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新材料產業進入發展加速期(科技視點·走近新質生產力①)

發布時間:2024-02-27 10:38:00來源: 人民網-人民日報

 

  習(xi) 近平總書(shu) 記強調,發展新質生產(chan) 力是推動高質量發展的內(nei) 在要求和重要著力點,必須繼續做好創新這篇大文章,推動新質生產(chan) 力加快發展。

  概括地說,新質生產(chan) 力是創新起主導作用,擺脫傳(chuan) 統經濟增長方式、生產(chan) 力發展路徑,具有高科技、高效能、高質量特征,符合新發展理念的先進生產(chan) 力質態。它由技術革命性突破、生產(chan) 要素創新性配置、產(chan) 業(ye) 深度轉型升級而催生,以勞動者、勞動資料、勞動對象及其優(you) 化組合的躍升為(wei) 基本內(nei) 涵,以全要素生產(chan) 率大幅提升為(wei) 核心標誌,特點是創新,關(guan) 鍵在質優(you) ,本質是先進生產(chan) 力。

  新質生產(chan) 力如何賦能產(chan) 業(ye) 發展?如何深刻認識科技創新是發展新質生產(chan) 力的核心要素?即日起,科技版推出“走近新質生產(chan) 力”係列報道,通過記者在科研、生產(chan) 一線的觀察視角,近距離感受加快發展新質生產(chan) 力所帶來的新動能新優(you) 勢。

  ——編 者

  

  新材料是新型工業(ye) 化的重要支撐,是國家大力發展的戰略性新興(xing) 產(chan) 業(ye) 之一,也是加快發展新質生產(chan) 力、紮實推進高質量發展的重要產(chan) 業(ye) 方向。

  我國新材料產(chan) 業(ye) 發展現狀如何?怎樣進一步通過新材料的科技創新夯實新材料產(chan) 業(ye) 基礎、為(wei) 新質生產(chan) 力提供新動能?記者進行了采訪。

  一批重大關(guan) 鍵材料取得突破,新材料領域培育形成7個(ge) 國家先進製造業(ye) 集群

  山東(dong) 省魯南高科技化工園,聯泓新材料科技股份有限公司廠區,生產(chan) 裝置林立,通過中控室操作係統的自動化控製,各個(ge) 反應器中不斷發生化學反應,一道道工藝將甲醇原料變成用於(yu) 太陽能電池封裝的材料。

  “光伏膠膜、生物可降解餐盒、農(nong) 膜、深海養(yang) 殖漁網等,我們(men) 的係列產(chan) 品廣泛應用於(yu) 這些領域。”聯泓新科董事長鄭月明說。

  聯泓新科是一家從(cong) 事先進高分子材料研發的企業(ye) ,近年來在新能源材料、生物材料、電子材料、特種材料等領域進行差異化精細化布局,目前已成為(wei) 一家新材料領域的平台型企業(ye) 。

  作為(wei) 中國科學院化工新材料技術創新與(yu) 產(chan) 業(ye) 化聯盟理事長單位,聯泓新科建立起產(chan) 學研協同創新的模式,積極推動化工新材料創新技術成果轉化。聯泓新科與(yu) 中國科學院長春應用化學研究所、中國科學院過程工程研究所聯合開發、共同申報的“超臨(lin) 界聚合製備生物降解二氧化碳基塑料的研發與(yu) 工業(ye) 化示範”項目,已被列入科技部重點研發計劃。

  在西藏阿裏地區改則縣拉果錯鹽湖畔生產(chan) 基地,國內(nei) 首創的“鈦係吸附+膜法耦合”提鋰技術工藝流程於(yu) 2023年成功打通,首批電池級單水氫氧化鋰中試產(chan) 品順利生產(chan) 。依托在新材料領域的持續深耕,北京碧水源科技股份有限公司自主研發的納濾膜、反滲透膜與(yu) 選擇性吸附材料等,不僅(jin) 在汙水資源化、海水淡化等水處理、環保裝備領域得到應用,還助力企業(ye) 成功進軍(jun) 新能源。

  近年來,我國新材料產(chan) 業(ye) 進入發展加速期,產(chan) 業(ye) 規模不斷擴大,已成為(wei) 名副其實的材料大國。2022年,我國新材料產(chan) 業(ye) 總產(chan) 值達到約6.8萬(wan) 億(yi) 元,較2012年增長近6倍。涵蓋金屬、高分子、陶瓷等結構與(yu) 功能材料的研發和生產(chan) 體(ti) 係已經建成,有色金屬、化學纖維、先進儲(chu) 能材料、光伏材料、有機矽、超硬材料、特種不鏽鋼等百餘(yu) 種材料產(chan) 量位居全球前列。

