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能源、汽車、物流、制造和建筑行業發生的轉型，加上不斷發展的工業4.0創新，推動了對新材料的需求。材料行業趨勢包括可持續性、輕量化、3D 打印和表面工程解決方案，以及智能材料、納米配方和具有增強特性的先進復合材料的開發。此外，人工智能 （AI）、機器學習 （ML） 和數據管理實踐的廣泛采用激勵科學家更快地探索和開發新材料。這將先進材料的上市時間從幾十年縮短到幾年。

1. 可持續材料

在使用和生產材料的過程中產生的大量廢物迫使政府起草各種環境法規。幾乎所有行業在從材料生命周期的角度重新安排其內部流程時都面臨著挑戰。建筑、汽車、包裝和制造行業的公司正在整合可持續材料，以降低碳足跡。最終，這些努力旨在減輕地球上的廢物負擔。可持續材料還為循環系統提供了推動力，并允許實施循環經濟。

Spectalite 生產生物復合材料

印度初創公司Spectalite打算協助汽車，物流，包裝，酒店和消費品行業實現其可持續發展目標。這家初創公司基于農業廢棄物和可再生資源生產可生物降解和可回收的化合物。其產品有助于保護天然礦床和森林，同時確保現有制造工藝的可擴展性和適應性。

eCO2Blocks開發可持續建筑材料

葡萄牙初創公司eCO2Blocks應用循環經濟原則來制造可持續建筑材料。這家初創公司的負碳路面塊通過實施具有成本效益的制造工藝不含任何水泥。此外，eCO2Blocks利用工業廢物，非飲用水和二氧化碳吸收技術，而不會轉移自然資源。

2. 響應式和智能材料

為了符合某些工業用例的要求，目前正在開發的新型材料具有特定于應用的特性。材料科學的進步使智能材料具有可編程特性，這些特性對外部因素的刺激做出反應或響應。新興初創公司設計具有不同品質的材料和產品，從熱致變色、電致變色和光致變色到壓電、形狀記憶、自我修復和相變屬性等特征。

Memetis提供高性能執行器

德國初創公司Memetis基于形狀記憶合金制造超緊湊的微型致動器。該創業公司在其材料中實現了記憶效果，該效果也維持極端變形，然后恢復到原始形狀。即使在狹小或密集的安裝空間中，該特性也支持執行器的性能。Memetis 為消費電子、電信、光學技術、移動性和工業 4.0 提供解決方案。

Sorex 傳感器開發薄膜體聲學諧振器 （FBAR） 技術

Sorex Sensors是一家總部位于英國的初創公司，使用薄膜壓電材料在硅晶圓上開發高靈敏度微機電系統（MEMS）傳感器。該創業公司利用FBAR技術產生壓電效應，使其能夠準確檢測飛克級的溫度和質量變化。這使得具有低功耗要求的小型設備能夠響應外部激勵。該解決方案的一些用例包括薄膜計量以及氣體和顆粒物監測。

3. 納米技術

納米技術的進步表明，納米級材料的特性與其塊狀材料的特性不同。納米纖維、納米管、同素異形體、量子點（QD）和其他納米材料的增殖使幾乎無限的增值來源成為可能。這包括加強工業產品的性能，保留在原子水平上。通過利用納米材料，現代公司確保了其競爭優勢，特別是在電子，能源，移動和制造領域。

Nanolumi制造鈣鈦礦納米晶體

新加坡初創公司Nanolumi打算通過其可靠和安全的鈣鈦礦納米晶體克服電子顯示器QD技術的弱點。這家初創公司結合了無鎘來源、寬光譜覆蓋范圍、更純凈的色彩性能和大批量生產的適用性。Nanolumi的產品還打算取代傳統的鈣鈦礦納米晶體和量子點，用于優質電子產品。

