近年來,江西省贛州市定南縣積極打造光伏新材料產業集群,助推制造業向綠色、節能提檔升級。圖為定南縣一家企業智能車間內自動化生產線在生產光伏玻璃。 |
習近平(ping)總書(shu)記強(qiang)調,發展(zhan)新(xin)質(zhi)生(sheng)產力(li)(li)(li)是推(tui)(tui)動高質(zhi)量發展(zhan)的內(nei)在要求和重(zhong)要著力(li)(li)(li)點,必須(xu)繼續做好創新(xin)這篇大(da)文章,推(tui)(tui)動新(xin)質(zhi)生(sheng)產力(li)(li)(li)加(jia)快發展(zhan)。
概括地說(shuo),新(xin)(xin)質(zhi)(zhi)生產(chan)力(li)(li)是創新(xin)(xin)起主導作用,擺脫(tuo)傳統經濟增長方式(shi)、生產(chan)力(li)(li)發展路徑(jing),具有高(gao)(gao)科技(ji)、高(gao)(gao)效能(neng)、高(gao)(gao)質(zhi)(zhi)量(liang)特征(zheng),符合(he)新(xin)(xin)發展理念(nian)的先(xian)進生產(chan)力(li)(li)質(zhi)(zhi)態。它由技(ji)術(shu)革命(ming)性突破、生產(chan)要素(su)創新(xin)(xin)性配置、產(chan)業(ye)深度轉型升級而催生,以勞動(dong)者、勞動(dong)資料、勞動(dong)對象(xiang)及其優化(hua)組(zu)合(he)的躍升為基本內(nei)涵,以全要素(su)生產(chan)率大(da)幅提(ti)升為核(he)心標志,特點(dian)是創新(xin)(xin),關(guan)鍵在(zai)質(zhi)(zhi)優,本質(zhi)(zhi)是先(xian)進生產(chan)力(li)(li)。
新(xin)(xin)(xin)質生(sheng)(sheng)產力(li)如(ru)(ru)何賦(fu)能產業(ye)發(fa)展(zhan)?如(ru)(ru)何深(shen)刻(ke)認識(shi)科技創(chuang)新(xin)(xin)(xin)是發(fa)展(zhan)新(xin)(xin)(xin)質生(sheng)(sheng)產力(li)的(de)核心要素?即日(ri)起,科技版推出“走近(jin)新(xin)(xin)(xin)質生(sheng)(sheng)產力(li)”系(xi)列報道,通(tong)過記者在科研、生(sheng)(sheng)產一線的(de)觀(guan)察視(shi)角,近(jin)距離感受加快發(fa)展(zhan)新(xin)(xin)(xin)質生(sheng)(sheng)產力(li)所帶來的(de)新(xin)(xin)(xin)動能新(xin)(xin)(xin)優勢。
——編 者
新(xin)材(cai)料是新(xin)型工業(ye)化(hua)的重要支(zhi)撐,是國(guo)家大力(li)發展的戰(zhan)略性(xing)新(xin)興產(chan)(chan)業(ye)之(zhi)一,也是加(jia)快發展新(xin)質生產(chan)(chan)力(li)、扎實推進高質量發展的重要產(chan)(chan)業(ye)方向。
我國(guo)新(xin)材料產(chan)業(ye)發展現狀(zhuang)如(ru)何(he)?怎樣(yang)進一步通過新(xin)材料的(de)科技創新(xin)夯(hang)實(shi)新(xin)材料產(chan)業(ye)基礎(chu)、為新(xin)質生產(chan)力提供新(xin)動能?記者進行(xing)了采訪。
一批(pi)重大關鍵材(cai)料(liao)取得突破(po),新材(cai)料(liao)領域培育形成7個國(guo)家(jia)先進制造業集群
山東省魯南高科(ke)技化工園,聯泓(hong)新材料(liao)科(ke)技股份(fen)有限公司(si)廠區,生產(chan)裝置林立,通過中控室操作系統的自(zi)動化控制,各個反應(ying)器中不斷發生化學反應(ying),一(yi)道道工藝將(jiang)甲醇原料(liao)變成(cheng)用于太陽能電池封裝的材料(liao)。
“光伏(fu)膠膜、生物可降解餐盒、農膜、深海養殖漁網等,我(wo)們(men)的系列(lie)產品(pin)廣泛(fan)應用于這些領域。”聯泓新(xin)科董事長鄭月明說。
聯(lian)泓新(xin)科是一(yi)家從(cong)事先進(jin)高分子材(cai)料(liao)研發(fa)的(de)企業,近年來在(zai)新(xin)能源材(cai)料(liao)、生物材(cai)料(liao)、電(dian)子材(cai)料(liao)、特種材(cai)料(liao)等領域(yu)進(jin)行差異化精細化布局,目前已成(cheng)為一(yi)家新(xin)材(cai)料(liao)領域(yu)的(de)平臺型企業。
