新材料：蓬勃發(fā)展的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)

    現(xiàn)代科技和經(jīng)濟(jì)史表明，每項(xiàng)新技術(shù)的出現(xiàn)和新興產(chǎn)業(yè)的形成都是以新材料及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為前提的，如拉開(kāi)電子時(shí)代的序幕，仰仗于單晶硅材料的產(chǎn)業(yè)化。新材料產(chǎn)業(yè)已滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防建設(shè)和社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，是構(gòu)成大批高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。

    新材料是指最近發(fā)展的具有優(yōu)異性能的材料，我國(guó)“863計(jì)劃”、“火炬計(jì)劃”對(duì)新材料技術(shù)的發(fā)展都給予極大的關(guān)注。

    電子信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)大量生產(chǎn)4英寸、5英寸、6英寸單晶硅片。北京有色金屬研究總院拉出具有世界先進(jìn)水平的12英寸硅單晶。寧夏有色冶煉廠大量生產(chǎn)高質(zhì)量的鉭粉，鉭絲號(hào)稱(chēng)世界鉭材加工領(lǐng)域的三分天下。瓷粉工業(yè)已后來(lái)居上，性能價(jià)格上都可代替進(jìn)口。貴金屬電子漿料、電觸點(diǎn)材料、稀土發(fā)光材料、發(fā)光二極管材料、液體顯示材料、光導(dǎo)纖維材料、人工晶體管都獲得較大發(fā)展。

    能源和環(huán)境材料需要更大突破

    能源材料可分為節(jié)能材料和貯能材料。鎳氫電池和相關(guān)材料產(chǎn)業(yè)在我國(guó)已形成，獲得27項(xiàng)專(zhuān)利，部分產(chǎn)品已進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，但與日本還存在差距，有待努力趕上。鋰離子電池主要用于通信領(lǐng)域，需求量將逐年增加，我國(guó)尚需進(jìn)一步發(fā)展。堿性燃料電池用于航天、潛艇和水下機(jī)器人，還有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。汽車(chē)用燃料電池發(fā)展前景很好，但還要在性能和價(jià)格上下工夫，使其成熟。環(huán)境材料是20世紀(jì)90年代興起的交叉學(xué)科材料，如純天然材料、仿生材料（人工骨、人工臟器）、綠色包裝材料（袋與容器）、生態(tài)材料（無(wú)毒裝修材料）、環(huán)境降解材料（分子篩、離子篩材料），環(huán)境替代材料（無(wú)磷洗衣粉助劑），這些材料產(chǎn)業(yè)都在興起，日益受到重視，基于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，以期取得更大的突破。

    高性能結(jié)構(gòu)材料市場(chǎng)需求仍然很大

    我國(guó)已成為世界鋼鐵大國(guó)，隨著經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的需要，已經(jīng)形成以企業(yè)、研究院所和高等院校為核心的具有相當(dāng)規(guī)模的鋼鐵新材料的研制和生產(chǎn)能力，擁有一批院士、教授、高級(jí)工程師為核心的專(zhuān)家隊(duì)伍。低合金鋼在鋼材總產(chǎn)量中超過(guò)20％，為船航制造、石油、航空、航天、軍工領(lǐng)域做出重要貢獻(xiàn)。鋼材產(chǎn)品結(jié)構(gòu)正在大力按照市場(chǎng)需求進(jìn)行調(diào)整，不銹鋼、軸承鋼、模具鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼和高速工具鋼的產(chǎn)量比重正的穩(wěn)步增長(zhǎng)，逐步替代進(jìn)口。高溫合金是航天發(fā)動(dòng)機(jī)高溫部件的關(guān)鍵材料。40多年來(lái)，高溫合金產(chǎn)業(yè)取得令人矚目的成就，研制成功百余種同性能的高能合金，成為世界上四個(gè)具有高溫合金體系的國(guó)家之一，保證了航空和航天發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)和發(fā)展的需要，也滿足了汽車(chē)、玻璃、冶金和石油化工等民用需求，但市場(chǎng)需求仍然很大。[next]

