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未来新材料的发展应注意多学科交叉,各大类材料之间的交叉借鉴和互补促进.
我们的汽车为什么不行?除了汽车工业的设计、制造工艺以外,很重要的是我们材料工作者给汽车工业所提供的各种材料的性能不行.因此,国产汽车比国外的要重、性能要差.
国际社会公认,材料、能源和信息是人类社会的三大支柱,新材料技术已经成为当代和下世纪最重要、发展最快的科学技术之一.信息技术、生物技术和新材料技术又被认为是当代高技术群体的3个标志.所以,新材料技术对其他高技术和传统工业起着带动、渗透和相互支撑作用,同时其他高基础领域和工业发展,也推动新技术的发展.
纵观历史,第一次工业革命是以蒸汽机为标志,以钢铁材料的出现为基础和先导.第二次工业革命的基础,是单晶硅和其他半导体材料的出现,为IC集成电路的发展,提供了核心的基础的先导性的材料,才有了现在的信息社会.
众多迹象表明,各个国家都把新材料研制、新材料产业的发展,作为一个国家高技术发展的技术和先导.所以,各个国家制订的所有计划里面,在国家关键技术、优先发展领域里面,居于首位的都是新材料.
德国一个研究单位公布的一个调查报告显示,他们对全球9项重大领域,80个课题进行了评估,认为在今后发展的9大领域里面,新材料发展居首位.
早在2000年,全世界12个高技术领域总共的产值已经将近一万亿美元,在当时新材料已经占4000万美元,也就是40%是由新材料技术及其产业占有的.
以生物应用材料为例,当代生物材料科学正处在从传统的无生命活力的材料向可重建有生命活力的组织和器官的材料发展时期.在这样一个重大变革时期,最基本的研究方向,就是了解合成物质与生物组织之间的相互作用,满足临床需要.
现在生物应用材料的发展是一个很大的产业.据了解,美国1998年,生物应用材料及其制品的产值是360亿美元,而在2000年美国的生物应用材料产值达到了650亿美元,这和半导体工业的产值相当,是国民经济当中最活跃、出口最大的几个产业之一.
美国最大的6个出口产业,其中一个就是生物应用材料.目前,我国生物应用材料发展比较慢,在国际市场上的地位还较低,但是我们是人口最多的国家,每年用在换器官、解决创伤问题、修复、整形和药物控制所花的钱是大量的,但95%的市场是外国人所占领的,现在外商和外来的制品已经基本上垄断了我们生物医药材料市场和器件.
因此,我们要大力发展生物医用材料.它的大量材料都是一种新型材料,是以聚合物为主体,并不需要以造成很大污染的传统长流程进行生产,且以高附加值为获取利润的核心.所以,我们要从现在着手考虑生物应用材料的技术和产业,在原有的基础上,研发出一些新的生产工艺.
未来材料领域的发展趋势是什么?我们要抓住3个方向.一个就是发展新材料,积极研究开发新材料、高技术材料,适应我们国家高技术、高附加值产业的发展.第二个就是在积极发展高技术新材料及其产业的同时,重视和加强用高技术来改造和更新现有材料,从而带动和促进传统产业的改造和升级.
第三个重要方向是重视材料在制备、使用、废弃全寿命周期当中和生态环境的协调,也就是发展生态环境材料,研究节约资源能源、能够再生循环和环境保护的材料技术,使人类可以持续发展.
国外从上世纪90年代初期便倡导一种环境材料,也就是追求能耗资源消耗最少、环境友好,而且可以再生的材料,否则人类将会被三气以及三废所包围.
此外,未来新材料的发展应注意多学科交叉,各大类材料之间的交叉借鉴和互补促进.也就是说,要逐步淡化金属材料、有机材料和无机材料之间的界限.
材料最终会向着高性能化、多功能复合化、智能化和经济实用化发展.高性能的结构材料仍然是未来开发的重点,而新型功能材料是热点,它们的动力都是来自于需求和对材料自身的认识.
与此同时基础研究也不容忽视.在古代人类是凭经验进行研发,后来可以在显微镜下观察,而现在我们可以看到原子、分子和电子,我们可以人工组装原子.如今人类完全可以轻松地把这个原子取出,换成另外一种元素的原子,用原子这样一个自主装置工程,来考虑材料的设计和性能的预见,可以体现出研发实力的进步.
新材料的发展十分依赖基础研究.为什么希望大家搞产学研,就是希望捕捉到现有的高校和研究院所的新技术,我认为这是一个路子.
新材料的产业化问题,是高新技术本身必然要走的路子,如果不能够把高技术变成一个产业,在一定程度上,它很难说是高技术.因此,在产业这个问题上,我们要把握住它规模小、品种多、更新换代快、价格昂贵、保密性强、依赖技术创新等特点.
任何新材料产品的发展都取决于市场拉动和技术推动,技术推动源于发现,市场拉动源于竞争.价格低廉、快速供应、绿色生产,新材料研制关键还是投入问题,并且投入还要及时和足够.因为新材料的特点是周期性短,那个时候它是新材料,过了这个时间也许就不是新材料了.因此,要快速抓住发展机遇,发展几年之后,可能就会有更新的技术涌现.
目前,政府对新材料产业化的推动作用是决定性的,要制定国家发展战略,引导高技术、新材料向预定的目标努力.应该制定促进高技术新材料发展的相关政策,要加大国家的投入,并积极引导和吸引金融、企业投资的积极性,形成多元的投资体系、严格可行的评价体系、有效的知识产权保护体系、强有力的风险投资渠道.