新材料作為二十一世紀三大關鍵技術之一，是高新技術發展的基礎和先導，已成為全球經濟迅猛增長的源動力。
隨著科學技術發展，人們在傳統材料的基礎上，根據現代科技的研究成果，開發出新材料。新材料按組分為金屬材料、無機非金屬材料（如陶瓷、砷化鎵半導體等）、有機高分子材料、先進復合材料四大類。按材料性能分為結構材料和功能材料。結構材料主要是利用材料的力學和理化性能，以滿足高強度、高剛度、高硬度、耐高溫、耐磨、耐蝕、抗輻照等性能要求；功能材料主要是利用材料具有的電、磁、聲、光熱等效應， 以實現某種功能，如半導體材料、磁性材料、光敏材料、熱敏材料、隱身材料和制造原子彈、氫彈的核材料等。新材料在國防建設上作用重大。例如，超純硅、砷化鎵研制成功，導致大規模和超大規模集成電路的誕生，使計算機運算速度從每秒幾十萬次提高到每秒百億次以上；航空發動機材料的工作溫度每提高100℃，推力可增大24%；隱身材料能吸收電磁波或降低武器裝備的紅外輻射，使敵方探測系統難以發現等等。

在新材料產業中分布情況

　　21世紀科技發展的主要方向之一是新材料的研制和應用。新材料的研究，是人類對物質性質認識和應用向更深層次的進軍。

　　一、信息材料

　　信息材料是最活躍的新材料領域，微電子材料在未來10~15年仍是最基本的信息材料，集成電路及半導體材料將以硅材料為主體，化合物半導體材料及新一代高溫半導體材料共同發展。光電子材料將成為發展最快和最有前途的信息材料，主要集中在激光材料、高亮度發光二極管材料、紅外探測器材料、液晶顯示材料、光纖材料等領域。

　　2004年，在“國家半導體照明工程”計劃的推動下，我國半導體照明產業發展加速，關鍵技術取得突破，藍光功率型LED芯片發光效率達到90mW，處于國際先進水平;封裝的功率型白光LED發光效率超過30lm/W，達到國際先進水平。建立了上海、大連、廈門、南昌4個國家半導體照明產業化基地，民營資本投資近37億元人民幣，我國LED產業迎來了快速發展的時期。

　　2004年我國推出了激光電視樣機，技術水平達到國際先進。在激光顯示DPL晶體材料研究方面取得重要成果。例如，全固態激光材料的生長、后加工和鍍膜技術，高功率光學元件的鍍膜技術，鍍膜的直接檢測技術等。

　　二、新能源材料

　　新能源材料是發展新能源的核心和基礎，發展方向是開發綠色二次電池、氫能、燃料電池、太陽能（000591）電池和核能的關鍵材料。當前的研究熱點和技術前沿包括高能儲氫材料、聚合物鋰離子電池材料、質子交換膜燃料電池材料、多晶薄膜太陽能電池材料等。

　　2004年，我國在高性能鋰電池材料方面取得重大進展，為我國鋰電池產業更大發展，特別是鋰電池動力電池的發展創造了有利條件，打破了日本一統天下的局面，成為世界第二生產大國。我國自主開發的鈷鎳錳酸鋰成本僅為鈷酸鋰的一半，高溫穩定性也大幅度改善，改性天然石墨球負極材料已研制開發并投入批量生產。

　　近年來，我國太陽能電池發展很快，納晶太陽能電池材料研究取得了重要進展，其成本估算0.5-1$/pW。如果效率達到5%，性能價格比將超過非晶硅，有很強的市場競爭能力，成為值得關注的新型太陽能電池。

　　三、生物醫用材料

　　隨著生物技術、醫藥技術、信息技術、制造技術、納米技術和材料科學技術的迅猛發展與交互融合，新型和新概念生物醫用材料層出不窮。藥物控制釋放材料、組織工程材料、納米生物材料、生物活性材料、介入診斷和治療材料、可降解和吸收生物材料、新型人造器官、人造血液等代表了新的發展趨勢和方向。

　　在國家科技政策和計劃資助下，我國生物醫用材料已取得了長足進步，主要集中在骨科修復材料、藥物控釋材料、介入材料、組織工程支架材料等。我國組織工程材料以骨材料研究為主，形成了以四川、上海、武漢、北京等多家單位為代表的格局。隨著安泰科技（000969）股份、法爾勝等一些上市公司的介入及留學歸國人員的創業活動，我國介入診療材料與器械產業化取得了較大進展。國內年產值達到25—30億人民幣，國內市場占有率也有了較大提升，其中非血管和心血管介入治療產品國內市場分別達到70%和50%以上。

