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2025-10-12
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当前报纸名称:新华日报

材料科技创新与产业发展的关系

日期:09-17
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版面:第10版:科技周刊·科技点亮生活       上一篇    下一篇

先回忆一下人类发展的历史,可以看出人类文明的不同阶段是以材料命名的,人类发展史就是一部学习利用材料、研究材料、创造材料的历史。实际上,材料是人类文明的支柱之一。

工业革命近300年,如果没有钢铁材料,第一次工业革命就不可能实现;如果没有有色金属材料,就不会有第二次工业革命;如果没有硅材料,就不会有第三次工业革命。

当前,我国重点发展七大战略性新兴产业。其中,材料本身就是一个重要的产业,去年产值大概8万亿元。但我们今天关注的,不仅是材料产业自身,还包括材料产业与材料技术和其他六大战略性新兴产业的关系。应该说,新材料是战略性新兴产业发展的引擎。

首先是材料与高端装备制造,业内有共识“一代材料一代装备”。比如航空工业的基石就是材料,钱学森先生曾说过,航天器每一个零件减少一克重量都是贡献。再来看材料与电子信息产业,美国发布的《国家微电子研究战略》曾经说过这样一句话,纵观集成电路发展的四次浪潮,每当进展放缓时,材料和器件设计的进步都为这一领域注入新的活力。接着,看新材料与新能源汽车产业,新能源汽车产业能发展到多大,很大程度上取决于新能源汽车的驾驶里程数,而这又主要取决于动力电池材料的性能。事实上,如果没有电池性能的不断提升,这个产业就不可能出现。

再看江苏光伏产业,我们有世界级的产业和世界级的企业,10余年来,光伏发电成本降幅达到85%,它的贡献主要来自电池材料的进步。再来看环保产业,海水淡化原来用蒸馏法,净化一吨水要使用10度电,现在使用膜材料技术只需4度电。

这是讲了历史、过去和现在,未来怎么办?未来产业和新材料有什么关系?习近平总书记早在2015年就指出,新材料产业必将成为未来高新技术产业发展的基石和先导,对全球经济、科技、环境等各个领域发展产生深刻影响。这就是新材料和未来产业的关系。

未来产业的主导产业——能源、信息、健康,其发展都和材料密切相关。能源领域比较热门的核聚变,通过聚变产生大约1亿摄氏度的高温等离子体,并通过一个磁场约束起来。只有带电粒子才能约束,而中子不带电就约束不了,会穿透出来,必须有一个材料来“挡”它。但是中子能量太大,现在基本上没有任何一种材料能长时间“挡”住它。只有材料学家解决这个问题,才能向产业化靠近一步。

还有人工智能的能耗问题,低能耗是发展方向,低到什么程度?人类大脑在高速运转时的平均功耗约为20瓦。类脑芯片的核心是一个高效离子传输材料,也是一种仿生材料。如果能够攻克这个材料,芯片的能耗可以降低几个数量级,人工智能发展的能源问题有望彻底解决。

新材料是未来产业发展的基石和先导。在全球科技革命和产业变革的洪流中,必须把材料科技创新摆在产业发展全局的重要位置,以材料突破引发产业变革。

【人物简介】

徐南平是中国陶瓷膜产业和材料化学工程学科的开拓者之一,苏州实验室主任,中国工程院院士。徐南平提出了“面向应用过程的膜材料设计与制备”的学术思想,建立了膜材料设计与制备的理论框架,实现我国陶瓷膜技术的产业化;提出了“用化学工程学科的理论与方法解决材料制备工程化问题和依托新材料发展新的分离与反应技术”的研究思路,促进了材料化学工程学科的形成。曾任江苏省副省长、科技部副部长。