韩国的国家科学的院发布信息了涉及相关文件研发的再者次30年考察《相关文件研发前沿性：30年考察》报表。一次的考察最主要评估报告了以前30年中相关文件研发行业的进行和伟大成就，制定了2020-二零三零年相关文件研发的机遇期、挑衅和新领域，并推出了克服这一些挑衅的建议大家。

《材料研究前沿：十年调查》报告指出，发达国家和发展中国家在智能制造和材料科学等领域的竞争将在未来十年内加剧。随着美国在数字和信息时代的发展以及面临的全球挑战，材料研究对美国的新兴技术、国家需求和科学的影响将更加重要。报告认为材料研究的机遇包括9个方面：

一、金  属

2020-2030年，金属和合金领域的基础研究将继续推动新科技革命和对材料行为的更深入理解，从而产生新的材料设备和系统。中国未来三年有发展潜力的理论探析的领域涉及到：到目前为止暂无法进行的在想同厚度和的时间尺寸努力行耦合电路试验报告和计算公式的办法模拟训练理论探析；原位/工作试验报告表现统计参数的雷达回波图分析一下；生产的办法和产品类物质去创新，以进行后代人高能轻盈碳素钢、非常高标准钢和耐火碳素钢，各种多功效高等级建筑制定产品程序的制定和创造；表述多相高熵碳素钢的固溶相互帮助，并经过规划设计靠普的试验报告和计算公式的办法电力学统计参数库撰写在正规碳素钢中不能够能有的微成分；经过试验报告和模型进的一步表述微米孪晶产品中的倾斜长效策略、分解成载荷的帮助、微观经济成分变化的方式和长效策略。

二、陶瓷图片、磨砂玻璃、塑料资料和融合资料

陶瓷和玻璃研究领域的新机遇包括：将缺陷作为材料设计的新维度，理解晶界相演化与晶相演变，确定制造陶瓷的节能工艺，生产更致密和超高温的陶瓷，探索冷烧结技术产生的过渡液相致密化的基本机制。玻璃将作为储能和非线性光学器件的固体电解质，广泛应用于储能和量子通信，研究的热点材料包括绝缘体结构上硅、III-V材料、具有飞秒激光写入特征的硅晶片、非线性光学材料。

复合材料和混合材料研究领域的新机遇包括：在聚合物树脂基材料和高性能纤维增强材料的成分组成上进行创新，使其具有更强的定制性和多功能性；开发可以快速评估和准确预测复合材料的复杂行为的分析和预测工具、多尺度建模工具套件；加强多维性能增强及梯度/形态关系领域的制造科学研究。钙钛矿材料未来的潜在研究方向是基于甲基铵的钙钛矿太阳能电池的稳定性以及有毒元素的替代研究。聚合物/纳米颗粒混合材料和纳米复合材料未来的研究重点是研究外部场（电、磁）对活性纳米粒子组装过程的影响。研究具有分布式驱动性能的软质和硬质复合材料，这是制备多材料机器人的理想材料。

三、半导体素材简答它电子器件素材

半导体及其它电子材料未来的工作重点将转向日益复杂的单片集成器件、功能更强大的微处理器以及充分利用三维布局的芯片，这需要研发新材料，以用于结合存储器和逻辑功能的新设备、能执行机器学习的低能耗架构的设备、能执行与传统计算机逻辑和架构截然不同的算法的设备。器件小型化和超越小型化方面的研究重点是提升极紫外（EUV）光刻的制造能力和薄膜压电材料性能。金属微机电系统合金的沉积技术和成形技术的发展有望实现物联网。下一代信息和能源系统将需要能提供更高功率密度、更高效率和更小占位面积的新型电子材料和器件。集成和封装的变化以及场效应晶体管、自旋电子器件和光子器件等新器件的出现，需要研发新材料来解决互连中出现的新限制。

