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| 新材料 現代化強國的重要物質基礎 |
| 來源：人民日報 作者：中國工程院院士李元元 時間：2022/6/7 |
2017年6月22日，習近平總書記在山西考察時指出：“新材料產業是戰略性、基礎性產業，也是高技術競爭的關鍵領域，我們要奮起直追、迎頭趕上�！苯陙�，我國高新技術和產業快速發展，不斷對材料提出新要求，推動新材料持續創新發展。目前，可供人類使用的材料達5萬多種，高性能、高功能、多功能的新型材料正在陸續開發中。
材料是人類用來制造物品和建造設施的物質，我們看到的所有人造物品和設施都由材料構成。人類社會發展的歷史也是一部認識、開發、利用新材料的歷史。每一種重要新材料的開發和應用，都把人類認識自然和善用自然的能力提高到一個新的水平。特別是近200年來，材料科學技術的突破往往是科技革命的基礎和先導：19世紀，鋼鐵材料加速第一次工業革命進程，機器化生產代替手工業生產;幾十年后，電磁材料的發明推動第二次工業革命，機器化生產邁向工業化生產;20世紀，半導體材料的出現推動人類邁向信息化，迎來第三次工業革命;進入21世紀，新一代電子信息材料正在加速推進由信息化邁向智能化的第四次工業革命。
新材料應用不斷造福人類
我們今天所說的“新材料”，一般指上世紀80年代以來全球高新技術和新興產業快速發展催生的新一代材料。
與傳統材料相比，新材料最重要的特征是具有全新的優異性能或特殊功能。比如在通信領域，手機誕生之初還是“半截磚”式的大塊頭，后來，人們對電子器件小型化、高品質化的需求，催生了超精細化半導體材料、濾波材料、散熱材料、超薄玻璃等新材料，推動了智能手機的誕生、優化和普及。又比如，對大容量、抗干擾、保密性強的光纖通信的需求，推動新一代光纖玻璃替代傳統通信電纜中的銅、鋁等金屬，大大緩解了金屬生產帶來的環境、資源和能源等問題。與傳統材料相比，新材料發展也更加凸顯多學科交叉、產業融合、技術集約等特點。例如，未來的機器人(8.510, 0.10, 1.19%)將更具人性化特點，智能“軟材料”成為開發重點。這種自適應人造軟體需要物理、化學、機械學、電動力學、流體力學等諸多學科科研人員合作研發。
在第四次工業革命中，新材料研發及產業化正在發生巨大變革，越來越多的顛覆性前沿材料陸續被研發出來并得到產業化應用。例如，具有溶液納米晶性質的量子材料，在納米半導體領域表現出超乎尋常的新特性，將對生物醫療、照明產業、移動設備、新能源、通信技術產生深遠影響。又如被稱為“最輕固體材料”的氣凝膠，俗稱“藍煙”，具有極低的密度、高比表面積和高孔隙率，因此具有獨特的光學、熱學、力學、聲學以及電學性能，在航空航天、防災救災、儲能器件等領域具有廣泛的應用前景。
今天，伴隨智能感知技術、物聯網、人工智能、云計算等新一代信息技術應用，新材料產業化研發進程空前加快。數字化技術的引入，改變了新材料研發模式、應用開發及產業化體系建設，推動材料學進入數字化時代。
矚目未來，更多新材料的出現將帶來怎樣的新變化、新發展，還難以準確預見，不過有兩點是可以肯定的：一是生產要素和市場要素的變革，將不斷催生新經濟增長點和新興產業，產品個性化、定制化、人性化成為主流，為新材料提供了廣闊應用場景;二是圍繞可持續發展，能夠促進綠色、低碳、循環發展的新材料將大有可為。新能源材料是新能源、可再生能源開發利用的物質基礎;環境友好材料對節約資源、保護環境、維持生態平衡至關重要;輕質高強的新型結構材料則有助于節能降耗增效;等等。
推動材料大國邁向材料強國
當前，我國新材料研發生產已進入高速發展的快車道，為支撐我國經濟發展和社會進步做出巨大貢獻。
根據我國發展需求，新材料可分為先進基礎材料、關鍵戰略材料和前沿新材料。先進基礎材料是在傳統鋼鐵、水泥、玻璃等材料基礎上新發展的材料。比如超級鋼通過創新工藝讓鋼內部結構發生變化，從而實現超長壽命服役，對航空航天、輕型汽車、高速列車等結構材料的更新換代意義重大。目前，我國在該領域是領跑者。關鍵戰略材料如心臟支架，體積雖小但材料科技含量高，要同時具有自適應血管彈性、抗內膜增生、體內無毒降解、可攜帶血栓藥物等功能。前沿新材料是指正在研發的材料。比如，目前最薄、最堅硬、導電性和導熱性最好的材料石墨烯，已在傳感器、新能源電池以及海水淡化等領域表現出強勁的發展勢頭。我國在石墨烯領域的專利數和產業化程度在國際上處于領先地位。
在新材料科研領域，我國發明專利和科研論文數量可觀，尤其在前沿熱點領域表現出強勁勢頭，部分領域與國際一流水準形成并跑甚至領跑的局面。在新材料生產領域，我國形成了全球門類最全、規模最大的材料產業體系。同時我們也看到，由于新材料是一個涉及原材料、研發、加工、器件化集成等的復雜系統學科，當創新要素與生產要素融合時，我們在體系化協同創新能力、新材料企業的創新主體作用和材料“產學研用”一體化平臺建設等方面還有較大提升空間。
第四次工業革命正在為我國提供前所未有的重大機遇。新一代信息技術、新能源、智能制造、生物醫藥等新興產業快速發展，對材料進一步提出了超高純度、超高性能、超低缺陷、高速迭代、多功能、超耐用、低成本等要求。新材料在材料提取、合成、制備、加工、改性、應用等技術方面，也正向著新的高度攀登。我們有信心、有能力抓住這一機遇，推動我國從材料大國向材料強國邁進。在新材料研發方面，我們要通過結構材料功能化實現一體多性能;通過探究材料性能超常化，推出超性能、超耐用、超微觀可控、高迭代化新品種。我們還要提高新材料研發、生產和應用的智能化水平，以加快重大原創技術和行業顛覆性技術研究，實現新材料生產品質化、精準化、定制化、多樣化，實現材料產品與應用端科學集成一體化。
新材料的研發與應用，是衡量現代國家工業發展水平的重要指標。一個國家如果能在高附加值、高技術含量材料領域中占主導地位，在關鍵材料的國際競爭中居于領先地位，往往就能占據全球產業和經濟發展的戰略制高點。為此，新材料領域科技工作者正以只爭朝夕的精神，不斷加強新材料研發，推動我國早日成為材料強國。
李元元(作者為中國工程院院士、華中科技大學黨委書記)
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