2024年5月22日发(作者：羊又青)
现代新型材料在设计中的应用探究
摘要
随着社会经济和信息科技的发展，新型材料已逐步成为设计的一个重要元素，
对于完善产品的功能和丰富产品的内涵有着重要的作用。在日趋激烈的产业竞争
环境中，只有使企业和设计师认识到应用新型材料的重要性、以及新型材料在竞
争中发挥的巨大的优势，才能促使企业提升市场竞争力。21世纪是以新型材料
为重要基础的知识经济时代，只有掌握了最先进的材料，才能在高技术及产业的
发展上占有主动权。
关键词：新型材料 设计 应用 探究
前言
本文从设计的角度对新型材料进行探索，为设计拓宽更加宽广的创作空间。设
计是科学技术与人文艺术的有机结合，实现产品的使用功能需要科学技术来支
持，落实到材料，就要求材料具有某些特定的物理性能、化学性能等；能够满足
人们的生活需求。因此，本文将认真分析新型材料的基本性能，深入了解各种材
料的新特性，探讨材料与人之间的对应关系，使新型材料能更好地为设计服务，
通过实例分析，总结设计选择新型材料的方法、原则及一般规律，为设计师提供
选择、应用新型材料的一般依据。
正文
一、现代新型材料概述
新型材料是高新技术的基础和先导，其本身也能形成很大的高新技术产业，当
代高科技的竞争在很大程度上是新材料的发展和竞争，可以说任何高科技的进步
都离不开新材料的发展和利用，谁掌握了关键新型材料的核心技术，谁就掌握了
21世纪高新技术竞争的主动权，因而，材料科学已被公认为21世纪高科技产业
的基石，并与信息技术、能源技术和生物技术一起列为21世纪最重要、最有发
展潜力的领域。
新材料满足的条件：①新出现或正在发展中的具有传统材料所不具备的优异性
能的材料；②高技术发展需要，具有特殊性能的材料；③由于采用新技术（工艺、
装备），使材料性能比原有性能有明显提高，具有特殊性能的材料。
二、现代新型材料分类
同传统材料一样，新型材料也可以从结构组成、功能和应用领域等多种不同角
度对其进行分类，不同的分类之间又相互交叉和嵌套。目前，一般按应用领域和
当今的研究热点把新型材料分为以下的主要领域「1」：
电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、先进陶瓷材料、生态
环境材料、新型功能材料（含高温超导材料、磁性材料、金刚石薄膜、功能高分
子材料等）、生物医用材料、高性能结构材料、智能材料、新型建筑及化工新材
料等。
三、典型新型材料及在设计中的应用
1、电子信息材料
电子信息材料是指在微电子、光电子技术和新型元器件基础产品领域中所
用的材料。电子信息材料产品支撑着现代通信、计算机、信息网络技术、微机
械智能系统、工业自动化和家电等现代高技术产业。电子信息材料产业的发展规
模和技术水平，已经成为衡量一个国家经济发展、科技进步和国防实力的重要标
志，在国民经济中具有重要战略地位，是科技创新和国际竞争最为激烈的材料领
域。
（1）电子信息材料主要包括：
单晶硅为代表的半导体微电子材料；激光晶体为代表的光电子材料；介
质陶瓷和热敏陶瓷为代表的电子陶瓷材料；钕铁硼（NdFeB）永磁材料为代
表的磁性材料；光纤通信材料；磁存储和光盘存储为主的数据存储材料；
压电晶体与薄膜材料；贮氢材料和锂离子嵌入材料为代表的绿色电池材料
等「2」。
（2）电子信息材料发展的特点：
材料更新快、技术发展快、品种多；功能与容量增长快，性能价格不断改善；
可靠性日益提高；小型化、集成化的范围日益增大，集成度不断提高等。
（3）电子信息材料在设计中应用的案例分析：
半导体照明材料即LED，以笔记本产品为例，
采用白光LED作为液晶屏幕的背光源后，LED
背光源以多组排列与底部放置，来代替传统的
