曾經(jīng)封閉維修27個月的南京長江大橋,再度通車時,煥然一新、“輕裝上陣”。在一些關鍵部位,先進復合材料玄武巖纖維已嵌入體內(nèi),就像給大橋穿上一層堅硬而輕盈的鎧甲。
“玄武巖纖維的強度是鋼材的5—10倍,重量卻只有鋼材的四分之一至三分之一。”說起新材料的應用,玄武巖纖維生產(chǎn)應用國家地方聯(lián)合工程研究中心主任吳智深如數(shù)家珍。
材料賦能“新基建”創(chuàng)新與應用并重
產(chǎn)業(yè)升級,材料先行。
在國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會主任、中國工程院原副院長干勇院士看來,新材料是支撐現(xiàn)代制造業(yè)的“底盤技術”,新材料不僅支撐我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,同時自身也是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。
“過去我們有一個誤區(qū),總認為新材料是以前沒有的創(chuàng)新材料,比如石墨烯、納米管,其實只要材料性能得到提升、工藝實現(xiàn)改進的都是新材料。”江蘇產(chǎn)業(yè)技術研究院院長劉慶教授說。
以最常見的金屬材料為例,高強度齒輪鋼、航空發(fā)動機葉片、大飛機機體鋁合金等所用到的金屬已司空見慣,但是如果不經(jīng)創(chuàng)新改進,這些金屬材料根本無法滿足先進裝備的使用要求。
今年以來,廣受關注的“新基建”為產(chǎn)業(yè)界注入了一針“強心劑”。而這當中,無論是信息基礎設施、融合基礎設施還是創(chuàng)新基礎設施,都離不開新材料的支撐。
“以玄武巖纖維、碳纖維為代表的高性能纖維,廣泛應用于能源環(huán)境、交通海洋、航天航空等領域。”吳智深表示,先進復合材料已成為支撐先進制造、新基建、先進裝備及航天航空的關鍵基礎材料。
劉慶表示,目前我國新材料產(chǎn)業(yè)中凝聚了大量知識要素和技術要素,發(fā)展速度較快。已呈現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模、部分技術取得突破、區(qū)域集聚態(tài)勢明顯三個特點。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示,2019年我國新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值已達到4.5萬億元。
構建國內(nèi)國際“雙循環(huán)”,增強抗風險能力
近日,寧波江豐電子再獲榮譽,其發(fā)明專利“一種鉭靶材的制造方法”,獲得2019年度浙江省專利金獎。
鉭靶材也稱濺射靶材,是制造芯片上金屬導線的關鍵材料,目前全球只有三個國家的四家公司掌握。
“從微觀角度來說,濺射靶材上每個金屬原子的排列方向都會對芯片中的金屬互聯(lián)線的質量起決定性的影響。”江豐電子總工程師王學澤告訴記者。
江豐電子八年磨一“材”,如今,國產(chǎn)超高純?yōu)R射靶材不僅能夠替代進口,還出口到全球280多個半導體芯片制造工廠。
5月14日召開的中共中央政治局常委會上,提出構建“國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進的新發(fā)展格局”。所謂國內(nèi)國際雙循環(huán),簡單說就是既開發(fā)國內(nèi)市場,又拓展國際市場,兩條腿走路,兩方面相互促進。
“我國已成為名副其實的‘材料大國’,但‘材料強國’之路任重道遠。”劉慶說,初期市場培育,是新材料推廣應用的關鍵環(huán)節(jié),新材料“首批次”推廣應用困難是制約我國新材料技術創(chuàng)新成果產(chǎn)業(yè)化的關鍵瓶頸。
劉慶建議,在重大工程項目中,對國產(chǎn)新材料、新技術應秉持能用盡用、能研盡研的原則,推動自主創(chuàng)新產(chǎn)品首試首用。
創(chuàng)新進入“無人區(qū)”,攻堅自主可控
最近,華南理工大學材料科學與工程學院院長彭俊彪格外忙碌。他帶領團隊往返于學校和企業(yè)之間,他們研發(fā)的氧化物靶材已通過廠家完成試制組裝,并送往相關龍頭企業(yè)進行測試。“一旦測試通過,將可替代現(xiàn)有的非晶硅材料,能夠顯著提升TFT性能,有望進一步改善電視品質。”彭俊彪說。
“我國部分新材料技術創(chuàng)新已進入‘無人區(qū)’”,干勇表示,以新一代信息技術、新能源、智能制造等為代表的新興產(chǎn)業(yè)對材料提出了更高要求,新材料的研發(fā)難度前所未有,創(chuàng)新難度不斷加大。
先進的技術買不來,先進的材料更買不來。
吳智深建議,應對先進纖維復合材料產(chǎn)業(yè)重點支持。加強聯(lián)合攻關,有針對性地增加基礎研發(fā)的投入,開展共性關鍵技術和跨行業(yè)融合性技術研發(fā),建設先進復合材料的先進生產(chǎn)及典型應用示范基地。中國科學院理化技術研究所研究員汪鵬飛也提出建議,逐步開展氦資源的綜合開發(fā)利用,以滿足我國對氦資源的需求。
在彭俊彪看來,推動新材料的創(chuàng)新發(fā)展,除了加大科技研發(fā)投入的力度、鼓勵爭取0—1的原創(chuàng)成果外,還要創(chuàng)建有利于創(chuàng)新發(fā)展的市場環(huán)境。
“要加強原創(chuàng)性研究,加速新材料及其制備、生產(chǎn)技術的研發(fā),必須啟動新的體制機制探索。”劉慶說,針對新材料原始創(chuàng)新能力不足、創(chuàng)新鏈不通暢等問題,必須建立“自上而下”與“自下而上”相結合的創(chuàng)新體系。目前,長三角先進材料研究院已正式成立,構建的創(chuàng)新體系正吸引全國創(chuàng)新資源集聚,推動新材料領域的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。
關鍵詞: 棟梁
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