功能材料是新材料領域的核心，對高技術的發展起著重要的推動和支撐作用。在全球新材料研究領域，功能材料約占85%。隨著信息社會的到來，特殊功能材料在推動和支持高技術發展方面發揮著重要作用。它們是21世紀信息、生物、能源、環保、空間等高科技領域的關鍵材料，成為世界各國新材料領域的研發重點，也是世界各國高科技發展戰略競爭的焦點。
鑒於功能材料的重要地位，世界各國都非常重視功能材料技術的研究。從65438年到0989年，美國200多位科學家撰寫了《90年代的材料科學與材料工程》報告，提出政府支持的6種材料中有5種屬於功能材料。從1995到2001，特殊功能材料和產品技術在美國國家關鍵技術兩年期報告中占有很大比重。2001年，日本文部科學省科學技術政策研究所發布的第七次技術預測研究報告，列舉了100個影響未來的重要課題，其中壹半以上是新材料或依賴於新材料發展的課題，而且大部分是功能材料。歐盟第六框架計劃和韓國國家計劃都將功能材料技術列為各自最新科技發展計劃中重點支持的技術之壹。各國都非常重視功能材料在發展國民經濟、維護國家安全、增進人民健康、提高人民生活質量方面的突出作用。
國外新型功能材料的發展現狀
目前，國際功能材料及其應用技術正面臨新的突破，如超導材料、微電子材料、光子材料、信息材料、能量轉換與儲能材料、生態環境材料、生物醫學材料以及材料的分子和原子設計等。發展功能材料技術正成為壹些發達國家加強經濟和軍事優勢的重要手段。
超導材料實用的超導材料，如NbTi、Nb3Sn等，已經商業化，應用於很多領域，如核磁共振成像(NMRI)、超導磁體、大型加速器磁體等。SQUID作為超導弱電流應用的典範，在微弱電磁信號測量中發揮了重要作用，其靈敏度是其他任何非超導器件無法企及的。但由於常規低溫超導體的臨界溫度太低，必須在昂貴復雜的液氦(4.2K)系統中使用，嚴重限制了低溫超導應用的發展。
高溫氧化物超導體的出現，突破了溫度壁壘，將超導的應用溫度從液氦(4.2K)提高到液氮(77K)。與液氦相比，液氮是壹種非常經濟的制冷劑，具有很高的熱容量，給工程應用帶來了極大的便利。另外，高溫超導體都有相當高的上臨界場[Hc2 (4K) >: 50T]可以用來產生20T以上的強磁場，這正好克服了常規低溫超導材料的缺點。正是由於Tc和Hc2的本征特性所帶來的這些巨大的經濟和技術潛力，吸引了大量的科學工作者采用最先進的技術設備，對高Tc材料的超導機理、物理性質、化學性質、合成工藝和微觀結構進行了廣泛而深入的研究。高溫氧化物超導體是非常復雜的多組分體系，在研究過程中會遇到涉及很多領域的重要問題，包括凝聚態物理、晶體化學、工藝技術和微結構分析等。材料科學研究領域的壹些最新技術和手段，如非晶技術、納米粉體技術、磁光技術、隧道顯微術、場離子顯微術等，都被用來研究高溫超導體，其中很多都涉及到材料科學的前沿問題。高溫超導材料的研究工作在單晶、薄膜、塊體材料、導線和應用等方面取得了重要進展。
生物醫用材料作為高技術的重要組成部分，已進入快速發展的新階段，其市場銷售額正以每年16%的速度遞增。據預測，20年內，生物醫用材料的份額將趕上醫藥市場，成為支柱產業。生物活性陶瓷已成為醫用生物陶瓷的主要方向；生物降解高分子材料是醫用高分子材料的壹個重要方向；醫用復合生物材料的研究重點是強韌化生物材料和功能性生物材料，具有治療功能的HA生物材料的研究也非常活躍。
能源材料太陽能電池材料是新能源材料研發的熱點。IBM研發的多層復合太陽能電池轉換率高達40%。美國能源部用於氫能研究的總資金中，約有50%用於儲氫技術。固體氧化物燃料電池的研究非常活躍，重點是電池材料，如固體電解質膜和陰極材料，以及用於質子交換膜燃料電池的有機質子交換膜等。，這些都是目前的研究熱點。
生態環境材料生態環境材料是20世紀90年代國際高科技新材料研究中形成的壹個新領域。他們的研發在日本、美國、德國等發達國家非常活躍。主要研究方向有:①與環境問題直接相關的材料技術，如可生物降解材料技術、CO 2氣體固化技術、SOx和氮氧化合物催化轉化技術、廢棄物資源化技術、環境汙染修復技術以及材料制備和加工中的清潔化。(2)開發能使經濟可持續發展的環境兼容材料，如仿生材料、環保材料、氟利昂、石棉等有害物質的替代材料、綠色新材料等；③材料的環境協調性評價。
智能材料智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設計材料之後的第四代材料，是現代高科技新材料發展的重要方向之壹，將支撐未來高科技發展，使傳統意義上的功能材料和結構材料的界限逐漸消失，實現結構功能化和功能多樣化。科學家預言，智能材料的發展和大規模應用將引發材料科學發展的重大革命。國外在智能材料的研發上取得了很多技術突破，比如英國航空航天公司的鋼絲傳感器，用於測試飛機蒙皮上的應變和溫度；英國研制出壹種快速響應的形狀記憶合金，壽命達壹百萬次循環，輸出功率高。當它作為剎車使用時，反應時間僅為10分鐘。壓電材料、磁致伸縮材料、導電高分子材料、電流變液、磁流變液等智能材料在航空領域的應用取得了壹大批創新成果。
