在轻量化、降低油耗和日益增强的环保概念等因素驱动下，制造飞机的先进和可持续材料的价值不断增长。伴随着航空航天工业逐渐向飞机管理中的“从摇篮到坟墓”方向发展，在未来几年中，可持续材料的商业价值将增加一倍以上。
目前常用的航空航天材料主要包括金属合金和聚合物基复合材料，这些材料是根据航空航天需求而开发和定制，来实现较高的抗疲劳载荷、高强度和耐热性等。
此外，随着3D打印制造技术在航空航天领域的盛行，迫切需要开发适合增材制造平台的材料。当前可用的具有与增材制造（additive manufacturing，AM）组件兼容的材料主要包括钛合金粉末（Ti-6Al-4V）、钛合金激光沉积产品（Ti-6Al-4V）、镍基高温合金625等。
所有航空航天材料均需要经过严格的机械性能和耐用性测试，例如，用于受拉结构的材料要经过拉伸测试，而用于受压结构的材料要通过压缩试验验证。此外，航空航天还格外关注材料的吸湿性能，以确保在发动机应用中安全使用。这些测试内容包括材料的弹性模量、屈服强度、腐蚀和抗氧化等，以确保它们在航空环境中使用时不会退化或丧失功能。
近年来，碳纳米管（Carbon nanotubes，CNT）和基于CNT的碳纤维基材料在航空航天应用中越来越受到广泛欢迎。它们比目前使用的常规材料具有众多优势，因此，碳基材料代表了航空航天材料和工程的未来。
CNT纤维具有显着降低飞机重量的潜力，目前正在研究其在发动机应用中替代常规碳纤维环氧树脂基复合材料的可能性。因此，在未来几年内，以碳纳米管纱线为原料，开发高强度复合材料将引起科研人员强烈的研发兴趣。
与此同时，通过使用碳纳米管对碳纤维复合材料进行改性，可使航空航天复合材料具有导电性，从而带来了迄今为止无法想象的收益。CNT具有增强的电导率和导热率，这两个功能将为航空航天应用开辟新的功能可能性。在飞机除冰系统中，碳纳米管应用已经越来越多。
高拉伸模量的碳纤维的不断发展将有助于扩大飞机制造业的机会。目前正在开发的其他新型材料包括微纤化纤维素（microfibrillated cellulose，MFC），镁纳米自适应混杂纤维（也称为模糊纤维）、纤维金属层压板（Fiber metal laminates，FML）、增强铝（CentrAl）、陶瓷基复合材料（ceramic matrix composites，CMC）。
尽管材料的持续创新仍然是增长的主要动力，但飞机机队的持续扩张预示着未来健康的生产机会。美国和欧洲代表着大型市场，合计占有67.3％的市场份额。在分析期内，是增长快的市场，在预测期内复合年增长率为9.4％，这得益于航空业开启了一个新时代，正准备向雄心勃勃的“制造2025”目标迈进。
原创 钱 鑫 博士