CCFL细灯管，在SONY VAIO TX笔记本上，就
使用了40个LED发光元件「3」。
此设计的优势：用LED代替细灯管后，导光板
可以用厚度均匀且可以把整体的厚度降低；对于
笔记本等移动型产品而言，使用LED可以提高整
机的使用时间，从而提升了移动时的持久性。
2、新能源材料
新能源材料包括太阳能、生物质能、核能、风能、地热、海洋能等一次能源以
及二次能源中的氢能「4」。新能源则是指实现新能源的转化和利用以及发展新能
源技能中所要用到的关键材料。主要包括储氢电极合金材料为代表的镍氢电池材
料，嵌锂碳负极和LiCoO2正负为代表的锂离子电池材料、燃料电池材料、Si半
导体材料为代表的太阳电池材料以及铀、氘、氚为代表的反应堆核能材料等。
(1) 新能源的特点：
相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界
严重的环境污染问题和资源（特别是化石能源）枯竭问题具有重要意义。同时，
由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要的意义。
(2) 新能源在设计中应用的案例分析：
以太阳能为例：太阳能光电产品通过太阳在光
的作用下，转化为电能的过程，是一种利用高新
技术研制的新能源，是21世纪人类所向往、所追
求的新光源。
太阳能路灯设计分析：①节能，它利用自然光
源，无需消耗电能，而且取之不尽用之不竭；②
环保，符合绿色环保要求，无污染、无辐射、保
护生态；③安全，由于产品部使用交流电，而且采用蓄电池吸收太阳能，通过低
压直流电转化为光能，是最安全的电源；④科技含量高，产品的核心装置是智能
控制器；⑤产品使用寿命长，安装成本低，维修方便；
3、纳米材料
纳米是一种衡量单位，三维空间中，至少有一维是在纳米级尺寸内的材料被称
2024年5月22日发(作者：羊又青)
现代新型材料在设计中的应用探究
摘要
随着社会经济和信息科技的发展，新型材料已逐步成为设计的一个重要元素，
对于完善产品的功能和丰富产品的内涵有着重要的作用。在日趋激烈的产业竞争
环境中，只有使企业和设计师认识到应用新型材料的重要性、以及新型材料在竞
争中发挥的巨大的优势，才能促使企业提升市场竞争力。21世纪是以新型材料
为重要基础的知识经济时代，只有掌握了最先进的材料，才能在高技术及产业的
发展上占有主动权。
关键词：新型材料 设计 应用 探究
前言
本文从设计的角度对新型材料进行探索，为设计拓宽更加宽广的创作空间。设
计是科学技术与人文艺术的有机结合，实现产品的使用功能需要科学技术来支
持，落实到材料，就要求材料具有某些特定的物理性能、化学性能等；能够满足
人们的生活需求。因此，本文将认真分析新型材料的基本性能，深入了解各种材
料的新特性，探讨材料与人之间的对应关系，使新型材料能更好地为设计服务，
通过实例分析，总结设计选择新型材料的方法、原则及一般规律，为设计师提供
选择、应用新型材料的一般依据。
正文
一、现代新型材料概述
新型材料是高新技术的基础和先导，其本身也能形成很大的高新技术产业，当
代高科技的竞争在很大程度上是新材料的发展和竞争，可以说任何高科技的进步
都离不开新材料的发展和利用，谁掌握了关键新型材料的核心技术，谁就掌握了
21世纪高新技术竞争的主动权，因而，材料科学已被公认为21世纪高科技产业
的基石，并与信息技术、能源技术和生物技术一起列为21世纪最重要、最有发
展潜力的领域。
新材料满足的条件：①新出现或正在发展中的具有传统材料所不具备的优异性
能的材料；②高技术发展需要，具有特殊性能的材料；③由于采用新技术（工艺、
装备），使材料性能比原有性能有明显提高，具有特殊性能的材料。
