材料領域未來展望
當今材料科學技術發展的重要方向包括了:結構功能一體化、功能材料智能化、材料與器件集成化、制備及應用過程綠色化。主要體現在:
(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、模塊集成化發展。信息載體由電子向光子發展,光通信、光傳感、光存儲、光轉換技術成為發展重點方向。DNA結構微型芯片、壓電材料、信息存儲材料等值得高度關注。
(2)結構材料向輕質、高強高韌、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、低成本、環境友好、復合化、多功能化發展。以高性能、低成本制造技術為發展重點,向材料設計—制造—評價一體化、功能化(智能化以功能材料為基礎)的方向發展。
(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、生態環境材料、生物醫藥與仿生材料、超導材料等重點方向取得新突破。仿人機器人、骨整合技術值得關注。
(4)在材料共性關鍵技術方面,納米技術已經成為世界高度關注點,實用化進程加快,包括在納米生物傳感材料、生物醫用材料、紡織材料等。材料設計、制備、加工與綜合性能評價新技術使得材料微觀結構設計逐步實用化。材料智能化制備技術將材料設計、零部件設計、材料的合成制備及組織性能的實時在線監測、反饋控制融為一體。
(5)材料的綠色制備技術、高效利用共性技術和工程化關鍵技術已經成為提高產業技術創新能力,形成大規模、低成本、環境友好材料產業的迫切需求。
中國的經濟社會發展經過30年的改革開放站在了新的十字路口,在“產業立國”的新歷史階段,中國的工業化之路也面臨新的選擇,從一個經濟大國到一個經濟強國,新能源、新材料、信息產業、新醫藥、生物育種、節能環保、電動汽車等七大戰略性新興產業,將成為我國在本輪國際金融危機背景下繼4萬億元投資和十大產業振興規劃之后的新一輪刺激經濟的方案。針對新材料成為戰略性新興產業之一,基于占我國GDP 28%、城鎮就業人口近50%的材料領域現狀,充分發揮材料領域科研成果和專利技術居世界前列的優勢,材料應成為國民經濟基礎與先導,不僅要應對金融危機和推動經濟平穩較快發展,以促進產品升級換代和節能減排;也要催生新技術革命和培育戰略性新興產業,以支撐國家經濟發展方式的根本轉變。
材料領域將堅持滿足當前需求與實施長遠戰略相結合,堅持新興產業培育與傳統結構調整相結合,堅持技術創新引領與市場需求帶動相結合,堅持市場機制運作與宏觀政策引導相結合,是未來材料領域發展的出發點和重點。
努力培育半導體照明、新型顯示系統、高性能電池、稀土功能材料、高性能纖維及復合材料、軍民兩用材料等高成長、高帶動戰略性新興產業生長點。切實促進具有廣闊的市場前景、資源消耗低、帶動系數大、就業機會多、綜合效益好的新材料產業發展。
奮力搶占微電子/光電子材料與器件、新型功能與智能材料、高性能結構材料、納米材料和器件、先進超導材料、高效能源材料、生態環境材料等新材料技術制高點;開展材料設計、制備加工與評價,材料高效利用,材料服役行為和工程化關鍵技術研發。
設計是機械制造業的靈魂,材料是基礎,機械的高精度、長壽命、高度自動化是機械制造強國必由之路,為此,必須加強材料與零部件制造技術研究與開發。大力推進鋼鐵、有色、石化、紡織、輕工、建材等量大面廣的基礎性原材料產業的結構調整與產業升級,實現關鍵共性技術的重點突破;提升能源利用效率,降低污染物排放,以應對氣候變化,落實節能減排,實現我國材料產業由大變強。
“十二五”材料領域未來發展將實施前瞻部署策略,科學把握新技術的原創點;實施集成創新策略,重點搶占前沿技術制高點;實施引領發展策略,著重培育戰略性新興產業生長點;實施重點跨越策略,始終立足產業化的著力點。切實加強我國材料高技術領域自主創新能力,切實推進材料領域低碳化、高值化發展,切實提升產業的核心競爭力,為我國經濟社會發展與國防安全提供強有力的材料支撐。
致謝:本文部分信息資料由“中國科學院武漢文獻情報中心先進制造與新材料戰略情報研究小組”提供,謹致謝意!
(注:中科院化學所徐堅教授, 國家“863”新材料領域專家組組長)
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