作為(wei)中國科(ke)學院化(hua)工(gong)(gong)新(xin)(xin)(xin)材(cai)(cai)料技術(shu)創新(xin)(xin)(xin)與產業(ye)化(hua)聯盟理事長(chang)單位(wei),聯泓新(xin)(xin)(xin)科(ke)建立起(qi)產學研(yan)協(xie)同創新(xin)(xin)(xin)的(de)(de)模式,積(ji)極(ji)推動化(hua)工(gong)(gong)新(xin)(xin)(xin)材(cai)(cai)料創新(xin)(xin)(xin)技術(shu)成果轉化(hua)。聯泓新(xin)(xin)(xin)科(ke)與中國科(ke)學院長(chang)春應(ying)用化(hua)學研(yan)究所、中國科(ke)學院過程(cheng)工(gong)(gong)程(cheng)研(yan)究所聯合開發、共同申報的(de)(de)“超臨界聚合制備生物降解二氧化(hua)碳基塑(su)料的(de)(de)研(yan)發與工(gong)(gong)業(ye)化(hua)示范”項目,已被列入科(ke)技部重點研(yan)發計劃。
在(zai)西(xi)藏阿里(li)地(di)區改則縣拉果錯鹽湖(hu)畔生產(chan)基地(di),國(guo)內首創(chuang)的(de)“鈦系吸附+膜法耦合”提鋰(li)技(ji)術工藝流程于(yu)2023年成功打(da)通,首批電池級單水氫(qing)氧化(hua)鋰(li)中試(shi)產(chan)品順利(li)生產(chan)。依(yi)托在(zai)新(xin)材料領域的(de)持續深耕,北京碧水源(yuan)科技(ji)股份有限公司自主研發的(de)納濾膜、反(fan)滲透膜與(yu)選(xuan)擇性吸附材料等,不僅在(zai)污水資源(yuan)化(hua)、海水淡化(hua)等水處理(li)、環保裝(zhuang)備領域得(de)到應用,還助(zhu)力企業成功進軍新(xin)能(neng)源(yuan)。
近年來,我國新(xin)材料產(chan)(chan)業進入發(fa)展加速期,產(chan)(chan)業規模不(bu)斷擴大(da),已(yi)成為(wei)名副(fu)其實(shi)的材料大(da)國。2022年,我國新(xin)材料產(chan)(chan)業總產(chan)(chan)值達(da)到約(yue)6.8萬億元,較2012年增(zeng)長近6倍(bei)。涵(han)蓋金(jin)屬(shu)、高(gao)分子、陶瓷等結構與(yu)功能(neng)(neng)材料的研發(fa)和(he)生產(chan)(chan)體(ti)系已(yi)經(jing)建(jian)成,有色金(jin)屬(shu)、化學纖維、先進儲能(neng)(neng)材料、光伏(fu)材料、有機(ji)硅、超硬材料、特種(zhong)不(bu)銹鋼等百余種(zhong)材料產(chan)(chan)量(liang)位居全球前列。
工(gong)業(ye)(ye)(ye)和信息化部的數(shu)據顯示,2023年(nian)1至9月,我國(guo)新(xin)(xin)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)產(chan)業(ye)(ye)(ye)總產(chan)值(zhi)超(chao)過5萬(wan)億元(yuan),保(bao)持兩位數(shu)增長。截至2023年(nian)10月,我國(guo)新(xin)(xin)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)領域(yu)建(jian)立7個(ge)國(guo)家制(zhi)(zhi)造業(ye)(ye)(ye)創(chuang)新(xin)(xin)中(zhong)心(xin),布局(ju)建(jian)設了35個(ge)新(xin)(xin)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)重點平臺,一批重大關鍵材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)取得突(tu)破,涌現(xian)出高溫超(chao)導(dao)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)、鈣鈦礦(kuang)太(tai)陽能電池材