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“目前，全球新材料發(fā)展呈現(xiàn)三級(jí)梯隊(duì)競(jìng)爭(zhēng)格局，我國(guó)處于第二梯隊(duì)?！敝袊?guó)工程院院士、中國(guó)工程院原副院長(zhǎng)、國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會(huì)主任干勇在5月19日舉行的2025年北京新材料大會(huì)上表示，隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入關(guān)鍵窗口期，要加大研發(fā)投入，構(gòu)建“AI（人工智能）+新材料”技術(shù)體系，向“以自主創(chuàng)新為主”的科技創(chuàng)新模式轉(zhuǎn)變，邁入全球新材料第一梯隊(duì)，建設(shè)材料強(qiáng)國(guó)。

創(chuàng)新體系逐步完善

根據(jù)工信部發(fā)布的《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》，新材料主要包括先進(jìn)基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料、前沿新材料三大類。先進(jìn)基礎(chǔ)材料包括高性能金屬、特種塑料與橡膠、陶瓷、玻璃等；關(guān)鍵戰(zhàn)略材料包括稀土功能材料、先進(jìn)半導(dǎo)體材料、新型能源材料及新型顯示材料等，是發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要原材料；前沿新材料包括用于高端醫(yī)療器械的納米材料、石墨烯材料等。

“新材料是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是高新技術(shù)和高精尖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先導(dǎo)?！敝袊?guó)工程院院士、北京科技大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)主任謝建新說(shuō)。

我國(guó)高度重視新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，先后出臺(tái)《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《國(guó)家新材料生產(chǎn)應(yīng)用示范平臺(tái)建設(shè)方案》《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《標(biāo)準(zhǔn)提升引領(lǐng)原材料工業(yè)優(yōu)化升級(jí)行動(dòng)方案（2025-2027年）》等，旨在推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

同時(shí)，我國(guó)材料創(chuàng)新體系逐步完善。截至目前，我國(guó)擁有國(guó)家級(jí)材料科技創(chuàng)新平臺(tái)近200個(gè)，其中建有70余個(gè)材料領(lǐng)域國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，正在建設(shè)材料國(guó)家實(shí)驗(yàn)室；各部委建設(shè)百余個(gè)國(guó)家材料技術(shù)（工程）創(chuàng)新中心及重大平臺(tái)，推動(dòng)我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力不斷提升。

“我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的半導(dǎo)體照明材料、光伏材料、非線性激光晶體、分離膜材料、非晶合金等新材料技術(shù)已達(dá)到或接近國(guó)際水平，部分處于國(guó)際領(lǐng)先?！备捎卤硎?，關(guān)鍵新材料的不斷突破，為我國(guó)航空航天、能源交通、工程建設(shè)、資源節(jié)約與環(huán)境治理等領(lǐng)域國(guó)家重大工程的實(shí)施提供了不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)和保障。比如高性能鋼材料、輕合金材料、工程塑料等產(chǎn)品結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，有力支撐和促進(jìn)高鐵、載人航天、海洋工程、能源裝備等國(guó)家重大工程建設(shè)及軌道交通、海洋工程裝備等產(chǎn)業(yè)“走出去”。

市場(chǎng)需求旺盛

隨著新型工業(yè)化的加速推進(jìn)，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)面臨重大機(jī)遇，新材料市場(chǎng)需求旺盛。

“當(dāng)前，在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的大背景下，新材料和新物質(zhì)結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)，新材料科技創(chuàng)新保持高度活躍，材料科技創(chuàng)新呈現(xiàn)需求牽引和交叉學(xué)科驅(qū)動(dòng)的態(tài)勢(shì)?！备捎抡f(shuō)，傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體材料已難以滿足未來(lái)社會(huì)對(duì)智能化和高效能的需求，信息功能材料的不斷創(chuàng)新是先進(jìn)計(jì)算、人工智能、新一代通信及網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、柔性顯示、量子科技、生物醫(yī)藥等新技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵，具有不可替代作用，可推動(dòng)器件、系統(tǒng)、整機(jī)的功能和性能發(fā)生質(zhì)的飛躍和革命性變化。

干勇舉例說(shuō)，在運(yùn)載工具領(lǐng)域，預(yù)計(jì)到2030年，我國(guó)大客機(jī)將達(dá)到數(shù)千架，航空發(fā)動(dòng)機(jī)用量將達(dá)3萬(wàn)臺(tái)，修換件會(huì)加大，對(duì)高溫合金的需求量達(dá)到7萬(wàn)余噸；高速列車基礎(chǔ)零部件用軸承鋼、齒輪鋼、模具鋼的年需求量分別為300萬(wàn)噸、200萬(wàn)噸和50萬(wàn)噸。在能源動(dòng)力領(lǐng)域，預(yù)計(jì)到2030年，我國(guó)需建設(shè)上千臺(tái)600℃、700℃超超臨界火電機(jī)組，需耐熱鋼和耐熱合金數(shù)千萬(wàn)噸；海洋資源勘探、開(kāi)采、儲(chǔ)運(yùn)及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)鋼及耐腐合金需求量達(dá)到60萬(wàn)噸。在生命健康領(lǐng)域，預(yù)計(jì)到2035年，用于胃腸道疾病、皮膚疾病常用藥物的填料，礦物納米材料的需求量將達(dá)到30萬(wàn)噸。

