发展先进材料迎接新一轮的产业变革

北京有色金属研究总院名誉院长   屠海令院士

“十二五”期间,我国新材料产业达到了1.9万亿的规模,年增长率为26%,这说明我国新材料产业的发展正在急剧攀升。

现在,我国在新材料方面的研究水平提高了,产业聚集也更加的明显,支撑重大工程的作用也有所显现。其实,不只是我国重视这一领域,其实世界各国都在高度关注新材料的发展。我们将国外近期的新材料发展状态进行了罗列,其中美国是新材料产业领头羊,因此我们以美国举例说明。

90年代初,美国国家专利技术委员会每两年会向总统提供一份报告,其中第一个就是材料领域。2010年,美国能源部起草了一份关键材料的报告,这个报告共140多页,包括资金的问题、战略的问题、政策的问题、外交的问题、资源矿山的问题等,还包括技术方向,可以说这份报告在世界范围内都非常有名。2011年,奥巴马要重振美国制造业,想把新材料的开发和应用时间缩短一半,成本缩小一半。在他们提出的九大领域里却没有单独提出材料产业,而每个领域里都涉及到新型材料,把材料融入到所有的领域当中协同发展。这其实是一个良好的产业生态,这条河流有很多的支流给灌溉,所以永远流的很好。因此,我们需要学习国外的成功经验。

现在,新材料的研发从试错的模式转变成一个按需设计的模式,当然更有甚者,2015年,英国直接使用计算机和化学反应器搭配,直接反应结果,被称为化学计算机。

新材料的发展呈现出结构功能一体化、材料器件一体化、纳米化等特点,而且新材料和其他学科进行深度融合,这是新材料发展的特点。

我国新材料产业发展就是要竞争力要提升,协同发展,基础材料升级换代,前沿新材料研发。 我们要研究半导体材料,也要发展稀土产业。稀土材料对我们整个制造业的发展起着至关重要的作用,我们要坚持不懈的继续研究,这样的我们整个制造业才会发生革命性的变革。

新材料的发展的其他方向就是需要协同,协同发展要跟信息产业、航空装备协同起来,例如天宫2号的材料跟航空航天的结合。国内现在耳熟能详的是拓扑绝缘体,它能够很好的解决问题。石墨烯和二维材料也是一个很好的发展方向,现在美国已经研发出了硅稀,不过效果还不是很好,目前也在不断的完善了发展中。

2015年,美国启动了一个A2P,就是从原子到产品的过程,他们设想把原子凑一起,生成一个产品。这是把实际需求、物理原理和技术结合起来,是具有前沿性和革命性的。我的一名学生毕业以后去了MIT呆了6个月,他说美国想在航天器里使用小微泵,他们也研究出来了,从10的负9次方到10的负3次方,这个现做的有进展。

我们希望建立新材料的产业基金,有一些支撑技术,核心装备、研发和应用平台,希望配合新材料快速的融入全球高端制造业的供应链中去。不过,我们还是要对新材料的发展进行反思。我们应该要总结过去的经验,过去我们搞的各种工作,已经是有过经验和教训的,现在石墨烯像大炼钢铁一样,有钱的人都想参与进来并且单干,你给一百万,我给一千万,其实人才就是这么多,这么一搞,每一家都分不到多少人才,到最后人力和财力都分散开了。我们不光是投资新材料,其他的方面也有,但是新材料特别的显著。这件事怎么办?能不能大家把投资集中起来呢?有钱的人投资当股东,让专业人员真正去搞,这样会好一点,这也是值得我们《中国制造2025》以及“工业强基”认真的研究的。

有人说双创能解决问题,我个人看法是双创和新材料建设要两条腿走路,一条腿走路风险太大。企业不要总是提自己是排名第几,英雄不问出处,国企也有英雄,知识没宣传而已。

从并跑到领跑,新材料怎么办?美国X-37B航天飞机上搭载了多种新材料,而我们不知道都是些什么材料。将来我们怎么领跑,是我们需要面临的一个问题。我们希望利用中国制造2025,从工业领域进行强力的推进,使我们能够把材料的发展推向一个新的阶段,迎接新一轮的发展。