2013國際新材料發(fā)展趨勢高層論壇開幕式

2013年9月8～10日，2013國際新材料發(fā)展趨勢高層論壇在成都望江賓館隆重召開。此次論壇由中國工程院化工、冶金與材料工程學(xué)部，中國材料研究學(xué)會，新材料學(xué)術(shù)聯(lián)盟和四川省科技廳主辦，電子科技大學(xué)承辦，《中國材料進(jìn)展》雜志社、德陽市人民政府、成都市經(jīng)濟(jì)和信息化委員會、成都市科學(xué)技術(shù)局、成都市投資促進(jìn)委員會、成都市博覽局、東方電氣集團(tuán)、釩鈦資源綜合利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(攀鋼集團(tuán))、華南理工大學(xué)、四川大學(xué)國家生物醫(yī)學(xué)材料工程技術(shù)研究中心、電子科技大學(xué)成都研究院和西華大學(xué)協(xié)辦，并得到了中國工程院、國家自然科學(xué)基金委、國家科學(xué)技術(shù)部基礎(chǔ)司、國家科學(xué)技術(shù)部高新司、國家發(fā)展和改革委員會高技術(shù)產(chǎn)業(yè)司和四川省人民政府的大力支持。論壇同期還舉行了中國工程院電子材料發(fā)展趨勢論壇和材料基因組計(jì)劃研究進(jìn)展論壇。為更好地促進(jìn)新材料科技成果的有效轉(zhuǎn)化和新材料產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新可持續(xù)發(fā)展，論壇還設(shè)立了一系列產(chǎn)學(xué)研對接交流活動。

出席本次會議開幕式的有:中國工程院白玉良秘書長，中國工程院化工、冶金與材料工程學(xué)部主任曹湘洪院士，大會主席周廉院士，中國科學(xué)院葉恒強(qiáng)、朱靜、王崇愚、范守善、高鴻鈞、南策文院士以及中國工程院陳立泉、江東亮、張懿、屠海令、劉錦川、殷國茂、吳以成、周克崧、王海舟、徐惠彬院士，國家自然科學(xué)基金委高瑞平副主任，四川省科技廳彭宇行廳長，成都市茍正禮副市長，德陽市陳新有市長等專家和領(lǐng)導(dǎo)。周廉院士、曹湘洪院士、高瑞平副主任、茍正禮副市長分別致開幕詞。會議開幕式由大會執(zhí)行主席、電子科技大學(xué)校長李言榮院士主持。

國際新材料發(fā)展趨勢高層論壇是中國工程院在新材料領(lǐng)域具有重要影響力的系列高層論壇之一，本次論壇共邀請20位專家學(xué)者分別從電子材料、材料基因組、材料表征分析、涂層材料、稀有金屬冶金、納米材料及生物材料等7個(gè)新材料領(lǐng)域?qū)π虏牧习l(fā)展的最新動態(tài)和研究前沿進(jìn)行專題討論，共同推動新材料科學(xué)和產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步。

電子材料進(jìn)展

屠海令院士在“微納電子學(xué)時(shí)代的半導(dǎo)體材料”的報(bào)告中指出，半導(dǎo)體材料是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。半個(gè)世紀(jì)以來，半導(dǎo)體工業(yè)已成為全球發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)。盡管集成電路密度不斷提高，設(shè)計(jì)線寬急劇減小，半導(dǎo)體材料總能適應(yīng)器件發(fā)展，滿足其越來越苛刻的要求。未來納米集成電路將具有更高的鐘頻，更細(xì)的線寬，更復(fù)雜的系統(tǒng)，更便宜的價(jià)格。主流半導(dǎo)體材料硅單晶的直徑更大，質(zhì)量更高，缺陷更少，成本更低。因此，要進(jìn)一步完善半導(dǎo)體硅材料的晶體生長，改進(jìn)晶片加工工藝并采用缺陷工程技術(shù)。同時(shí)，還須研發(fā)新一代的硅基材料以及新型半導(dǎo)體材料和新的制備工藝技術(shù)。

