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超材料為裝備穿上“隱身衣” 軍民融合帶來廣闊前景

2017-11-06 09:42:47 作者：本網整理來源：中國經濟網分享至：

▲ 光啟研發的智慧城市空間信息平臺“云端”號在東莞完成全球商用首飛。

圖為光啟集團超材料生產線。本報記者喻劍攝

光啟研發的超材料隱身格柵。經濟日報記者喻劍攝

光啟研發的超材料隱身進氣腔體。經濟日報記者喻劍攝

日前，來自科技部的消息稱，我國超材料及其相關器件關鍵技術研發取得新進展，863新材料技術領域辦公室在北京組織專家，對“超材料及其相關器件關鍵技術研發”主題項目進行了驗收。項目首席專家、光啟技術總經理趙治亞表示，此次863計劃超材料項目通過驗收，標志著我國超材料研究的理論水平和技術支撐水平都有了大幅提升。

作為新時代我國材料領域科技創新的切入點與著力點之一，超材料是進一步推動我國材料科技突破和產業化發展的重要領域。在國防軍工領域率先應用與軍民融合的大背景下，超材料將迎來產業發展新契機。

“按需定制”新材料

根據不同應用需求，制造具備特定性能的材料

超材料又名超穎材料，是指通過人工結構實現的、具有天然材料所不具備的超常性質材料系統，是新材料領域重要的發展方向之一。通過對材料結構的創新設計，可廣泛應用于無線通信、航天航空、新能源利用、生物醫療等眾多領域。

超材料是一種特種復合材料或結構，通過對材料關鍵物理尺寸上進行有序結構設計，獲得常規材料所不具備的超常物理性質。“通俗地講，以往的創新是根據自然界有什么材料，制作什么樣的物品。超材料則是逆向思維，根據不同應用需求，制造具備特定性能的材料，真正做到‘按需定制’。比如要求材料具有電磁波隱身功能，可以通過設計算法，重新排布微結構單元，改變其電磁傳播性質，為它穿上‘隱身衣’。”光啟集團電磁設計部部長商院芳說。

“十二五”期間，863計劃新材料技術領域辦公室支持了“超材料及其相關器件關鍵技術研發”主題項目。該項目牽頭單位為光啟集團旗下的深圳光啟高等理工研究院，研發項目課題為“超材料空間調制技術研究與產業化”。

該項目開展了大量系統研究工作，突破了介質基超材料及器件的關鍵制備、基于超材料的天線小型化等技術，實現了超材料空間調制技術在數字微波天饋等系統中的應用，解決了關鍵技術障礙；并建成了一條超材料生產精試線，為超材料創新技術發展提供了量產驗證基地和工藝驗證基地。該項目的實施提升了超材料及其相關器件研發與應用的理論和技術支撐水平，整合了國內超材料研究的優勢力量，培養了一批超材料領域的科研團隊，形成了超材料設計、研發、制造和測試平臺。

為進一步推動我國材料領域科技創新和產業化發展，科技部制定了《“十三五”材料領域科技創新專項規劃》。在基礎材料產業結構調整與產業升級方面，大力推進鋼鐵、有色、石化等傳統（基礎）材料技術提升，滿足國家建設需求、實現節能減排；在新材料技術發展方面，重點發展戰略性電子材料、先進結構與復合材料、新型功能與智能材料，滿足戰略性新興產業的發展需求；發展前瞻性材料技術，突破納米材料技術、材料基因工程技術，形成新的技術和經濟增長點；加強材料基地與人才隊伍建設，增強材料領域的持續創新能力。

超材料技術加速應用

我國以戰略新材料為紐帶，圍繞裝備發展需要，率先推進超材料產業化

超材料是當前國際上應用于現代高端裝備領域最熱門的新興技術之一。超材料的發展已成為國際軍事競爭的重要一環。遠望智庫高級研究員安士東認為，作為國際戰略前沿技術，超材料的應用將大幅提升軍事裝備隱身性能，減少維護費用與難度，增強對抗能力。國際上，美國國防部將超材料列為“六大顛覆性基礎研究領域”之一，美國軍方將超材料率先應用于最先進的軍事裝備；日本和俄羅斯將超材料列為下一代隱身裝備的核心關鍵技術。