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)等一批前沿技(ji)術;新(xin)(xin)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)規上企業(ye)(ye)(ye)超(chao)過2萬(wan)家,專精(jing)特新(xin)(xin)“小巨人”企業(ye)(ye)(ye)1972家、制(zhi)(zhi)造業(ye)(ye)(ye)單項冠(guan)軍企業(ye)(ye)(ye)248家,同時(shi)培(pei)育(yu)形(xing)成了7個(ge)國(guo)家先進(jin)制(zhi)(zhi)造業(ye)(ye)(ye)集群。
第三代(dai)鋁鋰(li)合金(jin)成功在國(guo)(guo)產(chan)大飛機上實現(xian)應(ying)用,第二(er)代(dai)高溫(wen)超(chao)導材料支撐世界首條35千伏公里級(ji)高溫(wen)超(chao)導電纜(lan)示范工程上網(wang)通(tong)電運行……新材料的快速(su)發展,正不(bu)斷推動(dong)我(wo)國(guo)(guo)產(chan)業(ye)結構優化(hua)升級(ji)。超(chao)級(ji)鋼(gang)、電解鋁、低環(huan)境負荷型水泥、全氟離子膜(mo)、聚烯(xi)烴(jing)催(cui)化(hua)劑等(deng)關鍵核心技術突破,促進了鋼(gang)鐵(tie)、有色(se)金(jin)屬(shu)、建材、石化(hua)等(deng)產(chan)業(ye)發展。新材料還(huan)為我(wo)國(guo)(guo)航(hang)空航(hang)天(tian)、能源交(jiao)通(tong)、工程建設(she)、資源節約及環(huan)境治理等(deng)領域提供了不(bu)可(ke)或缺的物質基礎和保障。
新產業(ye)(ye)新業(ye)(ye)態對材料提出(chu)更高要求(qiu),新技(ji)術(shu)加(jia)速推(tui)動新材料突(tu)破
走進北京材料(liao)(liao)基因工(gong)程高精(jing)尖創新中(zhong)心(xin),自動(dong)化的(de)材料(liao)(liao)研發設備正(zheng)在有(you)序(xu)運(yun)轉。這里正(zheng)致力于打造面向(xiang)前沿的(de)共性技(ji)術(shu)平臺,在高效電池材料(liao)(liao)、光電材料(liao)(liao)、高熵合(he)金(jin)、高溫合(he)金(jin)、輕量化高強度鋼(gang)、高強韌鋁合(he)金(jin)等(deng)幾(ji)類關鍵材料(liao)(liao)上開展示范(fan)應用。
以新一代信息(xi)技術、新能(neng)源、智能(neng)制造等為代表的(de)新興產業快速(su)發展(zhan),對(dui)材料(liao)提(ti)出了更高(gao)的(de)要求(qiu),也加速(su)推動了新材料(liao)的(de)創新過程。材料(liao)基因(yin)工(gong)程,就是新一代信息(xi)技術與新材料(liao)深度融合催(cui)生的(de)材料(liao)設計新方法。
“傳統的材料研發模(mo)式以(yi)實驗和經驗為(wei)主,又被稱為(wei)‘試錯式’研究,周期(qi)長、效率(lv)低。”北京(jing)科技大學教授、北京(jing)材料基因工(gong)程高精(jing)尖創(chuang)新(xin)中心副主任張達威介紹,作為(wei)當(dang)前材料領域公認的顛覆性前沿技術(shu),材料基因工(gong)程通過借鑒生物(wu)學基因工(gong)程技術(shu),結合(he)不同的工(gong)藝制備,得到具有特(te)定(ding)性能(neng)的新(xin)材料,大幅縮短了新(xin)材料的研發周期(qi)。
以耐蝕(shi)材(cai)料研(yan)發為例(li),由(you)于材(cai)料腐蝕(shi)過程機理十分復雜(za),溫度(du)(du)、濕度(du)(du)、應(ying)力等環(huan)境因(yin)素(su)和成分、加(jia)工、結構(gou)等材(cai)料因(yin)素(su)都要考慮在內,科學(xue)家要在成千上(shang)萬(wan)種(zhong)緩蝕(shi)劑(ji)中篩選最合適的(de)材(cai)料難(nan)度(du)(du)很大(da)。“在計(ji)算平臺上(shang),我們通過對大(da)量數據的(de)分析,就(jiu)可以對不同種(zhong)類(lei)、不同尺度(du)(du)的(de)耐蝕(shi)材(cai)料進行高效篩選和設計(ji),研(yan)發效率大(da)幅提升。”張達威說。
