传统硅酸盐材料不同于功能材料。
功能材料是指具有优异的电、磁、光、热、声、机械、化学和生物医学功能，以及特殊的物理、化学和生物效应，能够完成功能相互转化，主要用于制造各种功能部件，广泛应用于各种高科技领域的高科技材料。
功能材料是新材料领域的核心，是国民经济、社会发展和国防建设的基础和先导。它涉及信息技术、生物工程技术、能源技术、纳米技术、环保技术、空间技术、计算机技术、海洋工程技术等现代高新技术及其产业。功能材料不仅对高技术的发展具有重要的推动和支撑作用，而且对我国相关传统产业的转型升级和实现跨越式发展具有重要的推动作用。
功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成大规模的高技术产业集群，具有非常广阔的市场前景和极其重要的战略意义。世界各国都非常重视功能材料的研究、开发和应用，这已经成为世界各国新材料研发的重点和焦点，也是世界各国高技术发展战略竞争的焦点。在全球新材料研究领域，功能材料约占85%。在我国高技术(863)计划、国家重大基础研究[973]计划和国家自然科学基金项目中安排了许多功能材料技术项目(约占新材料领域的70%)，取得了大量的研究成果。
国外新型功能材料的发展现状
目前，国际功能材料及其应用技术正面临新的突破，如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能量转换与储能材料、生态环境材料、生物医学材料以及材料的分子和原子设计等。发展功能材料技术正成为一些发达国家加强经济和军事优势的重要手段。
超导材料实用的超导材料，如NbTi、Nb3Sn等，已经商业化，应用于很多领域，如核磁共振成像(NMRI)、超导磁体、大型加速器磁体等。SQUID作为超导弱电流应用的典范，在微弱电磁信号测量中发挥了重要作用，其灵敏度是其他任何非超导器件无法企及的。但由于常规低温超导体的临界温度太低，必须在昂贵复杂的液氦(4.2K)系统中使用，严重限制了低温超导应用的发展。
高温氧化物超导体的出现，突破了温度壁垒，将超导的应用温度从液氦(4.2K)提高到液氮(77K)。与液氦相比，液氮是一种非常经济的制冷剂，具有很高的热容量，给工程应用带来了极大的便利。另外，高温超导体都有相当高的上临界场[Hc2 (4K) >: 50T]可以用来产生20T以上的强磁场，这正好克服了常规低温超导材料的缺点。正是由于Tc和Hc2的本征特性所带来的这些巨大的经济和技术潜力，吸引了大量的科学工作者采用最先进的技术设备，对高Tc材料的超导机理、物理性质、化学性质、合成工艺和微观结构进行了广泛而深入的研究。高温氧化物超导体是非常复杂的多组分体系，在研究过程中会遇到涉及很多领域的重要问题，包括凝聚态物理、晶体化学、工艺技术和微结构分析等。材料科学研究领域的一些最新技术和手段，如非晶技术、纳米粉体技术、磁光技术、隧道显微术、场离子显微术等，都被用来研究高温超导体，其中很多都涉及到材料科学的前沿问题。高温超导材料的研究工作在单晶、薄膜、块体材料、导线和应用等方面取得了重要进展。
生物医用材料作为高技术的重要组成部分，已进入快速发展的新阶段，其市场销售额正以每年16%的速度递增。据预测，20年内，生物医用材料的份额将赶上医药市场，成为支柱产业。生物活性陶瓷已成为医用生物陶瓷的主要方向；生物降解高分子材料是医用高分子材料的一个重要方向；医用复合生物材料的研究重点是强韧化生物材料和功能性生物材料，具有治疗功能的HA生物材料的研究也非常活跃。
能源材料太阳能电池材料是新能源材料研发的热点。IBM研发的多层复合太阳能电池转换率高达40%。美国能源部用于氢能研究的总资金中，约有50%用于储氢技术。固体氧化物燃料电池的研究非常活跃，重点是电池材料，如固体电解质膜和阴极材料，以及用于质子交换膜燃料电池的有机质子交换膜等。，这些都是目前的研究热点。
生态环境材料生态环境材料是20世纪90年代国际高科技新材料研究中形成的一个新领域。他们的研发在日本、美国、德国等发达国家非常活跃。主要研究方向有:①与环境问题直接相关的材料技术，如可生物降解材料技术、CO 2气体固化技术、SOx和氮氧化合物催化转化技术、废弃物资源化技术、环境污染修复技术以及材料制备和加工中的清洁化。(2)开发能使经济可持续发展的环境兼容材料，如仿生材料、环保材料、氟利昂、石棉等有害物质的替代材料、绿色新材料等；③材料的环境协调性评价。