屠海令院士

高鴻鈞院士

高鴻鈞院士的“與硅基技術(shù)相融的高質(zhì)量、大面積外延石墨烯材料的構(gòu)筑與特性”報(bào)告圍繞將石墨烯應(yīng)用于信息器件與電路的需求，探索硅及介電襯底上高質(zhì)量石墨烯的生長和信息器件的構(gòu)筑方法，實(shí)現(xiàn)石墨烯在介電襯底上的外延生長和高質(zhì)量、大面積石墨烯的可控制備，研究石墨烯信息器件的性能調(diào)控，為獲得實(shí)用化高性能石墨烯信息器件奠定了材料基礎(chǔ)。

邱勇教授

清華大學(xué)副校長邱勇教授的“有機(jī)電子材料與OLED”報(bào)告指出，有機(jī)電子材料是一類具有電學(xué)性質(zhì)或應(yīng)用在電子產(chǎn)品中的有機(jī)材料，在復(fù)印、顯示、照明、能源等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用。報(bào)告介紹了有機(jī)電子材料的發(fā)展歷史和應(yīng)用情況，重點(diǎn)介紹了有機(jī)發(fā)光材料在顯示和照明領(lǐng)域的應(yīng)用情況，分析了國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)業(yè)取得的進(jìn)展及發(fā)展趨勢，并針對我國的產(chǎn)業(yè)環(huán)境，提出了具體的發(fā)展建議。

材料基因組研究進(jìn)展

陳立泉院士

陳立泉院士在“材料科學(xué)系統(tǒng)工程在二次電池材料研究中的應(yīng)用實(shí)例”的報(bào)告中，以鋰離子電池為實(shí)例，說明“材料基因組計(jì)劃”如何對現(xiàn)有材料進(jìn)行改性，使之滿足2015年前電動汽車對電池能量密度的需求。如何發(fā)現(xiàn)性能更好的新材料和新的電池體系，以滿足電動汽車和其它儲能器件對二次電池的長遠(yuǎn)要求。他強(qiáng)調(diào)“材料基因組計(jì)劃”是多學(xué)科專家協(xié)同創(chuàng)新，“材料基因組計(jì)劃”絕對不是以研究人員個(gè)體為主的傳統(tǒng)意義上的理論計(jì)算，而是在先進(jìn)材料的發(fā)現(xiàn)、開發(fā)、制造和服役的全過程中的每一步都要強(qiáng)調(diào)研究團(tuán)隊(duì)整體性，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)驗(yàn)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)材料創(chuàng)新的全程數(shù)字化。

魯曉剛教授

魯曉剛教授的“‘材料基因組’集成計(jì)算方法探討”報(bào)告指出，在當(dāng)今科學(xué)理論和計(jì)算技術(shù)突飛猛進(jìn)的背景下，融合電子、原子和分子尺度的高通量量子力學(xué)計(jì)算、熱力學(xué)計(jì)算、動力學(xué)模擬以及有限元分析等方法的集成計(jì)算，將極大地推進(jìn)新材料的理性設(shè)計(jì)和應(yīng)用進(jìn)程。計(jì)算熱力學(xué)從早期的以計(jì)算不同成分、溫度、壓力條件下材料的熱力學(xué)性質(zhì)和相圖為主，逐漸向動力學(xué)領(lǐng)域擴(kuò)展，建立起有機(jī)集成了計(jì)算熱力學(xué)理論的以擴(kuò)散相變模擬、形核析出模擬和相場模擬為特色的計(jì)算動力學(xué)方法。進(jìn)一步以其為橋梁，將微觀尺度和宏觀層次的計(jì)算模擬聯(lián)系起來，構(gòu)建多尺度集成計(jì)算平臺，建立多元多相材料的成分工藝－組織結(jié)構(gòu)－性能之間的定量關(guān)系。同時(shí)，結(jié)合大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及第一性原理計(jì)算、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法、經(jīng)驗(yàn)半經(jīng)驗(yàn)理論數(shù)據(jù)，運(yùn)用CALPHAD優(yōu)化評估技術(shù)，建立熱力學(xué)、動力學(xué)、物理性質(zhì)以及力學(xué)性能等材料設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。這種面向多元多相材料體系的計(jì)算熱力學(xué)/動力學(xué)方法和專用數(shù)據(jù)庫的結(jié)合，使模擬真實(shí)材料在生產(chǎn)制備和服役過程中的相變過程和微觀組織結(jié)構(gòu)演化成為可能。

