文(wen)章來源:人民(min)日報海外版 發布(bu)時間:2019-01-25
1月7日,中車(che)長春軌道(dao)客(ke)車(che)股份有(you)限公(gong)司研(yan)(yan)制出(chu)具有(you)完全(quan)(quan)自主知識(shi)產(chan)權(quan)的(de)(de)(de)世界首輛全(quan)(quan)碳(tan)(tan)纖維復合材(cai)料地(di)(di)鐵車(che)體(ti)。碳(tan)(tan)纖維性能優(you)異,廣泛應用(yong)于國(guo)防、交通、航(hang)空航(hang)天、風電(dian)、休閑(xian)娛(yu)樂等領域,被譽為“黑色(se)黃金”。此(ci)次研(yan)(yan)發的(de)(de)(de)全(quan)(quan)碳(tan)(tan)纖維復合材(cai)料車(che)體(ti),整車(che)較同類地(di)(di)鐵金屬車(che)體(ti)減重(zhong)約35%,能有(you)效提高運載能力并降低能耗和(he)使用(yong)成本(ben),減少對地(di)(di)鐵線路的(de)(de)(de)磨損。更重(zhong)要的(de)(de)(de)是,這(zhe)次研(yan)(yan)制成功探索了碳(tan)(tan)纖維復合材(cai)料在軌道(dao)交通大批量工業化生產(chan)應用(yong)的(de)(de)(de)方向和(he)實施(shi)路徑。
新材(cai)(cai)料(liao)是國(guo)家七大(da)戰略(lve)性新興產(chan)業之(zhi)一,多年來,中國(guo)在新材(cai)(cai)料(liao)技術(shu)領(ling)域加強研(yan)究,部(bu)分領(ling)域已處于世界先進水平。多位業內人士和專家認(ren)為(wei)(wei),中國(guo)新材(cai)(cai)料(liao)產(chan)業發展空間巨大(da),同時在新材(cai)(cai)料(liao)方面不(bu)缺原創技術(shu),但科技成(cheng)果轉化和產(chan)業化水平有待提高。聚(ju)合產(chan)業創新,讓技術(shu)成(cheng)果走出實驗室,成(cheng)為(wei)(wei)中國(guo)新材(cai)(cai)料(liao)產(chan)業的發展方向(xiang)。
“用錢買不來”的新材料
產業化發展怎么樣
從3D打印技術到柔(rou)性顯示屏,從復興號(hao)高鐵到國產大飛機,說(shuo)起新材(cai)料,看似很籠統(tong),其實正悄無(wu)聲息地改變著(zhu)我們(men)的生活。
材(cai)料(liao)是制造業的(de)基礎,而新(xin)材(cai)料(liao)是國家(jia)科(ke)技進步的(de)基石。“新(xin)材(cai)料(liao)是用錢買不來的(de)。”在中國工程院院士戴永(yong)年看來,鋼(gang)鐵是高樓大廈的(de)骨架,鋁鎂鈦則(ze)是車、船、飛機(ji)、火箭(jian)的(de)基材(cai)。新(xin)材(cai)料(liao)支撐高科(ke)技產業發展,并創造超(chao)高的(de)經濟(ji)效益已經成了全(quan)球(qiu)公(gong)認的(de)事實(shi),很多發達國家(jia)早已在各個高新(xin)領域(yu)提前布局,甚至有壟斷(duan)之勢。
而(er)在中國,新(xin)材(cai)料產(chan)(chan)業也日益受到關注(zhu)。2010年,中國首次將新(xin)材(cai)料作為(wei)一個獨立的(de)產(chan)(chan)業,列入七大戰略性新(xin)興產(chan)(chan)業之(zhi)內。發(fa)展(zhan)至今,中國新(xin)材(cai)料技術(shu)水(shui)平不斷提高,產(chan)(chan)業規模(mo)日益壯大,綜合實力(li)明顯增強(qiang),有(you)力(li)支撐了國民經(jing)濟發(fa)展(zhan)和國防科技工業建設。
在產(chan)業(ye)規模方面(mian),多年來,中國新材(cai)料(liao)產(chan)業(ye)正以超(chao)24%的年均(jun)增(zeng)速穩步發展,尤其是在稀土功能材(cai)料(liao)、先進儲(chu)能材(cai)料(liao)、光(guang)伏材(cai)料(liao)、有機硅、超(chao)硬材(cai)料(liao)等領域(yu)產(chan)能居世界前列。業(ye)內人士預計,到2020年,中國新材(cai)料(liao)產(chan)業(ye)總值(zhi)將超(chao)過6萬億元。
