大国之“材”向新而行

  河北省承德市一家钒钛新材料企业的数字化生产车间内，智慧天车正在吊运冷硬板。 图片来自：视觉中国

  今年全国两会期间，习在参加江苏代表团审议时强调，要牢牢把握高水平发展这个第一个任务，因地制宜发展新质生产力。

  作为国家近年来全力发展的战略性新兴起的产业之一，新材料不仅是新型工业化的重要支撑，也是加快发展新质生产力的重要方向。当前，我国新材料产业加速发展，产业规模逐步扩大，培育形成了7个新材料领域国家先进制造业集群；同时，相关企业的实力逐步增强。多个方面数据显示，我国新材料规上企业已超2万家，专精特新“小巨人”企业超过1900家、制造业单项冠军企业达200余家，成为推动区域高水平发展的重要力量。

  坐落于陕西省西安市的西安经济技术开发区（以下简称“西安经开区”）是我国铌钛超导线材等超导材料的重要产区。近年来，西安经开区内企业从0起步，逐步突破了超导材料领域的40多项关键核心技术，自主研发出属于自身个人的超导线材，打破国外技术垄断，填补了中国在超导材料领域的多项技术空白。

  在西安经开区的超导材料生产车间内，一根根几十米的超导棒材在拉床的作用下逐步拉细，直至成为客户所需长度的“丝线”。目前，工厂能够生产的该类超导线材单根长度最长可达十万米以上。其自主研制的超导线缆已经应用于国家超导量子计算机上。

  国产大飞机、“华龙一号”核电站、载人航天飞船……提起这些“国之重器”，大多数人都耳熟能详。但很多人不知道的是，这些大国重器的成功建造运行，离不开背后关键材料的国产化突破，离不开新材料产业的有力支撑。

  新材料被誉为制造业两大“底盘技术”之一，是基础性产业。中国工程院院士干勇表示，一代材料决定一代技术，技术的发展首先是材料的发展。新一代材料发展以后，才能带动新一代技术、新一代设备装备、新一代工程的发展。所有的先进产业的产生、发展，先进装备、高端装备的出现，首先得有能满足它这个先进功能的材料。

  随着我国新材料产业的发展，慢慢的变多的关键材料实现国产化突破，更多高性能的新材料成果面世。

  在重庆市，一家名为华塑科技有限公司（以下简称“华塑科技”）的企业研发出的高性能尼龙复合材料，普遍的应用在了新能源汽车电池包壳体、充电桩插头、连接器上，对国产新能源汽车产业的发展发挥了及其重要的作用。华塑科技是一家从事高分子复合新材料研发制造的企业，这些年来，企业一直在推动新材料国产化上加强创新，目前已经有30多件核心技术和20余件实用新型专利。华塑科技的负责人马江涛表示，因为技术门槛高，以前国内高性能尼龙材料100%依赖进口，为了研发出自己的高性能尼龙材料，企业先后花费近十年时间进行技术攻关，光研发设备投入就花了上百万元。整个研发过程，一直是不断地实验，失败之后再改进调整，再实验，积累了厚厚的实验数据。通过不断地改进工艺和原料，现在研发出的这款材料不仅耐磨，还能耐280℃高温。公司也将这种创新的传统延续了下来，创建了新型研发机构和研发平台，并保持了每年5%以上的研发投入力度。

  干勇表示：“高水平发展需要强大的新材料技术来支撑。”近年来，我国在关键材料领域不断突破，高性能玻璃纤维、锂电池隔膜等新材料产品已达到世界一流技术水准，为我国轨道交通、载人航天、新能源等领域的发展提供了重要支撑。多个方面数据显示，目前，我国涵盖金属、高分子等结构与功能材料的研发和生产体系已建成；包括化学纤维、超硬材料等在内的多种新材料产量已位居全球前列。

  密度、拉伸强度、压缩强度……在浙江星辉新材料科技有限公司（以下简称“星辉新材”）的实验室里，研发人员正在对“大尺寸薄壁碳碳平板”的上述性能数据来进行测试。大尺寸薄壁碳碳平板是星辉新材自主研发的一种高性能复合新材料，其主要的组成原材料是一种含碳量在90%以上的无机高分子纤维。这种纤维看似像发丝，但又比发丝更细：直径仅为一根头发丝的1/10到1/12。重量虽轻，却又强如钢铁，强度能达到铝合金的4倍以上。

  星辉新材地处浙江省嘉兴市嘉善县嘉善经济技术开发区，是一家成立仅有四年多的新材料企业。别看企业历史不长，但它在碳纤维复合材料领域的实力却不可以小看。企业手握多项关键核心技术，开发出的单晶炉用碳碳板材等产品在国际上处于领先水平，并先后斩获2021年度浙江省制造业高水平发展先进单位、国家级专精特新“小巨人”企业等称号，年出售的收益从2020年的4000万元直线亿元。

  碳纤维看似细小，但制造工艺流程却极其复杂。涉及数百项工艺和关键技术，星辉新材研发技术总监乔晓东介绍，过去，国内不掌握碳纤维核心技术，面临着被国外“卡脖子”的风险，但正是压力带来了动力，让公司开始主动创新。这些年，星辉新材的研发投入一直占企业营业收入的6%以上。去年底还与高校科研机构共同建设了研发中心。有了核心技术和高品质的产品的硬核实力，星辉新材的合作伙伴现已涵盖了国内众多有突出贡献的公司，产品远销欧美等国家和地区。