趙繼成博士

趙繼成博士的“材料基因組計(jì)劃的高通量實(shí)驗(yàn)方法”報(bào)告匯報(bào)了材料基因組研究進(jìn)展特別是實(shí)驗(yàn)工具平臺方面的現(xiàn)狀和未來。介紹了他和合作者們在過去幾年中開發(fā)的一套新的基于飛秒激光表面反射的測量技術(shù)用于準(zhǔn)確掃描測試幾個(gè)關(guān)鍵物理性能，如熱導(dǎo)率、比熱容、彈性模量及熱膨脹系數(shù)。這些新掃描性能測量工具與擴(kuò)散多元節(jié)技術(shù)相結(jié)合能數(shù)量級的提高材料性能測試的效率，從而快速建立材料的成份－結(jié)構(gòu)－性能關(guān)系以加速新材料開發(fā)和研究，為建立新的預(yù)測成分－相－結(jié)構(gòu)－性能的理論體系提供大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論驗(yàn)證。高通量實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算相結(jié)合的方法可用來建立系統(tǒng)的材料成分－相－結(jié)構(gòu)－性能關(guān)系和理論，以實(shí)現(xiàn)快速材料設(shè)計(jì)。

單智偉教授

材料表征分析

西安交通大學(xué)單智偉教授的“微納尺度材料的結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能”指出，系統(tǒng)、定量地研究微納尺度結(jié)構(gòu)材料的變形特性和相關(guān)機(jī)理對納米器件的設(shè)計(jì)、優(yōu)化及可靠使用至關(guān)重要。但是由于技術(shù)條件的限制，該領(lǐng)域的研究目前尚處在起步階段。作者研究團(tuán)隊(duì)選取微納尺度的典型金屬和半導(dǎo)體為研究對象，以原位、定量的透射電鏡變形技術(shù)為主要手段，在前期工作的基礎(chǔ)上，對這些樣品在熱、電以及微量氣氛條件下的變形特性及內(nèi)在機(jī)制進(jìn)行了探索。報(bào)告著重介紹作者研究團(tuán)隊(duì)目前在該領(lǐng)域所取得的一些研究成果。

上海交通大學(xué)陳明偉教授的“Atomic-Scale Structure Property Relationship of Advanced Materials”指出，非晶和納米結(jié)構(gòu)材料性能一般由納米或亞納米尺寸結(jié)構(gòu)控制。為了研究這些先進(jìn)材料中結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系，原子結(jié)構(gòu)特征就成為研究的要點(diǎn)。新近發(fā)展的球差校正透射電子顯微鏡給這一領(lǐng)域工作者提供了新的有力工具以研究先進(jìn)材料中原子尺度結(jié)構(gòu)和材料性能的關(guān)系。報(bào)告綜述了作者課題組使用球差校正投射電子顯微鏡研究金屬玻璃、納米多孔金屬、析出強(qiáng)化鋼中析出相的原子結(jié)構(gòu)特征及取得的一系列新成果。