　　隨著人口老齡化、中、青年創傷的增加，高技術的注入，以及人類對自身健康的關注度隨經濟發展提高，生物醫用材料產業高速發展。2000-2010年全球市場復合增長率(CAGR)高達22%以上，2010年全球市場達US20億元，預計2009-2020年市場CAGR可保持15%左右，2015年世界市場可達US50余億元，2020年達US40余億元，與此同時帶動相關產業(不含醫療)新增產值約3倍，2015年和2020年直接和間接銷售總額分別可達4×US50億元≈US200余億元，和US560余億元。與2010年相比，2015和2020可新增工作崗位分別達200余萬個和600余萬個(按美國醫療器械產業每新增1個崗位，將另增1.5個配套產業崗位，2010年全球工作崗位≈250萬個計)。同時，它亦是世界貿易中最活躍的領域，年貿易額復合增長率達25%，正在成長為世界經濟的一個支柱性產業。

世界醫療器械及生物醫用材料市場及發展預測

　　生物醫用材料的研究與開發必須有明確的應用目標，即使化學組成相同的材料，其應用目的不同，不僅結構和性質要求不同，制造工藝也不同。因此，生物醫用材料科學與工程總是與其終端應用制品(一般指醫用植入體)密不可分，通常談及生物醫用材料，既指材料自身，也包括醫用植入器械。

　　按材料的組成和結構，生物醫用材料可分為醫用金屬、醫用高分子、生物陶瓷、醫用復合材料、生物衍生材料等。按臨床用途，可分為骨科材料，心腦血管系統修復材料，皮膚掩膜、醫用導管、組織粘合劑、血液凈化及吸附等醫用耗材，軟組織修復及整形外科材料，牙科修復材料，植入式微電子有源器械，生物傳感器、生物及細胞芯片以及分子影像劑等臨床診斷材料，藥物控釋載體及系統等。

　　盡管現代意義上的生物醫用材料僅起源于上世紀40年代中期，產業形成在上世紀80年代，但是由于臨床的巨大需求和科學技術進步的驅動，卻取得了巨大的成功。其應用不僅挽救了數以千萬計危重病人的生命，顯著降低了心血管病、癌癥、創傷等重大疾病的死亡率，而且極大地提高了人類的健康水平和生命質量。同時其發展對當代醫療技術的革新和醫療衛生系統的改革正在發揮引導作用，并顯著降低了醫療費用，是解決當前看病難、看病貴及建設和諧穩定的小康社會的重要物質基礎。

　　伴隨著臨床應用的巨大成功，一個高技術生物醫學材料產業已經形成，且是一個典型的低原材料消耗、低能耗、低環境污染(一個售價5000余元的藥物洗脫冠脈支架，其不銹鋼用量僅≈100mg，全球不銹鋼用量不超過1噸)、高技術附加值(知識成本可達總成本的50-70%)的新興產業，近十余年來以高達20%以上的年增長率持續增長，即使近年國際金融危機導致世界經濟衰退，2009年美國醫療器械產業仍保持7%的年增長率，表明其發展受外部環境影響很小，對國家經濟及安全具有重大意義，是世界經濟中最具生氣的朝陽產業。

　　生物醫用材料是當代科學技術中涉及學科最為廣泛的多學科交叉領域，涉及材料、生物和醫學等相關學科，是現代醫學兩大支柱—生物技術和生物醫學工程的重要基礎。由于當代材料科學與技術、細胞生物學和分子生物學的進展，在分子水平上深化了材料與機體間相互作用的認識，加之現代醫學的進展和臨床巨大需求的驅動，當代生物材料科學與產業正在發生革命性的變革，并已處于實現意義重大的突破的邊緣─再生人體組織，進一步，整個人體器官，打開無生命的材料轉變為有生命的組織的大門。在我國常規高技術生物醫用材料市場基本上為外商壟斷的情況下，抓住生物材料科學與工程正在發生革命性變革的有利時機，未來20-30年的世界生物材料科學與產業，刻意提高創新能力，不僅可為振興我國生物材料科學與產業，趕超世界先進水平贏得難得的機遇，且可為人類科學事業的發展做出中國科學家的巨大貢獻。

　　四、納米材料與技術

　　納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺寸(0.1-100 nm)或由它們作為基本單元構成的材料，這大約相當于10~100個原子緊密排列在一起的尺度。

