了解化学功能材料
功能材料是新材料领域的核心，对高技术的发展起着重要的推动和支撑作用。在全球新材料研究领域，功能材料约占85%。随着信息社会的到来，特殊功能材料在推动和支持高技术发展方面发挥着重要作用。它们是21世纪信息、生物、能源、环保、空间等高科技领域的关键材料，成为世界各国新材料领域的研发重点，也是世界各国高科技发展战略竞争的焦点。
鉴于功能材料的重要地位，世界各国都非常重视功能材料技术的研究。从65438年到0989年，美国200多位科学家撰写了《90年代的材料科学与材料工程》报告，提出政府支持的6种材料中有5种属于功能材料。从1995到2001，特殊功能材料和产品技术在美国国家关键技术两年期报告中占有很大比重。2001年，日本文部科学省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告，列举了100个影响未来的重要课题，其中一半以上是新材料或依赖于新材料发展的课题，而且大部分是功能材料。欧盟第六框架计划和韩国国家计划都将功能材料技术列为各自最新科技发展计划中重点支持的技术之一。各国都非常重视功能材料在发展国民经济、维护国家安全、增进人民健康、提高人民生活质量方面的突出作用。
国外新型功能材料的发展现状
目前，国际功能材料及其应用技术正面临新的突破，如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能量转换与储能材料、生态环境材料、生物医学材料以及材料的分子和原子设计等。发展功能材料技术正成为一些发达国家加强经济和军事优势的重要手段。
超导材料实用的超导材料，如NbTi、Nb3Sn等，已经商业化，应用于很多领域，如核磁共振成像(NMRI)、超导磁体、大型加速器磁体等。SQUID作为超导弱电流应用的典范，在微弱电磁信号测量中发挥了重要作用，其灵敏度是其他任何非超导器件无法企及的。但由于常规低温超导体的临界温度太低，必须在昂贵复杂的液氦(4.2K)系统中使用，严重限制了低温超导应用的发展。
高温氧化物超导体的出现，突破了温度壁垒，将超导的应用温度从液氦(4.2K)提高到液氮(77K)。与液氦相比，液氮是一种非常经济的制冷剂，具有很高的热容量，给工程应用带来了极大的便利。另外，高温超导体都有相当高的上临界场[Hc2 (4K) >: 50T]可以用来产生20T以上的强磁场，这正好克服了常规低温超导材料的缺点。正是由于Tc和Hc2的本征特性所带来的这些巨大的经济和技术潜力，吸引了大量的科学工作者采用最先进的技术设备，对高Tc材料的超导机理、物理性质、化学性质、合成工艺和微观结构进行了广泛而深入的研究。高温氧化物超导体是非常复杂的多组分体系，在研究过程中会遇到涉及很多领域的重要问题，包括凝聚态物理、晶体化学、工艺技术和微结构分析等。材料科学研究领域的一些最新技术和手段，如非晶技术、纳米粉体技术、磁光技术、隧道显微术、场离子显微术等，都被用来研究高温超导体，其中很多都涉及到材料科学的前沿问题。高温超导材料的研究工作在单晶、薄膜、块体材料、导线和应用等方面取得了重要进展。
生物医用材料作为高技术的重要组成部分，已进入快速发展的新阶段，其市场销售额正以每年16%的速度递增。据预测，20年内，生物医用材料的份额将赶上医药市场，成为支柱产业。生物活性陶瓷已成为医用生物陶瓷的主要方向；生物降解高分子材料是医用高分子材料的一个重要方向；医用复合生物材料的研究重点是强韧化生物材料和功能性生物材料，具有治疗功能的HA生物材料的研究也非常活跃。
能源材料太阳能电池材料是新能源材料研发的热点。IBM研发的多层复合太阳能电池转换率高达40%。美国能源部用于氢能研究的总资金中，约有50%用于储氢技术。固体氧化物燃料电池的研究非常活跃，重点是电池材料，如固体电解质膜和阴极材料，以及用于质子交换膜燃料电池的有机质子交换膜等。，这些都是目前的研究热点。
生态环境材料生态环境材料是20世纪90年代国际高科技新材料研究中形成的一个新领域。他们的研发在日本、美国、德国等发达国家非常活跃。主要研究方向有:①与环境问题直接相关的材料技术，如可生物降解材料技术、CO 2气体固化技术、SOx和氮氧化合物催化转化技术、废弃物资源化技术、环境污染修复技术以及材料制备和加工中的清洁化。(2)开发能使经济可持续发展的环境兼容材料，如仿生材料、环保材料、氟利昂、石棉等有害物质的替代材料、绿色新材料等；③材料的环境协调性评价。
