指出,数个国家正在提升国防预算,也成为智能材料市场的成长动力。智能材料能用于网络战(cyber warfare)、情报战术(intelligence tactics)、精确命中能力等;北美与欧洲已经展现了在智能材料开发上的最强成长实力,大部分原因是来自政府的大量资金。此外,北美与欧洲都有历史悠久的工业基础建设支持。

不过亚太区市场预期会成长最快,包括印度、中国与新加坡等国因为有利的政府政策、航天与国防支出增加,以及医疗保健、汽车与建筑等市场的发展,还有对智能材料有兴趣的业者之大量投资,引领该区域市场的发展。这些业者包括APC International、CeramTec Group、Kyocera、TDK以及CTS。估计全球智能材料产业将在2025年之前取得13.5%的年复合成长率(CAGR)。

 (原文发表于ASPENCORE旗下EDN姐妹媒体EETimes;参考链接:Aerospace & Defense Expected to Drive Smart-Materials Demand,编译:Judith Cheng,EETTaiwan)

 

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Barbara Jorgensen
EPSNews主编
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