BNNano提供增強型氮化硼納米管

總部位于美國的初創公司BNNano生產具有超疏水性，高電絕緣性以及高熱穩定性和機械穩定性特性的氮化硼納米管。該初創公司提供其納米材料，如粉末，母合金，色母粒和定制混合物。它適用于航空航天、汽車、國防和紡織行業以及輻射防護和熱管理。

4. 增材制造

新興的增材制造設施努力超越傳統的熱塑性塑料，應用具有更大靈活性、定制性和功能性的材料，同時產生更少的浪費。反過來，3D打印技術的進步刺激了金屬，合金，陶瓷，纖維及其化合物的升級。它還鼓勵出現全新的耐用聚合物長絲，這些長絲具有改進的導電性、熔化性和耐化學性等特性。

MAT3D提供復合聚合物材料

意大利初創公司MAT3D正在開發用于增材制造的新型聚合物材料，以提供增強的功能屬性。這家初創公司的材料取代了用于金屬3D打印的高性能塑料。其解決方案還包括各種具有增強電、磁、抗菌和熱機械性能的樹脂，適用于工業市場。

彩色3D材料制造3D打印聚氨酯

總部位于美國的初創公司Chromatic 3D Materials生產了一套用于3D打印的耐用高性能聚氨酯彈性體，這些彈性體同時具有適應性和彈性。該初創公司提供了高度的定制和與添加劑的兼容性，同時也確保了最終產品的質量。Chromatic 3D Materials的產品迎合了汽車，制造和消費品市場等。

5. 輕量化

從航空航天到移動，各行各業都在尋求創新方法來減輕多余重量，從而提供卓越的燃油效率和操控性。這推動了對鋁、鎂和鈦等材料以及高強度塑料和碳纖維的研究。這些材料為行業提供了減少因較重部件而造成的環境和運營負擔的選擇。此外，材料行業的輕量化創新也提供了與同等產品相當的安全性和可靠性水平。

6. 材料信息學

如今，大公司采用數據驅動的材料方法，并通過信息學和計算技術原理以及ML和AI進行增強。這使他們能夠以細致的方式排列和建模材料數據。除了優化從復雜材料數據中可靠地獲得科學見解的能力外，信息學還加快了研發（R&D）的時間表，節省了時間和勞動力。

Kebotix提供自動駕駛材料發現實驗室

總部位于美國的初創公司Kebotix為材料研究開發了一種自動駕駛實驗室解決方案，以加速新材料的探索。這家初創公司利用大數據、基于人工智能的決策、專用機器人和方便的界面來簡化科學家的周期。Kebotix對應對可持續性，公共衛生和危險工業物質方面的挑戰特別感興趣。

Matelligence實現基于AI的材料篩選

加拿大初創公司Matelligence為材料科學專家提供數據驅動的材料發現工具。其解決方案包括具有專利AI算法的計算技術，以減少所需的科學實驗數量并加快篩選程序。Matellligence的平臺主要針對清潔能源，電子和制造業等行業。

7. 先進復合材料

工業應用數量的迅速增加也導致了各種復合或混合材料的開發。為了追求提高性能和法規遵從性以及降低成本，新興初創公司在樹脂、纖維、基材、基質和飾面方面進行了創新，以構建定制復合材料。這些復合材料解決方案提供先進的用戶特定應用，主要用于基礎設施、能源、工業 4.0 和移動市場。

AMP工業提供用于螺旋槳的連續纖維復合材料

總部位于美國的初創公司AMP工業公司為無人機系統（UAS）制造先進的復合材料。這家初創公司利用單向連續纖維增強熱塑性塑料（CFR-TP）來制造復合材料。它們具有高強度重量比和材料韌性，并支持高性能應用的可定制材料設計。

ARCEON創造耐高溫復合材料（HTRC）

荷蘭初創公司ARCEON為衛星，火箭和發動機零件創造了創新的耐高溫復合材料。其產品可承受超過1000攝氏度的溫度，保持低熱膨脹系數，包含輕質材料，并增強機械堅固性和耐用性。

