從超薄高強到智能互動，“小材料”蘊藏“大能量”筑就產(chǎn)業(yè)新動能

新材料

是指新出現(xiàn)的

具有優(yōu)異性能和特殊功能的材料

以及傳統(tǒng)材料改進后

性能明顯提高或產(chǎn)生新功能的材料

新材料

是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的基石與先導(dǎo)

是支撐現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)

培育新質(zhì)生產(chǎn)力的關(guān)鍵領(lǐng)域

一個新材料

如何撬動一個產(chǎn)業(yè)？

一項新突破

怎樣催生一代裝備？

新材料：從超薄高強到智能互動 微毫之材筑就新動能

總臺央視記者 孫超：我手上拿著的這塊輕薄柔軟的材料，只要通上電就能自主變形，牢牢吸附物體，并且還能精準操控液滴，這就是西北工業(yè)大學(xué)最新研發(fā)的電活性界面增強智能材料。

通電的瞬間，這塊僅4平方厘米的材料便緊密貼合在金屬平板上，穩(wěn)穩(wěn)吊起重達10斤的“物品”。實驗數(shù)據(jù)顯示，這塊材料在金屬平板表面的吸附強度達到87千帕，是傳統(tǒng)同類材料的488倍。

西北工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院教授張軍詩介紹，傳統(tǒng)的介電彈性體材料，在電場作用下可產(chǎn)生大幅度形變，已應(yīng)用于人工肌肉、可穿戴智能設(shè)備等領(lǐng)域，但功能相對單一。而他們團隊最新研發(fā)的這款智能新材料，通過在介電彈性體中加入一種“極性小分子添加劑”，成功激活了材料的“社交能力”。除了超強吸附，還能通過電場和電極形狀設(shè)計，實現(xiàn)液滴的精準分割、鋪展與轉(zhuǎn)移操控。

爬壁機器人可以輕松攀爬粗糙金屬表面進行高空檢修；微流控設(shè)備能在單芯片上自動完成復(fù)雜液滴反應(yīng)；智能吸附系統(tǒng)可無損抓取精密零部件。這款材料為軟體機器人、先進制造、醫(yī)療檢測微流控技術(shù)帶來全新應(yīng)用空間。

前沿實驗室不斷攻關(guān)，產(chǎn)業(yè)化一線也迎來新材料量產(chǎn)突破。在一家鋼鐵企業(yè)的上海制造基地內(nèi)，智能化生產(chǎn)線上，一卷卷鋼帶正在高速飛轉(zhuǎn)，這是他們最新實現(xiàn)量產(chǎn)的厚度在0.1毫米的無取向硅鋼。

無取向硅鋼是發(fā)電機、電動機的核心材料，傳統(tǒng)材料厚度在0.5毫米左右。如今，低空飛行器等新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，對電機提出小型化、高轉(zhuǎn)速、高力矩的全新要求，這也使得硅鋼材料要不斷創(chuàng)新。

中國寶武寶鋼股份硅鋼事業(yè)部副總經(jīng)理樊泉說，他們生產(chǎn)的這款厚度0.1毫米的無取向硅鋼，除了導(dǎo)磁性高，鐵損值也就是材料在高頻率交變磁場中的能量損耗極低，突破了全行業(yè)長期無法打破的9瓦/千克大關(guān)。

中國寶武寶鋼股份硅鋼事業(yè)部副總經(jīng)理 樊泉：今年的春晚機器人，已經(jīng)從扭秧歌進化到高難度的武術(shù)表演，這背后是機器人全身上下幾十個微電機高精度運行的結(jié)果。無取向硅鋼作為電機電磁轉(zhuǎn)換的核心功能材料，必須要具備更高的磁感、更低的鐵損、更薄的規(guī)格。我們還有一條專門生產(chǎn)極薄料的產(chǎn)線會在2026年投產(chǎn)，屆時在全球無取向硅鋼領(lǐng)域，產(chǎn)能規(guī)模將是最大的。

新材料為下游新興產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展注入強勁動能

從實驗室里的功能新材料，到生產(chǎn)線上的極限制造材料，一項項關(guān)鍵突破，正不斷夯實我國新材料產(chǎn)業(yè)的自主根基。一代材料鑄就一代裝備，一代裝備支撐一代產(chǎn)業(yè)，材料領(lǐng)域的每一次迭代升級，都為下游新興產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展注入強勁動能。

在江蘇太倉一家電機制造企業(yè)的生產(chǎn)車間里，厚度僅0.1毫米的超薄無取向硅鋼正經(jīng)過精密沖壓、疊壓裝配，被制成高性能電機鐵芯，重點用于高端醫(yī)療設(shè)備以及人形機器人高精密關(guān)節(jié)電機。