陳明偉教授

中國科學(xué)院金屬所馬秀良研究員的“金屬結(jié)構(gòu)材料經(jīng)典科學(xué)問題的新認(rèn)識”報(bào)告概述了現(xiàn)代透射電子顯微鏡的基本功能，著重用奧氏體不銹鋼的點(diǎn)蝕和工程合金形變過程中第二相分解機(jī)制的新認(rèn)識兩個(gè)實(shí)例講述如何利用透射電子顯微技術(shù)研究金屬結(jié)構(gòu)材料中的基本科學(xué)問題并由此帶來的新認(rèn)識。作者課題組發(fā)現(xiàn)在形變條件下復(fù)雜合金相內(nèi)部位錯的運(yùn)動致使其滑移經(jīng)過的區(qū)域發(fā)生成分及結(jié)構(gòu)的變化，進(jìn)而導(dǎo)致局域相分解。這項(xiàng)工作不但使人們對復(fù)雜合金相中的位錯及其滑移行為有了新的理解、為位錯理論增添新的知識，同時(shí)也使人們對工程合金在形變過程中第二相的分解機(jī)制有了新的認(rèn)識。對探索長期處于高載荷條件下的金屬結(jié)構(gòu)材料的性能、結(jié)構(gòu)、以及成分設(shè)計(jì)具有重要意義。

馬秀良研究員

涂層技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用

周克崧院士的“新型涂層技術(shù)及其應(yīng)用前景”報(bào)告指出先進(jìn)涂層技術(shù)在國防建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用，而日益惡劣的服役工況(高溫、高載等)對涂層性能有著更高的要求，開發(fā)新型涂層技術(shù)，獲得先進(jìn)涂層一直是表面工程研究者的目標(biāo)。報(bào)告介紹了近年來新型涂層技術(shù)的研究熱點(diǎn)，包括冷噴涂、溫噴涂、液體噴涂和低壓等離子射流薄涂層4種新型的涂層技術(shù)，闡述了新型涂層的沉積機(jī)理和典型涂層的特征，介紹了新型涂層技術(shù)在航空航天、能源、生物等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用前景。

周克崧院士

電子科技大學(xué)鄧龍江教授的“多頻譜電磁輻射控制涂層研究進(jìn)展”報(bào)告針對國內(nèi)外電磁輻射控制涂層發(fā)展面臨的核心問題，介紹了團(tuán)隊(duì)在雷達(dá)吸波涂層、紅外低發(fā)射率涂層以及多頻譜兼容涂層等關(guān)鍵電磁輻射控制涂層的工作機(jī)理、材料特性以及應(yīng)用技術(shù)方面取得的研究成果;重點(diǎn)關(guān)注先進(jìn)材料體系和設(shè)計(jì)方法對涂層材料的牽引，包括各向異性磁性材料、納米結(jié)構(gòu)動態(tài)磁化理論、紅外兼容設(shè)計(jì)以及材料復(fù)合技術(shù)等;最后通過對各種材料技術(shù)的分析，提出多頻譜電磁輻射控制涂層材料未來發(fā)展的趨勢。

鄧龍江教授

北京航空航天大學(xué)材料學(xué)院院長宮聲凱教授的“燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)葉片熱障涂層現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢”介紹了作者課題組研發(fā)了使用溫度達(dá)到1200℃的微量活性元素改性NiAl-Dy金屬涂層，闡明了涂層與單晶高溫合金界面擴(kuò)散和阻擴(kuò)散機(jī)理，設(shè)計(jì)了RuNiAl/NiAl-Dy雙金屬層結(jié)構(gòu)阻擴(kuò)散涂層;研發(fā)了使用溫度達(dá)到1400℃的LaCeO陶瓷涂層，設(shè)計(jì)制備了具有自適應(yīng)特性的LCO/YSZ雙陶瓷層結(jié)構(gòu)熱障涂層和新一代具有自適應(yīng)特性的超高溫?zé)嵴贤繉?，并對其服役行為開展了系統(tǒng)研究。

