人民日報海外版:中國新材料更多走出實驗室

發布時間:2018-01-26 瀏覽次數:5571 次

1月7日,中車長春軌道客車股份有限公司研制出具有完全自主知識產權的世界首輛全碳纖維復合材料地鐵車體。碳纖維性能優異,廣泛應用于國防、交通、航空航天、風電、休閑娛樂等領域,被譽為“黑色黃金”。此次研發的全碳纖維復合材料車體,整車較同類地鐵金屬車體減重約35%,能有效提高運載能力并降低能耗和使用成本,減少對地鐵線路的磨損。更重要的是,這次研制成功探索了碳纖維復合材料在軌道交通大批量工業化生產應用的方向和實施路徑。

新材料是國家七大戰略性新興產業之一,多年來,中國在新材料技術領域加強研究,部分領域已處于世界先進水平。多位業內人士和專家認為,中國新材料產業發展空間巨大,同時在新材料方面不缺原創技術,但科技成果轉化和產業化水平有待提高。聚合產業創新,讓技術成果走出實驗室,成為中國新材料產業的發展方向。

“用錢買不來”的新材料

產業化發展怎么樣

從3D打印技術到柔性顯示屏,從復興號高鐵到國產大飛機,說起新材料,看似很籠統,其實正悄無聲息地改變著我們的生活。

材料是制造業的基礎,而新材料是國家科技進步的基石?!靶虏牧鲜怯缅X買不來的?!痹谥袊こ淘涸菏看饔滥昕磥?,鋼鐵是高樓大廈的骨架,鋁鎂鈦則是車、船、飛機、火箭的基材。新材料支撐高科技產業發展,并創造超高的經濟效益已經成了全球公認的事實,很多發達國家早已在各個高新領域提前布局,甚至有壟斷之勢。

而在中國,新材料產業也日益受到關注。2010年,中國首次將新材料作為一個獨立的產業,列入七大戰略性新興產業之內。發展至今,中國新材料技術水平不斷提高,產業規模日益壯大,綜合實力明顯增強,有力支撐了國民經濟發展和國防科技工業建設。

在產業規模方面,多年來,中國新材料產業正以超24%的年均增速穩步發展,尤其是在稀土功能材料、先進儲能材料、光伏材料、有機硅、超硬材料等領域產能居世界前列。業內人士預計,到2020年,中國新材料產業總值將超過6萬億元。

在創新能力方面,創新成果不斷涌現,填補國內空白。中國在超材料、超導材料、石墨烯、液態金屬等前沿領域的新材料研制取得重要進展。

在產業結構方面,一批龍頭企業不斷成長,北京、天津、深圳、寧波等地區初步形成了新材料產業集群,全國已建設了48個新材料領域相關基地,形成了一批發展載體。

與此同時,中國新材料應用水平也不斷提升。工信部數據顯示,目前,中國化工新材料保障能力達到了63%,高強高韌汽車用鋼、硅鋼片等國內市場占有率達到90%以上。

2017年初,《新材料產業發展指南》正式發布,提出到2020年,先進基礎材料總體實現穩定供給,關鍵戰略材料綜合保障能力超過70%,前沿新材料取得一批核心技術專利,部分品種實現量產。同時,推動新材料等領域關鍵技術產業化,也被國家發改委列為2018年中國經濟社會發展和改革領域的重點工作之一。

“有材不好用,好材不敢用”

創新成果轉化難在哪兒

多年來,中國在新材料技術研究方面投入了大量精力,在石墨烯、超材料、超導材料等前沿新材料領域具備較好發展基礎,部分領域甚至處于世界先進水平。然而,中國新材料進口依賴度較高,相當一部分領域的國產化率仍在50%以下。

為何會出現這種差距?

工信部相關負責人表示,中國新材料技術積累比較薄弱,整體創新實力不強。一方面,創新資源、創新力量非常分散,尚未形成與產業鏈相匹配的創新鏈條。另一方面,技術創新以實驗室為主,側重于解決材料的有無問題,對工程化、產業化的關注不多。

這一觀點同樣得到業內人士的認同。聯泓新材料有限公司董事長鄭月明表示,中國在新材料方面并不缺原創技術,甚至很多材料在國外出來產品的前10年,中國的科研院所就已經掌握了相關技術,但就是轉化不成產品。

從技術研發到產品轉化,究竟難在哪兒?新材料企業金發科技集團董事長袁志敏為本報記者舉了一個例子:30多年前,汽車的保險杠多是鋼鐵制成的,而現在多為塑料材質,這就是新材料在汽車應用領域的突破。而把鋼鐵換成塑料,需要的是多次暴曬試驗、碰撞試驗、耐疲勞試驗等漫長的積累過程。

