
新型材料是新型工業(yè)化高質量發(fā)展的重要支撐,更是搶占未來科技和經濟發(fā)展制高點的重要領域。新型材料作為產業(yè)發(fā)展的基礎,是推進新型工業(yè)化的重要驅動力。它對產品性能、質量和創(chuàng)新能力產生直接影響,對整個新型工業(yè)化的水平起著決定性的作用。
新型材料在不同領域發(fā)揮關鍵作用
事實上,新型材料在推進新型工業(yè)化的不同領域中都發(fā)揮著關鍵作用。
在建筑領域,新型材料為綠色建筑和提高能源利用效率提供了新的可能性。例如,隔熱材料和節(jié)能玻璃的使用可以改善建筑物的隔熱性能和采光效果,降低能耗。近年來,太陽能材料和光電材料被廣泛應用于建筑一體化的能源收集和利用,有效推動了可持續(xù)建筑的發(fā)展。
在交通領域,新型材料為交通工具的性能、安全性和可持續(xù)性帶來了顯著提升。使用輕質高強度材料,如碳纖維復合材料,可以減輕飛機、汽車和火車等交通工具的重量,降低能耗。同時,耐高溫材料在航空航天領域的應用提高了發(fā)動機效率和耐久性。
新型材料在服裝領域的應用推動了時尚產業(yè)的創(chuàng)新,并提升了穿著體驗。在智能紡織材料中嵌入傳感器,可以實現(xiàn)智能穿戴設備,如健康監(jiān)測服裝等。
在電子信息領域,新型材料對于電子器件的制造和性能提升至關重要。例如,研發(fā)具有高電子遷移率的半導體材料,實現(xiàn)更高的集成度和更低的功耗,可以推動移動設備和計算機的性能提升。此外,新型材料也在量子器件領域發(fā)揮作用,為量子計算和通信提供基礎。
在智能產品領域,新型材料更是發(fā)揮著十分重要的作用。柔性顯示材料使得手機、可穿戴設備等產品能夠具備彎曲和折疊的能力,提升了便攜性和用戶體驗。智能家居產品利用傳感器和智能控制材料來實現(xiàn)遠程控制和自動化,提高了生活的便利性。
總而言之,新型材料在各個領域中具有多樣化的作用,它們不僅為產品性能和質量提升提供基礎,還推動了技術創(chuàng)新、產業(yè)升級和可持續(xù)發(fā)展。在推進新型工業(yè)化的過程中,新型材料成為驅動力,為創(chuàng)造更先進、高效、環(huán)保和智能化的產品和解決方案提供了關鍵支撐,推動新型工業(yè)化的蓬勃發(fā)展。
基礎研究為新型工業(yè)化提供前瞻性技術儲備
推進新型工業(yè)化離不開基礎研究。從這一點來說,我國具有龐大的科研隊伍,擁有眾多高水平的研究機構和大學,培養(yǎng)了涵蓋材料科學、物理學、電子工程等多個領域的科研人才,為推動新型工業(yè)化提供了充足的人才儲備。
基礎研究方面的進展將為推進新型工業(yè)化過程提供前瞻性的技術儲備。例如,筆者的課題組提出的雙極磁性半導體材料可應用于下一代信息技術,已經引起國內外同行的廣泛關注。同時,課題組也設計了一些具有特定功能的半金屬材料、多鐵材料等。
我國在推進新型工業(yè)化的過程中具備很多優(yōu)勢,其中包括具體的市場、完備的產業(yè)鏈等。同時,我國政府一直將科技創(chuàng)新和新型材料領域列為重點發(fā)展領域,提供了一系列的政策支持和資金投入,促進了相關產業(yè)的發(fā)展。這也是我國推進新型工業(yè)化的政策優(yōu)勢。
在具有一定優(yōu)勢的同時,我國在新型材料的基礎研究方面也面臨著一些挑戰(zhàn)。盡管我國在基礎研究方面取得了很大進展,但將研究成果轉化為實際應用需要很長的周期,技術從實驗室走向市場還需要克服技術轉移、產業(yè)化等多個階段的問題,包括工藝優(yōu)化、大規(guī)模生產等。新型材料領域的發(fā)展往往還需要多學科的融合,包括材料科學、物理學、電子工程等。這些學科之間的合作和交流仍需進一步加強,以推動多功能性和跨領域應用的材料的發(fā)展。
新型材料領域目前的國際競爭性較強。我國需要與國際上的先進水平進行競爭,確保技術和產業(yè)的領先地位。這需要不斷提高科研水平,加快創(chuàng)新步伐。我國雖然有龐大的科研隊伍,但仍需要進一步提升領軍人才、年輕人才的比例。需要采取措施留住和吸引人才,加快新型材料領域的拔尖人才培養(yǎng)。
另外,在推進新型工業(yè)化的過程中,還要注意環(huán)境影響和可持續(xù)性,如何減少資源消耗、降低環(huán)境污染以及處理廢棄物等問題都需要引起重視,以確保新型材料的發(fā)展與環(huán)境保護相協(xié)調。
加快對傳統(tǒng)制造業(yè)提檔升級
在推進新型工業(yè)化的過程中,新型材料的基礎研究扮演著至關重要的角色。國家應繼續(xù)加大資金和資源投入,支持材料學創(chuàng)新研究。理解材料的微觀結構和特性,以及它們與宏觀性能之間的關系,將為開發(fā)更先進的材料提供重要指導。材料學研究需要注重培養(yǎng)高水平跨學科的科研團隊,將不同領域的專業(yè)知識融合在一起,助力開發(fā)多功能和跨領域應用的材料,推動前沿科技的發(fā)展。同時,還要創(chuàng)建一個促進創(chuàng)新的生態(tài)系統(tǒng),將科研機構、高校、企業(yè)、投資者等各方聯(lián)合起來,政府可以提供支持政策,鼓勵企業(yè)投資研發(fā),共同推動新型材料技術的創(chuàng)新和轉化。產業(yè)界和學術界的緊密互動將有助于更快地將研究成果應用到實際生產中。
推進新型工業(yè)化要加快對傳統(tǒng)制造業(yè)的提檔升級,提升智能化水平。從基礎研究開始,要推進人工智能技術在科學研究中的應用,大力發(fā)展精準智能化學等改變學科研究范式的研究方向。同時,對材料加工制造等工業(yè)流程也要進行智能化改造,結合機器人自動化技術等,大幅提高工業(yè)生產的效率和加工的精準程度。除了提高效率和精度以外,引入智能工業(yè)流程可以方便地實現(xiàn)工業(yè)定制化??梢灶A期,基于高度發(fā)達的信息技術和智能模型,未來的工業(yè)體系必將是高度定制化的,這樣將使得工業(yè)產品最大限度地滿足消費者多樣化的需求。
總之,在新型工業(yè)化的推進過程中,要堅持創(chuàng)新驅動,提升智能化水平,為經濟發(fā)展注入強大新生動力,為社會創(chuàng)造更多價值。
作者丨中國科學院院士 楊金龍
來源:中國電子報

