美国国家科学院、工程院和医学科学院发布了针对材料研究的第三次十年调查--《材料研究前沿：十年调查》报告，评估了过去十年中材料研究领域的进展和成就，确定了2020-2030年材料研究的机遇、挑战和新方向，并提出了应对这些挑战的建议。
随着数字和信息时代的发展以及面临的全球挑战，材料研究对新兴技术、国家需求和科学的影响将更加重要。《材料研究前沿：十年调查》报告发布了未来10年材料研究的机遇，主要包括九大领域，《全球光伏》为您梳理光伏未来十年最新材料技术前沿!
1. 陶瓷、玻璃、复合材料和混合材料
陶瓷和玻璃研究领域的新机遇包括：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：③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。
2. 聚合物、生物材料和其他软物质
在能源和自然资源应用领域，研究方向包括：
①提高能量存储系统的安全性和效率，包括固体电解质、全有机电池和用于液流电池的氧化还原聚合物;
②开发用于能量转换的聚合物，包括有机光伏和LED、薄膜晶体管、热电材料、导致柔性和可穿戴系统;
④提高能源效率及能运输清洁水的智能建筑材料;
3. 超材料
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。
4. 能源材料、催化材料和极端环境材料领域
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。
5. 可再生能源储存方面的材料研究
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。
责任编辑：大禹