    有色金屬結(jié)構(gòu)材料規(guī)模需進(jìn)一步擴(kuò)大

    指除鋼鐵以外的輕屬（鋁、鎂等及其合金）、重金屬（í、鋅、鉛、鎳及其合金）、稀有金屬（金、銀、鉑及其合金），此外還有稀土金屬，它們是汽車(chē)、建筑、機(jī)械電子、通信、電力、國(guó)防等工業(yè)部門(mén)不可缺少的重要材料，改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)有色金屬獲得了超常發(fā)展，形成了具有一支優(yōu)秀的有色金屬研發(fā)隊(duì)伍的龐大的產(chǎn)業(yè)，我們已經(jīng)能批量生產(chǎn)易拉罐帶材、高檔電容器層、高檔醫(yī)藥用2、高彈性跳水板、飛機(jī)跑道板、直升機(jī)空心旋翼梁、厚度公差在5微米的重金屬板帶和“兩彈一星”的各種稀有金屬材料，但要規(guī)?；€有待進(jìn)一步發(fā)展。

    高分子結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料產(chǎn)量低

    工程塑材比重輕，化學(xué)穩(wěn)定性好，具有優(yōu)越的機(jī)械、耐熱、耐腐蝕和絕緣性能。從總體上看，工程塑料與外國(guó)差距很大，表現(xiàn)為規(guī)模小、工藝落后、技術(shù)水平低、產(chǎn)品質(zhì)差、品種少、物耗高、產(chǎn)量低，1997年總產(chǎn)品不足2萬(wàn)噸。通用塑料應(yīng)用廣泛，發(fā)展前景廣闊。合成橡膠年產(chǎn)約100萬(wàn)噸，存在著品種單一、技術(shù)落后、質(zhì)量差的問(wèn)題。復(fù)合材料是由金屬或非金屬材料與有機(jī)高分子通過(guò)復(fù)合工藝組合而成，廣泛應(yīng)用于航空、航天、各種車(chē)船、能源、機(jī)械、電子、體育等領(lǐng)域。碳纖維及碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料是一種先進(jìn)復(fù)合材料，我國(guó)年產(chǎn)約1000噸，還有待于進(jìn)一步發(fā)展。

    新型功能材料研發(fā)是短板

    如磁性材料、金剛石薄膜、功能高分子材料在我國(guó)均已形成產(chǎn)業(yè)，但規(guī)模不大，有待于進(jìn)一步研究發(fā)展。汽車(chē)產(chǎn)業(yè)是我國(guó)支柱產(chǎn)業(yè)之一。一輛轎車(chē)有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的零件，如汽車(chē)用鋼材、有色金屬、粉末冶金、車(chē)用非金屬材料、纖維增強(qiáng)塑料、摩擦材料、安全玻璃、深彎夾層玻璃。此外汽車(chē)涂料、紡織品也不斷要求推陳出新。隨著轎車(chē)逐步進(jìn)入家庭，將成為量大面廣的耐用消費(fèi)品，產(chǎn)品不斷改進(jìn)，材料涉及面廣。因此，汽車(chē)材料產(chǎn)業(yè)必須加強(qiáng)研究和開(kāi)發(fā)，才能跟上轎車(chē)日新月異和層出不窮的新要求，目前，國(guó)內(nèi)的短板是技術(shù)研發(fā)沒(méi)有跟上。

    生物醫(yī)用材料應(yīng)大力發(fā)展

    生物醫(yī)用材料是一類(lèi)可以對(duì)機(jī)體細(xì)胞、組織和器官進(jìn)行診斷、修復(fù)、替代和誘導(dǎo)再生的特殊功能材料，它還包括醫(yī)療器械領(lǐng)域的新材料，因此，直接關(guān)系到人類(lèi)健康。這個(gè)市場(chǎng)的特點(diǎn)是“三大”：市場(chǎng)需求大，發(fā)展?jié)摿Υ蠛屠麧?rùn)大。

    美國(guó)公布，1995年世界生物醫(yī)用材料和醫(yī)療器械市場(chǎng)銷(xiāo)售額為1200億美元，其中美國(guó)所占市場(chǎng)份額高達(dá)42％，其銷(xiāo)售額為510億美元，相當(dāng)于美國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)一年的產(chǎn)值，是美國(guó)六大重要出口產(chǎn)業(yè)之一。近年來(lái)全球醫(yī)療器械銷(xiāo)售市場(chǎng)每年以10%-15％的速度增長(zhǎng)，2000年預(yù)計(jì)銷(xiāo)售總額將超2000億美元，其中50%屬于生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)。按材料的單位重要的平均銷(xiāo)售額計(jì)算：建材類(lèi)每公斤0.1-1.2美元。宇航材料100-1200美元，而生物醫(yī)用材料為12萬(wàn)-15萬(wàn)美元，可見(jiàn)其附加值高得驚人，目前國(guó)外現(xiàn)有的醫(yī)用材料，我國(guó)能生產(chǎn)的，如骨科、口腔科、心臟科等各種臟器所需的材料，絕大部分已形成產(chǎn)業(yè)，許多科研院所做了重大貢獻(xiàn)。

