2017年6月22日，習(xí)近平總書記在山西考察時(shí)指出：“新材料產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，也是高技術(shù)競(jìng)爭的關(guān)鍵領(lǐng)域，我們要奮起直追、迎頭趕上�！苯�年來，我國高新技術(shù)和產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，不斷對(duì)材料提出新要求，推動(dòng)新材料持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。目前，可供人類使用的材料達(dá)5萬多種，高性能、高功能、多功能的新型材料正在陸續(xù)開發(fā)中。 2017年6月22日，習(xí)近平總書記在山西考察時(shí)指出：“新材料產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，也是高技術(shù)競(jìng)爭的關(guān)鍵領(lǐng)域，我們要奮起直追、迎頭趕上�！苯�年來，我國高新技術(shù)和產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，不斷對(duì)材料提出新要求，推動(dòng)新材料持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。目前，可供人類使用的材料達(dá)5萬多種，高性能、高功能、多功能的新型材料正在陸續(xù)開發(fā)中。 材料是人類用來制造物品和建造設(shè)施的物質(zhì)，我們看到的所有人造物品和設(shè)施都由材料構(gòu)成。人類社會(huì)發(fā)展的歷史也是一部認(rèn)識(shí)、開發(fā)、利用新材料的歷史。每一種重要新材料的開發(fā)和應(yīng)用，都把人類認(rèn)識(shí)自然和善用自然的能力提高到一個(gè)新的水平。特別是近200年來，材料科學(xué)技術(shù)的突破往往是科技革命的基礎(chǔ)和先導(dǎo)：19世紀(jì)，鋼鐵材料加速第一次工業(yè)革命進(jìn)程，機(jī)器化生產(chǎn)代替手工業(yè)生產(chǎn);幾十年后，電磁材料的發(fā)明推動(dòng)第二次工業(yè)革命，機(jī)器化生產(chǎn)邁向工業(yè)化生產(chǎn);20世紀(jì)，半導(dǎo)體材料的出現(xiàn)推動(dòng)人類邁向信息化，迎來第三次工業(yè)革命;進(jìn)入21世紀(jì)，新一代電子信息材料正在加速推進(jìn)由信息化邁向智能化的第四次工業(yè)革命。 新材料應(yīng)用不斷造福人類 我們今天所說的“新材料”，一般指上世紀(jì)80年代以來全球高新技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展催生的新一代材料。 與傳統(tǒng)材料相比，新材料最重要的特征是具有全新的優(yōu)異性能或特殊功能。比如在通信領(lǐng)域，手機(jī)誕生之初還是“半截磚”式的大塊頭，后來，人們對(duì)電子器件小型化、高品質(zhì)化的需求，催生了超精細(xì)化半導(dǎo)體材料、濾波材料、散熱材料、超薄玻璃等新材料，推動(dòng)了智能手機(jī)的誕生、優(yōu)化和普及。又比如，對(duì)大容量、抗干擾、保密性強(qiáng)的光纖通信的需求，推動(dòng)新一代光纖玻璃替代傳統(tǒng)通信電纜中的銅、鋁等金屬，大大緩解了金屬生產(chǎn)帶來的環(huán)境、資源和能源等問題。與傳統(tǒng)材料相比，新材料發(fā)展也更加凸顯多學(xué)科交叉、產(chǎn)業(yè)融合、技術(shù)集約等特點(diǎn)。例如，未來的機(jī)器人(8.510, 0.10, 1.19%)將更具人性化特點(diǎn)，智能“軟材料”成為開發(fā)重點(diǎn)。這種自適應(yīng)人造軟體需要物理、化學(xué)、機(jī)械學(xué)、電動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)等諸多學(xué)科科研人員合作研發(fā)。 在第四次工業(yè)革命中，新材料研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化正在發(fā)生巨大變革，越來越多的顛覆性前沿材料陸續(xù)被研發(fā)出來并得到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。例如，具有溶液納米晶性質(zhì)的量子材料，在納米半導(dǎo)體領(lǐng)域表現(xiàn)出超乎尋常的新特性，將對(duì)生物醫(yī)療、照明產(chǎn)業(yè)、移動(dòng)設(shè)備、新能源、通信技術(shù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。又如被稱為“最輕固體材料”的氣凝膠，俗稱“藍(lán)煙”，具有極低的密度、高比表面積和高孔隙率，因此具有獨(dú)特的光學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)、聲學(xué)以及電學(xué)性能，在航空航天、防災(zāi)救災(zāi)、儲(chǔ)能器件等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。 今天，伴隨智能感知技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)應(yīng)用，新材料產(chǎn)業(yè)化研發(fā)進(jìn)程空前加快。數(shù)字化技術(shù)的引入，改變了新材料研發(fā)模式、應(yīng)用開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化體系建設(shè)，推動(dòng)材料學(xué)進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代。 