8. 石墨烯和2D材料

納米技術的突破使材料科學公司能夠配置2D或單層材料的途徑。2D材料具有固有的導熱性和機械強度，賦予工業應用增強的功能。然而，大多數2D材料，如鍺烯、硅烯、錫烯和磷烯，仍在開發中，不包括石墨烯。作為第一種成功商業化的2D材料，石墨烯提高了拉伸強度、片內強度、表面耐久性、電子遷移率、柔韌性和耐熱性。使用石墨烯的行業包括電子顯示器、超級電容器、汽車、建筑涂料和塑料制造。

離子工業制造石墨烯材料

澳大利亞初創公司Ionic Industries渴望彌合石墨烯研究與開發其商業應用之間的差距。該創業公司融合了石墨烯和氧化石墨烯制造的專業知識和專利工藝。Ionic Industries專門從事用于水處理和納濾以及儲能的石墨烯添加劑。

Carbon Waters提供石墨烯分散體

法國初創公司Carbon Waters專注于各種市場的液體石墨烯應用。這家初創公司的石墨烯分散體為工業表面和機制提供阻隔涂層、潤滑和防腐蝕性能。此外，該解決方案還改善了電子和半導體的熱管理以及制造和消費設備的導電性。

9. 表面工程

工業表面暴露在持續的磨損、腐蝕、紫外線和其他有害因素中，需要具有更高耐用性的涂層。這對于保護汽車、工業、農業、船舶和制造業資產以及提高生產力至關重要。此外，工程創新提供了賦予表面疏水性和全疏性、自清潔和平滑特性的可能性。在 COVID-19 爆發后，表面工程師努力掌握抗菌劑，以便在工業和非工業場所提供更可靠的保護。

SolCold開發抗斯托克斯熒光技術

以色列初創公司SolCold開發了一種基于納米過濾器和主動冷卻涂料的表面改性解決方案。利用抗斯托克斯熒光技術，這家初創公司將來自太陽的熱量和輻射轉化為低成本的冷卻系統。這家初創公司的技術在太陽能活動和傳熱之間建立了反向關系。該解決方案迎合了運輸、建筑、農業和紡織行業的需求。

OPUS材料提供定制材料技術

總部位于英國的初創公司OPUS Materials為航空航天，移動，海洋和可再生能源行業設計創新的防污和自清潔涂料。該初創公司的解決方案改善了燃料消耗和氣流，減少了腐蝕，并優化了材料效率。此外，OPUS材料允許通過設計創建涂層材料，并支持建立相應的供應鏈。

10. 物料管理 4.0

工業 4.0 正在推動其在物料管理、處理和加工方面的實踐的實施。從自主采礦和先進的自動化制造到機器人操作和云計算，材料行業正在迅速數字化和互聯。因此，新材料的開發與通過第四代工業技術的工業適應并行。

INTSITE促進采礦場地優化

以色列初創公司INTSITE打算通過一套人工智能增強的自動化解決方案來解決物料搬運和采礦效率低下的問題。這家初創公司優化了運動軌跡、機器對機器通信和機器視覺算法。此外，INTSITE的互聯自主重型機械使現場所有者能夠提高物料搬運生產率和組織效率。

Seriforge實現碳纖維的大規模定制

總部位于美國的初創公司Seriforge自動化碳纖維制造，以實現高批量生產率和快速周期時間。這家初創公司的專利縫合和凈成形預成型程序允許碳纖維零件的可擴展制造。

發現所有材料技術與初創公司

工業突破通常與新材料開發齊頭并進。材料科學的快速發展進一步加速了研究和實驗，同時增強了材料的可持續性、輕量化、納米分子和可編程質量。反過來，航空航天、汽車、制造、能源和包裝領域材料趨勢的早期采用者可以從新興創新中獲益。考慮到新材料在工業、商業和家用產品中的廣泛應用，值得確定材料創新。

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