宮聲凱教授

稀有金屬冶金技術(shù)進(jìn)展

張懿院士的報(bào)告題為“稀有金屬冶金與材料一體化集成技術(shù)”。主要介紹了中國科學(xué)院過程工程研究所針對我國難處理兩性金屬礦產(chǎn)資源鉻、釩、鈦、鈮、鉭、鋯等高效清潔轉(zhuǎn)化利用的需求，突破了新反應(yīng)介質(zhì)活化資源高效清潔轉(zhuǎn)化的亞熔鹽新化學(xué)體系的構(gòu)建，化學(xué)場與物理場多場耦合的過程強(qiáng)化技術(shù)和鹽析相分離/萃取分離/氫還原等新分離技術(shù)，新型反應(yīng)器替代和高效分離設(shè)備的計(jì)算優(yōu)化放大及全過程污染控制等，由提取冶金中間體直接制備高純金屬材料，包括純度＞99.9%的高純五氧化二釩、釩鉻鈦功能材料、高純金屬鉻、碳化鉻、高純氧化鋁等，大幅度提高了資源利用率，降低了能耗與成本，實(shí)現(xiàn)了源頭減排與綜合利用，為我國稀有金屬冶金與材料一體化集成提供了新路徑和工程示范。

張懿院士

攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司副總經(jīng)理程興德的“攀鋼釩鈦資源綜合利用最新研究進(jìn)展”指出，攀鋼正以高效率、低成本、清潔生產(chǎn)為目標(biāo)，以具有戰(zhàn)略性、前瞻性、獨(dú)創(chuàng)性、可形成我國釩鈦資源綜合開發(fā)利用核心技術(shù)競爭力的重大科研項(xiàng)目為載體，著力推動解決制約我國釩鈦產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大瓶頸技術(shù)，全力提高我國釩鈦資源綜合利用效率和總體技術(shù)水平。

納米材料進(jìn)展及產(chǎn)業(yè)化趨勢

程興德副總經(jīng)理

范守善院士在“Carbon Nanotubes:A Road to Applications”報(bào)告中指出，在碳納米管的可控制合成、生長機(jī)理、生長速率的研究工作中發(fā)現(xiàn)碳納米管具有超順排陣列特點(diǎn)，可形成連續(xù)的碳納米管薄膜和碳納米管線的特殊類型，具有導(dǎo)電性良好，拉伸強(qiáng)度高等特點(diǎn)。重點(diǎn)介紹了應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)所取得的研究成果，目前已應(yīng)用于透射電鏡、揚(yáng)聲器、電子觸摸屏等。

范守善院士

中科院金屬所成會明研究員的“石墨烯的大量制備與應(yīng)用探索”報(bào)告主要闡述了石墨烯的宏量控制制備與應(yīng)用方面的研究進(jìn)展，包括化學(xué)剝離方法和CVD方法制備高質(zhì)量石墨烯納米片、石墨烯三維網(wǎng)絡(luò)宏觀體以及毫米尺寸的六角形石墨烯單晶。并針對儲能和柔性器件應(yīng)用，考察石墨烯基復(fù)合材料及其在柔性鋰離子電池、超級電容器、電磁屏蔽材料、彈性導(dǎo)體、氣體傳感等方面的應(yīng)用。這些進(jìn)展將推動石墨烯基材料的進(jìn)一步發(fā)展及實(shí)際應(yīng)用。

成會明研究員

中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所國際實(shí)驗(yàn)室張躍鋼研究員在“高密度電化學(xué)能量存儲器件中的新材料探索”的報(bào)告中指出，下一代高能量密度二次電池的開發(fā)一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)，但下一代高能量密度二次電池的電極材料的充放電循環(huán)過程涉及很復(fù)雜的固體－固體相變、以及電解質(zhì)－電極界面的副反應(yīng)，造成了電極材料利用率、循環(huán)壽命低等問題。報(bào)告以鋰硫電池為例，介紹了作者課題組利用合理的復(fù)合電極及電解液設(shè)計(jì)，如利用多孔的碳納米纖維對硫的物理吸附效應(yīng)、氧化石墨烯對硫的化學(xué)吸附效應(yīng)、活性碳膜對硫化鋰的包敷效應(yīng)、以及離子液體對鋰枝晶的阻擋效應(yīng)等，大大改善了鋰硫儲能體系的穩(wěn)定性、提高了硫的利用率，為新型鋰硫電池的實(shí)用化打下了基礎(chǔ)。

