近日，中國工程院院士、中國工程院原副院長、國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會主任委員干勇院士受邀出席海上院士講壇（第39期），并圍繞“高質(zhì)量發(fā)展中的先進材料創(chuàng)新戰(zhàn)略”主題作了分享報告，對我國先進材料技術和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題、需求分析及未來趨勢等進行深入解讀。
干勇院士從集成電路和半導體材料、現(xiàn)代結構材料、先進碳材料、能源材料等方面，對我國先進材料技術和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題、需求分析及未來趨勢等進行介紹，明確了不同材料領域的發(fā)展方向、重點任務和實施路徑等，并從頂層設計、體制機制、科技創(chuàng)新、人才培養(yǎng)、標準體系、知識產(chǎn)權等方面提出針對性措施建議。
干勇院士表示，“中國的工業(yè)化和下一步的高質(zhì)量發(fā)展，要突破西方，特別是以美國為首的封鎖，材料是首當其沖，這是所有高端領域發(fā)展的基礎和引導。”他建議，我們要面向國家戰(zhàn)略需求，聚焦國家目標任務，打造多主題、全鏈條，系統(tǒng)化的體系和生態(tài)，建立國際領先、覆蓋全生命周期的材料表征驗證平臺，組建多要素和持續(xù)的科技金融鏈網(wǎng)。
國內(nèi)新材料產(chǎn)業(yè)進入關鍵窗口期
“人類歷史都是材料發(fā)展的成果，一代材料一代技術。”講壇上，干勇院士首先就我國先進材料技術和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀進行剖析。他指出，我國的產(chǎn)業(yè)體系基本完整，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷壯大，為國家重大工程提供了物質(zhì)保障和物質(zhì)基礎。但我國材料發(fā)展仍存在亟待解決的問題，一是大量依賴進口，如集成電路的關鍵材料，超高純的多晶硅、高檔磨料等；二是缺乏創(chuàng)新能力，從知識產(chǎn)權的角度分析，國內(nèi)本土發(fā)明專利授權為28.7%，遠低于國外來華授權專利的37.2%；三是產(chǎn)業(yè)基礎能力不夠，多個領域的產(chǎn)業(yè)鏈都存在產(chǎn)業(yè)短板，與國外差距較大。
干勇院士表示，國內(nèi)的材料領域現(xiàn)已進入關鍵的窗口期，產(chǎn)業(yè)升級進入快速增長階段，對中高端材料的需求不斷提升。從世界各國發(fā)展重點來看，以先進材料為代表的關鍵核心領域是未來競爭的焦點，包括超寬禁帶材料、下一代的光調(diào)制器材料、鐵電材料、納米材料、先進半導體材料等等。
新材料的重點發(fā)展方向在何處
聚焦信息技術、生物材料、新能源等領域的發(fā)展，其對材料的需求和重點發(fā)展方向分別落于何處？干勇院士提到，由于美國在集成電路和半導體材料領域對我國大力、精準實施打擊和制裁，中央高度重視集成電路和半導體材料發(fā)展。在新材料市場制造規(guī)模、知識產(chǎn)權方面，我國盡管已取得很大的成就，但任務依舊艱巨，產(chǎn)業(yè)基礎仍十分薄弱，產(chǎn)業(yè)生態(tài)亟待完善。
特種高分子材料帶有特殊的物理化學力學性，可分為功能性高分子和高性能高分子材料。憑借其高性能化、韌性、彈性、強度，特種高分子材料在化工產(chǎn)品上正在突破一些中高端的技術。干勇院士表示，特種橡膠突破HNBR加氫催化劑的催化機理、秸稈預處理工藝開發(fā)高滴度、高轉化、高耐受、高穩(wěn)定的工業(yè)微生物菌種等重點攻關任務，大約將在2025到2030年完成。
“碳是生命之源，碳的組織性能、碳材料的內(nèi)部一變化，就可以有各種各樣的性能。”干勇院士表示，生活用的傳統(tǒng)工業(yè)用碳、未來用碳，包括碳纖維、石墨稀、金剛石、碳材料的半導體材料等等。碳纖維二十年的攻關，如今已完全轉移到在運載火箭、高速列車、風電葉片上來。現(xiàn)在，我國碳纖維用量達到全世界一半以上，其裝備和工藝有很大提升，但仍存在一些穩(wěn)定性和異質(zhì)性的問題。因此，干勇院士強調(diào)，接下來還需要在高性能碳纖維的復合材料、制備工藝、高效聚合等方面進行攻關。干勇院士建議，先進碳材料是非常重要的一個體系，應成立先進碳材料的研究中心。
對于所有的鋼筋鐵骨的構造而言，鋁合金、鈦合金、鎂合金等高端裝備的特種合金生產(chǎn)十分重要。輕合金材料已經(jīng)有所發(fā)展，鈦合金等的應用指標及高端特種合金存在的其它問題，應作為2030年重大攻關項目任務，致力于實現(xiàn)其輕量化、低碳化、長壽化。
稀土是我國優(yōu)勢資源之一。我國已經(jīng)形成全球門類規(guī)模最全的稀土產(chǎn)業(yè)體系，建立了完整的產(chǎn)學研。干勇院士建議，我國可以開發(fā)出更高更強的大產(chǎn)業(yè)，如建立中國稀土集團，構建以國家實驗室為核心的創(chuàng)新引領體系，對不同主體投入支持理論、材料、器件、工藝，注入國家信用，實現(xiàn)資本鏈與研發(fā)鏈的深度融合。
建立新材料的創(chuàng)新發(fā)展體系
對于我國新材料未來的發(fā)展，圍繞新材料目前的用途，要解決高端制造、高端裝備、重大工程高質(zhì)量發(fā)展中的問題，必須建立材料的創(chuàng)新體系，要克服以前散、小、亂的局面。首先是國家重點實驗室進行重組。實驗室的布局，要圍繞制造業(yè)的基礎、共性前沿技術、高端工業(yè)母機技術、重大裝備技術等進行力量整合，進行大平臺作戰(zhàn)。
要進一步明確戰(zhàn)略定位，面向國家需求，梳理解決重大科技問題。梳理重點解決的關鍵科技問題，打造不可替代的科技創(chuàng)新能力。聚焦國家目標任務需求，打造多主題、全鏈條，系統(tǒng)化的體系和生態(tài)，建立國際領先，覆蓋全生命周期的材料表征驗證平臺，組建多要素和持續(xù)的科技金融鏈網(wǎng)。