中國功能材料發展的現狀和差距
我國非常重視功能材料的發展，功能材料在國家重點項目、“863”、“973”和國家自然科學基金中占有很大比重。在“九五”和“十五”計劃中，特種功能材料也被列為“國防尖端”材料。這些科技行動的實施，使我國在功能材料領域取得了豐碩的成果。在“863”計劃的支持下，開辟了超導材料、平板顯示材料、稀土功能材料、生物醫用材料、儲氫等功能材料、金剛石薄膜、高性能固體推進劑材料、紅外隱身材料、材料設計和性能預測等新領域，取得了壹批接近或達到國際先進水平的研究成果，在國際上占有壹席之地。鎳氫電池和鋰離子電池的主要性能指標和生產技術達到國外先進水平，促進了鎳氫電池的產業化。功能陶瓷材料的研究和開發取得了顯著進展。針對片式電子元器件，我國在高性能瓷材料研究方面取得突破，在低燒瓷材料和賤金屬電極上形成自己的特色並實現產業化，使片式電容器材料及其元器件進入世界先進行列；高檔釹鐵硼產品研發和產業化取得顯著進展，部分成分和相關技術獲得自主知識產權；功能材料還為“兩彈壹星”、“四大裝備、四顆衛星”等國防工程做出了決定性貢獻。
目前，國際上功能材料的研究非常活躍，充滿機遇和挑戰，新技術和專利層出不窮。發達國家試圖通過知識產權在特殊功能材料領域形成技術壟斷，試圖占領中國的廣闊市場。這種情況在國內引起了極大的關註。近年來，我國在新型稀土永磁、生物醫藥、生態環保材料、催化材料及技術等領域加強了專利保護。但是，我們應該看到，目前我國在功能材料方面的創新研究還不夠，專利申請數量尤其是國際原創專利數量與我國的地位還很不相稱。我國的功能材料在系統集成方面也存在不足，需要改進和發展。
未來五到十年，中國的經濟、社會和國家安全對功能材料有著巨大的需求，而功能材料是關系到中國能否順利實現第三步戰略目標的關鍵新材料。
發展重點
高溫超導材料的制備及應用技術
稀土功能材料
新能源轉換材料和技術(能源材料)
生物醫學材料
綠色奧運工程材料與技術
分離膜材料與技術(海水、氯堿膜)
印刷(制版、感光)和顯示(有機發光二極管)材料
傳統產業技術的高新技術改造
關鍵技術選擇
能源材料
①固體氧化物燃料電池:
固體氧化物燃料電池(SOFC)是壹種新型綠色能源裝置，具有比質子交換膜燃料電池更高的轉換效率和節能效果，可減少50%的二氧化碳排放且不產生氮氧化合物，已成為發達國家重點發展的新能源技術。然而，目前研究的固體氧化物燃料電池的工作溫度達到800 ~ 900℃，其關鍵部件的材料制備壹直成為制約固體氧化物燃料電池發展的瓶頸。應突破的關鍵技術是:a)高性能電極材料及其制備技術；b)新型電解質材料和電極支撐電解質膜的制備技術；c)電池結構及其制備工藝的優化設計；d)研究電池的結構、性能和特性。
②光電轉換效率大於18%的矽基太陽能電池商業化；
研制出低成本、大面積、商業化的矽基太陽能電池及其組件，光電轉換效率大於18%。
③太陽能綜合利用(光電、熱電、換熱)及其與風力發電耦合技術；建立並實施整體利用效率為15%的後端聚焦太陽能光伏、熱電、熱交換系統，建立太陽能綜合利用與風力發電耦合的實用分布式地面電站，可並網供電。
稀土材料
①稀土催化材料
②稀土永磁材料
突破高性能(N50)、高均勻性、高工作溫度、低溫度系數的燒結稀土永磁材料和高性能粘結稀土永磁材料(磁能積20MGOe)的產業化關鍵技術。
③白光LED節能照明系統，亮度高，壽命長。
低成本、高亮度、長壽命的白光LED節能照明系統已經產業化，進入尋常百姓家。
生物醫學材料
①生物芯片；
②生物相容性、可降解或可再生的人體軟硬組織替代材料；
③具有分子識別和特異性免疫功能的血液凈化材料和裝置。
生態環境材料
①有機膜分離技術:海水(或鹽堿水)中脫鹽效率50%的有機膜的應用及產業化。
②固沙植被的材料和技術；
③節能環保建築材料及其關鍵技術:
突破日產2000噸的流態化水泥燒成技術，其單位能耗和粉塵排放低於目前的新型幹法；實現純氧燃燒生產浮法建築玻璃的工業化。
特殊功能材料
①無機分離催化膜:突破無機分離催化膜(透氧膜、分子篩膜、透氫膜)關鍵制備技術，建立天然氣催化轉化制合成氣和液體燃料、天然氣直接轉化制乙烯、生物質原料制乙醇、天然氣制氫等示範生產裝置。
②大尺寸光學金剛石薄膜；
③有機磁性材料:突破本征有機磁性材料的關鍵技術。
④敏感材料和傳感器。