　　納米材料與技術發展趨勢一方面是開展納米加工、納米電子、納米醫療以及機器人（300024）等未來能形成新興主導產業領域的基礎研究;一方面是對現在的信息高科技產業和傳統產業進行改造和提升。

　　目前，國內規模較大的納米產業主要包括特種納米碳材料、納米粉體材料、納米復合材料、納米改性的紡織品及醫療保健等領域。納米材料的應用尚處于初級階段，主要是利用納米粉體材料的功能特性，對傳統產品進行升級。在紡織行業，納米材料改性的功能纖維產品相繼問世;抗菌抑菌、紅外保溫、負離子釋放、自清潔、阻燃和防水防靜電產品已進入市場;納米涂料市場份額進一步擴大。

　　在最新的納米技術研究領域，我國也取得了重要突破，如我國研制出高穩定、可擦寫的有機分子納米存儲材料，存儲點尺寸為2個納米，存儲密度在1013比特/厘米2，是傳統存儲密度的105倍;在國際上首次創新提出GaAsSb/InGaAs非對稱雙量子阱結構，并在實驗上獲得室溫1.3微米發光納米材料在國內首次成功研制出性能良好的1.21-1.28微米室溫工作邊發射激光器。

　　五、超導材料與技術

　　超導材料與技術的發展趨勢是不斷探求更高溫度超導體，實現高溫超導材料產業化技術在能源、電力、移動通訊、國防領域的應用。從目前國際上高溫超導產業化應用的趨勢來看，在繼續改善BSCCO帶材(也稱為第一代帶材)的同時，各國正在努力研究開發一種在柔性金屬基帶上涂以YBCO厚膜的涂層導體(第二代高溫超導帶材)。鉍系高溫超導線材目前已實現商品化，主要產業化核心技術被美國、日本、中國、德國等少數國家所掌握。我國鉍系高溫超導線材已實現了產業化，在超導材料的應用方面如超導電纜、超導濾波器等方面取得了突破性進展。

　　2004年7月，北京云電英納超導電纜有限公司的三相交流33.5米35kV/2kA高溫超導電纜系統在云南昆明普吉變電站掛網運行成功，標志著我國已經掌握了超導電纜實用化的關鍵技術。這是全球第三組并網運行的超導電纜系統，綜合性能優于前兩組，多方面擁有自主關鍵技術。

　　2004年3月，清華大學研制的超導濾波器系統在中國聯通（600050）CDMA移動通信基站上現場試驗獲得圓滿成功。這是我國高溫超導技術在移動通信中的首次實際應用，各關鍵技術指標達到國際先進水平，成為繼美國之后、第二個擁有此類實用核心技術的國家。

　　六、化工新材料

　　化工新材料向高性能化、多功能化、精細化、低成本化、生產全球化、工藝無害化、裝置大型化、應用普及化、創新持續化、競爭激烈化方向發展。隨著催化劑技術、生物技術、納米技術、組合化學技術的發展，增強了技術人員對于微觀化學合成領域的控制能力，使得化工新材料新產品的合成更為靈活，速度不斷加快，效率也大為提高。專用性、功能性產品日益成為化工新材料領域中發展最快、研究最活躍的領域。

　　化工新材料由于涉及面廣，與下游應用結合緊密，因而成為邊緣學科活躍的領域。如納米技術與材料技術的結合，生物技術、醫療技術與材料技術的結合，膜材料技術與過程控制的結合等等為新學科的不斷涌現提供了機會。

　　七、高性能結構材料

　　高性能結構材料是支撐航空航天、交通運輸、電子信息、能源動力以及國家重大基礎工程建設等領域的重要物質基礎，是目前國際上競爭最激烈的高技術新材料領域之一。

　　在傳統材料改性優化方面，通過對鋼鐵凝固和結晶控制等基礎理論研究，發現冶金過程晶粒細化調控可大大提高鋼材強度，發展的新一代鋼鐵材料的強度約為目前普通鋼材的一倍，研究成果已部分應用于汽車、建筑等行業，被國內冶金界認為是推動鋼鐵行業結構調整、產品更新換代、提高鋼鐵行業技術水平的一次“革命”。

　　從世界上新材料的發展趨勢看，鋼鐵材料和有色金屬材料的生產一直在向短流程、高效率、節能降耗、潔凈化、高性能化、多功能化的方向發展;高性能結構陶瓷在保持原有耐高溫、高強度的前提下向強韌化、易成形加工方向發展;高分子材料向材料的微觀設計、多層次結構調控、集成化、智能化、多功能化方向發展;復合材料以高性能、低成本制造技術為發展重點，向材料設計-制造-評價一體化、功能化、智能化的方向發展。