“新材料的應用與其他技術的應用不同,新材料是對分子鏈的改變,一種新材料投入市場之初,需要經過長期的測試評價與應用考核。所以,就算研發出一項新的技術,也無法立馬大面積去推廣應用?!痹久粽f。

也正因如此,很多企業寧愿選擇高價進口,或者犧牲一定的材料性能,也不愿意成為第一個“吃螃蟹”的人。而新材料如果不能在應用中不斷完善性能,工藝技術就無法迭代優化,一些關鍵的數據也就無法積累。這種現象客觀上導致了中國新材料產業普遍存在著“有材不好用,好材不敢用”的問題。新材料首批次推廣應用困難,已成為制約中國新材料技術創新成果產業化的關鍵瓶頸。

“研發一批、儲備一批、應用一批”

產業創新體系怎樣建

其實,從世界范圍內來看,新材料從研究發現到成熟應用是一個漫長的過程,一般都需要10至20年時間。面對這一問題,發達國家大多采用“研發一批、儲備一批、應用一批”的材料發展戰略,通過制定重點品種發展路線圖,加強前瞻性基礎研究與應用創新等方式,強化前沿新材料領域布局。

《新材料產業發展指南》強調了新材料產業協同創新體系建設任務,提出了“新材料創新能力建設工程”,就是為了完善新材料創新鏈條薄弱環節,打造一批新材料制造業創新中心、新材料性能測試評價中心、材料基因技術研究平臺等創新載體,形成符合中國新材料產業發展特點的創新體系。

如今,中國部分優秀的新材料企業已經在創新體系建設方面做出了積極有益的探索。

以金發科技為例,袁志敏對記者介紹說,當某項技術在企業產生閑置時,便會與合作伙伴共同使用。比如輕量化、塑料代替鋼鐵等技術就可以與汽車廠商共同使用?!伴L安汽車在汽車設計過程中,希望汽車車身更加輕便,這就需要新材料的研發。我們在輕量化技術方面的開發能力很強,因此我們可以同長安汽車共享輕量化的集成開發技術?!?

在袁志敏看來,創新不只是企業自身的創新,還應是產業鏈的創新。只有把產業鏈的創新聚合起來,才會有更大的創新能力。未來幾年,新材料產業要聯合上下游、聯合高校和科研院所,形成產業鏈的價值再造,使國家在技術能力上得到更快的提升和轉型。他同時建議,新材料推廣應用的資金、時間成本較高,國家對材料企業的研發投入應更佳傾斜。

同樣專注于新材料領域的企業家鄭月明也認為,提高新材料技術成果轉化率,一方面需要科研院所的研究方向與企業的發展領域高度契合。另一方面,要有足夠的資金支持。同時,科研院所與企業之間還要有足夠的信任度。這樣才能保證科研成果出來以后企業有需求,并能順利地實現產業化,同時不會出現利益分割上的問題。

據介紹,“十三五”時期,中國將加強供需對接,建立新材料應用示范保險補償機制,建設一批生產應用示范平臺,開展應用示范等工作,進一步推動產用結合,激活和釋放下游行業對新材料產品的有效需求,加快新材料創新成果轉化和應用,提升中國新材料產業整體發展水平。(王 萌)



圖片說明:

圖①:2017年,上海交大材料科學與工程學院教授王浩偉領銜的科研團隊研制出超強納米陶瓷鋁合金,這種新材料不僅重量輕,而且強度和剛度甚至超過了“太空金屬”鈦合金,有望帶動航空、汽車、高鐵行業步入更輕、更節能的新材料時代。

新華社記者  丁  汀攝  

圖②:2017年10月25日,第八屆中國國際納米技術產業博覽會在江蘇蘇州國際博覽中心開幕。此次博覽會涵蓋納米新材料、微納制造、能源與清潔技術、納米生物技術等四大領域。圖為觀眾在中國納米博覽會上觀看納米除霾窗。

王建康攝(人民視覺) 

圖③:2017年7月10日,在青島怡維怡橡膠研究院實驗室中,一名工作人員在展示使用連續液相法制備而成的“液體黃金”新材料EVEC。這種新材料可被作為輪胎胎面膠,將提升中國輪胎工業整體技術水平。

馮  浩攝(人民視覺) 

圖④:2017年10月19日,在南京國際博覽中心江蘇國際綠色建筑展現場,輕鋼輕混網模房屋等新材料新技術吸引了觀眾。

王路憲攝(人民視覺) 

圖⑤:2017年11月7日,在上海舉辦的2017中國國際工業博覽會上,一款智能太陽能電動自行車亮相。該自行車采用薄膜太陽能技術為自行車進行充電,采用碳纖維框架,具有自動變速、智能控制車速、回收車輛剩余動能等多項新功能。

圖為參觀者在觀看智能太陽能電動自行車。

龍  巍攝(人民視覺)

信息來源:人民日報海外版

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