在(zai)創(chuang)新(xin)(xin)能力方面,創(chuang)新(xin)(xin)成果不斷涌現,填補(bu)國內空白。中國在(zai)超材(cai)料、超導材(cai)料、石墨烯、液態金屬等前沿(yan)領域的新(xin)(xin)材(cai)料研制取(qu)得重要進(jin)展。
在產(chan)業結構(gou)方面,一(yi)批龍頭(tou)企(qi)業不斷(duan)成長,北京、天津、深圳、寧(ning)波等地(di)區初步形(xing)成了新(xin)材料產(chan)業集群,全國已(yi)建設(she)了48個(ge)新(xin)材料領域相關基地(di),形(xing)成了一(yi)批發(fa)展載體。
與此同(tong)時,中國新(xin)材料應用水平(ping)也(ye)不斷提升。工信部(bu)數據顯(xian)示,目前,中國化工新(xin)材料保障(zhang)能(neng)力達(da)到了63%,高(gao)強高(gao)韌汽車(che)用鋼、硅(gui)鋼片等國內(nei)市場占(zhan)有率達(da)到90%以上。
2017年(nian)(nian)初(chu),《新(xin)材(cai)料(liao)(liao)產業發(fa)展指南》正(zheng)式發(fa)布,提出到(dao)2020年(nian)(nian),先(xian)進基礎(chu)材(cai)料(liao)(liao)總體(ti)實現(xian)(xian)穩定供給,關鍵戰略材(cai)料(liao)(liao)綜(zong)合保障能(neng)力超(chao)過(guo)70%,前沿新(xin)材(cai)料(liao)(liao)取得一批核心技術(shu)專利,部分品種實現(xian)(xian)量產。同時,推動(dong)新(xin)材(cai)料(liao)(liao)等(deng)領(ling)域(yu)關鍵技術(shu)產業化,也被國家發(fa)改(gai)委列為2018年(nian)(nian)中國經(jing)濟社會(hui)發(fa)展和改(gai)革領(ling)域(yu)的重點工作之一。
“有材不好用,好材不敢用”
創新成果轉化難在哪兒
多年來,中國(guo)在新材(cai)(cai)料(liao)技術研究方面投(tou)入了大量精力,在石墨烯、超材(cai)(cai)料(liao)、超導材(cai)(cai)料(liao)等前沿新材(cai)(cai)料(liao)領(ling)域具備(bei)較好發展(zhan)基礎(chu),部分領(ling)域甚(shen)至(zhi)處于世界先進水平。然而,中國(guo)新材(cai)(cai)料(liao)進口依賴度(du)較高,相當(dang)一部分領(ling)域的(de)國(guo)產化率仍在50%以下。
為何會(hui)出現這種差距?
工(gong)信部相關負責(ze)人表示(shi),中國新(xin)材料技術積(ji)累比較(jiao)薄弱,整體創新(xin)實(shi)力(li)不(bu)強(qiang)。一方(fang)面(mian)(mian),創新(xin)資源、創新(xin)力(li)量(liang)非常分散,尚未形成與(yu)產業鏈(lian)相匹配的創新(xin)鏈(lian)條(tiao)。另一方(fang)面(mian)(mian),技術創新(xin)以實(shi)驗室為主,側重于解決材料的有(you)無問題(ti),對工(gong)程化、產業化的關注不(bu)多。
這一觀點同(tong)樣得到業(ye)內人(ren)士的(de)認同(tong)。聯泓新(xin)材(cai)料(liao)有限公司董(dong)事長鄭(zheng)月明表示,中(zhong)國在新(xin)材(cai)料(liao)方(fang)面并(bing)不(bu)缺(que)原創技(ji)術(shu),甚至很多材(cai)料(liao)在國外(wai)出來產(chan)品的(de)前10年,中(zhong)國的(de)科研院所(suo)就(jiu)已經掌握了相關技(ji)術(shu),但就(jiu)是轉化不(bu)成(cheng)產(chan)品。
從技術研發到產品轉化(hua),究竟難在(zai)哪兒(er)?新材料(liao)企業(ye)金(jin)發科技集團(tuan)董(dong)事長袁(yuan)志敏為本報記(ji)者舉(ju)了一個例子:30多(duo)(duo)年前,汽(qi)車的(de)(de)保險杠多(duo)(duo)是鋼鐵(tie)制成(cheng)的(de)(de),而現在(zai)多(duo)(duo)為塑料(liao)材質,這就是新材料(liao)在(zai)汽(qi)車應用領域(yu)的(de)(de)突(tu)破。而把鋼鐵(tie)換(huan)成(cheng)塑料(liao),需要(yao)的(de)(de)是多(duo)(duo)次暴曬試(shi)驗、碰(peng)撞試(shi)驗、耐疲勞試(shi)驗等漫長的(de)(de)積累(lei)過程。