    醫(yī)用高分子材料已可以制做一部分人工器官司以代替病患器官。一次性使用的各種醫(yī)用材料需求量大，種類(lèi)繁多。相當(dāng)一部分質(zhì)量還很差，產(chǎn)量不能滿足要求，還需進(jìn)口。一部分質(zhì)量較好的品種已開(kāi)始進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。生物陶瓷和醫(yī)用復(fù)合材料可制做人工關(guān)節(jié)、人工骨、人工牙根、聽(tīng)覺(jué)小骨、中耳引流管。當(dāng)前我國(guó)正走上老齡化社會(huì)，老年疾病的治療，器官的治療、手術(shù)和修復(fù)越來(lái)越迫切，大力發(fā)展我國(guó)生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)不僅有利于先進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展，而且事關(guān)廣大人民的根本利益。[next]

    新型建材應(yīng)注重節(jié)能功效

    新型建筑材料是現(xiàn)代建筑隊(duì)工程的技術(shù)物質(zhì)基礎(chǔ)。它包括新型墻體材料、新型離心密封材料、新型保溫隔熱材料和新型裝飾裝修材料。由于產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)比較扎實(shí)，新型建筑材料是諸多新材料中產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最快的一員，已經(jīng)形成了較完善的工業(yè)體系。未來(lái)發(fā)展的重要是研究開(kāi)發(fā)推廣各種節(jié)能、節(jié)土、利廢和多功能新型墻材料，限制空心黏土磚的生產(chǎn)和使用；大力發(fā)展高質(zhì)量瀝青油氈，推廣高分子記水片材和高質(zhì)量的防水涂料，發(fā)展彈性密封膏，徹底解決房屋滲漏問(wèn)題；大力發(fā)展高級(jí)保溫隔熱門(mén)窗；研究開(kāi)發(fā)新型建筑裝修材料，以滿足人們對(duì)居室生活質(zhì)量不斷提高的要求。

    納米材料應(yīng)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化推動(dòng)

    納米（nm， nanometer）技術(shù)是指納米尺度內(nèi)（1-100nm），通過(guò)操縱的技術(shù)。它是20世紀(jì)80年代末興起的一門(mén)交叉性能前沿前斜，它拓展了人們對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)，使人們能在原子、分子水平上制造材料、器件和機(jī)械，導(dǎo)致信息、能源、環(huán)境、醫(yī)療衛(wèi)生、生物、航空、航天、國(guó)防、交通、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的技術(shù)革命。目前已形成了鈉米材料學(xué)，納米生物醫(yī)藥學(xué)、納米機(jī)及其他分支學(xué)科。納米材料是指納米尺度內(nèi)的超微顆粒及其聚集體，以及由納米微晶體所構(gòu)成的材料，統(tǒng)稱(chēng)納米材料。它具有傳統(tǒng)材料所不具備的新的物理、化學(xué)性質(zhì)。納米材料必須具備兩個(gè)條件，一是納米尺度，二是新的物理化學(xué)性能。

    納米是物質(zhì)的超微尺寸單位，不是物質(zhì)的名稱(chēng)。因此，納米技術(shù)就不是一個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)，它寓于許多高新技術(shù)材料產(chǎn)業(yè)之中。納米材料有物理和化學(xué)兩種制備方法。納米材料的制備、工藝、制造、檢測(cè)帶來(lái)一系列微觀世界的創(chuàng)新，它給人類(lèi)社會(huì)的物質(zhì)世界帶來(lái)一次重大革命。據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)，2000年納米材料產(chǎn)值為3750億美元。德國(guó)科技部預(yù)測(cè)2010年全球納米市場(chǎng)將達(dá)14400億美元。因此，引起世界各國(guó)的重視，對(duì)其制訂計(jì)劃，并投入巨額研發(fā)經(jīng)費(fèi)。

    我國(guó)十分重視納米技術(shù)，已建立了以北京為中心的北方納米研究開(kāi)發(fā)中心和以上海為中心的南方納米研究開(kāi)發(fā)研究中心。許多廠、校、院、所的一大批科學(xué)家、工程師都積極參與研究和開(kāi)發(fā)。但納米技術(shù)的開(kāi)發(fā)與推廣還有需進(jìn)行產(chǎn)業(yè)推動(dòng)。