智能材料智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高科技新材料发展的重要方向之一，将支撑未来高科技发展，使传统意义上的功能材料和结构材料的界限逐渐消失，实现结构功能化和功能多样化。科学家预言，智能材料的发展和大规模应用将引发材料科学发展的重大革命。国外在智能材料的研发上取得了很多技术突破，比如英国航空航天公司的钢丝传感器，用于测试飞机蒙皮上的应变和温度；英国研制出一种快速响应的形状记忆合金，寿命达一百万次循环，输出功率高。当它作为刹车使用时，反应时间仅为10分钟。压电材料、磁致伸缩材料、导电高分子材料、电流变液、磁流变液等智能材料在航空领域的应用取得了一大批创新成果。
中国功能材料发展的现状和差距
我国非常重视功能材料的发展，功能材料在国家重点项目、“863”、“973”和国家自然科学基金中占有很大比重。在“九五”和“十五”计划中，特种功能材料也被列为“国防尖端”材料。这些科技行动的实施，使我国在功能材料领域取得了丰硕的成果。在“863”计划的支持下，开辟了超导材料、平板显示材料、稀土功能材料、生物医用材料、储氢等功能材料、金刚石薄膜、高性能固体推进剂材料、红外隐身材料、材料设计和性能预测等新领域，取得了一批接近或达到国际先进水平的研究成果，在国际上占有一席之地。镍氢电池和锂离子电池的主要性能指标和生产技术达到国外先进水平，促进了镍氢电池的产业化。功能陶瓷材料的研究和开发取得了显著进展。针对片式电子元器件，我国在高性能瓷材料研究方面取得突破，在低烧瓷材料和贱金属电极上形成自己的特色并实现产业化，使片式电容器材料及其元器件进入世界先进行列；高档钕铁硼产品研发和产业化取得显著进展，部分成分和相关技术获得自主知识产权；功能材料还为“两弹一星”、“四大装备、四颗卫星”等国防工程做出了决定性贡献。
目前，国际上功能材料的研究非常活跃，充满机遇和挑战，新技术和专利层出不穷。发达国家试图通过知识产权在特殊功能材料领域形成技术垄断，试图占领中国的广阔市场。这种情况在国内引起了极大的关注。近年来，我国在新型稀土永磁、生物医药、生态环保材料、催化材料及技术等领域加强了专利保护。但是，我们应该看到，目前我国在功能材料方面的创新研究还不够，专利申请数量尤其是国际原创专利数量与我国的地位还很不相称。我国的功能材料在系统集成方面也存在不足，需要改进和发展。
3.国内外社会经济发展对功能材料的需求分析。
1)功能材料国外需求分析
据预测，2001年，新材料技术产业在世界市场的销售额将超过4000亿美元，其中功能材料约占75 ~ 80%。就一些特殊功能材料而言，其市场也是巨大的。1995年，信息功能陶瓷材料及其制品的世界市场销售额达到210亿美元，预计到2010年将达到800亿美元。2000年超导材料销售额达到80亿美元，预计2010年销售额将达到600亿美元，其中高温超导电力设备全球销售额将达到50-60亿美元。到2020年，超导相关产业的全球产值(按1995的价格估算)到2000年可能达到150亿。2010年，全球钕铁硼永磁材料市场需求将达到146万吨，产值80亿美元，带动相关产业产值700亿美元。生物医学材料是一个迅速发展的高科技领域。目前全球生物医用材料及制品产值超过700亿美元，美国约400亿美元，相当于半导体产业。它是美国经济中最活跃、出口量最大的六大行业之一。近年来每年保持20%以上的持续增长。据估计，到本世纪第一个十年，生物医学材料工业将达到医药市场的份额。随着各国政府广泛采取可持续发展政策，生态环保材料的市场需求也将快速增长，预计2010年社会需求将高于500亿美元。可见，在全球经济中，无论是对特殊功能材料的需求规模还是需求增速都是相当惊人的。
2)功能材料国内需求分析
作为一个拥有654.38+0.2亿人口的大国，中国正在实施宏大的第三步发展战略。这一基本国情和特殊功能材料在经济社会发展中的重要作用和地位，决定了我国对功能材料的需求将是巨大的。
功能材料不仅是发展我国信息技术、生物技术、能源技术等高科技领域的重要基础材料，也是改造提升我国基础产业和传统产业的基础，直接关系到我国资源、环境和社会的可持续发展。
中国的国防现代化遭到了以美国为首的西方国家的封锁和禁运，中国的国防关键特种功能材料不可能靠进口解决，必须走独立自主、自力更生的道路。如军事通信、航空、航天、导弹、热核聚变、激光武器、激光雷达、新型战斗机、主战坦克和军用高能量密度部件等。，都离不开特殊功能材料的支持。
中国经济的快速增长和社会的可持续发展迫切需要发展新能源和能源材料。能源材料是发展能源技术、提高能源生产和利用效率的关键因素。目前，中国是世界上能源消费增长最快的国家，也是一个能源短缺的国家。发展电动汽车、使用清洁能源、节约石油资源等政策措施使得新能源转换和储能材料的需求不断增加。近年来，随着电子信息技术的快速发展，我国手机、笔记本电脑等便携式电器的用户数量每年以20%以上的速度增长，形成了对小型高能量密度电池的巨大社会需求。
