文章(zhang)來源:人民日報海(hai)外版 發布時間:2019-01-25
1月7日,中車(che)(che)長(chang)春軌道客車(che)(che)股份有(you)限公司(si)研(yan)制(zhi)出具有(you)完全自(zi)主知識產權的(de)世界首輛全碳(tan)(tan)纖(xian)維復合(he)(he)材料地(di)鐵車(che)(che)體。碳(tan)(tan)纖(xian)維性能(neng)優異(yi),廣泛應用(yong)(yong)于國防、交(jiao)通、航(hang)空航(hang)天(tian)、風電、休閑娛(yu)樂等領域,被譽(yu)為“黑色黃(huang)金(jin)”。此次研(yan)發的(de)全碳(tan)(tan)纖(xian)維復合(he)(he)材料車(che)(che)體,整車(che)(che)較同類(lei)地(di)鐵金(jin)屬車(che)(che)體減(jian)重約35%,能(neng)有(you)效(xiao)提高(gao)運載能(neng)力并降低能(neng)耗和使用(yong)(yong)成本,減(jian)少(shao)對地(di)鐵線(xian)路的(de)磨(mo)損。更重要的(de)是,這次研(yan)制(zhi)成功探索(suo)了碳(tan)(tan)纖(xian)維復合(he)(he)材料在軌道交(jiao)通大(da)批量工業化生產應用(yong)(yong)的(de)方向和實施路徑。
新材(cai)(cai)(cai)料(liao)是(shi)國家七大戰(zhan)略性(xing)新興產業(ye)(ye)之一,多年來,中(zhong)國在新材(cai)(cai)(cai)料(liao)技(ji)術領(ling)域加(jia)強(qiang)研究(jiu),部分(fen)領(ling)域已(yi)處于(yu)世界先進水平(ping)。多位業(ye)(ye)內人士和專家認(ren)為,中(zhong)國新材(cai)(cai)(cai)料(liao)產業(ye)(ye)發展(zhan)空間巨大,同時在新材(cai)(cai)(cai)料(liao)方(fang)面不缺原(yuan)創技(ji)術,但科(ke)技(ji)成果轉(zhuan)化和產業(ye)(ye)化水平(ping)有待提高。聚合產業(ye)(ye)創新,讓技(ji)術成果走出(chu)實驗室(shi),成為中(zhong)國新材(cai)(cai)(cai)料(liao)產業(ye)(ye)的發展(zhan)方(fang)向。
“用錢買不來”的新材料
產業化發展怎么樣
從3D打(da)印技術到柔(rou)性顯(xian)示屏,從復(fu)興號高鐵到國產大飛機,說起(qi)新材(cai)料(liao),看(kan)似很籠統(tong),其實正悄無聲息地(di)改變(bian)著我(wo)們的(de)生活。
材(cai)(cai)料(liao)是(shi)(shi)制造業(ye)的基礎,而新(xin)材(cai)(cai)料(liao)是(shi)(shi)國(guo)家(jia)科技進步(bu)的基石。“新(xin)材(cai)(cai)料(liao)是(shi)(shi)用錢買不來的。”在中國(guo)工程院(yuan)院(yuan)士戴(dai)永年看來,鋼鐵(tie)是(shi)(shi)高(gao)(gao)樓(lou)大(da)廈的骨架(jia),鋁鎂鈦則是(shi)(shi)車、船、飛機、火箭的基材(cai)(cai)。新(xin)材(cai)(cai)料(liao)支撐高(gao)(gao)科技產業(ye)發展,并創(chuang)造超高(gao)(gao)的經(jing)濟效益已(yi)經(jing)成(cheng)了全(quan)球(qiu)公認(ren)的事實,很多發達國(guo)家(jia)早已(yi)在各個(ge)高(gao)(gao)新(xin)領域提前布局(ju),甚至有壟斷之勢。