工業(yè)和信息化部賽迪研究院材料工業(yè)研究所張海亮表示，人形機(jī)器人的發(fā)展，對(duì)輕量化材料、驅(qū)動(dòng)材料和感知材料等新材料的需求巨大。

在巨大的需求驅(qū)動(dòng)下，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)加速跑。工業(yè)和信息化部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2024年1-11月，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值同比增長(zhǎng)10%以上，連續(xù)14年保持兩位數(shù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2025年新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值將達(dá)到10萬(wàn)億元規(guī)模。

探索“AI+新材料”融合方式

“伴隨著AI、機(jī)器學(xué)習(xí)等新技術(shù)的發(fā)展，AI正改變著新材料研發(fā)和制備方式?！备捎卤硎?。

“數(shù)字化和AI技術(shù)迅速發(fā)展成為材料領(lǐng)域前沿、共性關(guān)鍵技術(shù)，為從根本上解決新材料研發(fā)效率低、成本高的瓶頸問(wèn)題提供了嶄新途徑。”謝建新介紹說(shuō)，應(yīng)用AI技術(shù)能夠?qū)Ａ繑?shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，從中提取、總結(jié)出材料“成分—結(jié)構(gòu)/組織—工藝—性能”內(nèi)稟關(guān)系或科學(xué)機(jī)理，實(shí)現(xiàn)新材料發(fā)現(xiàn)和材料成分設(shè)計(jì)、工藝優(yōu)化、性能/質(zhì)量提升，加速新材料、新工藝的研發(fā)和應(yīng)用。

比如，小米汽車身上的“泰坦合金”，實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)車的智能躍遷；中國(guó)鋼研6個(gè)月內(nèi)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出世界上強(qiáng)度最高（800MPa級(jí)別）的高性能抗氫厚板材料；中石化以AI賦能的分子篩催化綠色氧化工藝開(kāi)發(fā)推動(dòng)傳統(tǒng)研發(fā)模式的變革，助力新型催化工藝自主化；北京科學(xué)智能研究院引入AI分子表示學(xué)習(xí)模型，設(shè)計(jì)出不含貴重金屬的新一代OLED發(fā)光材料……

如何進(jìn)一步加快AI技術(shù)和新材料的融合發(fā)展？干勇說(shuō)，要加快建立中國(guó)特色“AI+新材料”創(chuàng)新體系。

“‘AI+新材料’的基石在于高質(zhì)量數(shù)據(jù)集?！敝袊?guó)鋼研數(shù)字化研發(fā)中心首席科學(xué)家蘇航表示，高質(zhì)量材料數(shù)據(jù)集的特征是同源性、分散性、規(guī)模性、可信性、完備性，“為此，要通過(guò)高通量計(jì)算、高通量實(shí)驗(yàn)、區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)等手段，分別構(gòu)建可信計(jì)算數(shù)據(jù)集、可信實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集、可信應(yīng)用數(shù)據(jù)集，才可能形成大量細(xì)分領(lǐng)域的完備數(shù)據(jù)集，支撐垂直領(lǐng)域新材料AI與多智能體群建設(shè)，支持材料科學(xué)AI化發(fā)展?！?/p>

“數(shù)據(jù)、算法、算力是AI三大要素，數(shù)據(jù)是AI的重要基礎(chǔ)。”謝建新表示，要構(gòu)建關(guān)鍵材料全覆蓋、研發(fā)—生產(chǎn)—應(yīng)用全融通的數(shù)據(jù)資源體系，讓數(shù)據(jù)資源豐富、可靠、好用；要?jiǎng)?chuàng)新材料數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)和共享機(jī)制，構(gòu)筑高效可持續(xù)流通交易生態(tài)，讓數(shù)據(jù)暢通共享、數(shù)據(jù)市場(chǎng)繁榮；要不斷研發(fā)和供給材料數(shù)據(jù)產(chǎn)品，推動(dòng)新材料數(shù)字化智能化發(fā)展，讓數(shù)據(jù)創(chuàng)新價(jià)值、賦能發(fā)展，推動(dòng)“AI+新材料”創(chuàng)新體系建設(shè)。