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提升前沿新材料产业基础能力战略研究
发布时间:2022年05月18日

前沿新材料是孕育战略性新兴产业和引领未来科技发展的具有优秀性能和特殊功能的材料,具有战略性、先导性和颠覆性,兼具产业带动性强、附加值高的技术特征。发展前沿新材料产业意义重大,是决定高端制造和国防装备水平的关键因素。

类脑智能、人工智能(AI)、深空探测、网络安全、高效能量转化是前沿新材料研发和应用集中的重点领域 [1~5]。①类脑智能领域用前沿新材料是用于实现机器智能的信息处理机制类脑、认知行为表现类人、智能水平达到或超越人的材料,分为类脑智能感知材料、类脑智能功能材料、类脑功能修复材料、智能强脑前沿新材料等。② AI 领域用前沿新材料是为满足 AI 及与其交叉融合的产业发展需要而开发的新材料,具有结构多功能化、功能智能化的特点;综合性能、对环境的感知、处理及响应能力优于传统材料,分为智能高分子材料、轻质功能化金属材料、机敏复合材料等。③深空探测领域用前沿新材料是使深空探测器适应外太空、行星大气层及行星地表的超低温、强辐射、高真空、零(微)重力等多种复杂服役环境的材料,分为新一代热防护烧蚀材料、热管理材料、低温润滑材料、防尘 / 自清洁材料、缓冲吸能材料等。④网络安全领域用前沿新材料是保证网络信息保密性、完整性、可用性、可控性、可审查性、安全传递的材料,分为多波段化 / 低维化的吸波与屏蔽材料、量子信息记忆材料等。⑤高效能量转化领域用前沿新材料是转换效率高、安全性高、结构稳定性高、使用寿命长、成本低和环境负荷低的材料,分为光电光热材料、热电材料、压电材料、电致发光材料、化学能 – 电能转换材料、磁能 – 机械能转换材料等。

整体来看,全球前沿新材料产业的发展不均衡,长期积累形成国家 / 地区间高科技产业、高端制造业的差异,不可避免地沿续至前沿新材料产业基础能力的形成过程,导致目前全球前沿新材料产业三级梯队的竞争格局:美国、日本、欧洲等发达国家和地区处于第一梯队,在前沿新材料的研发实力、产业基础能力、市场占有率等方面具有明显优势;中国、韩国、俄罗斯处于第二梯队,正在高速发展;印度、巴西等国家处于第三梯队,正在奋力追赶。

在培育前沿新材料战略性新兴产业集群行动计划等产业政策的促进下,我国前沿新材料产业的发展势头良好,但存在重大原始创新能力不足,部分关键核心技术、关键原辅材料、核心装备、高端检验检测仪器等受制于人的问题。未来需对前沿新材料产业发展进行前瞻性顶层设计,积极发挥新型举国体制优势,提升前沿新材料产业科技创新基础能力、支撑保障基础能力、竞争基础能力、可持续发展基础能力,改善前沿新材料产业生态环境。针对前沿新材料多学科交叉、创新性和颠覆性强的特征,培育交叉融合创新型产业人才,将材料基因工程等前沿共性关键技术与产业发展充分结合,以此促进前沿新材料产业的跨越式发展。