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  • 材料基因工程引領我國材料科技創新

    作為戰略性新興產業和制造強國戰略的重點發展領域,新材料是整個制造業轉型升級的重要支撐,也是新工業革命的物質基礎。

    圍繞豐富和發展材料基因組工程理念和方法、推動材料科技成果向現實生產力轉化,11月23日至25日,在云南昆明舉行的中國工程院國際工程科技戰略高端論壇——第三屆材料基因工程高層論壇上,材料領域30多位院士,150多位國內外知名的新材料領域專家學者,近千名科研人員、企業代表齊聚滇池之濱,聚焦當前材料領域發展的重點、熱點、難點,分享學術思想,交流學術成果。

    據悉,我國目前已形成了全球門類最全、品種與產量規模第一的材料產業體系,材料產業產值約占我國GDP的23%,2018年新材料產值3.9萬億元。但在新材料方面,創新能力不足、創新質量不高、迭代經驗欠缺的問題仍然十分突出。

    “針對信息顯示、運載工具、能源動力、高檔數控機床和機器人等幾大領域的347種關鍵材料的調查分析發現,被國外禁運和實施出口管制的材料達到61種,依賴進口156種?!笨萍疾扛咝录夹g發展及產業化司副司長曹國英說,在我國處于優勢的一些行業和企業也一樣,以高鐵為例,輪、軸、軸承等走行部件90%依賴進口;在5G技術方面,射頻器件和數字電路新品等基礎材料及關鍵器件依賴美、日等國。我國集成電路制造業所需的八大類器材中,12英寸硅片、光刻膠、氟聚酰亞胺膠等近千種關鍵材料大量依賴進口,高端引線框架、接插件材料也依賴進口。而且,發達國家已在搶占未來制高點的新材料上加大創新力度,潛在新的短板將逐漸顯現,創新力不足、搶占制高點難,以及資源保護和利用能力不強,嚴重制約可持續發展。材料基因工程的實施,可有效地解決新材料發展的瓶頸問題,促成材料科學技術的革命性發展。

    材料基因工程是材料科技領域的顛覆性前沿技術,它的基本理念是創新材料研發模式,采用“理性設計-高效實驗-大數據技術”相互融合、協同創新的方法,取代傳統的試錯法,加速新材料的發展;通過突破高通量計算方法、高通量實驗方法、材料大數據等關鍵技術,建設材料基因工程創新平臺,實現新材料研發周期縮短一半、研發成本降低一半的目的。

    我國材料基因工程領軍人物、中國工程院院士干勇介紹,我國已啟動的五大科技平臺中,處于首位的就是材料基因組的研發平臺。目前,我國“3+1”綜合性國家科學中心創新體系已在布局,在北京懷柔的材料基因組平臺,正力爭在新型高溫超導體和金屬氫的發展、非常規超導機理、量子計算物理機制、新型量子材料的復雜相變、物性的超快調控和晶格振動實時成像等重大科學問題取得新的突破,并在清潔能源、特種功能、高溫合金和高強輕質復合材料等關鍵新材料技術上取得突破;在上海,超強超短激光實驗裝置,暗物質與中微子、實驗室天體物理、拓撲超導量子計算三大實驗平臺正式開建;在深圳,已經初步建成“云腦”“靶場”“云網”三大科學裝置;在合肥,同步輻射光源、穩態強磁場等大學技裝置正為新材料的研發發揮越來越重要的作用。此外,以云南稀貴金屬材料基因組為代表的各種材料基礎平臺陸續立項,非常喜人;上海交通大學首倡起草的“材料基因工程數據通則”首部團體標準成功發布;一些專業軟件公司基于材料基因組技術,開始為行業提供大數據、技術計算、人工智能協同創新服務,我國數字化研發體系正在形成,從基礎工程到應用,形成了完整的生態鏈。

    “未來幾年是我國制造業轉型升級和高質量發展的關鍵時期,制造強國建設為新材料產業提供了廣闊的市場空間,也對新材料研發速度、研發成本、質量、性能等提出了更高的要求?!惫I和信息化部原材料司副司長常國武建議,我國發展材料基因工程,還需要進一步加速新材料研發產業化和應用的銜接,充分利用國家新材料測試評價平臺、新材料生產應用示范平臺和新材料資源共享平臺,促進數據信息設施共用共享,同時進一步營造良好人才成長環境,加快培養一批國際化復合型人才。

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