完(wan)成(cheng)材料的(de)(de)篩選后,還需要對材料進行(xing)配(pei)比(bi)測(ce)試(shi),得出最(zui)佳的(de)(de)比(bi)例和濃度(du),傳統的(de)(de)研究方法要做成(cheng)百(bai)上(shang)千次物理實驗(yan)。如(ru)今,利用(yong)人工智能(neng)技(ji)術,通過(guo)不同的(de)(de)腐蝕預測(ce)模型,對材料性能(neng)進行(xing)仿真(zhen)測(ce)試(shi),就可以快速(su)測(ce)到材料在不同環境下(xia)的(de)(de)數據。
張達(da)威說(shuo):“通(tong)過材(cai)料(liao)高效計算和(he)(he)高通(tong)量實(shi)驗,可實(shi)現(xian)新(xin)材(cai)料(liao)的(de)快(kuai)速(su)篩選和(he)(he)材(cai)料(liao)數(shu)據的(de)快(kuai)速(su)積累;通(tong)過大數(shu)據和(he)(he)人(ren)工(gong)智能技術的(de)應(ying)用,可實(shi)現(xian)材(cai)料(liao)成(cheng)本、工(gong)藝的(de)全局優化(hua)和(he)(he)材(cai)料(liao)性能的(de)提(ti)升。”
科技(ji)創(chuang)新(xin)能(neng)夠(gou)催生新(xin)產(chan)業(ye)、新(xin)模式、新(xin)動能(neng),是發展新(xin)質生產(chan)力的核心(xin)要素。在新(xin)材(cai)料領域(yu),物聯網、人工智(zhi)能(neng)、高性能(neng)計算等技(ji)術的飛速發展,以及(ji)新(xin)型(xing)感知(zhi)技(ji)術和自動化技(ji)術的應用,推動新(xin)材(cai)料產(chan)業(ye)研發進(jin)程不斷加快。
中國科學技術信息研(yan)究所人工(gong)智(zhi)能(neng)發展研(yan)究中心(xin)副(fu)主任李(li)修(xiu)全認為(wei),基于海量數據(ju)和知識的(de)智(zhi)能(neng)算法在制(zhi)造、科研(yan)等領域的(de)應(ying)用(yong)不斷拓展,高水(shui)平人機(ji)協同(tong)有望(wang)成為(wei)主流的(de)生產和服(fu)務方式。
除了新(xin)一(yi)(yi)代信(xin)息技(ji)術(shu)(shu),近年來,納(na)米(mi)技(ji)術(shu)(shu)、超導技(ji)術(shu)(shu)、3D打印技(ji)術(shu)(shu)等與(yu)新(xin)材(cai)料(liao)深度融合,材(cai)料(liao)科技(ji)領域(yu)取得(de)了一(yi)(yi)系(xi)列突(tu)破性(xing)進(jin)展。比如,碳納(na)米(mi)管和石墨烯等納(na)米(mi)材(cai)料(liao)在電子(zi)領域(yu)的(de)應用(yong),提升了電子(zi)設(she)備的(de)性(xing)能(neng);受到溫度或(huo)應力變化時改變形狀的(de)記憶合金,廣泛用(yong)于醫療器(qi)械和航空(kong)航天領域(yu);“生物基”新(xin)材(cai)料(liao)在推動可持續發(fa)展方面大(da)顯(xian)身手。
李修全(quan)表(biao)示,加(jia)快發(fa)展新(xin)質生(sheng)產(chan)力,就(jiu)要用好新(xin)型生(sheng)產(chan)工具(ju)和(he)通用技(ji)術(shu)(shu),掌握更(geng)多關鍵核心技(ji)術(shu)(shu),賦能新(xin)材料等新(xin)興產(chan)業發(fa)展。
新(xin)材料市場機遇和發展前景(jing)良(liang)好,要進一步提升原始創(chuang)新(xin)能(neng)力(li)、產業基礎能(neng)力(li)、成果(guo)轉(zhuan)化效率和技術(shu)競爭力(li)
“一(yi)代材料(liao),一(yi)代技術(shu)”,當前,新(xin)材料(liao)產(chan)(chan)業(ye)(ye)的(de)戰略地位日益(yi)突出(chu)。近年來,國家高(gao)度重視新(xin)材料(liao)產(chan)(chan)業(ye)(ye)發展(zhan),相關部門先(xian)后出(chu)臺(tai)了《新(xin)材料(liao)產(chan)(chan)業(ye)(ye)發展(zhan)指南》《國家新(xin)材料(liao)生產(chan)(chan)應(ying)用示(shi)范平臺(tai)建設方案》《“十四五”原材料(liao)工(gong)業(ye)(ye)發展(zhan)規劃》《原材料(liao)工(gong)業(ye)(ye)數字化轉型工(gong)作(zuo)方案(2024—2026年)》等一(yi)系列(lie)政策舉(ju)措,推動新(xin)材料(liao)產(chan)(chan)業(ye)(ye)持續(xu)創(chuang)新(xin)發展(zhan)。