  工業(ye) 和信息化部的數據顯示,2023年1至9月,我國新材料產(chan) 業(ye) 總產(chan) 值超過5萬(wan) 億(yi) 元,保持兩(liang) 位數增長。截至2023年10月,我國新材料領域建立7個(ge) 國家製造業(ye) 創新中心,布局建設了35個(ge) 新材料重點平台,一批重大關(guan) 鍵材料取得突破,湧現出高溫超導材料、鈣鈦礦太陽能電池材料等一批前沿技術;新材料規上企業(ye) 超過2萬(wan) 家,專(zhuan) 精特新“小巨人”企業(ye) 1972家、製造業(ye) 單項冠軍(jun) 企業(ye) 248家,同時培育形成了7個(ge) 國家先進製造業(ye) 集群。

  第三代鋁鋰合金成功在國產(chan) 大飛機上實現應用,第二代高溫超導材料支撐世界首條35千伏公裏級高溫超導電纜示範工程上網通電運行……新材料的快速發展,正不斷推動我國產(chan) 業(ye) 結構優(you) 化升級。超級鋼、電解鋁、低環境負荷型水泥、全氟離子膜、聚烯烴催化劑等關(guan) 鍵核心技術突破,促進了鋼鐵、有色金屬、建材、石化等產(chan) 業(ye) 發展。新材料還為(wei) 我國航空航天、能源交通、工程建設、資源節約及環境治理等領域提供了不可或缺的物質基礎和保障。

  新產(chan) 業(ye) 新業(ye) 態對材料提出更高要求,新技術加速推動新材料突破

  走進北京材料基因工程高精尖創新中心,自動化的材料研發設備正在有序運轉。這裏正致力於(yu) 打造麵向前沿的共性技術平台,在高效電池材料、光電材料、高熵合金、高溫合金、輕量化高強度鋼、高強韌鋁合金等幾類關(guan) 鍵材料上開展示範應用。

  以新一代信息技術、新能源、智能製造等為(wei) 代表的新興(xing) 產(chan) 業(ye) 快速發展,對材料提出了更高的要求,也加速推動了新材料的創新過程。材料基因工程,就是新一代信息技術與(yu) 新材料深度融合催生的材料設計新方法。

  “傳(chuan) 統的材料研發模式以實驗和經驗為(wei) 主,又被稱為(wei) ‘試錯式’研究,周期長、效率低。”北京科技大學教授、北京材料基因工程高精尖創新中心副主任張達威介紹,作為(wei) 當前材料領域公認的顛覆性前沿技術,材料基因工程通過借鑒生物學基因工程技術,結合不同的工藝製備,得到具有特定性能的新材料,大幅縮短了新材料的研發周期。

  以耐蝕材料研發為(wei) 例,由於(yu) 材料腐蝕過程機理十分複雜,溫度、濕度、應力等環境因素和成分、加工、結構等材料因素都要考慮在內(nei) ,科學家要在成千上萬(wan) 種緩蝕劑中篩選最合適的材料難度很大。“在計算平台上,我們(men) 通過對大量數據的分析,就可以對不同種類、不同尺度的耐蝕材料進行高效篩選和設計,研發效率大幅提升。”張達威說。

  完成材料的篩選後,還需要對材料進行配比測試,得出最佳的比例和濃度,傳(chuan) 統的研究方法要做成百上千次物理實驗。如今,利用人工智能技術,通過不同的腐蝕預測模型,對材料性能進行仿真測試,就可以快速測到材料在不同環境下的數據。

  張達威說:“通過材料高效計算和高通量實驗,可實現新材料的快速篩選和材料數據的快速積累;通過大數據和人工智能技術的應用,可實現材料成本、工藝的全局優(you) 化和材料性能的提升。”

  科技創新能夠催生新產(chan) 業(ye) 、新模式、新動能,是發展新質生產(chan) 力的核心要素。在新材料領域,物聯網、人工智能、高性能計算等技術的飛速發展,以及新型感知技術和自動化技術的應用,推動新材料產(chan) 業(ye) 研發進程不斷加快。

