新材料领域国家先进制造业集群已有七个 新材料是新型工業化的重要支撐

新材料领域国家先进制造业集群已有七个 新材料是新型工業化的重要支撐新材料是新工业化的重要支撑,是国家大力发展的战略性新兴产业之一,也是加快新生产力建设、扎实推进高质量发展的重要产业方向。

中国新材料产业的发展现状如何?如何通过新材料的科技创新进一步巩固新材料产业的基础,为新的生产力提供新的机遇?记者接受了采访。

一批重大关键材料取得突破,新材料领域培育形成7个国家先进制造集群

山东鲁南高新技术化工园区、联宏新材料科技有限公司工厂生产设备众多。通过主控室操作系统的自动控制,每个反应釜不断发生反应,甲醇原料一个接一个地变成太阳能电池包装材料。

联宏新科董事长郑月明说:“光伏胶膜、生物可降解餐盒、农膜、深海养殖渔网等,我们的系列产品广泛应用于这些领域。”。

联宏新科是一家从事先进聚合物材料研发的公司。近年来,在新能源材料、生物材料、电子材料、特种材料等领域进行了多元化、精细化的布局,已成为新材料领域的平台企业。

联宏新科作为中国科学院化工新材料技术创新与产业化联盟主席,构建了生产、大学、研究的协同创新方式,积极推进化工新材料创新技术成果的转化。联宏新科与中国科学院长春应用化学研究所、中国科学院过程工程研究所联合开发,共同申请“超临界聚合制备降解二氧化碳基塑料研发与产业化示范”项目,已纳入科技部重点研发计划。新材料领域国家先进制造业集群已有七个 新材料是新型工業化的重要支撐

在西藏阿里地区改造县拉果错盐湖生产基地,技术领先的“钛系吸附” 2023年,第一批电池级单水氢氧化锂试验商品成功生产。北京碧水源科技有限公司依托新材料领域的持续深度培育,自主研发了滤膜、反渗透膜和选择性吸附材料,不仅应用于污水回收、海水淡化等水处理和环保设备领域,而且促进企业成功进入新能源。

近年来,我国新材料产业进入加速发展时期,产业规模不断扩大,已成为真正的材料大国。2022年,我国新材料产业总值约6.8万亿元,比2012年增长近6倍。建立了金属、聚合物、陶瓷等结构和功能材料的研发和生产体系。有色金属、合成纤维、先进储能材料、光伏材料、硅胶、超硬材料、特种不锈钢等100多种材料产量位居世界前列。

根据工业和信息化部的数据,2023年1月至9月,中国新材料产业总值超过5万亿元,保持两位数增长。截至2023年10月,中国新材料领域已建立7个国家制造创新中心,新材料重点平台布局建设35个,若干重大关键材料取得突破,出现了高温超导材料、钙钛矿太阳能电池材料等一批尖端技术﹔新材料规定企业2万多家,专业新“小巨人”公司1972家,制造业单冠军公司248家,培育7个国家先进制造业集群。

第三代铝锂合金成功应用于国内大型飞机,第二代高温超导材料支持世界上第一个35KV公里高温超导电缆示范项目。新材料的快速发展不断促进我国工业结构的优化升级。超钢、电解铝、低环境负荷水泥、全氟离子膜、聚烯烃催化剂等关键核心技术的突破,促进了钢铁、有色金属、建材、石化等产业的发展。新材料还为中国 航天工程、能源交通、工程建设、资源节约和环境改善提供了不可或缺的物质基础和保障。

新产业、新业态对材料提出了更高的要求,新技术加快了新材料的突破

进入北京材料基因工程先进创新中心,自动材料研发设备正在有序运行。在这里,我们正在努力建立一个面向前沿的共同技术平台,在高效电池材料、光电材料、高熵合金、耐热合金、轻量化高强度钢、高韧性铝合金等关键材料中进行示范和应用。新材料领域国家先进制造业集群已有七个 新材料是新型工業化的重要支撐

以新一代信息技术、新能源、智能制造等为代表的新兴产业的快速发展,对材料提出了更高的要求,加快了新材料的创新过程。材料基因工程是新一代信息技术与新材料紧密结合产生的新材料设计方法。

“传统的材料研发模式主要是实验和经验,也被称为‘试错’研究,时间长,效率低。”北京科技大学教授、北京材料基因工程先进创新中心副主任张大伟介绍,材料基因工程作为当前材料领域公认的颠覆性前沿技术,通过借鉴生物基因工程技术,结合不同的工艺制备,获得具有特定性能的新材料,大大缩短了新材料的研发周期。

以耐腐蚀材料的研发为例,由于材料腐蚀过程机理非常复杂,应考虑温度、湿度、应力等环境因素、成分、加工、结构等材料因素,科学家很难在成千上万种缓蚀剂中选择最合适的材料。“在计算平台上,通过对大量数据的分析,我们可以有效地筛选和设计不同类型和尺度的耐腐蚀材料,大大提高了研发效率。”张大伟说。

在完成材料筛选后,还需要对材料进行比例测试,以获得最佳的比例和浓度。传统的研究方法应该做成数百个物理实验。如今,利用人工智能技术,通过不同的腐蚀预测模型,对材料性能进行模拟测试,可以快速测量不同环境下设备的数据。

张大伟说:“通过高效的材料计算和高通量试验,可以实现新材料的快速筛选和材料数据的快速积累﹔通过大数据和人工智能技术的应用,可以实现材料成本、工艺的全面优化和材料性能的提高。”

科技创新可以产生新产业、新模式、新机遇,是发展新生产力的核心要素。在新材料领域,物联网、人工智能、高性能计算等技术的快速发展,以及新感知技术和自动化技术的应用,加快了新材料产业的研发进程。

中国科技信息研究所人工智能发展研究中心副主任李秀泉认为,基于大量数据和知识的智能算法在生产、科研等领域的应用不断创新,高水平的人机协作有望成为主流的生产和服务模式。新材料领域国家先进制造业集群已有七个 新材料是新型工業化的重要支撐

除新一代信息技术外,近年来,纳米技术、超导技术、3D打印技术与新材料紧密结合,材料技术领域取得了一系列突破。例如,碳纳米管和石墨烯等纳米材料在电子应用领域提高了电子设备的性能﹔记忆合金在温度或应力变化时改变形状,广泛应用于医疗器械和航空航天领域﹔“生物基”新材料在促进可持续发展方面发挥了重要作用。

李秀全表示,要加快新生产力建设,必须充分利用新生产设备和通用技术,掌握更多关键核心技术,推动新材料等新兴产业的发展。

目前,制造业正处于深刻的变革时期。通过新材料、机器人技术和先进制造技术的结合,传统的铣削、钻孔、锻造等制造技术正在被新技术所取代。“抓住新工业化的机遇,促进新材料在制造业中的广泛应用,产生新的生产技术和制造技术,实现产业基础的重塑,”屈说

中国新材料产业已从“缓解是否存在问题”的规模扩张阶段进入高质量发展阶段,以满足国家重大战略需求,提高国际竞争力。专家建议,要加大研发投入,建设和完善科技创新平台,推进体制机制和研发模式创新﹔建立以公司为主体的自主创新体系,合理分配创新资源,支持上下游企业的有效合作,将技术创新与产业化相结合﹔加强人才培养与国际交流合作,完善统计、标准、金融等一系列支持措施,促进我国新材料产业的高质量发展。

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