關鍵技術攥在手 棟梁之“材”將可期

2020年06月03日08:35  來源:科技日報
 
原標題:關鍵技術攥在手 棟梁之“材”將可期

  曾經封閉維修27個月的南京長江大橋,再度通車時,煥然一新、“輕裝上陣”。在一些關鍵部位,先進復合材料玄武岩纖維已嵌入體內,就像給大橋穿上一層堅硬而輕盈的鎧甲。

  “玄武岩纖維的強度是鋼材的5—10倍,重量卻隻有鋼材的四分之一至三分之一。”說起新材料的應用,玄武岩纖維生產應用國家地方聯合工程研究中心主任吳智深如數家珍。

  5月23日,習近平總書記在參加全國政協十三屆三次會議經濟界委員聯組會時強調,加快推進數字經濟、智能制造、生命健康、新材料等戰略性新興產業,形成更多新的增長點、增長極,著力打通生產、分配、流通、消費各個環節,逐步形成以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局,培育新形勢下我國參與國際合作和競爭新優勢。

  材料賦能“新基建”創新與應用並重

  產業升級,材料先行。

  在國家新材料產業發展專家咨詢委員會主任、中國工程院原副院長干勇院士看來,新材料是支撐現代制造業的“底盤技術”,新材料不僅支撐我國戰略性新興產業的發展,同時自身也是戰略性新興產業之一。

  “過去我們有一個誤區,總認為新材料是以前沒有的創新材料,比如石墨烯、納米管,其實隻要材料性能得到提升、工藝實現改進的都是新材料。”江蘇產業技術研究院院長劉慶教授說。

  以最常見的金屬材料為例,高強度齒輪鋼、航空發動機葉片、大飛機機體鋁合金等所用到的金屬已司空見慣,但是如果不經創新改進,這些金屬材料根本無法滿足先進裝備的使用要求。

  今年以來,廣受關注的“新基建”為產業界注入了一針“強心劑”。而這當中,無論是信息基礎設施、融合基礎設施還是創新基礎設施,都離不開新材料的支撐。

  “以玄武岩纖維、碳纖維為代表的高性能纖維,廣泛應用於能源環境、交通海洋、航天航空等領域。”吳智深表示,先進復合材料已成為支撐先進制造、新基建、先進裝備及航天航空的關鍵基礎材料。

  劉慶表示,目前我國新材料產業中凝聚了大量知識要素和技術要素,發展速度較快。已呈現出產業初具規模、部分技術取得突破、區域集聚態勢明顯三個特點。前瞻產業研究院數據顯示,2019年我國新材料產業總產值已達到4.5萬億元。

  構建國內國際“雙循環”

  增強抗風險能力

  近日,寧波江豐電子再獲榮譽,其發明專利“一種鉭靶材的制造方法”,獲得2019年度浙江省專利金獎。

  鉭靶材也稱濺射靶材,是制造芯片上金屬導線的關鍵材料,目前全球隻有三個國家的四家公司掌握。

  “從微觀角度來說,濺射靶材上每個金屬原子的排列方向都會對芯片中的金屬互聯線的質量起決定性的影響。”江豐電子總工程師王學澤告訴記者。

  江豐電子八年磨一“材”,如今,國產超高純濺射靶材不僅能夠替代進口,還出口到全球280多個半導體芯片制造工廠。

  5月14日召開的中共中央政治局常委會上,提出構建“國內國際雙循環相互促進的新發展格局”。所謂國內國際雙循環,簡單說就是既開發國內市場,又拓展國際市場,兩條腿走路,兩方面相互促進。

  “我國已成為名副其實的‘材料大國’,但‘材料強國’之路任重道遠。”劉慶說,初期市場培育,是新材料推廣應用的關鍵環節,新材料“首批次”推廣應用困難是制約我國新材料技術創新成果產業化的關鍵瓶頸。

  劉慶建議,在重大工程項目中,對國產新材料、新技術應秉持能用盡用、能研盡研的原則,推動自主創新產品首試首用。

  創新進入“無人區”,攻堅自主可控

  最近,華南理工大學材料科學與工程學院院長彭俊彪格外忙碌。他帶領團隊往返於學校和企業之間,他們研發的氧化物靶材已通過廠家完成試制組裝,並送往相關龍頭企業進行測試。“一旦測試通過,將可替代現有的非晶硅材料,能夠顯著提升TFT性能,有望進一步改善電視品質。”彭俊彪說。

  “我國部分新材料技術創新已進入‘無人區’”,干勇表示,以新一代信息技術、新能源、智能制造等為代表的新興產業對材料提出了更高要求,新材料的研發難度前所未有,創新難度不斷加大。

  先進的技術買不來,先進的材料更買不來。

  吳智深建議,應對先進纖維復合材料產業重點支持。加強聯合攻關,有針對性地增加基礎研發的投入,開展共性關鍵技術和跨行業融合性技術研發,建設先進復合材料的先進生產及典型應用示范基地。中國科學院理化技術研究所研究員汪鵬飛也提出建議,逐步開展氦資源的綜合開發利用,以滿足我國對氦資源的需求。

  在彭俊彪看來,推動新材料的創新發展,除了加大科技研發投入的力度、鼓勵爭取0—1的原創成果外,還要創建有利於創新發展的市場環境。

  “要加強原創性研究,加速新材料及其制備、生產技術的研發,必須啟動新的體制機制探索。”劉慶說,針對新材料原始創新能力不足、創新鏈不通暢等問題,必須建立“自上而下”與“自下而上”相結合的創新體系。目前,長三角先進材料研究院已正式成立,構建的創新體系正吸引全國創新資源集聚,推動新材料領域的研發與產業化。

  金鳳 陳曦 科技日報記者 張曄 葉青

(責編:楊虞波羅、呂騫)