  中國科學技術信息研究所人工智能發展研究中心副主任李修全認為(wei) ,基於(yu) 海量數據和知識的智能算法在製造、科研等領域的應用不斷拓展,高水平人機協同有望成為(wei) 主流的生產(chan) 和服務方式。

  除了新一代信息技術,近年來,納米技術、超導技術、3D打印技術等與(yu) 新材料深度融合,材料科技領域取得了一係列突破性進展。比如,碳納米管和石墨烯等納米材料在電子領域的應用,提升了電子設備的性能;受到溫度或應力變化時改變形狀的記憶合金,廣泛用於(yu) 醫療器械和航空航天領域;“生物基”新材料在推動可持續發展方麵大顯身手。

  李修全表示,加快發展新質生產(chan) 力,就要用好新型生產(chan) 工具和通用技術,掌握更多關(guan) 鍵核心技術,賦能新材料等新興(xing) 產(chan) 業(ye) 發展。

  新材料市場機遇和發展前景良好,要進一步提升原始創新能力、產(chan) 業(ye) 基礎能力、成果轉化效率和技術競爭(zheng) 力

  “一代材料,一代技術”,當前,新材料產(chan) 業(ye) 的戰略地位日益突出。近年來,國家高度重視新材料產(chan) 業(ye) 發展,相關(guan) 部門先後出台了《新材料產(chan) 業(ye) 發展指南》《國家新材料生產(chan) 應用示範平台建設方案》《“十四五”原材料工業(ye) 發展規劃》《原材料工業(ye) 數字化轉型工作方案(2024—2026年)》等一係列政策舉(ju) 措,推動新材料產(chan) 業(ye) 持續創新發展。

  國家新材料產(chan) 業(ye) 發展專(zhuan) 家谘詢委員會(hui) 主任、中國工程院院士幹勇認為(wei) ,我國新材料產(chan) 業(ye) 規模龐大,但在新材料原始創新能力、產(chan) 業(ye) 基礎能力、成果轉化效率和技術競爭(zheng) 力方麵有待提升。

  “新材料技術在新一代信息技術、新能源、裝備製造、航空航天、軌道交通、海洋工程和醫療健康等產(chan) 業(ye) 中的廣泛應用,展現了新材料產(chan) 業(ye) 良好的市場機遇和發展前景。”幹勇說。

  “工業(ye) 基礎是工業(ye) 整體(ti) 素質和核心競爭(zheng) 力的體(ti) 現,是決(jue) 定產(chan) 品質量和性能及經濟效益的主要因素。”在國家製造強國建設戰略谘詢委員會(hui) 委員、國家產(chan) 業(ye) 基礎專(zhuan) 家委員會(hui) 副主任屈賢明看來,新材料產(chan) 業(ye) 要圍繞發展新質生產(chan) 力布局產(chan) 業(ye) 鏈,提升產(chan) 業(ye) 鏈供應鏈韌性和安全水平,保證產(chan) 業(ye) 體(ti) 係自主可控、安全可靠。

  當前,製造業(ye) 處於(yu) 深刻變革期,通過新材料、機器人技術、先進製造技術等的結合,傳(chuan) 統的銑削、鑽孔、鍛造等製造工藝和技術正被新的技術取代。屈賢明表示:“要把握好新型工業(ye) 化的機遇,推動新材料在製造業(ye) 中廣泛應用,催生新的生產(chan) 工藝和製造技術,進而實現產(chan) 業(ye) 基礎再造。”

  我國新材料產(chan) 業(ye) 已從(cong) “以解決(jue) 有無問題為(wei) 主”的規模擴張階段,進入以滿足國家重大戰略需求、提升國際競爭(zheng) 力為(wei) 主的高質量發展階段。專(zhuan) 家建議,應圍繞新材料產(chan) 業(ye) 自身與(yu) 重點領域用材需要,加大研發投入力度,建設和完善科技創新平台,推進體(ti) 製機製和研發模式創新;構建以企業(ye) 為(wei) 主體(ti) 的自主創新體(ti) 係,合理分配創新資源,支持上下遊企業(ye) 有效協同,產(chan) 學研用結合開展技術創新和產(chan) 業(ye) 化攻關(guan) ;加強人才培養(yang) 與(yu) 國際交流合作,完善統計、標準、金融等係列配套支持措施,推動我國新材料產(chan) 業(ye) 實現高質量發展。

(責編:李文治)

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