張躍鋼研究員

生物材料進(jìn)展

華南理工大學(xué)校長王迎軍教授的“仿生新型骨修復(fù)材料的生物適配基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用”介紹了作者課題組針對臨床應(yīng)用量大面廣骨修復(fù)材料的問題，開展生物適配基礎(chǔ)研究，并通過對天然骨本身的成分、結(jié)構(gòu)特性及礦化過程的模仿，應(yīng)用先進(jìn)材料制備技術(shù)，對材料的組成、結(jié)構(gòu)進(jìn)行功能化設(shè)計(jì)與調(diào)控，發(fā)展仿生新型骨修復(fù)材料，實(shí)現(xiàn)臨床對病損或缺失的骨組織的有效修復(fù)和功能重建。報(bào)告還討論了仿生新型骨修復(fù)材料從基礎(chǔ)研究到臨床應(yīng)用的最新進(jìn)展。

王迎軍教授

國家生物醫(yī)學(xué)材料工程技術(shù)研究中心(四川大學(xué))主任顧忠偉教授的“生物醫(yī)用高分子材料的研究現(xiàn)狀與科學(xué)前沿”報(bào)告主要從生物醫(yī)用高分子新材料設(shè)計(jì)及制備(新型生物降解高分子的設(shè)計(jì)合成、生物醫(yī)用智能高分子、納米生物醫(yī)用高分子)，生物活性物質(zhì)(藥物、多肽與蛋白、生長因子、核酸類藥物、細(xì)胞等)控釋/傳遞系統(tǒng)的高分子載體材料，用于組織工程的高分子材料，生物醫(yī)用高分子表面與界面，用于分子診斷的高分子材料，人工器官及介入治療高分子材料，體外醫(yī)用高分子材料等方面介紹了國內(nèi)外生物醫(yī)用高分子材料研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。

顧忠偉教授

清華大學(xué)生物制造工程研究所所長孫偉教授在“生物三維打印(Bio－3DP)——生物材料的挑戰(zhàn)和機(jī)遇”報(bào)告中指出，生物三維打印不僅是制造學(xué)從使用單一結(jié)構(gòu)材料，功能材料，到使用生物材料和生命體材料學(xué)科的拓展延伸，也代表了由工程、材料、信息和生命科學(xué)等多學(xué)科的交叉融合，是三維打印技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)新方向。報(bào)告簡述當(dāng)前生物三維打印國內(nèi)外發(fā)展的動態(tài)及生物打印技術(shù)的廣泛應(yīng)用，特別是生物材料在生物三維打印中所面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。他指出，生物三維打印的發(fā)展和應(yīng)用將對生物材料提出更高的要求和新的挑戰(zhàn)，也將催生新穎生物材料和生命體材料的創(chuàng)新研發(fā)。

國際新材料發(fā)展趨勢高層論壇旨在把脈新材料發(fā)展方向，擴(kuò)大新材料發(fā)展視野，加強(qiáng)國內(nèi)外新材料領(lǐng)域?qū)＜抑g的合作與交流，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)研究、工程應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的大合作，促進(jìn)我國新材料研究產(chǎn)業(yè)的共同發(fā)展。相信本次論壇將為新材料領(lǐng)域的學(xué)者、科研人員和科學(xué)家搭建一個(gè)交流學(xué)術(shù)的國際平臺，對促進(jìn)新材料領(lǐng)域高水平發(fā)展具有十分重要的意義。

孫偉教授