“一代材料，一代創(chuàng)新”。新材料產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，也是高技術(shù)競爭的關(guān)鍵領(lǐng)域。
近幾年，在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的大背景下，新材料技術(shù)不斷取得新突破，新材料和新物質(zhì)結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)，全球新材料產(chǎn)業(yè)保持快速增長態(tài)勢。中國新材料產(chǎn)業(yè)進(jìn)入發(fā)展加速期。
公開數(shù)據(jù)顯示，2019-2022年，我國新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值從4.5萬億元增長至6.7萬億元，年均復(fù)合增長率為14.2%；2023年總產(chǎn)值達(dá)到7.9萬億元。2025年我國新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值有望破10萬億元大關(guān)。
當(dāng)前，以新一代信息技術(shù)、新能源、智能制造等為代表的新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，對材料提出了更高要求。面向新興產(chǎn)業(yè)亟需發(fā)展的新材料有哪些？
集成電路關(guān)鍵材料
集成電路是在一小片半導(dǎo)體材料薄片（芯片）上的一組電子電路。對我國下一階段的發(fā)展來說，自主研發(fā)集成電路關(guān)鍵戰(zhàn)略材料尤為關(guān)鍵，特別是硅晶圓、光掩膜、光刻膠及附屬產(chǎn)品、濺射靶材等四大集成電路制造關(guān)鍵材料。
來源：pixabay加大力量補(bǔ)短板。重點(diǎn)布局覆蓋130~90nm、90~28nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)的先進(jìn)邏輯產(chǎn)品、先進(jìn)存儲器用晶圓制造成套工藝和先進(jìn)封裝成套工藝的各類關(guān)鍵材料開發(fā)，包括193nm浸沒式光刻膠及其配套抗反射材料和特種試劑、高階邏輯工藝和先進(jìn)存儲用前驅(qū)體系列產(chǎn)品、高階工藝用拋光液和拋光墊、特種合金靶材及先進(jìn)封裝用多種材料；部署開發(fā)20~14nm、14~7nm及其以下技術(shù)代邏輯產(chǎn)品和先進(jìn)存儲器需求關(guān)鍵產(chǎn)品。
信息功能陶瓷材料
信息功能陶瓷是具有電、磁、聲、光、熱、力、化學(xué)或生物等不同性能之間相互轉(zhuǎn)化和耦合效應(yīng)的一類無機(jī)非金屬功能材料，亦稱為功能陶瓷或電子陶瓷，主要包括介電、鐵電、壓電、熱釋電、半導(dǎo)體、電光、磁性、高溫超導(dǎo)等多種功能的新型高技術(shù)陶瓷。基于各種功能效應(yīng)的新一代電子元器件如：MLCC電容器、片式電感器、電阻器、PTC和NTC熱敏電阻、變阻器、晶界層電容器、濾波器、諧振器、壓電換能器、驅(qū)動器、微位移器等等，它們是計(jì)算機(jī)、集成電路、移動通信、能源技術(shù)和軍工電子等領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)材料與元器件。
隨著高新技術(shù)的快速發(fā)展，功能陶瓷材料的發(fā)展趨勢是多層化、低維化、復(fù)相化、織構(gòu)化以及高均勻性、低成本、低溫合成、環(huán)境協(xié)調(diào)；新型元器件則朝著片式化、微型化、模塊化、低功耗、高頻化、智能化、綠色化、大功率以及在極端條件下服役的高可靠性方向發(fā)展。
需集中力量開展具有優(yōu)良介電性能，適合新一代無源集成組件應(yīng)用的低、中、高介電常數(shù)低溫共燒陶瓷介質(zhì)材料開發(fā)；解決器件集成中異質(zhì)材料工藝匹配、外場下的穩(wěn)定性等關(guān)鍵共性問題，獲得材料結(jié)構(gòu)‒工藝‒電性能‒服役特性優(yōu)化的途徑，推動低成本、高性能的無源集成器件用介質(zhì)材料制備；針對新一代無線通信、可穿戴電子系統(tǒng)應(yīng)用，探索基于自主介質(zhì)材料的新型無源器件的設(shè)計(jì)、制備和集成技術(shù)。
先進(jìn)能源材料