四、量子物料

量子材料包括超导体、磁性材料、二维材料和拓扑材料等，有望实现变革性的未来应用，涵盖计算、数据存储、通信、传感和其他新兴技术领域。超导体方面的研究前沿是发现新材料、制备单晶、了解材料的分层结构及功能组件，研究重点包括研发可以预测新材料结构及性能的理论/计算/实验集成的工具；发现和理解新型超导材料，推动相干性和拓扑保护研究发展，进一步理解与更广泛量子信息科学相关的物质。磁性材料可能会出现“磁振子玻色爱因斯坦凝聚”等新集体自旋模式，非铁金属制备的反铁磁体将成为未来自旋动力学领域的重点研究方向。二维材料的重点研究方向包括：高质量二维材料及其多层异质结构的可控增长、异质结构和集成装置的界面（粘附和摩擦）力学、过渡金属二硫化物的低温合成等。在拓扑材料方面，机械超材料可能是新的重要研究方向，其具有负泊松比、负压缩性和声子带隙等新的机械性能。

五、聚合物、生物材料和其他软物质

高分子化合物物将在氛围、新能源和自然生态资源性操作、通讯网络和讯息、绿色等区域发挥出首要功用。

在环境领域：

配位合成树脂操作的方向上是以有效率和可长期的的方法安全使用原石和配位合成树脂好产品，实验方向上分为：实验被忽略的原料料（如畜牧业、工业园或人类生活呈现的固体废物，任何含碳或硅的材质）使其产生好用的配位合成树脂原料；将自修护原料市面化以提生其期、经用性和回收利用处理再生利用；提升溶合技術或任何机械进程的研制开发以建立相混塑胶片回收利用处理。

在能源和自然资源应用领域：

钻研大方向包扩：提供力量文件存储模式的稳定性和能力，包扩粉末状电解设备质、全有机的的动力电池组和采用液流动力电池组的硫化回归配位汇聚反应物；开放采用力量转变成的配位汇聚反应物，包扩有机的的光伏系统的和LED、膜结晶管、热电建筑公程施工原产品、影响韧性和可佩戴模式；开放采用力量-水构筑的配位汇聚反应物，如膜和抗被污染的建筑公程施工原产品；提供再生能源能力及能装卸搬运的清洁水的智力建筑公程施工建筑公程施工原产品；施行和融合深绿化学上的和公程原因、活力过渡期/可定期性政治思想，设计开放淘宝产品和好配位汇聚反应物系统。

在通信和信息领域：

深入分析定位涵盖：在汇聚物和有机酸物半导体芯片技术中，挺高电子元集成电路芯片中电势传导的电势载流子转迁率；在光电素材电子元集成电路芯片中，构思和研发管理选择了断构/性能/加工制作工艺 直接社会关系的半导体芯片技术有机酸物和汇聚物素材；的数据库系统的研发管理和操作。

在健康领域：

研发趋势还包括：升级基本概念配位合成树脂的纳米技术工艺的原文件的设定，加密至天然免疫工程项目建筑等新软件应用；联合开发能进第一步保持微纳结构设计以其提生生产设备和植入广告物的个性、一些注塑成型和车间创造将会性的增材创造技术工艺；经济发展基本概念配位合成树脂的策划 工程项目建筑以下降爬行动物建模 在食用的药物測試和的原文件測試中的食用。

在基础聚合物科学领域：

探讨目标其中包括：在很多个绝对误差条件内探讨缔合物的人工、的结构掌控、性能定性分析、各式各样加载等；别墅建造和整合实力更强、更易于收集操作权的专业检测设备；采用联席自主创新筹划来破除实践至和方法论至四种探讨球队之中的判断能力缺陷；联合开发可拥有、可扩大、时兼具更健康生物的周期的缔合物。

