中國(guó)粉體網(wǎng)訊 材料是制造業(yè)的基礎(chǔ)，要加快實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，必須夯實(shí)新材料這一重要基石。日前，中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布《石油和化學(xué)工業(yè)“十四五”發(fā)展指南》，其中特別強(qiáng)調(diào)要加快化工新材料的發(fā)展，提出“十四五”末化工新材料的自給率要達(dá)到75%，占化工行業(yè)整體比重超過(guò)10%。
“我國(guó)化工新材料與發(fā)達(dá)國(guó)家還有很大差距�！碧旖虼髮W(xué)化工學(xué)院教授姜忠義表示，要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，需要貫徹新發(fā)展理念，構(gòu)建化工新材料自主創(chuàng)新體系和新發(fā)展格局，需要加強(qiáng)多學(xué)科領(lǐng)域、多技術(shù)領(lǐng)域的協(xié)同，還要建設(shè)數(shù)字研發(fā)平臺(tái)，開(kāi)展大數(shù)據(jù)、數(shù)字化研發(fā)，更要加速?lài)?guó)產(chǎn)新材料落地應(yīng)用，給予更多市場(chǎng)支持。
材料是重要基礎(chǔ)，化工新材料應(yīng)用廣泛
大到飛機(jī)、火箭、衛(wèi)星、動(dòng)車(chē)、輪船這些關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要載體，小到購(gòu)物袋、飯盒、電池、保暖衣這些日常用品，都與化工新材料息息相關(guān)。一手牽著科技和創(chuàng)新，一手牽著產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)，可以說(shuō)，新材料研發(fā)水平及產(chǎn)業(yè)化規(guī)模是衡量一個(gè)國(guó)家科技、經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志。
姜忠義介紹，一般來(lái)說(shuō)，需要化學(xué)反應(yīng)或化工過(guò)程制造出來(lái)的材料稱(chēng)為化工材料，它跟一般材料的區(qū)別在于，材料加工過(guò)程中要引入化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。比如把乙烯經(jīng)過(guò)催化劑，轉(zhuǎn)換成聚乙烯，必須有化學(xué)反應(yīng)才能夠?qū)崿F(xiàn)。
化工新材料是指近期發(fā)展的和正在發(fā)展中具有傳統(tǒng)化工材料不具備的優(yōu)異性能或某種特殊功能的新型化工材料。與傳統(tǒng)化工材料相比，化工新材料具有質(zhì)量輕、性能優(yōu)異、功能性強(qiáng)、技術(shù)含量高、附加價(jià)值高等特點(diǎn)。
“新材料多應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要領(lǐng)域，如航空航天、電子、新能源、醫(yī)療健康、節(jié)能環(huán)保等�！苯伊x舉例說(shuō)，飛機(jī)耗油與自重有關(guān)，機(jī)身采用質(zhì)量更輕的新材料，油耗就會(huì)更少，但同時(shí)還要滿(mǎn)足防凍、抗冰等性能;再如廢水處理，過(guò)去用蒸發(fā)器，耗能特別高，現(xiàn)在用新材料膜過(guò)濾，能耗節(jié)約很多。
此外，在一些領(lǐng)域，為了實(shí)現(xiàn)新的技術(shù)需求，傳統(tǒng)材料滿(mǎn)足不了時(shí)也必須依靠新材料。比如太空飛船載人工作艙需要轉(zhuǎn)化、處理宇航員呼出的二氧化碳，如果攜帶低效率的二氧化碳處理材料，體積大，會(huì)影響太空艙內(nèi)的空間利用。應(yīng)用處理效率高的新材料，宇航員就可以在太空中停留更長(zhǎng)時(shí)間，也為太空科學(xué)實(shí)驗(yàn)贏得更多時(shí)間。
打破行業(yè)定位束縛，需要產(chǎn)業(yè)協(xié)同和學(xué)科協(xié)同
“規(guī)劃提出，到十四五末，化工新材料占化工行業(yè)整體比重超過(guò)10%。從世界范圍看，比例并不算多�！苯伊x認(rèn)為，這與化工行業(yè)定位有關(guān)，過(guò)去化工行業(yè)的定位是生產(chǎn)傳統(tǒng)化工產(chǎn)品，像天津渤�；ぜ瘓F(tuán)，主要生產(chǎn)分子化學(xué)品，尤其是小分子化學(xué)品，而化工新材料一般都是大分子產(chǎn)品。再如在國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)，化工學(xué)科屬于化學(xué)科學(xué)部，還有工程與材料科學(xué)部，分屬兩個(gè)部門(mén)。傳統(tǒng)化工生產(chǎn)乙烯、鹽、酸、堿，煉油，這些都不屬于化工新材料。
過(guò)去我國(guó)傳統(tǒng)理念和戰(zhàn)略布局，把化工當(dāng)作一個(gè)單獨(dú)的行業(yè)。實(shí)際上，化工是一個(gè)輻射力很強(qiáng)的平臺(tái)性行業(yè)，滲透性非常強(qiáng)。比如化工和生物制藥、能源等都有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。
“目前，國(guó)家科技部的重大科技專(zhuān)項(xiàng)，幾乎沒(méi)有單獨(dú)的化工領(lǐng)域，但是有生命、材料、醫(yī)藥、能源等，研究化工領(lǐng)域的項(xiàng)目可以分別在這些專(zhuān)項(xiàng)里申報(bào)，說(shuō)明化工有多學(xué)科交叉滲透的特點(diǎn)，更像是一個(gè)百寶箱�！苯伊x說(shuō)。