國(guo)家(jia)新(xin)(xin)材(cai)料產業發(fa)展專家(jia)咨詢(xun)委員會(hui)主任(ren)、中國(guo)工程院院士(shi)干勇認(ren)為(wei),我國(guo)新(xin)(xin)材(cai)料產業規模龐大,但(dan)在新(xin)(xin)材(cai)料原(yuan)始創新(xin)(xin)能力、產業基礎能力、成果轉(zhuan)化效率和技術競爭力方面有待提升。
“新(xin)材(cai)料(liao)技術在新(xin)一(yi)代(dai)信息技術、新(xin)能源、裝備制造、航空航天(tian)、軌道交通、海洋工程和醫(yi)療健康等產業中的(de)廣(guang)泛應用,展現了新(xin)材(cai)料(liao)產業良好的(de)市場機(ji)遇和發展前景。”干勇說。
“工業(ye)(ye)基礎(chu)(chu)是工業(ye)(ye)整體素(su)質和核心競爭力的體現,是決定產(chan)品質量(liang)和性能及經(jing)濟效益(yi)的主要因(yin)素(su)。”在(zai)國(guo)家制造(zao)強國(guo)建設戰略咨詢委員(yuan)會(hui)委員(yuan)、國(guo)家產(chan)業(ye)(ye)基礎(chu)(chu)專家委員(yuan)會(hui)副主任屈(qu)賢明看來,新材料產(chan)業(ye)(ye)要圍繞(rao)發展新質生產(chan)力布局產(chan)業(ye)(ye)鏈,提升產(chan)業(ye)(ye)鏈供應鏈韌性和安全(quan)水平,保證產(chan)業(ye)(ye)體系自主可控、安全(quan)可靠。
當前,制(zhi)造(zao)業處于深刻變革(ge)期,通過新材(cai)料(liao)、機器人技(ji)(ji)術、先進制(zhi)造(zao)技(ji)(ji)術等的(de)結(jie)合,傳統的(de)銑(xian)削、鉆孔(kong)、鍛造(zao)等制(zhi)造(zao)工藝(yi)和(he)技(ji)(ji)術正被(bei)新的(de)技(ji)(ji)術取代(dai)。屈賢明表示:“要把握好新型工業化的(de)機遇,推(tui)動(dong)新材(cai)料(liao)在制(zhi)造(zao)業中廣泛應用(yong),催生(sheng)新的(de)生(sheng)產(chan)(chan)工藝(yi)和(he)制(zhi)造(zao)技(ji)(ji)術,進而實現(xian)產(chan)(chan)業基礎再造(zao)。”
我(wo)國新(xin)(xin)材料產業(ye)已從(cong)“以解(jie)決有無問題為主(zhu)”的(de)(de)(de)規(gui)模擴張階段,進(jin)入(ru)以滿足國家重(zhong)大戰略(lve)需(xu)求(qiu)、提(ti)升國際競爭力為主(zhu)的(de)(de)(de)高質量發(fa)展(zhan)階段。專家建(jian)議,應圍繞新(xin)(xin)材料產業(ye)自身與重(zhong)點領域(yu)用材需(xu)要(yao),加大研(yan)發(fa)投入(ru)力度,建(jian)設和完(wan)善(shan)科(ke)技創(chuang)新(xin)(xin)平臺(tai),推(tui)進(jin)體(ti)制機(ji)制和研(yan)發(fa)模式創(chuang)新(xin)(xin);構建(jian)以企業(ye)為主(zhu)體(ti)的(de)(de)(de)自主(zhu)創(chuang)新(xin)(xin)體(ti)系,合理(li)分配(pei)創(chuang)新(xin)(xin)資源,支持上下游企業(ye)有效協同(tong),產學(xue)研(yan)用結合開展(zhan)技術創(chuang)新(xin)(xin)和產業(ye)化攻關;加強人才培養與國際交流合作,完(wan)善(shan)統計、標準、金融等系列(lie)配(pei)套支持措施(shi),推(tui)動我(wo)國新(xin)(xin)材料產業(ye)實現(xian)高質量發(fa)展(zhan)。
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