張煜
摘 要:介紹了我國(guó)新材料行業(yè)發(fā)展形勢(shì),行業(yè)的國(guó)內(nèi)外生存環(huán)境及國(guó)家對(duì)該行業(yè)的支持政策。在低碳經(jīng)濟(jì)大趨勢(shì)下,新材料發(fā)展前景美好。
關(guān)鍵詞:材料;復(fù)合材料;碳纖維;材料科學(xué);遠(yuǎn)景;述評(píng)
新材料是指那些新出現(xiàn)或已在發(fā)展中的、具有傳統(tǒng)材料所不具備的優(yōu)異性能和特殊功能的材料。新材料與傳統(tǒng)材料之間并沒(méi)有截然的分界,新材料在傳統(tǒng)材料基礎(chǔ)上發(fā)展而成,傳統(tǒng)材料經(jīng)過(guò)組成、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和工藝上的改進(jìn)從而提高材料性能或出現(xiàn)新的性能都可發(fā)展成為新材料。
21 世紀(jì)最重要和最具發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域。同傳統(tǒng)材料一樣,新材料可以從結(jié)構(gòu)組成、功能和應(yīng)用領(lǐng)域等多種不同角度對(duì)其進(jìn)行分類,不同的分類之間相互交叉和嵌套。目前,一般按應(yīng)用領(lǐng)域和當(dāng)今的研究熱點(diǎn)把新材料分為以下的主要領(lǐng)域:電子信息材料、新能源材料、納米材料、先進(jìn)復(fù)合材料、先進(jìn)陶瓷材料、生態(tài)環(huán)境材料、新型功能材料(含高溫超導(dǎo)材料、磁性材料、金剛石薄膜、功能高分子材料等)、生物醫(yī)用材料、高性能結(jié)構(gòu)材料、智能材料、新型建筑及化工新材料等。新材料是高新技術(shù)發(fā)展以及現(xiàn)代文明的物質(zhì)基礎(chǔ),材料科學(xué)一直是活躍的科學(xué)前沿,直接推動(dòng)人類社會(huì)巨大變革,為人類的文明奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。
低碳經(jīng)濟(jì)是世界經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必由之路,也是現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展的內(nèi)在要求。世界經(jīng)濟(jì)的未來(lái),離不開相關(guān)新材料產(chǎn)業(yè)的支撐。為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)向低消耗、低碳排放轉(zhuǎn)型提供物質(zhì)基礎(chǔ)。
1低碳經(jīng)濟(jì)促進(jìn)新材料的研發(fā)步伐
材料、能源、信息是現(xiàn)代技術(shù)文明的三大支柱,而能源和信息的發(fā)展又受制于材料的進(jìn)步程度。新材料是科學(xué)技術(shù)的支撐和保證,各工業(yè)化國(guó)家都把發(fā)展新材料技術(shù)擺在特殊的戰(zhàn)略位置上。
新材料種類有高性能結(jié)構(gòu)材料、電子信息材料、醫(yī)用生物材料和納米材料。高性能結(jié)構(gòu)材料是指高強(qiáng)度、高韌性、耐高溫、耐磨損、抗腐蝕等特殊性能的材料,還包括復(fù)合材料。復(fù)合材料是指由基體材料(樹脂、金屬、陶瓷等)和增強(qiáng)劑(有纖維狀的、晶須狀的、顆粒狀的等)復(fù)合而成的材料,例如熱塑性樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料及碳基復(fù)合材料等。
2低碳經(jīng)濟(jì)加劇發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)新材料產(chǎn)業(yè)
受資源短缺、氣候變暖和金融危機(jī)等多重因素的影響,國(guó)際新材料產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)許多新的特點(diǎn),諸如研發(fā)周期縮短、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加快,輕質(zhì)材料、環(huán)保材料、高性能材料需求旺盛等。在低碳經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下,為保持其經(jīng)濟(jì)和科技的領(lǐng)先地位,美、歐、日等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)都十分重視新材料技術(shù)的發(fā)展,把新材料作為科技發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分,將新材料技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一,予以重點(diǎn)支持。為搶占新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn),近年來(lái),國(guó)際上圍繞新材料產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)開始,并日益激烈。美、日、德等發(fā)達(dá)國(guó)家正紛紛制定和完善新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展計(jì)劃。公開數(shù)據(jù)顯示,近 10 年來(lái),世界新材料產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值以每年約 30%的速度增長(zhǎng)。目前,世界上各種新材料的市場(chǎng)規(guī)模已超過(guò) 4 000 億美元,而由新材料帶動(dòng)而產(chǎn)生的新產(chǎn)品和新技術(shù)市場(chǎng)則更為廣闊,年?duì)I業(yè)額突破 2 萬(wàn)億美元。
在美國(guó),有近 1 / 3 的科技人員直接或間接從事與材料有關(guān)的研究和開發(fā),近年來(lái)又創(chuàng)建了若干個(gè)新材料研究開發(fā)中心。美國(guó)新材料科技戰(zhàn)略目標(biāo)是保持本領(lǐng)域在全球的領(lǐng)導(dǎo)地位,支撐信息技術(shù)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和納米技術(shù)等發(fā)展,滿足能源等重要部門和領(lǐng)域?qū)π虏牧系男枨?,制定了與低碳經(jīng)濟(jì)相關(guān)的新材料發(fā)展計(jì)劃。