矚目未來，更多新材料的出現(xiàn)將帶來怎樣的新變化、新發(fā)展，還難以準(zhǔn)確預(yù)見，不過有兩點(diǎn)是可以肯定的：一是生產(chǎn)要素和市場(chǎng)要素的變革，將不斷催生新經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)和新興產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)品個(gè)性化、定制化、人性化成為主流，為新材料提供了廣闊應(yīng)用場(chǎng)景;二是圍繞可持續(xù)發(fā)展，能夠促進(jìn)綠色、低碳、循環(huán)發(fā)展的新材料將大有可為。新能源材料是新能源、可再生能源開發(fā)利用的物質(zhì)基礎(chǔ);環(huán)境友好材料對(duì)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、維持生態(tài)平衡至關(guān)重要;輕質(zhì)高強(qiáng)的新型結(jié)構(gòu)材料則有助于節(jié)能降耗增效;等等。 推動(dòng)材料大國邁向材料強(qiáng)國 當(dāng)前，我國新材料研發(fā)生產(chǎn)已進(jìn)入高速發(fā)展的快車道，為支撐我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步做出巨大貢獻(xiàn)。 根據(jù)我國發(fā)展需求，新材料可分為先進(jìn)基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料和前沿新材料。先進(jìn)基礎(chǔ)材料是在傳統(tǒng)鋼鐵、水泥、玻璃等材料基礎(chǔ)上新發(fā)展的材料。比如超級(jí)鋼通過創(chuàng)新工藝讓鋼內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)超長壽命服役，對(duì)航空航天、輕型汽車、高速列車等結(jié)構(gòu)材料的更新?lián)Q代意義重大。目前，我國在該領(lǐng)域是領(lǐng)跑者。關(guān)鍵戰(zhàn)略材料如心臟支架，體積雖小但材料科技含量高，要同時(shí)具有自適應(yīng)血管彈性、抗內(nèi)膜增生、體內(nèi)無毒降解、可攜帶血栓藥物等功能。前沿新材料是指正在研發(fā)的材料。比如，目前最薄、最堅(jiān)硬、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性最好的材料石墨烯，已在傳感器、新能源電池以及海水淡化等領(lǐng)域表現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。我國在石墨烯領(lǐng)域的專利數(shù)和產(chǎn)業(yè)化程度在國際上處于領(lǐng)先地位。 在新材料科研領(lǐng)域，我國發(fā)明專利和科研論文數(shù)量可觀，尤其在前沿?zé)狳c(diǎn)領(lǐng)域表現(xiàn)出強(qiáng)勁勢(shì)頭，部分領(lǐng)域與國際一流水準(zhǔn)形成并跑甚至領(lǐng)跑的局面。在新材料生產(chǎn)領(lǐng)域，我國形成了全球門類最全、規(guī)模最大的材料產(chǎn)業(yè)體系。同時(shí)我們也看到，由于新材料是一個(gè)涉及原材料、研發(fā)、加工、器件化集成等的復(fù)雜系統(tǒng)學(xué)科，當(dāng)創(chuàng)新要素與生產(chǎn)要素融合時(shí)，我們?cè)隗w系化協(xié)同創(chuàng)新能力、新材料企業(yè)的創(chuàng)新主體作用和材料“產(chǎn)學(xué)研用”一體化平臺(tái)建設(shè)等方面還有較大提升空間。 第四次工業(yè)革命正在為我國提供前所未有的重大機(jī)遇。新一代信息技術(shù)、新能源、智能制造、生物醫(yī)藥等新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，對(duì)材料進(jìn)一步提出了超高純度、超高性能、超低缺陷、高速迭代、多功能、超耐用、低成本等要求。新材料在材料提取、合成、制備、加工、改性、應(yīng)用等技術(shù)方面，也正向著新的高度攀登。我們有信心、有能力抓住這一機(jī)遇，推動(dòng)我國從材料大國向材料強(qiáng)國邁進(jìn)。在新材料研發(fā)方面，我們要通過結(jié)構(gòu)材料功能化實(shí)現(xiàn)一體多性能;通過探究材料性能超�；�，推出超性能、超耐用、超微觀可控、高迭代化新品種。我們還要提高新材料研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用的智能化水平，以加快重大原創(chuàng)技術(shù)和行業(yè)顛覆性技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)新材料生產(chǎn)品質(zhì)化、精準(zhǔn)化、定制化、多樣化，實(shí)現(xiàn)材料產(chǎn)品與應(yīng)用端科學(xué)集成一體化。 新材料的研發(fā)與應(yīng)用，是衡量現(xiàn)代國家工業(yè)發(fā)展水平的重要指標(biāo)。一個(gè)國家如果能在高附加值、高技術(shù)含量材料領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位，在關(guān)鍵材料的國際競(jìng)爭中居于領(lǐng)先地位，往往就能占據(jù)全球產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。為此，新材料領(lǐng)域科技工作者正以只爭朝夕的精神，不斷加強(qiáng)新材料研發(fā)，推動(dòng)我國早日成為材料強(qiáng)國。 李元元(作者為中國工程院院士、華中科技大學(xué)黨委書記)