抵抗性提高60%以上！科学家开发纳米缝合技术让复合材料更轻更坚韧【附复合材料技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

4月19日消息，美国麻省理工学院的工程师们在最新的研究中证明，他们开发的纳米缝合方法可以有效防止复合材料层之间的裂纹扩展。该破性技术通过在复合材料层之间沉积化学生长的“碳纳米管森林”，将微小而密集的纤维紧紧地固定在一起，从而防止各层剥落或剪断，类似于超强的尼龙搭扣。

4月18日，相关研究成果已发表在美国科学促进会网站上，该技术有望应用在下一代飞机和航天器上，提高它们的耐久性和安全性。

研究团队证明，经过纳米缝合的复合材料层对裂缝的抵抗性提高了多达60%，这是一个巨大的进步。

这种方法涉及“种植”一片垂直排列的碳纳米管森林，也就是碳的空心纤维。为了种植纳米管，团队利用化学气相沉积过程在烤箱中使各种催化剂发生反应，导致碳在表面上沉积下来形成微小的、像头发一样的支撑物。最终，支撑物被移除，留下了一片密集的、垂直排列的碳微观组织。

此前，该实验室已经表明，纳米管森林可以生长并粘合到复合材料的层上，并且这种纤维增强复合材料可以提高材料的整体强度。

(图片来源：摄图网)

技术价值观察

我国复合材料行业产业链上游为基质材料和增强剂材料，中游按照集体材料不同分为树脂基复合材料、陶瓷基复合材料、金属基复合材料、水泥基复合材料和碳基复合材料，下游领域包括航天领域、汽车领域、建筑领域、风电领域等。

美国麻省理工学院的工程师们开发的纳米缝合方法可以有效防止复合材料层之间的裂纹扩展，该技术处于复合材料产业链的中游环节。

宏观市场观察

根据JEC的数据，2022年，北美市场以32%的市场份额占据全球复合材料区域市场的重要部分，结合Gitnux的数据，美国复合材料市场约占北美市场的70%。前瞻经初步统计得到，美国占据全球复合材料市场超22%的市场份额，为全球最大的复合材料区域市场之一。

注：尚未披露2023年数据，表中为2022年数据。

塑木复合材料产销规模

虽然我国塑木复合材料行业发展较美国、日本等发达国家较晚，但是得益于国家环保和资源节约政策的大力推行以及科学发展观和政府有关部门的支持，我国塑木复合材料行业发展异常迅猛，目前已经成为了一个基本不附着于其他产业而自成体系的新兴行业。根据中国林产工业协会塑木复合材料专业委员会统计数据，中国塑木复合材料的产量呈逐年增长的趋势，从2017年的255万吨，增长至2022年的410万吨以上。前瞻结合中国林产工业协会塑木复合材料专业委员会统计的国内塑木相关数据以及年复合增长率预测测算，初步统计2023年我国塑木复合材料产量在450万吨左右。

注： 2023年为前瞻初步统计值。

复合材料投融资正处于活跃阶段

根据IT桔子的统计数据，中国复合材料行业的融资事件和数量规模呈波动上涨趋势，当前正处于行业投融资的活跃阶段，其中行业投融资金额规模的峰值出现于2022年，达81.67亿元;投融资事件数量规模峰值位于2023年，为43起。

注：上述统计时间截至2024年3月27日，下同。

中国复合材料技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，与复合材料关键技术强关联的城市集群主要集中在华南和华东地区，并且以广东、福建省深为重点发展区域，未来布局复合材料技术及其他相关技术的发展路径，极大可能性在于华南、华东地区优先导入，其中可重点关注广东省广州市天河区、福建省福州市鼓楼区及广东省深圳市福田区所处的复合材料相关企业，以及该地方对于复合材料产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国复合材料行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》

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