來源：pixabay新型工業(yè)化的核心驅(qū)動力是科技創(chuàng)新，遵循綠色、低碳、循環(huán)的原則，必然與新能源材料及其產(chǎn)業(yè)緊密相關(guān)。圍繞不同的能源轉(zhuǎn)化、存儲方式和原理，先進(jìn)能源材料需重點(diǎn)發(fā)展燃料電池材料、熱電材料、超級電容器材料、固體鋰電材料、生物質(zhì)能材料、光電材料和納米能源材料等方向。
加速推進(jìn)氫燃料電池新材料與部件的產(chǎn)業(yè)化，進(jìn)一步推進(jìn)銻化鉍熱電材料體系的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，研制綜合性能優(yōu)異的正/負(fù)極材料、功能性電解液及隔膜等超級電容器關(guān)鍵材料，突破固態(tài)電池材料在電導(dǎo)率、成本、批量生產(chǎn)等方面的問題，加快推進(jìn)生物質(zhì)液體燃料清潔制備與高值化利用技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，解決新型光伏材料批量化生產(chǎn)過程中造成的轉(zhuǎn)換效率下降問題，實(shí)現(xiàn)納米發(fā)電機(jī)在人機(jī)交互、智能醫(yī)療和仿生智能器件等重要領(lǐng)域中的應(yīng)用。
新型顯示材料
新型顯示材料是信息和材料領(lǐng)域競爭的“焦點(diǎn)”“熱點(diǎn)”和“卡點(diǎn)”。美國、韓國、日本等世界主要國家均高度重視顯示材料發(fā)展，而我國也在高位布局新型顯示材料創(chuàng)新體系。從材料功能性劃分，新型顯示材料分為顯示功能材料、顯示玻璃材料、柔性高分子材料、顯示配套材料四大類。
突破一批顯示關(guān)鍵短板材料，如顯示功能材料領(lǐng)域中OLED終端發(fā)光材料、激光顯示熒光材料；顯示玻璃材料領(lǐng)域中高世代TFTLCD玻璃基板、OLED玻璃基板材料；顯示配套材料領(lǐng)域中彩色光刻膠、高精細(xì)度掩膜版；柔性顯示高分子材料領(lǐng)域中高端PI薄膜、柔性O(shè)CA光學(xué)膠等。
布局一批前沿顯示材料，如開展納米LED顯示、光場顯示等前沿顯示技術(shù)研發(fā)布局。同時(shí)，向空間顯示去發(fā)展。如何在更大的空間進(jìn)行顯示，可能就需要把材料復(fù)合、3D制造和可視卷曲有機(jī)結(jié)合起來。在極冷、極熱、超高壓、高輻照等極端情況下，思考如何解決這些問題。
生物醫(yī)用材料
生物醫(yī)用材料是世界上最具發(fā)展?jié)摿Φ某柈a(chǎn)業(yè)之一。生物醫(yī)用材料是指可植入人體且生物相容性極好的一類高技術(shù)新材料，主要用于人體疾病的診斷、治療，組織和器官的修復(fù)、替換，以及增進(jìn)其器官功能等方面。
隨著全球人口老齡化日益加劇，人們對自身健康的關(guān)注度不斷提高，健康產(chǎn)業(yè)進(jìn)入加速發(fā)展時(shí)期。生物醫(yī)用材料的快速突破，將在疾病快速診斷、人體器官修復(fù)移植方面為人類帶來福祉，對國家的醫(yī)療安全、人民健康產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。
生物基材料
生物基材料作為新材料的代表之一，是來源于可再生的非糧生物質(zhì)，經(jīng)過化學(xué)、物理、生物制造技術(shù)等方法制造的新型功能材料。非糧生物質(zhì)主要包括農(nóng)作物秸稈、林業(yè)廢棄物、城市垃圾、畜禽糞污、生活污水污泥和工業(yè)有機(jī)廢渣廢液廢氣等。
未來的發(fā)展重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)以淀粉糖等為原料的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品的生物法生產(chǎn)與應(yīng)用，推動生物基聚酯、生物基聚氨酯、生物基聚酯酰胺、生物尼龍、生物基環(huán)氧樹脂、生物橡膠、生物基/質(zhì)聚合物、生物基介電儲能材料、生物基材料助劑等生物基材料產(chǎn)業(yè)的鏈條化、集聚化、規(guī)模化發(fā)展。
先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料
