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新材料
是指新出现的
具有优异性能和特殊功能的材料
以及传统材料改进后
性能明显提高或产生新功能的材料
新材料
是新一轮科技革命和产业变革的基石与先导
是支撑现代化产业体系建设
培育新质生产力的关键领域
一个新材料
如何撬动一个产业?
一项新突破
怎样催生一代装备?
新材料:从超薄高强到智能互动 微毫之材筑就新动能
总台央视记者 孙超:我手上拿着的这块轻薄柔软的材料,只要通上电就能自主变形,牢牢吸附物体,并且还能精准操控液滴,这就是西北工业大学最新研发的电活性界面增强智能材料。
通电的瞬间,这块仅 4 平方厘米的材料便紧密贴合在金属平板上,稳稳吊起重达 10 斤的 " 物品 "。实验数据显示,这块材料在金属平板表面的吸附强度达到 87 千帕,是传统同类材料的 488 倍。
西北工业大学机电学院教授张军诗介绍,传统的介电弹性体材料,在电场作用下可产生大幅度形变,已应用于人工肌肉、可穿戴智能设备等领域,但功能相对单一。而他们团队最新研发的这款智能新材料,通过在介电弹性体中加入一种 " 极性小分子添加剂 ",成功激活了材料的 " 社交能力 "。除了超强吸附,还能通过电场和电极形状设计,实现液滴的精准分割、铺展与转移操控。
爬壁机器人可以轻松攀爬粗糙金属表面进行高空检修;微流控设备能在单芯片上自动完成复杂液滴反应;智能吸附系统可无损抓取精密零部件。这款材料为软体机器人、先进制造、医疗检测微流控技术带来全新应用空间。
前沿实验室不断攻关,产业化一线也迎来新材料量产突破。在一家钢铁企业的上海制造基地内,智能化生产线上,一卷卷钢带正在高速飞转,这是他们最新实现量产的厚度在 0.1 毫米的无取向硅钢。
无取向硅钢是发电机、电动机的核心材料,传统材料厚度在 0.5 毫米左右。如今,低空飞行器等新兴产业快速发展,对电机提出小型化、高转速、高力矩的全新要求,这也使得硅钢材料要不断创新。
中国宝武宝钢股份硅钢事业部副总经理樊泉说,他们生产的这款厚度 0.1 毫米的无取向硅钢,除了导磁性高,铁损值也就是材料在高频率交变磁场中的能量损耗极低,突破了全行业长期无法打破的 9 瓦 / 千克大关。
中国宝武宝钢股份硅钢事业部副总经理 樊泉:今年的春晚机器人,已经从扭秧歌进化到高难度的武术表演,这背后是机器人全身上下几十个微电机高精度运行的结果。无取向硅钢作为电机电磁转换的核心功能材料,必须要具备更高的磁感、更低的铁损、更薄的规格。我们还有一条专门生产极薄料的产线会在 2026 年投产,届时在全球无取向硅钢领域,产能规模将是最大的。
新材料为下游新兴产业跨越式发展注入强劲动能
从实验室里的功能新材料,到生产线上的极限制造材料,一项项关键突破,正不断夯实我国新材料产业的自主根基。一代材料铸就一代装备,一代装备支撑一代产业,材料领域的每一次迭代升级,都为下游新兴产业跨越式发展注入强劲动能。
在江苏太仓一家电机制造企业的生产车间里,厚度仅 0.1 毫米的超薄无取向硅钢正经过精密冲压、叠压装配,被制成高性能电机铁芯,重点用于高端医疗设备以及人形机器人高精密关节电机。
这种新材料的导磁性更高,同等体积下电机动力更强,响应速度更快,可满足高精度装备连续高强度作业需求。
同样依靠新材料实现性能跃升的,还有新能源汽车产业。更薄、更低损耗的无取向硅钢材料,让新能源汽车驱动电机在能耗、效率上实现全面升级,直接带动整车续航与动力提升。
在新一代新能源汽车上,除了无取向硅钢材料,轻量化合金、高强度结构钢、新型绝缘材料、高效导热散热材料等一批关键新材料同步应用。
上汽通用五菱技术中心能源管理首席技术官 满兴家:2000 兆帕热成型钢,相当于在指甲盖大小面积上承受 20 吨的压力,抗形变能力极强,进一步提升侧面碰撞防护的同时实现轻量化。
目前,我国新材料产业规模持续壮大、质量稳步提升,产值连续 15 年保持两位数增长。
数据显示,43 家国内材料企业进入世界 500 强,占全球上榜材料企业的近 40%。各地因地制宜培育发展新材料产业,建成 15 个国家先进制造业集群:
深圳打造先进电池材料集群,汇聚产业链上下游企业超 9000 家;
江苏苏州纳米新材料集群发展为全球 5 大纳米产业集聚区之一;
河南郑南商许超硬材料先进制造业集群,汇聚规模以上工业企业近 400 家,为制造强国建设筑牢材料根基。
陈光院士:产业发展需求牵引 材料创新从广泛探索变精准突破
" 十五五 " 时期,我国新材料产业将迎来关键跃升期。如何从材料大国加快迈向材料强国?这一产业将迎来哪些新的增长机遇?
陈光院士是南京理工大学教授,长期从事金属材料与加工科学技术研究,在他看来,我国新材料产业眼下正处在难得的机遇窗口。政策上," 十五五 " 规划纲要提出要加快新材料产业发展。市场上,新能源汽车、航空航天等下游需求旺盛,为材料创新提供广阔的应用场景。
中国科学院院士 南京理工大学教授 陈光:这一轮产业需求给材料创新带来的最大机遇,在于研发逻辑的根本转变——从广泛探索变成精准突破。以往是做出材料再找应用场景,现在是产业瓶颈直接转化成材料研发任务。AI 封装需要多高的热导率、人形机器人关节需要多大的扭矩和密度、电动垂直起降飞行器需要多轻的结构件,这些具体指标让研发投入方向更加明确。
在抢抓市场机遇的同时,技术变革也为材料产业注入动能。当前,材料科学与人工智能、大数据、云计算、自动化等数字技术深度融合,正在从根本上颠覆传统材料研发模式、转化路径与产业生态。
面向未来,陈光院士认为,从实验室 " 好点子 " 到生产线 " 好产品 ",再到支撑区域产业协同发展,必须在需求尚未完全爆发前,提前布局。
中国科学院院士 南京理工大学教授 陈光:一是关键战略材料自主可控,瞄准航空发动机单晶叶片、高端半导体材料等 " 卡脖子 " 领域,核心部件材料国产化率要大幅提升;二是抢先布局前沿新材料,超导、石墨烯、智能仿生材料等,为量子信息、人形机器人等未来产业做储备。将关键战略材料的综合保障能力提升至 80% 以上,并力争在 5 类到 10 类前沿新材料上实现原创性引领,这正是从材料大国迈向材料强国,必须攻克的战略高地。
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来源:央视财经(ID:cctvyscj)
监制:柯成韵
主编:于小曼
编辑:彭琳
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