中国工程院院士副院长干勇:新材料技术是一个     DATE: 2022-01-04 17:00

  新材料是支撑现代制造业的物质基础,也是国家七大战略性新兴产业之一。当新一轮科技革命与我国经济发展转型形成历史性交汇,我国新材料产业发展迎来一次难得的历史性机遇,也面临着“不赶上就出局”的巨大挑战。我国新材料发展面临怎样的发展形势?为什么说“赶不上就出局”?近日,记者就相关问题连线中国材料领域的专家——中国工程院院士干勇。

  记者:习总书记在山西视察时指出,新材料产业是战略性、基础性产业,也是高技术竞争的关键领域,我们要奋起直追、迎头赶上。为什么说新材料是战略性、基础性产业?

  干勇:万物都是由物质组成的,物质再往前发展一步,就是材料。我们的生活离不开材料,我们实体经济的发展、技术的发展,更离不开材料的支撑。材料产业是国民经济建设、社会进步和国防安全的物质基础。特别是现在,工业化同信息化的交叉融合使得整个工业化的进程加快,可以说,人类已经进入到一个新的时期。新时期要想加快发展,必须重视材料的作用。因为一代材料决定一代技术,技术的发展首先是材料的发展。新一代材料发展以后,才能带动新一代技术、新一代设备装备、新一代工程的发展。比如说,超导材料出现以后,我们才能生产出一系列高端医疗器械;新一代半导体材料用好以后,5G通信等才有进一步发展的可能。所以说,新材料是一个战略性、基础性的产业。

  新材料有两种,一种是我们发现了一些有新用途、新功能的材料,一种是对传统材料进行升级,使它产生新的性能。目前,我国在钢铁、有色金属、稀土金属、水泥、玻璃、化学纤维等百余种材料的产量上都居于世界前列。这些传统的基础材料经过先进技术制备后,就能够变成一种新的材料,进而可以再变成器件、模组等我们需要的制品用于一些工程的建设中。这种材料性能的变化,才产生了新的产业,进而产生新的装备,新的国家实力。就像我们的身体要想长大,必须先有骨骼、肌肉。所以,新材料技术是一个底盘技术。

  更重要的是,新材料还有一个先导性的引导作用。所有的先进产业的产生、发展,先进装备、高端装备的出现,首先得有能满足它这个先进功能的材料。所以材料的性能一旦提升以后,那么其他产业也相应跟着发展。材料应该是先行的。也正因为它有引导性,这才有战略性。

  你看我们以前研究制造一些高性能的飞机,有时候是飞机研究出来了,再去研制配套材料,后来就会发现,搞不上去了,因为来不及了。因为材料发展的周期比技术发展的周期要长,你整体设计的飞机出来以后,具体的材料不行,那飞机的质量水平肯定上不去。

  记者:我们国家在新材料发展上已取得哪些成果或具备哪些优势?还存在哪些亟待补足和完善的地方?

  干勇:目前,我们国家已经建立了比较健全的材料体系,国民经济所需的基本材料我们几乎都有。但是在新材料方面,尤其是很多高端材料,包括一些关键复合材料、新型能源材料、半导体材料、稀土功能材料、信息显示材料、生物医用材料等,我们还不具备。但可喜的是,我们国家在新材料方面也在奋力追赶,比如碳纤维、石墨烯等发展就很迅速,再比如我们的超级钢,现在普及应用也做得很好。

  此外,我们在新材料方面和一些发达国家的差距还在于对材料性能的提升上。现代经济社会的发展需要越来越精密的产业装备,这些精密的产业装备又需要超高纯的、高强度的以及特殊性能的材料,同时还要求材料的成本要低。尤其是像航空航天这样的战略性行业,所需的材料国外是不会卖给我们的,他们只会卖给我们飞机这种成品装备。所以一旦我们在这方面不具备生产能力,就会被人家“卡死”。

  所以我感觉,中国在关键战略材料上还需要发力,尤其是要加强自主创新能力。因为目前很多新材料以及新材料的生产技术都是国外发明的,所以很多新材料方面的标准都是国外定的。我们需要有自己的技术,才能有自己在新材料上的话语权。

  记者:有人认为未来5年将是我国新材料发展由大做强的关键时期。对此,您怎么看?

  干勇:为什么有人说未来5年是我国新材料发展由大做强的关键时期?我个人的看法是,今年是“十三五”规划收官之年,也是全面建成小康社会决胜之年,我们国家进入“十四五”以后,实际上正好是世界第四次工业革命时期。第四次工业革命,是以石墨烯、基因、虚拟现实、量子信息技术等为技术突破口的工业革命。前三次工业革命,中国都没赶上,都错过了。所以这一次,我们不能再落下了。

  我刚才也说了,材料是基础,所以材料首先要突破,我们的其他高新技术产业才能够做大做强。我觉得,今后10年到15年,我们国家的新材料产业发展必须要迈入国际一流方阵,实现从材料大国向材料强国的转变,我们才能提制造业强国这些概念,因为材料不强,其他的没办法真正强起来,最后还是要受制于人。材料上不突破,我们在第四次工业革命的浪潮中又要被人家落下了。

  另外,我们现在也具备从材料大国变成材料强国的条件。比如我们有大量材料领域的研究人员。材料研制的特点是周期长,尤其是要研究一种新材料,不仅时间很长,而且投入大,还没法马上取得应用。好在我们的研究人员不怕苦,我们的科研人才力量是充足的,我们国家150多所高校设有材料专业,新材料领域的两院院士有200多名,新材料的国家重点实验室超过60个,这些完整的体系已成为全面推动我们新材料产业发展的支撑。另外,我们国内有广阔的材料市场,市场需求量很大。经济会推动众多技术的发展,进而支持我们在新材料领域的研究。比如我们现在调整能源结构,对燃煤技术进行改造,需要几千万的耐热合金和耐热钢。还有我们进行深海开采,需要各种耐蚀合金和海水淡化膜材料。

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