先進(jìn)復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、可設(shè)計(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、軌道交通等領(lǐng)域的裝備制造，是工業(yè)發(fā)達(dá)國家戰(zhàn)略必爭資源。以國家重大需求為導(dǎo)向，發(fā)展基于跨尺度多維度結(jié)構(gòu)調(diào)控的新型結(jié)構(gòu)材料、高性能高分子及其復(fù)合材料、高溫耐蝕結(jié)構(gòu)材料、輕質(zhì)高強(qiáng)新材料、結(jié)構(gòu)陶瓷及其復(fù)合材料、重大工程結(jié)構(gòu)材料、增材制造材料并取得重大技術(shù)突破。
面向高端裝備的復(fù)雜使役條件、苛刻質(zhì)量約束，復(fù)合材料構(gòu)件的大型化、整體化、結(jié)構(gòu)功能一體化發(fā)展趨勢，高性能、高精度、高效率、低成本的復(fù)雜構(gòu)件一體化成形制造技術(shù)與裝備成為主攻方向。
面向2035年的復(fù)合材料構(gòu)件精確制造技術(shù)發(fā)展要素
稀土材料
稀土因其有獨(dú)特的電子層結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的磁、光、電等特性，在新能源、新材料、節(jié)能環(huán)保、航空航天、電子信息、國防軍工等高精尖產(chǎn)業(yè)發(fā)揮著重要作用，已成為國際爭奪的重要戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源。
中國稀土產(chǎn)業(yè)鏈各階段在全球市場中的占比
緊密圍繞國家戰(zhàn)略需求，結(jié)合未來智能機(jī)器人、智慧城市、深空/深海開發(fā)、大數(shù)據(jù)和人機(jī)交互等應(yīng)用場景，需重點(diǎn)開展工程化及產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究，著力突破稀土永磁材料、稀土發(fā)光材料、稀土催化材料、稀土晶體材料、高純稀土金屬及靶材等先進(jìn)稀土功能材料的核心制備技術(shù)、智能生產(chǎn)裝備、專用檢測儀器及其應(yīng)用技術(shù)。
超導(dǎo)材料
超導(dǎo)是人類發(fā)現(xiàn)的第一種宏觀量子現(xiàn)象，具有豐富科學(xué)內(nèi)涵和廣闊應(yīng)用前景。超導(dǎo)表現(xiàn)出的零電阻和完全抗磁性等奇特性質(zhì)，目前已在近萬種材料中被發(fā)現(xiàn)。超導(dǎo)的研究歷程已經(jīng)跨越了一個(gè)多世紀(jì)，但人們的研究興趣依然未減。超導(dǎo)研究一次次打破人們對微觀物質(zhì)世界的認(rèn)知，推動了新物理概念的產(chǎn)生、新物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和新方法的建立。超導(dǎo)材料也被廣泛地應(yīng)用于能源、信息、醫(yī)療、國防、交通等領(lǐng)域，在許多方面發(fā)揮著不可替代的作用。
通過“產(chǎn)學(xué)研用”聯(lián)合攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)我國低溫超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)的升級換代，突破高溫超導(dǎo)材料批量化制備關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)出面向電力、能源、醫(yī)療和國防應(yīng)用的超導(dǎo)電工裝備，實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)材料、超導(dǎo)強(qiáng)電和超導(dǎo)弱電產(chǎn)品的協(xié)同發(fā)展和規(guī)模化應(yīng)用，總體達(dá)到國際先進(jìn)水平，打造并形成基于超導(dǎo)材料及其應(yīng)用技術(shù)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
小結(jié)
參考資料：趙鴻濱等.面向新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)的新材料發(fā)展戰(zhàn)略研究謝曼等.面向2035的新材料強(qiáng)國戰(zhàn)略研究人民日報(bào)、新華社、無機(jī)材料學(xué)報(bào)、中國工程科學(xué)、中國科學(xué)院院刊等
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