而在(zai)中(zhong)國(guo)(guo),新材料產(chan)(chan)業(ye)也日益受到(dao)關注(zhu)。2010年,中(zhong)國(guo)(guo)首次將新材料作為一個獨(du)立(li)的產(chan)(chan)業(ye),列入七大戰(zhan)略性(xing)新興(xing)產(chan)(chan)業(ye)之(zhi)內(nei)。發(fa)展至今,中(zhong)國(guo)(guo)新材料技術水平(ping)不斷提(ti)高,產(chan)(chan)業(ye)規模日益壯大,綜合實力明顯增(zeng)強,有(you)力支撐(cheng)了國(guo)(guo)民(min)經濟發(fa)展和(he)國(guo)(guo)防(fang)科(ke)技工業(ye)建設。
在產(chan)業規模方面,多年(nian)來,中國新(xin)材(cai)料(liao)(liao)產(chan)業正以超(chao)24%的(de)年(nian)均增速穩步發展,尤其是在稀土(tu)功能(neng)(neng)材(cai)料(liao)(liao)、先進儲(chu)能(neng)(neng)材(cai)料(liao)(liao)、光伏材(cai)料(liao)(liao)、有(you)機硅、超(chao)硬材(cai)料(liao)(liao)等(deng)領域產(chan)能(neng)(neng)居世界前列。業內人士預計(ji),到2020年(nian),中國新(xin)材(cai)料(liao)(liao)產(chan)業總值將(jiang)超(chao)過6萬億元。
在創新(xin)能力方面,創新(xin)成果不斷涌(yong)現,填補國內空白。中(zhong)國在超(chao)材(cai)料、超(chao)導材(cai)料、石墨烯、液(ye)態金屬等前(qian)沿(yan)領域的新(xin)材(cai)料研制取得重要(yao)進展。
在產(chan)業結(jie)構方面(mian),一批(pi)(pi)龍頭企(qi)業不(bu)斷成長(chang),北京、天津、深圳、寧波等(deng)地區初步形(xing)成了新材料產(chan)業集群,全(quan)國已建(jian)設了48個新材料領域相關基地,形(xing)成了一批(pi)(pi)發展載體。
與(yu)此同(tong)時,中(zhong)國(guo)新(xin)材料應用水平也不斷(duan)提(ti)升。工信部數據顯示(shi),目前,中(zhong)國(guo)化工新(xin)材料保障能力達(da)到了63%,高強高韌汽車用鋼(gang)、硅鋼(gang)片(pian)等國(guo)內(nei)市場占有率達(da)到90%以上。
2017年初,《新(xin)材(cai)料(liao)產業(ye)發展指南》正(zheng)式發布,提出到2020年,先進基礎(chu)材(cai)料(liao)總體(ti)實(shi)現(xian)穩定供給(gei),關鍵戰(zhan)略(lve)材(cai)料(liao)綜合保障能(neng)力超(chao)過70%,前沿新(xin)材(cai)料(liao)取得一批(pi)核心(xin)技(ji)(ji)術專利,部分品種實(shi)現(xian)量產。同時,推動新(xin)材(cai)料(liao)等(deng)領(ling)域(yu)(yu)關鍵技(ji)(ji)術產業(ye)化(hua),也被國(guo)家發改委(wei)列為2018年中國(guo)經濟(ji)社會發展和改革領(ling)域(yu)(yu)的重點(dian)工作(zuo)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(zhong)國在(zai)(zai)新材(cai)(cai)料技(ji)術研究方面投(tou)入了(le)大量精力,在(zai)(zai)石墨烯(xi)、超材(cai)(cai)料、超導材(cai)(cai)料等(deng)前沿新材(cai)(cai)料領域(yu)具備較好(hao)發展基礎,部分領域(yu)甚至處于世界先進水平。然而,中(zhong)國新材(cai)(cai)料進口(kou)依賴度較高,相(xiang)當一部分領域(yu)的國產化(hua)率仍在(zai)(zai)50%以下。
為何會出(chu)現這種差距?