随着移动通信等新一代电子信息技术的迅速崛起，信息功能陶瓷作为大量基础电子元器件的核心，日益成为我国相关高技术发展的需求重点。按照5%的世界市场份额计算，2010年中国信息功能陶瓷材料及制品年销售额将达到300亿元，对信息通信产业的发展具有重要作用。
中国是稀土大国，工业储量占世界总储量的70%以上。中国在发展稀土功能材料方面具有独特的资源优势。例如，世界稀土永磁材料年均增长率为23%，而中国高达60%。1995年，全球钕铁硼永磁材料产量为6000吨，其中中国2000吨，占总量的1/3。预测2010年全球钕铁硼永磁材料产量将达到14.6万吨。稀土在发光、催化等领域的应用也有广阔的市场需求。
中国西部还有一些丰富的资源，如稀土、钨、钛、钼、钽、铌、钒和锂，有些工业储量甚至占世界总储量的一半以上。这些资源是特殊功能材料的重要原料。研发与上述要素相关的特种功能材料，拓宽其应用领域，获得自主知识产权，将大大提高我国相关特种功能材料和产品在国际市场上的竞争力，对于实现西部资源的高附加值利用，将西部资源优势转化为技术优势和经济优势具有重要意义，并将有力支撑国家西部大开发。
随着中国人民生活质量的进一步提高，中国潜在的生物医用材料市场将很快转化为充满活力的现实市场，从而创造巨大的社会效益和经济效益，成为国民经济的支柱产业。
中国确立了“在发展中解决保护，在保护环境的基础上实现可持续发展”的原则，签署了相关国际公约，通过了国家环保法律法规，为生态环保材料需求的发展创造了有利条件。发展生态环境材料不仅有巨大的社会经济需求，而且对我国加入世贸组织、融入国际社会、提升国际地位具有重要作用。此外，生态环保材料在中国的“科技、人文、绿色”奥运工程中也发挥着特殊的作用。
总之，未来五到十年，我国经济、社会和国家安全对功能材料的需求巨大，功能材料是关系到我国能否顺利实现第三步战略目标的关键新材料。
4、发展重点和关键技术选择
1)发展重点
高温超导材料的制备及应用技术
稀土功能材料
新能源转换材料和技术(能源材料)
生物医学材料
绿色奥运工程材料与技术
分离膜材料与技术(海水、氯碱膜)
印刷(制版、感光)和显示(有机发光二极管)材料
传统产业技术的高新技术改造
2)关键技术的选择
能源材料
①固体氧化物燃料电池:
固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种新型绿色能源装置，具有比质子交换膜燃料电池更高的转换效率和节能效果，可减少50%的二氧化碳排放且不产生氮氧化合物，已成为发达国家重点发展的新能源技术。然而，目前研究的固体氧化物燃料电池的工作温度达到800 ~ 900℃，其关键部件的材料制备一直成为制约固体氧化物燃料电池发展的瓶颈。应突破的关键技术是:a)高性能电极材料及其制备技术；b)新型电解质材料和电极支撑电解质膜的制备技术；c)电池结构及其制备工艺的优化设计；d)研究电池的结构、性能和特性。
②光电转换效率大于18%的硅基太阳能电池商业化；
研制出低成本、大面积、商业化的硅基太阳能电池及其组件，光电转换效率大于18%。
③太阳能综合利用(光电、热电、换热)及其与风力发电耦合技术；建立并实施整体利用效率为15%的后端聚焦太阳能光伏、热电、热交换系统，建立太阳能综合利用与风力发电耦合的实用分布式地面电站，可并网供电。
稀土材料
①稀土催化材料
②稀土永磁材料
突破高性能(N50)、高均匀性、高工作温度、低温度系数的烧结稀土永磁材料和高性能粘结稀土永磁材料(磁能积20MGOe)的产业化关键技术。
③白光LED节能照明系统，亮度高，寿命长。
低成本、高亮度、长寿命的白光LED节能照明系统已经产业化，进入寻常百姓家。
生物医学材料
①生物芯片；
②生物相容性、可降解或可再生的人体软硬组织替代材料；
③具有分子识别和特异性免疫功能的血液净化材料和装置。
生态环境材料
①有机膜分离技术:海水(或盐碱水)中脱盐效率50%的有机膜的应用及产业化。
②固沙植被的材料和技术；
③节能环保建筑材料及其关键技术:
突破日产2000吨的流态化水泥烧成技术，其单位能耗和粉尘排放低于目前的新型干法；实现纯氧燃烧生产浮法建筑玻璃的工业化。
特殊功能材料
①无机分离催化膜:突破无机分离催化膜(透氧膜、分子筛膜、透氢膜)关键制备技术，建立天然气催化转化制合成气和液体燃料、天然气直接转化制乙烯、生物质原料制乙醇、天然气制氢等示范生产装置。
②大尺寸光学金刚石薄膜；
③有机磁性材料:突破本征有机磁性材料的关键技术。
④敏感材料和传感器。
超导材料
高温超导材料的制备及应用技术