這種新材料的導(dǎo)磁性更高，同等體積下電機動力更強，響應(yīng)速度更快，可滿足高精度裝備連續(xù)高強度作業(yè)需求。

同樣依靠新材料實現(xiàn)性能躍升的，還有新能源汽車產(chǎn)業(yè)。更薄、更低損耗的無取向硅鋼材料，讓新能源汽車驅(qū)動電機在能耗、效率上實現(xiàn)全面升級，直接帶動整車續(xù)航與動力提升。

在新一代新能源汽車上，除了無取向硅鋼材料，輕量化合金、高強度結(jié)構(gòu)鋼、新型絕緣材料、高效導(dǎo)熱散熱材料等一批關(guān)鍵新材料同步應(yīng)用。

上汽通用五菱技術(shù)中心能源管理首席技術(shù)官 滿興家：2000兆帕熱成型鋼，相當于在指甲蓋大小面積上承受20噸的壓力，抗形變能力極強，進一步提升側(cè)面碰撞防護的同時實現(xiàn)輕量化。

目前，我國新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)壯大、質(zhì)量穩(wěn)步提升，產(chǎn)值連續(xù)15年保持兩位數(shù)增長。

數(shù)據(jù)顯示，43家國內(nèi)材料企業(yè)進入世界500強，占全球上榜材料企業(yè)的近40%。各地因地制宜培育發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)，建成15個國家先進制造業(yè)集群：

• 深圳打造先進電池材料集群，匯聚產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)超9000家；

• 江蘇蘇州納米新材料集群發(fā)展為全球5大納米產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)之一；

• 河南鄭南商許超硬材料先進制造業(yè)集群，匯聚規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)近400家，為制造強國建設(shè)筑牢材料根基。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求牽引 材料創(chuàng)新從廣泛探索變精準突破

“十五五”時期，我國新材料產(chǎn)業(yè)將迎來關(guān)鍵躍升期。如何從材料大國加快邁向材料強國？這一產(chǎn)業(yè)將迎來哪些新的增長機遇？

陳光院士是南京理工大學(xué)教授，長期從事金屬材料與加工科學(xué)技術(shù)研究，在他看來，我國新材料產(chǎn)業(yè)眼下正處在難得的機遇窗口。政策上，“十五五”規(guī)劃綱要提出要加快新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。市場上，新能源汽車、航空航天等下游需求旺盛，為材料創(chuàng)新提供廣闊的應(yīng)用場景。

中國科學(xué)院院士 南京理工大學(xué)教授 陳光：這一輪產(chǎn)業(yè)需求給材料創(chuàng)新帶來的最大機遇，在于研發(fā)邏輯的根本轉(zhuǎn)變——從廣泛探索變成精準突破。以往是做出材料再找應(yīng)用場景，現(xiàn)在是產(chǎn)業(yè)瓶頸直接轉(zhuǎn)化成材料研發(fā)任務(wù)。AI封裝需要多高的熱導(dǎo)率、人形機器人關(guān)節(jié)需要多大的扭矩和密度、電動垂直起降飛行器需要多輕的結(jié)構(gòu)件，這些具體指標讓研發(fā)投入方向更加明確。

在搶抓市場機遇的同時，技術(shù)變革也為材料產(chǎn)業(yè)注入動能。當前，材料科學(xué)與人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、自動化等數(shù)字技術(shù)深度融合，正在從根本上顛覆傳統(tǒng)材料研發(fā)模式、轉(zhuǎn)化路徑與產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

面向未來，陳光院士認為，從實驗室“好點子”到生產(chǎn)線“好產(chǎn)品”，再到支撐區(qū)域產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，必須在需求尚未完全爆發(fā)前，提前布局。

陳光：一是關(guān)鍵戰(zhàn)略材料自主可控，瞄準航空發(fā)動機單晶葉片、高端半導(dǎo)體材料等“卡脖子”領(lǐng)域，核心部件材料國產(chǎn)化率要大幅提升。二是搶先布局前沿新材料，超導(dǎo)、石墨烯、智能仿生材料等，為量子信息、人形機器人等未來產(chǎn)業(yè)做儲備。將關(guān)鍵戰(zhàn)略材料的綜合保障能力提升至80%以上，并力爭在5類到10類前沿新材料上實現(xiàn)原創(chuàng)性引領(lǐng)，這正是從材料大國邁向材料強國，必須攻克的戰(zhàn)略高地。

來源：央視財經(jīng)

記者：孫超、高文鵬、李健飛、孔祥新、袁鵬