今后 10 年,材料科技的發(fā)展具有功能化、復(fù)合化、智能化特征,最活躍的將是信息功能材料、納米材料、高性能陶瓷、生物材料、復(fù)合材料等。具有高比強(qiáng)度、高比剛度、耐高溫高壓、耐磨耐蝕等極端條件的結(jié)構(gòu)材料、智能材料等,也將進(jìn)一步受到重視而獲得發(fā)展。
3新材料成為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)
在日前召開的國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議上,新材料被明確為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。國(guó)家已先后通過(guò)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化新材料專項(xiàng)等 7 個(gè)專項(xiàng),大力支持新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在政策的大力支持下,我國(guó)的新材料產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)高速成長(zhǎng)期。有專家估計(jì),2012 年國(guó)內(nèi)新材料產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò) 1 300 億元。
3.1發(fā)展環(huán)境
近年來(lái),由于國(guó)家給予了大力支持,我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)已經(jīng)初步形成了比較完整的產(chǎn)業(yè)體系。國(guó)內(nèi)新材料產(chǎn)業(yè)基地如雨后春筍般涌現(xiàn),全國(guó)先后設(shè)立了 7 家新材料產(chǎn)業(yè)國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地和七十余家新材料和相關(guān)特色產(chǎn)業(yè)基地。新材料產(chǎn)業(yè)基地逐步擴(kuò)散輻射,帶動(dòng)周邊地區(qū)形成了更大的區(qū)域新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟,如長(zhǎng)三角汽車材料和化工材料產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、環(huán)渤海灣半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、珠三角多元新材料產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等。新材料產(chǎn)業(yè)正逐步成為地區(qū)經(jīng)濟(jì)的重要增長(zhǎng)極之一。在“轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)” 的背景下,戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)也成為市場(chǎng)投資的熱點(diǎn)。
3.2發(fā)展趨勢(shì)
我國(guó)今后幾年要大力培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),要大力發(fā)展新能源、新材料、節(jié)能環(huán)保、生物醫(yī)藥、信息網(wǎng)絡(luò)和高端制造產(chǎn)業(yè)。積極推進(jìn)新能源汽車、“三網(wǎng)” 融合取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用。加大對(duì)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的投入和政策支持,按照生態(tài)產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)生態(tài)化要求,大力推進(jìn)生態(tài)化、低碳化先進(jìn)制造業(yè)基地和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)產(chǎn)業(yè)基地建設(shè),重點(diǎn)打造具有自主創(chuàng)新能力和核心競(jìng)爭(zhēng)力的光電、新能源、生物制藥、電子信息、有色金屬精深加工、航空、汽車及零部件等七大新型工業(yè)基地,全力打造 “中國(guó)服務(wù)外包示范城市”。只有在新材料領(lǐng)域不斷進(jìn)取、先聲奪人,方可成就新能源、電動(dòng)汽車、節(jié)能環(huán)保等其他新興產(chǎn)業(yè)在世界經(jīng)濟(jì)版圖的地位。
4結(jié)束語(yǔ)
低碳經(jīng)濟(jì)是全球經(jīng)濟(jì)的一次重大變革,它將為眾多產(chǎn)業(yè)帶來(lái)機(jī)遇和挑戰(zhàn)。新材料產(chǎn)業(yè)既是實(shí)體經(jīng)濟(jì)的支撐性產(chǎn)業(yè)之一,同時(shí)又代表著高新技術(shù)的尖端領(lǐng)域,再加上與低碳經(jīng)濟(jì)的高度協(xié)調(diào)一致,已經(jīng)成為當(dāng)今世界重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域之一。在這樣的大好形勢(shì)之下,我國(guó)的新材料產(chǎn)業(yè)唯有抓住良機(jī),開拓進(jìn)取,才能占領(lǐng)新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的高地。
參考文獻(xiàn)
[1]李震宇.新材料物性的第一原理研究[D].合肥:中國(guó)科技大學(xué),2004:75?145.
[2]程開甲,程漱玉.論材料科學(xué)的理論基礎(chǔ)[J].材料科學(xué)與工程,1998,16(1):1?7.
[3]程開甲,程漱玉.論共晶結(jié)構(gòu)的機(jī)理[J].稀有金屬材料與工程,2002,31(6):403?405.
[4]]劉 鵬,李木森,裴飴初,郝兆印,程開甲.鐵碳化合物的制備及高溫高壓合成金剛石[J].機(jī)械工程材料,2000,24(3):31?35.
(作者單位:遼寧科技學(xué)院)