二、现代新型材料分类
同传统材料一样，新型材料也可以从结构组成、功能和应用领域等多种不同角
度对其进行分类，不同的分类之间又相互交叉和嵌套。目前，一般按应用领域和
当今的研究热点把新型材料分为以下的主要领域「1」：
电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、先进陶瓷材料、生态
环境材料、新型功能材料（含高温超导材料、磁性材料、金刚石薄膜、功能高分
子材料等）、生物医用材料、高性能结构材料、智能材料、新型建筑及化工新材
料等。
三、典型新型材料及在设计中的应用
1、电子信息材料
电子信息材料是指在微电子、光电子技术和新型元器件基础产品领域中所
用的材料。电子信息材料产品支撑着现代通信、计算机、信息网络技术、微机
械智能系统、工业自动化和家电等现代高技术产业。电子信息材料产业的发展规
模和技术水平，已经成为衡量一个国家经济发展、科技进步和国防实力的重要标
志，在国民经济中具有重要战略地位，是科技创新和国际竞争最为激烈的材料领
域。
（1）电子信息材料主要包括：
单晶硅为代表的半导体微电子材料；激光晶体为代表的光电子材料；介
质陶瓷和热敏陶瓷为代表的电子陶瓷材料；钕铁硼（NdFeB）永磁材料为代
表的磁性材料；光纤通信材料；磁存储和光盘存储为主的数据存储材料；
压电晶体与薄膜材料；贮氢材料和锂离子嵌入材料为代表的绿色电池材料
等「2」。
（2）电子信息材料发展的特点：
材料更新快、技术发展快、品种多；功能与容量增长快，性能价格不断改善；
可靠性日益提高；小型化、集成化的范围日益增大，集成度不断提高等。
（3）电子信息材料在设计中应用的案例分析：
半导体照明材料即LED，以笔记本产品为例，
采用白光LED作为液晶屏幕的背光源后，LED
背光源以多组排列与底部放置，来代替传统的
CCFL细灯管，在SONY VAIO TX笔记本上，就
使用了40个LED发光元件「3」。
此设计的优势：用LED代替细灯管后，导光板
可以用厚度均匀且可以把整体的厚度降低；对于
笔记本等移动型产品而言，使用LED可以提高整
机的使用时间，从而提升了移动时的持久性。
2、新能源材料
新能源材料包括太阳能、生物质能、核能、风能、地热、海洋能等一次能源以
及二次能源中的氢能「4」。新能源则是指实现新能源的转化和利用以及发展新能
源技能中所要用到的关键材料。主要包括储氢电极合金材料为代表的镍氢电池材
料，嵌锂碳负极和LiCoO2正负为代表的锂离子电池材料、燃料电池材料、Si半
导体材料为代表的太阳电池材料以及铀、氘、氚为代表的反应堆核能材料等。
(1) 新能源的特点：
相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界
严重的环境污染问题和资源（特别是化石能源）枯竭问题具有重要意义。同时，
由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要的意义。
(2) 新能源在设计中应用的案例分析：
以太阳能为例：太阳能光电产品通过太阳在光
的作用下，转化为电能的过程，是一种利用高新
技术研制的新能源，是21世纪人类所向往、所追
求的新光源。
太阳能路灯设计分析：①节能，它利用自然光
源，无需消耗电能，而且取之不尽用之不竭；②
环保，符合绿色环保要求，无污染、无辐射、保
护生态；③安全，由于产品部使用交流电，而且采用蓄电池吸收太阳能，通过低
压直流电转化为光能，是最安全的电源；④科技含量高，产品的核心装置是智能
控制器；⑤产品使用寿命长，安装成本低，维修方便；
3、纳米材料
纳米是一种衡量单位，三维空间中，至少有一维是在纳米级尺寸内的材料被称