在一些美國(guó)大學(xué)里，化工和材料設(shè)在同一個(gè)系——比如化學(xué)工程與材料科學(xué)系。相比之下，我國(guó)的學(xué)科劃分狹窄，造成不同學(xué)科之間的壁壘較大，合作受限。姜忠義介紹，以膜技術(shù)為例，膜本身是材料，膜技術(shù)偏化工，這是典型的化工和材料的結(jié)合。
“現(xiàn)在研究化工新材料肯定要跨界，做新材料的目的是為了應(yīng)用，只要應(yīng)用在哪個(gè)領(lǐng)域，就是交叉到哪個(gè)領(lǐng)域�！苯伊x表示，化工新材料占整個(gè)新材料的比例越來(lái)越大，涵蓋面非常廣。僅有研究化工的人來(lái)做肯定不行，從基礎(chǔ)研究到關(guān)鍵技術(shù)，到應(yīng)用示范等各個(gè)層面，都需要產(chǎn)業(yè)協(xié)同、學(xué)科協(xié)同，甚至和大數(shù)據(jù)相結(jié)合，構(gòu)建企業(yè)、高校、院所深度協(xié)同的新型創(chuàng)新平臺(tái)。
2016年，姜忠義領(lǐng)銜承擔(dān)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目——煤化工廢水處理項(xiàng)目時(shí)，就提出“化工和環(huán)保理念相結(jié)合”。他表示：“環(huán)保關(guān)心達(dá)標(biāo)排放，化工更關(guān)心資源化，化工和環(huán)保相結(jié)合，既實(shí)現(xiàn)深度處理零排放，也實(shí)現(xiàn)資源化。這就是明顯的跨界協(xié)同創(chuàng)新�！�
在人才培養(yǎng)方面，姜忠義認(rèn)為，要充分體現(xiàn)以人為本，聚才聚智，有了人才能干事。在與化工新材料產(chǎn)業(yè)相適應(yīng)的人才隊(duì)伍里加強(qiáng)培養(yǎng)，特別是加強(qiáng)培養(yǎng)本土人才非常重要。技術(shù)層面也必須立足自主研發(fā)、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，未來(lái)化工新材料自給率將會(huì)越來(lái)越高。
構(gòu)建自主創(chuàng)新體系，戰(zhàn)略機(jī)遇期不容錯(cuò)過(guò)
“我國(guó)化工新材料與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比，還比較落后。比如排水淡化里高端反滲透膜材料幾乎都是進(jìn)口的。往往是技術(shù)含量越高的領(lǐng)域，我國(guó)的差距就越大�！苯伊x毫不諱言，我國(guó)是制造業(yè)大國(guó)，產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀決定了新材料必須迎頭趕上。目前，我國(guó)正處在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期，重大設(shè)備、應(yīng)用都離不開(kāi)材料的支撐。
他認(rèn)為，要改變這一現(xiàn)狀，必須構(gòu)建自主創(chuàng)新體系，“未來(lái)需要加強(qiáng)多學(xué)科領(lǐng)域，多技術(shù)領(lǐng)域的協(xié)同，這是一個(gè)重要方面;還要建設(shè)數(shù)字研發(fā)平臺(tái)，開(kāi)展大數(shù)據(jù)、數(shù)字化的研發(fā)，過(guò)去可能為了滿(mǎn)足某個(gè)目的要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)篩選出1000種材料，如果用計(jì)算機(jī)篩選和機(jī)器學(xué)習(xí)，就能大大縮短研發(fā)周期�！�
化工新材料的十四五規(guī)劃重點(diǎn)任務(wù)表明，要從國(guó)家需求出發(fā)，優(yōu)先保證國(guó)家安全，拓展太空、海洋等空間資源，滿(mǎn)足生命健康需求，以及節(jié)能減排等方向。這都需要搶占技術(shù)制高點(diǎn)，增強(qiáng)自主保障能力，關(guān)鍵產(chǎn)品的補(bǔ)短板。
姜忠義舉例說(shuō)，以部分尖端和高端膜材料為例，雖然目前尚未完全走向工業(yè)應(yīng)用，但在實(shí)驗(yàn)室的研究層面上已經(jīng)嶄露頭角，顯示出良好前景。盡管是局部的領(lǐng)先，但將來(lái)這類(lèi)材料一旦研發(fā)出來(lái)，可能就會(huì)是世界領(lǐng)先。
“這是戰(zhàn)略機(jī)遇，誰(shuí)走在前頭，將來(lái)就會(huì)用誰(shuí)的材料，而戰(zhàn)略機(jī)遇期不容錯(cuò)過(guò)�！苯伊x認(rèn)為。對(duì)于支持國(guó)產(chǎn)的化工新材料的研發(fā)和應(yīng)用，國(guó)家已有政策導(dǎo)向，比如建立示范園區(qū)，設(shè)立新材料重大專(zhuān)項(xiàng)支持，構(gòu)筑多學(xué)科多領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新體系等。
目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)支持不足也是有待打破的瓶頸。姜忠義表示，初期市場(chǎng)培育，是新材料推廣應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，新材料推廣應(yīng)用困難，是制約我國(guó)新材料技術(shù)創(chuàng)新成果產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵瓶頸。對(duì)于國(guó)內(nèi)取得技術(shù)與產(chǎn)業(yè)突破的新材料，應(yīng)加速其在產(chǎn)業(yè)鏈上下游的應(yīng)用與創(chuàng)新，給予國(guó)產(chǎn)新材料更多的傾斜支持。
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除！