生态学制品相关原料的进每一步进展需求现进典型的结合具体措施、创新的定量分析机器及现进典型的来计算程度。的前景十年的科学设计趋势同时科学设计软产品的独立情况同时掌控有着与力量骨格组建一定本质和职能的结合相关原料的产生具体措施。的前景十年硅酸生态学制品相关原料的为最重要科学设计趋势分为生态学制品轻重金属的轻重金属相关原料和瓷质生态学制品相关原料、用硅酸颗粒的增材产生技术工艺、生态学制品原子核式相关原料耐腐蚀性的升降及糖化学上的。软生态学制品相关原料的为最重要趋势同时超原子核式插件中的的设计管理、水凝露相关原料内水的组建和扭运动学、微米的设计内好几个生态学制品表现的精准区域空间定位功能具体措施。

六、结构化材料和超材料

结构化材料都具有策划个人定制的相关物料基本特征和没有响应，施用形式化相关物料做出轻明确，能否不断提高一级能效、效果负荷业务能力和宝宝寿命使用性能同时活效率。将来的研发目标方向包扩设计应用于解耦和孤立调整基本特征的稳进具体方法，撰写形式化多相关物料系统软件等。

超材料是设计出来的具有特定功能（磁、电、振动、机械等）响应的结构化材料，这些功能一般在自然界不存在。超材料的未来研究方向包括：制造用于光子器件的纳米级结构，控制电磁相位匹配的非线性设计，设计能产生负折射率的非电子材料，减少电子跃迁的固有损失。

七、能量建筑装修材质、离子液体建筑装修材质和极致环保建筑装修材质

能源材料的研究方向包括：持续研发非晶硅、有机光伏、钙钛矿材料等太阳能转换为电能的材料，开发新的发光材料，研发低功耗电子器件，开发用于电阻切换的新材料以促进神经形态计算发展。催化材料的研究方向包括：改良催化材料的理论预测，高催化性能无机核/壳纳米颗粒的合成，高效催化剂适合工业生产及应用的可扩展合成方案，催化反应中助催化剂在活性位场上的选择性沉积，二维材料催化剂的研究。

极端环境材料是指在各种极端操作环境下能符合条件地运行的高性能材料，研究方向包括：基于科学的设计开发下一代极端环境材料，如利用对材料中与温度相关的纳米级变形机制的理解来改进合金的设计，利用对腐蚀机理的科学理解来设计新的耐腐蚀材料；理解极端条件下材料性能极限和基本退化机理。

八、水、可坚持性和整洁工艺中的相关材料钻研

碳捕集和储存的材料研究的机遇包括：基于溶剂、吸附剂和膜材料的碳捕集，金属有机框架等新型碳捕集材料，电化学捕集，通过地质材料进行碳封存。洁净水的材料问题涉及膜、吸附剂、催化剂和地下地质构造中的界面材料科学现象，需要开发新材料、新表征方法和新界面化学品。可再生能源储存方面的材料研究基于：研发多价离子导体和新的电池材料以提高锂离子电池能量密度，研发高能量密度储氢的新材料以实现水分解/燃料电池能量系统。

聚合物材料为可持续清洁技术领域提供独特的机遇和挑战，未来研究方向包括：利用可持续材料制备新塑料的方法，高度天然丰富的聚合物（如纤维素）的有效加工方式，稀土的高效使用、非稀土替代品的寻找和制备，稀土材料的回收和再利用，用于先进燃料电池的非铂催化剂。

九、移動、储放、泵送混凝土和治理电磁能的用料

热管理已成为从电池到高超音速飞机等诸多技术中最重要的方面之一，因为在高需求的设备和应用中，效率的微小提高会对能源的使用产生重大影响，需要加强能存储、转换、泵送和管理热能材料的开发。研究方向包括：开发更稳定和耐腐蚀的材料，或开发具有较大熔化热变化的新型相变材料，以提高太阳能热存储效率；开发新的热电材料，聚焦能量色散关系明显偏离传统谱带的固体材料；通过外力改变热特性或研究相变，开发新的有源热材料。

（的来源：在我国数员工自动化发展计划资询的研究院所）