工(gong)信(xin)部相(xiang)關(guan)負(fu)責(ze)人表示,中國新材料技(ji)術積累比較薄弱,整(zheng)體創(chuang)(chuang)(chuang)新實(shi)力(li)不(bu)強。一方(fang)面,創(chuang)(chuang)(chuang)新資源、創(chuang)(chuang)(chuang)新力(li)量(liang)非(fei)常分散(san),尚未形成與(yu)產(chan)業鏈(lian)相(xiang)匹配的(de)創(chuang)(chuang)(chuang)新鏈(lian)條。另(ling)一方(fang)面,技(ji)術創(chuang)(chuang)(chuang)新以實(shi)驗室為主,側(ce)重于(yu)解決材料的(de)有無問題(ti),對工(gong)程化、產(chan)業化的(de)關(guan)注不(bu)多。
這一觀點同樣(yang)得到業內人士(shi)的認同。聯泓新(xin)材料(liao)有限(xian)公司董事長鄭(zheng)月(yue)明表示,中(zhong)國在新(xin)材料(liao)方面并不缺原創技術(shu),甚(shen)至(zhi)很(hen)多材料(liao)在國外出來產品的前10年,中(zhong)國的科研院所就已經掌握了相關技術(shu),但就是(shi)轉(zhuan)化不成(cheng)產品。
從技術研(yan)發到產(chan)品轉化,究竟難在哪兒?新材料企業金發科(ke)技集團董事長(chang)袁志敏為(wei)本報記者舉了一個例子:30多(duo)年前(qian),汽車(che)的(de)保(bao)險(xian)杠多(duo)是鋼(gang)鐵(tie)制成的(de),而現在多(duo)為(wei)塑料材質,這就是新材料在汽車(che)應(ying)用領域的(de)突破(po)。而把鋼(gang)鐵(tie)換成塑料,需(xu)要的(de)是多(duo)次暴曬(shai)試(shi)驗、碰撞試(shi)驗、耐疲(pi)勞試(shi)驗等漫長(chang)的(de)積累過程。
“新材(cai)料(liao)的應用(yong)與其他技(ji)術(shu)的應用(yong)不同(tong),新材(cai)料(liao)是(shi)對分子鏈的改變,一種新材(cai)料(liao)投入市場之初,需要經過長(chang)期的測試評價與應用(yong)考(kao)核。所(suo)以,就算研(yan)發出一項新的技(ji)術(shu),也無法立馬大面(mian)積去推廣應用(yong)。”袁志敏說。
也正因如(ru)此(ci),很多企業寧愿(yuan)選擇高價(jia)進口,或者犧牲一(yi)(yi)定的(de)材(cai)(cai)料(liao)性(xing)(xing)能(neng),也不(bu)(bu)愿(yuan)意成為(wei)第一(yi)(yi)個“吃螃蟹”的(de)人。而新(xin)材(cai)(cai)料(liao)如(ru)果不(bu)(bu)能(neng)在應(ying)(ying)用(yong)(yong)中(zhong)不(bu)(bu)斷完(wan)善性(xing)(xing)能(neng),工藝技術就無(wu)法迭代優化,一(yi)(yi)些關鍵(jian)(jian)的(de)數據也就無(wu)法積累(lei)。這種(zhong)現象客(ke)觀上導(dao)致了中(zhong)國新(xin)材(cai)(cai)料(liao)產(chan)業普遍存在著“有(you)材(cai)(cai)不(bu)(bu)好用(yong)(yong),好材(cai)(cai)不(bu)(bu)敢用(yong)(yong)”的(de)問題。新(xin)材(cai)(cai)料(liao)首批次(ci)推廣應(ying)(ying)用(yong)(yong)困難,已成為(wei)制約中(zhong)國新(xin)材(cai)(cai)料(liao)技術創新(xin)成果產(chan)業化的(de)關鍵(jian)(jian)瓶頸。
“研發一批、儲備一批、應用一批”
產業創新體系怎樣建
其(qi)實,從(cong)世界范(fan)圍(wei)內(nei)來(lai)看(kan),新(xin)材料(liao)從(cong)研(yan)究發(fa)現到成熟應用是一個漫長(chang)的過程,一般(ban)都需(xu)要(yao)10至20年時間。面對這一問題,發(fa)達國家大多采用“研(yan)發(fa)一批(pi)、儲(chu)備一批(pi)、應用一批(pi)”的材料(liao)發(fa)展(zhan)戰略,通過制定重點品種發(fa)展(zhan)路線圖(tu),加(jia)強前(qian)瞻性基礎研(yan)究與(yu)應用創新(xin)等方式,強化前(qian)沿新(xin)材料(liao)領域布局。
《新(xin)(xin)(xin)(xin)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)產業發(fa)展指南》強調(diao)了新(xin)(xin)(xin)(xin)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)產業協同創新(xin)(xin)(xin)(xin)體系建設(she)任務,提出了“新(xin)(xin)(xin)(xin)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)創新(xin)(xin)(xin)(xin)能(neng)力(li)建設(she)工程”,就(jiu)是(shi)為了完善新(xin)(xin)(xin)(xin)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)創新(xin)(xin)(xin)(xin)鏈條薄弱環節,打(da)造一批新(xin)(xin)(xin)(xin)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)制(zhi)造業創新(xin)(xin)(xin)(xin)中(zhong)心(xin)、新(xin)(xin)(xin)(xin)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)性能(neng)測(ce)試評價中(zhong)心(xin)、材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)基因(yin)技術研究平臺等(deng)創新(xin)(xin)(xin)(xin)載體,形成符合中(zhong)國新(xin)(xin)(xin)(xin)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)產業發(fa)展特點(dian)的創新(xin)(xin)(xin)(xin)體系。
如今,中(zhong)國部分優秀(xiu)的(de)新材料(liao)企(qi)業已經在創新體系建設方(fang)面(mian)做出了積(ji)極(ji)有益的(de)探(tan)索(suo)。
以(yi)金(jin)發(fa)(fa)(fa)科技(ji)為例,袁志(zhi)敏(min)對記(ji)者介紹說(shuo),當某(mou)項技(ji)術在(zai)企業產生閑(xian)置時(shi),便會(hui)與合作伙伴共同使(shi)用。比(bi)如(ru)輕(qing)量(liang)(liang)化(hua)、塑料(liao)代替鋼鐵等技(ji)術就可以(yi)與汽(qi)車(che)廠商共同使(shi)用。“長(chang)安(an)汽(qi)車(che)在(zai)汽(qi)車(che)設計過程中,希(xi)望汽(qi)車(che)車(che)身(shen)更加輕(qing)便,這就需要(yao)新材料(liao)的研發(fa)(fa)(fa)。我(wo)們(men)在(zai)輕(qing)量(liang)(liang)化(hua)技(ji)術方面的開發(fa)(fa)(fa)能(neng)力很(hen)強,因此我(wo)們(men)可以(yi)同長(chang)安(an)汽(qi)車(che)共享輕(qing)量(liang)(liang)化(hua)的集成(cheng)開發(fa)(fa)(fa)技(ji)術。”
在袁志敏看(kan)來(lai),創新(xin)不只(zhi)是企業(ye)(ye)自身的(de)(de)創新(xin),還應(ying)(ying)是產業(ye)(ye)鏈的(de)(de)創新(xin)。只(zhi)有把(ba)產業(ye)(ye)鏈的(de)(de)創新(xin)聚(ju)合(he)起來(lai),才會有更大的(de)(de)創新(xin)能(neng)力。未來(lai)幾年,新(xin)材料(liao)產業(ye)(ye)要聯(lian)合(he)上(shang)下游(you)、聯(lian)合(he)高(gao)校和(he)科研院所(suo),形成(cheng)產業(ye)(ye)鏈的(de)(de)價值再(zai)造(zao),使國家(jia)在技術能(neng)力上(shang)得到(dao)更快的(de)(de)提升和(he)轉(zhuan)型。他同時(shi)建(jian)議,新(xin)材料(liao)推(tui)廣應(ying)(ying)用的(de)(de)資金、時(shi)間成(cheng)本較高(gao),國家(jia)對材料(liao)企業(ye)(ye)的(de)(de)研發投入應(ying)(ying)更佳傾(qing)斜。
同樣專注于新(xin)材(cai)(cai)料領(ling)域的(de)(de)企業(ye)家鄭(zheng)月明也認(ren)為,提(ti)高(gao)新(xin)材(cai)(cai)料技術成果轉化(hua)率,一方(fang)面需要科(ke)(ke)研院所的(de)(de)研究方(fang)向與(yu)企業(ye)的(de)(de)發展領(ling)域高(gao)度契合。另一方(fang)面,要有(you)足(zu)夠的(de)(de)資(zi)金(jin)支持(chi)。同時,科(ke)(ke)研院所與(yu)企業(ye)之間(jian)還要有(you)足(zu)夠的(de)(de)信任度。這樣才能保證科(ke)(ke)研成果出來以后(hou)企業(ye)有(you)需求,并能順利(li)地實(shi)現產業(ye)化(hua),同時不會出現利(li)益分(fen)割上的(de)(de)問題。
據介紹,“十(shi)三五”時期,中國將(jiang)加(jia)強供需(xu)對接,建(jian)立新(xin)材(cai)料應(ying)用(yong)示(shi)范(fan)保險補償機制,建(jian)設(she)一(yi)批生產(chan)應(ying)用(yong)示(shi)范(fan)平臺,開展應(ying)用(yong)示(shi)范(fan)等工(gong)作,進一(yi)步(bu)推動產(chan)用(yong)結合(he),激(ji)活和釋放下游行業對新(xin)材(cai)料產(chan)品的有(you)效需(xu)求,加(jia)快新(xin)材(cai)料創新(xin)成果轉(zhuan)化和應(ying)用(yong),提升中國新(xin)材(cai)料產(chan)業整體發展水平。(王 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)
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