材料領(lǐng)域未來展望
當(dāng)今材料科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要方向包括了:結(jié)構(gòu)功能一體化、功能材料智能化、材料與器件集成化、制備及應(yīng)用過程綠色化。主要體現(xiàn)在:
(1)信息材料向超高集成電路、超低線寬、器件微型化、多功能化、模塊集成化發(fā)展。信息載體由電子向光子發(fā)展,光通信、光傳感、光存儲、光轉(zhuǎn)換技術(shù)成為發(fā)展重點方向。DNA結(jié)構(gòu)微型芯片、壓電材料、信息存儲材料等值得高度關(guān)注。
(2)結(jié)構(gòu)材料向輕質(zhì)、高強(qiáng)高韌、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、低成本、環(huán)境友好、復(fù)合化、多功能化發(fā)展。以高性能、低成本制造技術(shù)為發(fā)展重點,向材料設(shè)計—制造—評價一體化、功能化(智能化以功能材料為基礎(chǔ))的方向發(fā)展。
(3)功能材料在新型電池材料和超級電容器材料、稀土永磁材料、生態(tài)環(huán)境材料、生物醫(yī)藥與仿生材料、超導(dǎo)材料等重點方向取得新突破。仿人機(jī)器人、骨整合技術(shù)值得關(guān)注。
(4)在材料共性關(guān)鍵技術(shù)方面,納米技術(shù)已經(jīng)成為世界高度關(guān)注點,實用化進(jìn)程加快,包括在納米生物傳感材料、生物醫(yī)用材料、紡織材料等。材料設(shè)計、制備、加工與綜合性能評價新技術(shù)使得材料微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計逐步實用化。材料智能化制備技術(shù)將材料設(shè)計、零部件設(shè)計、材料的合成制備及組織性能的實時在線監(jiān)測、反饋控制融為一體。
(5)材料的綠色制備技術(shù)、高效利用共性技術(shù)和工程化關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)成為提高產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力,形成大規(guī)模、低成本、環(huán)境友好材料產(chǎn)業(yè)的迫切需求。
中國的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展經(jīng)過30年的改革開放站在了新的十字路口,在“產(chǎn)業(yè)立國”的新歷史階段,中國的工業(yè)化之路也面臨新的選擇,從一個經(jīng)濟(jì)大國到一個經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國,新能源、新材料、信息產(chǎn)業(yè)、新醫(yī)藥、生物育種、節(jié)能環(huán)保、電動汽車等七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),將成為我國在本輪國際金融危機(jī)背景下繼4萬億元投資和十大產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃之后的新一輪刺激經(jīng)濟(jì)的方案。針對新材料成為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,基于占我國GDP 28%、城鎮(zhèn)就業(yè)人口近50%的材料領(lǐng)域現(xiàn)狀,充分發(fā)揮材料領(lǐng)域科研成果和專利技術(shù)居世界前列的優(yōu)勢,材料應(yīng)成為國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)與先導(dǎo),不僅要應(yīng)對金融危機(jī)和推動經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展,以促進(jìn)產(chǎn)品升級換代和節(jié)能減排;也要催生新技術(shù)革命和培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),以支撐國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的根本轉(zhuǎn)變。
材料領(lǐng)域?qū)猿譂M足當(dāng)前需求與實施長遠(yuǎn)戰(zhàn)略相結(jié)合,堅持新興產(chǎn)業(yè)培育與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)整相結(jié)合,堅持技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)與市場需求帶動相結(jié)合,堅持市場機(jī)制運(yùn)作與宏觀政策引導(dǎo)相結(jié)合,是未來材料領(lǐng)域發(fā)展的出發(fā)點和重點。
努力培育半導(dǎo)體照明、新型顯示系統(tǒng)、高性能電池、稀土功能材料、高性能纖維及復(fù)合材料、軍民兩用材料等高成長、高帶動戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)生長點。切實促進(jìn)具有廣闊的市場前景、資源消耗低、帶動系數(shù)大、就業(yè)機(jī)會多、綜合效益好的新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
奮力搶占微電子/光電子材料與器件、新型功能與智能材料、高性能結(jié)構(gòu)材料、納米材料和器件、先進(jìn)超導(dǎo)材料、高效能源材料、生態(tài)環(huán)境材料等新材料技術(shù)制高點;開展材料設(shè)計、制備加工與評價,材料高效利用,材料服役行為和工程化關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。
設(shè)計是機(jī)械制造業(yè)的靈魂,材料是基礎(chǔ),機(jī)械的高精度、長壽命、高度自動化是機(jī)械制造強(qiáng)國必由之路,為此,必須加強(qiáng)材料與零部件制造技術(shù)研究與開發(fā)。大力推進(jìn)鋼鐵、有色、石化、紡織、輕工、建材等量大面廣的基礎(chǔ)性原材料產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整與產(chǎn)業(yè)升級,實現(xiàn)關(guān)鍵共性技術(shù)的重點突破;提升能源利用效率,降低污染物排放,以應(yīng)對氣候變化,落實節(jié)能減排,實現(xiàn)我國材料產(chǎn)業(yè)由大變強(qiáng)。
“十二五”材料領(lǐng)域未來發(fā)展將實施前瞻部署策略,科學(xué)把握新技術(shù)的原創(chuàng)點;實施集成創(chuàng)新策略,重點搶占前沿技術(shù)制高點;實施引領(lǐng)發(fā)展策略,著重培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)生長點;實施重點跨越策略,始終立足產(chǎn)業(yè)化的著力點。切實加強(qiáng)我國材料高技術(shù)領(lǐng)域自主創(chuàng)新能力,切實推進(jìn)材料領(lǐng)域低碳化、高值化發(fā)展,切實提升產(chǎn)業(yè)的核心競爭力,為我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與國防安全提供強(qiáng)有力的材料支撐。
致謝:本文部分信息資料由“中國科學(xué)院武漢文獻(xiàn)情報中心先進(jìn)制造與新材料戰(zhàn)略情報研究小組”提供,謹(jǐn)致謝意!
(注:中科院化學(xué)所徐堅教授, 國家“863”新材料領(lǐng)域?qū)<医M組長)
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