“新材(cai)料的應(ying)(ying)(ying)用與其他技(ji)(ji)術的應(ying)(ying)(ying)用不同,新材(cai)料是對分子(zi)鏈的改變,一種新材(cai)料投入(ru)市場(chang)之初,需要經過(guo)長期的測試評價與應(ying)(ying)(ying)用考核。所以(yi),就(jiu)算(suan)研發出一項新的技(ji)(ji)術,也(ye)無法立(li)馬大面積去推廣應(ying)(ying)(ying)用。”袁志(zhi)敏說。
也(ye)正(zheng)因如此,很多企業(ye)寧(ning)愿(yuan)選擇高價進(jin)口,或者犧牲一定的(de)材料(liao)性(xing)(xing)能,也(ye)不愿(yuan)意成為(wei)第一個“吃螃蟹”的(de)人。而新(xin)(xin)材料(liao)如果不能在應用中不斷完善性(xing)(xing)能,工藝技術(shu)就無(wu)法(fa)迭(die)代(dai)優化,一些關鍵的(de)數據(ju)也(ye)就無(wu)法(fa)積累(lei)。這種現象(xiang)客觀(guan)上導(dao)致了中國(guo)新(xin)(xin)材料(liao)產業(ye)普(pu)遍存在著“有材不好用,好材不敢用”的(de)問題(ti)。新(xin)(xin)材料(liao)首批次推(tui)廣應用困難,已成為(wei)制約中國(guo)新(xin)(xin)材料(liao)技術(shu)創新(xin)(xin)成果產業(ye)化的(de)關鍵瓶(ping)頸。
“研發一批、儲備一批、應用一批”
產業創新體系怎樣建
其實,從(cong)世界范圍內來看,新(xin)材(cai)料從(cong)研究發現到成熟應用(yong)是(shi)一(yi)(yi)個漫(man)長的(de)過程(cheng),一(yi)(yi)般都需要10至20年時間。面對這(zhe)一(yi)(yi)問題,發達國(guo)家大多采用(yong)“研發一(yi)(yi)批、儲(chu)備一(yi)(yi)批、應用(yong)一(yi)(yi)批”的(de)材(cai)料發展戰略(lve),通過制(zhi)定重點(dian)品種發展路線(xian)圖,加(jia)強(qiang)前瞻性(xing)基礎研究與(yu)應用(yong)創(chuang)新(xin)等方(fang)式(shi),強(qiang)化前沿新(xin)材(cai)料領(ling)域布局。
《新(xin)(xin)材(cai)料(liao)(liao)(liao)產(chan)業(ye)發(fa)展指南》強調了新(xin)(xin)材(cai)料(liao)(liao)(liao)產(chan)業(ye)協(xie)同創(chuang)新(xin)(xin)體系(xi)建(jian)設(she)任務,提出了“新(xin)(xin)材(cai)料(liao)(liao)(liao)創(chuang)新(xin)(xin)能(neng)力(li)建(jian)設(she)工程(cheng)”,就是為(wei)了完(wan)善新(xin)(xin)材(cai)料(liao)(liao)(liao)創(chuang)新(xin)(xin)鏈(lian)條薄弱環節,打造一批新(xin)(xin)材(cai)料(liao)(liao)(liao)制造業(ye)創(chuang)新(xin)(xin)中(zhong)心(xin)、新(xin)(xin)材(cai)料(liao)(liao)(liao)性能(neng)測(ce)試評(ping)價(jia)中(zhong)心(xin)、材(cai)料(liao)(liao)(liao)基因技術研究平(ping)臺等創(chuang)新(xin)(xin)載體,形成符合中(zhong)國新(xin)(xin)材(cai)料(liao)(liao)(liao)產(chan)業(ye)發(fa)展特點的創(chuang)新(xin)(xin)體系(xi)。
如今,中國部(bu)分優秀的(de)新材(cai)料企業已經在創新體(ti)系建(jian)設(she)方(fang)面(mian)做出了積極(ji)有(you)益的(de)探索。