智能材料智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高科技新材料发展的重要方向之一，将支撑未来高科技发展，使传统意义上的功能材料和结构材料的界限逐渐消失，实现结构功能化和功能多样化。科学家预言，智能材料的发展和大规模应用将引发材料科学发展的重大革命。国外在智能材料的研发上取得了很多技术突破，比如英国航空航天公司的钢丝传感器，用于测试飞机蒙皮上的应变和温度；英国研制出一种快速响应的形状记忆合金，寿命达一百万次循环，输出功率高。当它作为刹车使用时，反应时间仅为10分钟。压电材料、磁致伸缩材料、导电高分子材料、电流变液、磁流变液等智能材料在航空领域的应用取得了一大批创新成果。
中国功能材料发展的现状和差距
我国非常重视功能材料的发展，功能材料在国家重点项目、“863”、“973”和国家自然科学基金中占有很大比重。在“九五”和“十五”计划中，特种功能材料也被列为“国防尖端”材料。这些科技行动的实施，使我国在功能材料领域取得了丰硕的成果。在“863”计划的支持下，开辟了超导材料、平板显示材料、稀土功能材料、生物医用材料、储氢等功能材料、金刚石薄膜、高性能固体推进剂材料、红外隐身材料、材料设计和性能预测等新领域，取得了一批接近或达到国际先进水平的研究成果，在国际上占有一席之地。镍氢电池和锂离子电池的主要性能指标和生产技术达到国外先进水平，促进了镍氢电池的产业化。功能陶瓷材料的研究和开发取得了显著进展。针对片式电子元器件，我国在高性能瓷材料研究方面取得突破，在低烧瓷材料和贱金属电极上形成自己的特色并实现产业化，使片式电容器材料及其元器件进入世界先进行列；高档钕铁硼产品研发和产业化取得显著进展，部分成分和相关技术获得自主知识产权；功能材料还为“两弹一星”、“四大装备、四颗卫星”等国防工程做出了决定性贡献。
目前，国际上功能材料的研究非常活跃，充满机遇和挑战，新技术和专利层出不穷。发达国家试图通过知识产权在特殊功能材料领域形成技术垄断，试图占领中国的广阔市场。这种情况在国内引起了极大的关注。近年来，我国在新型稀土永磁、生物医药、生态环保材料、催化材料及技术等领域加强了专利保护。但是，我们应该看到，目前我国在功能材料方面的创新研究还不够，专利申请数量尤其是国际原创专利数量与我国的地位还很不相称。我国的功能材料在系统集成方面也存在不足，需要改进和发展。
未来五到十年，中国的经济、社会和国家安全对功能材料有着巨大的需求，而功能材料是关系到中国能否顺利实现第三步战略目标的关键新材料。
发展重点
高温超导材料的制备及应用技术
稀土功能材料
新能源转换材料和技术(能源材料)
生物医学材料
绿色奥运工程材料与技术
分离膜材料与技术(海水、氯碱膜)
印刷(制版、感光)和显示(有机发光二极管)材料
传统产业技术的高新技术改造
关键技术选择
能源材料
①固体氧化物燃料电池:
固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种新型绿色能源装置，具有比质子交换膜燃料电池更高的转换效率和节能效果，可减少50%的二氧化碳排放且不产生氮氧化合物，已成为发达国家重点发展的新能源技术。然而，目前研究的固体氧化物燃料电池的工作温度达到800 ~ 900℃，其关键部件的材料制备一直成为制约固体氧化物燃料电池发展的瓶颈。应突破的关键技术是:a)高性能电极材料及其制备技术；b)新型电解质材料和电极支撑电解质膜的制备技术；c)电池结构及其制备工艺的优化设计；d)研究电池的结构、性能和特性。
②光电转换效率大于18%的硅基太阳能电池商业化；
研制出低成本、大面积、商业化的硅基太阳能电池及其组件，光电转换效率大于18%。
③太阳能综合利用(光电、热电、换热)及其与风力发电耦合技术；建立并实施整体利用效率为15%的后端聚焦太阳能光伏、热电、热交换系统，建立太阳能综合利用与风力发电耦合的实用分布式地面电站，可并网供电。
稀土材料
①稀土催化材料
②稀土永磁材料
突破高性能(N50)、高均匀性、高工作温度、低温度系数的烧结稀土永磁材料和高性能粘结稀土永磁材料(磁能积20MGOe)的产业化关键技术。
③白光LED节能照明系统，亮度高，寿命长。
低成本、高亮度、长寿命的白光LED节能照明系统已经产业化，进入寻常百姓家。
生物医学材料
①生物芯片；
②生物相容性、可降解或可再生的人体软硬组织替代材料；
③具有分子识别和特异性免疫功能的血液净化材料和装置。
生态环境材料
①有机膜分离技术:海水(或盐碱水)中脱盐效率50%的有机膜的应用及产业化。
②固沙植被的材料和技术；
③节能环保建筑材料及其关键技术:
突破日产2000吨的流态化水泥烧成技术，其单位能耗和粉尘排放低于目前的新型干法；实现纯氧燃烧生产浮法建筑玻璃的工业化。
特殊功能材料
①无机分离催化膜:突破无机分离催化膜(透氧膜、分子筛膜、透氢膜)关键制备技术，建立天然气催化转化制合成气和液体燃料、天然气直接转化制乙烯、生物质原料制乙醇、天然气制氢等示范生产装置。
②大尺寸光学金刚石薄膜；
③有机磁性材料:突破本征有机磁性材料的关键技术。
④敏感材料和传感器。