  相较于欧美国家，我国新材料产业起步较晚，基础并不雄厚，但发展速度却十分迅速，企业实力慢慢地加强。工业与信息化部发布的多个方面数据显示，目前，我国新材料领域已涌现出不少像星辉新材这样的专精特新“小巨人”企业，数量超越1900家，制造业单项冠军企业达200余家。此外，我国还逐步形成了长三角、珠三角、环渤海三大新材料产业聚集地，培育形成了7个新材料领域国家先进制造业集群，在区域经济稳步的增长中发挥着重要作用。

  地处珠三角的广东省深圳市先进电池材料产业集群是新材料领域7个国家先进制造业集群之一，这里已汇聚了超过1200家相关企业，形成了一条从关键材料生产、电池模组装备、锂电开发制造到电池回收再利用的基本自主可控的完整产业链闭环。

  在北京大学城市与环境学院教授王缉慈看来，深圳市先进电池材料产业集群中的不少企业由专精特新“小巨人”起步，逐步由深圳走向全国并走出国门。这一些企业的共同特点是持续创新，而且有很多合作伙伴进行创新合作，发挥集群优势。

  近年来，深圳市也出台了许多有关政策，推动先进电池材料等新材料产业集群的发展。去年11月，深圳市发布了关于推动新材料产业集群高水平发展的若干措施，其中也提到了支持以企业为主体，联合科研院所、高校、行业组织建设制造业创新中心和产业创新中心，组建创新联合体等举措。

  近年来，深圳市新材料产业迅速增加，区域内新材料企业的全国乃至全球竞争力持续上涨，涌现出包括全球最大的锂电池负极材料科学技术创新型企业等在内的一批明星企业。

  推动经济社会持续健康发展绿色化、低碳化是实现高水平发展的关键环节。新材料等新兴起的产业作为引领高水平发展的重要力量，也慢慢变得多地展现出自己的“绿色能量”，让更多低碳、绿色的环保材料出现在大众视野中。

  中国工程院院士、中国建材集团首席科学家彭寿表示，绿色材料是我国新型能源体系建设的重要物质基础。面对资源、能源、生态环境的强约束，国家双碳目标的硬任务，加快绿色材料创新应用、构建全链条生态圈，成为我国培育绿色低碳发展新优势、新动能、新赛道的必然选择。

  建筑业是我国的高碳排放行业，而建筑碳排放量的高低又与建筑材料密切相关。许多传统建材不仅在生产过程中能耗巨大，还会排放大量二氧化碳气体。因此，开发绿色低碳的新型建筑材料成为近年来新材料领域的一个关注点。

  抗压、防水、可以循环利用，最重要的是每吨生产过程中的碳排放量仅为传统水泥的6%到25%左右，这是中国科学院王树涛研究员团队受沙塔蠕虫巢穴所启发而研发出的仿生低碳建筑材料。这种材料由仿生天然黏结剂和沙粒等各类固体颗粒粘结而成，用它来代替水泥，将极大降低建筑的碳排放。

  可降解、不污染环境、几乎没有甲醛释放、也无需依赖石油资源，这种绿色环保的密封胶来自于四川省成都市的一家有机硅新材料企业。密封胶在建筑装修当中被广泛使用，对环境的影响不容小觑。有机硅密封胶的主要材料来自于地壳中含量丰富的硅元素，该企业通过技术创新，生产出防水防火防开裂且环保的国产有机硅密封胶，打破国外垄断，不仅材料本身绿色可降解，生产过程也做到了低能耗、低排放，从江苏园博园水下植物园到四川三星堆博物馆新馆，都用上了这种绿色新材料。

  除了建筑材料，塑料也是高排放、高污染的材料之一。因此，研发可替代塑料的新材料也是实现减污降碳协同增效的重要方向。近年来，不少新材料企业从国内广泛种植的植物——竹子上找到了突破口，开发出了以竹纤维为原材料的新型材料竹塑，可以在一定程度上替代塑料。

  在位于湖南桃江经济开发区的箱联天下（桃江）新材料科技有限公司的生产车间，成堆的竹材边角料被粉碎，再加工成数米长的竹纤维，这些竹纤维将同回收塑料一起，经过高温捏合、冷却成型等程序，最终变成各种各样的竹塑产品。公司的负责人黄岱介绍，以前，他们主要生产纯塑料产品，生产过程中的水洗、造粒等流程会产生废水排放，对环境造成污染。相较而言，竹塑产品生产过程中几乎没有废水排放，也没有废渣，对环境更加友好。

  记者了解到，除了竹塑材料，目前，还有不少企业和科研机构研发出以竹纤维为主的生物质可降解新材料。在浙江省安吉县，用这种新材料制造的包装袋成为不少菜市场和商超的“新宠”。据菜场管理人员介绍，这种竹制包装袋从外观和使用体验来看，与传统塑料袋没什么不同，但它的优势却很明显——100%可降解。安吉县发展和改革局有关负责人表示，安吉县有着面积广阔的竹林，竹子生长期短、韧性高、可降解，是一种替代塑料的理想材料。这些年，安吉县也在开展竹产业重点研发项目立项，鼓励企业与科研院所合作进行技术攻关，推动慢慢的变多的竹制新材料产生。（记者 王雅婧）