以(yi)金發科技為例,袁志敏對記者(zhe)介紹說(shuo),當某項技術(shu)(shu)(shu)在企(qi)業(ye)產生閑置時(shi),便會(hui)與(yu)合作伙伴共同(tong)使用。比如輕(qing)量化(hua)、塑料代替鋼鐵等技術(shu)(shu)(shu)就可以(yi)與(yu)汽(qi)車廠(chang)商(shang)共同(tong)使用。“長安(an)汽(qi)車在汽(qi)車設計(ji)過程中,希望汽(qi)車車身(shen)更加輕(qing)便,這就需(xu)要(yao)新材料的研(yan)發。我們在輕(qing)量化(hua)技術(shu)(shu)(shu)方(fang)面的開發能(neng)力很強(qiang),因(yin)此我們可以(yi)同(tong)長安(an)汽(qi)車共享(xiang)輕(qing)量化(hua)的集成(cheng)開發技術(shu)(shu)(shu)。”
在袁志敏看來,創(chuang)新(xin)不只是企業(ye)自身的(de)創(chuang)新(xin),還應(ying)是產(chan)業(ye)鏈(lian)的(de)創(chuang)新(xin)。只有把產(chan)業(ye)鏈(lian)的(de)創(chuang)新(xin)聚合起(qi)來,才會有更(geng)大的(de)創(chuang)新(xin)能力(li)。未來幾年,新(xin)材料(liao)(liao)產(chan)業(ye)要聯合上下游、聯合高校和科研院所,形成(cheng)產(chan)業(ye)鏈(lian)的(de)價值再造,使國家在技術能力(li)上得到(dao)更(geng)快(kuai)的(de)提升和轉型。他同(tong)時建議(yi),新(xin)材料(liao)(liao)推廣應(ying)用(yong)的(de)資金、時間成(cheng)本較高,國家對材料(liao)(liao)企業(ye)的(de)研發投(tou)入應(ying)更(geng)佳(jia)傾斜。
同樣(yang)專(zhuan)注于(yu)新(xin)材(cai)料領域(yu)的企(qi)業家(jia)鄭月明也認為(wei),提(ti)高(gao)新(xin)材(cai)料技術成果轉化率,一方(fang)(fang)面需要(yao)科(ke)研(yan)(yan)院所的研(yan)(yan)究(jiu)方(fang)(fang)向(xiang)與企(qi)業的發展領域(yu)高(gao)度契合(he)。另(ling)一方(fang)(fang)面,要(yao)有(you)足(zu)夠的資(zi)金支持。同時(shi),科(ke)研(yan)(yan)院所與企(qi)業之間(jian)還要(yao)有(you)足(zu)夠的信任度。這樣(yang)才能保證科(ke)研(yan)(yan)成果出(chu)來以后(hou)企(qi)業有(you)需求,并能順(shun)利地實(shi)現產業化,同時(shi)不會出(chu)現利益分割上的問題(ti)。
據(ju)介紹,“十三(san)五”時(shi)期,中(zhong)國將加強供需對接,建(jian)立新(xin)材料應用(yong)(yong)示范(fan)(fan)保(bao)險補償機制,建(jian)設(she)一(yi)批生產應用(yong)(yong)示范(fan)(fan)平(ping)臺,開展(zhan)應用(yong)(yong)示范(fan)(fan)等(deng)工作(zuo),進一(yi)步推(tui)動產用(yong)(yong)結合,激活和(he)釋放(fang)下游(you)行業(ye)對新(xin)材料產品的有效需求,加快新(xin)材料創新(xin)成果轉化和(he)應用(yong)(yong),提升中(zhong)國新(xin)材料產業(ye)整體發展(zhan)水平(ping)。(王(wang) 萌)
圖片說明:
圖①:2017年,上海交大材料科學與工程學院教授王浩偉領銜的科研團隊研制出超強納米陶瓷鋁合金,這種新材料不僅重量輕,而且強度和剛度甚至超過了“太空金屬”鈦合金,有望帶動航空、汽車、高鐵行業步入更輕、更節能的新材料時代。 (新華社記者 丁 汀攝)
圖②:2017年10月25日,第八屆中國國際納米技術產業博覽會在江蘇蘇州國際博覽中心開幕。此次博覽會涵蓋納米新材料、微納制造、能源與清潔技術、納米生物技術等四大領域。圖為觀眾在中國納米博覽會上觀看納米除霾窗。 (人民視覺 王建康攝)
圖③:2017年7月10日,在青島怡維怡橡膠研究院實驗室中,一名工作人員在展示使用連續液相法制備而成的“液體黃金”新材料EVEC。這種新材料可被作為輪胎胎面膠,將提升中國輪胎工業整體技術水平。(人民視覺 馮 浩攝)
圖④:2017年10月19日,在南京國際博覽中心江蘇國際綠色建筑展現場,輕鋼輕混網模房屋等新材料新技術吸引了觀眾。 (人民視覺 王路憲攝)
圖⑤:2017年11月7日,在上海舉辦的2017中國國際工業博覽會上,一款智能太陽能電動自行車亮相。該自行車采用薄膜太陽能技術為自行車進行充電,采用碳纖維框架,具有自動變速、智能控制車速、回收車輛剩余動能等多項新功能。 圖為參觀者在觀看智能太陽能電動自行車。 (人民視覺 龍巍攝)
【責任編輯:語謙】