“一代材料，一代裝備”“裝備發展，材料先行”。過去，受制于材料科學的落后和國際封鎖，我國裝備制造難以進入高端，成本也始終難以控制。近年來，我國以先進能源材料、高性能膜材料等戰略新材料為紐帶，圍繞裝備發展需要，重點突破智能仿生材料、極端環境材料等前沿材料領域，搶占前沿裝備材料制高點，率先推進超材料的產業化。

在超材料交叉學科及其應用上，以光啟集團為代表的國內企業和機構做了諸多探索。成立7年來，光啟集團的專利申請總量超過4400件，其中超材料領域專利申請量占該領域專利申請總量的86%。此外，去年實施的《電磁超材料術語》為光啟集團牽頭起草，作為全球首份超材料領域國家標準，打破了歐美對前沿科技的技術和標準壟斷。

2012年7月，光啟超材料中試線投產，目前已具備每年生產超過10萬平方米超材料的產能；2015年3月，光啟超材料中試線二期投入使用；2015年12月，國家科技部依托光啟高等理工研究院建設的超材料電磁調制技術國家重點實驗室通過驗收，成為我國唯一超材料技術的國家重點實驗室。

以超材料技術為基礎，目前光啟集團尖端裝備業務已形成超材料功能結構件、超材料電磁罩、超材料天線及優化組件3大產品體系，相關產品已在我國多型軍用飛機、海軍裝備、導彈、反隱身雷達系統等核心高端裝備上逐步得以應用。此外，光啟集團尖端裝備業務也積極向電磁防護應用領域延伸。2011年，深圳光啟尖端技術有限責任公司成立，至今已承接國防軍工項目超過40個，涉及多項國防重點型號裝備。同時，光啟集團、中航工業等單位聯合開展了武器裝備預先研究課題的論證與合作，正大力推進將超材料技術運用到新一代武器裝備的論證研究，深入探索軍民融合發展之路。

軍民融合帶來廣闊前景

許多新技術和新產品將有機會轉化成民用產品，成為拉動經濟發展的新引擎

今年3月，英國咨詢公司ReportBuyer在研究報告中指出，到2022年，全球超材料市場規模將超過14.3億美元。受益于早期的科研基礎和政府支持，美國是目前全球最大的超材料市場。此外，在中國、巴西等新興經濟體，超材料也有巨大的市場潛力。

經過多年發展，超材料在完成了技術化、工程化到產品化的過程后，實現了從科學實驗到高尖端裝備的應用，也具備了在裝備硬件上普及的可能性。趙治亞認為，軍民融合成為新經濟發展的重要契機，許多大型國家級工程中應用的新技術和新產品，將有機會轉化成契合民用市場需求的產品，成為拉動經濟發展的新引擎。在國防軍工領域已經有應用的超材料，也迎來了同樣的產業發展機遇。

北京軍事科學院軍制研究部研究員欒大龍認為，作為“國家與國家之間的技術戰略較量”重要領域，超材料無論在國防軍工還是軍民融合領域，都將大有可為。由科技與資本雙輪驅動，帶動成熟穩定的軍用技術轉入民用，可以為經濟社會發展提供強大的推動力。

在光啟集團，超材料已經迎來產業化重要節點。今年初，光啟集團超材料團隊進駐光啟技術，將募集到的68.94億元資金，用于超材料智能結構及裝備產業化項目，主要產品包括地面行進裝備超材料智能結構和可穿戴式超材料智能結構。光啟技術將通過實施募投項目，率先實現超材料智能結構及裝備產業化。

今年9月，光啟集團還與雄安新區開展全面合作，成立雄安光啟軍民融合創新中心，推動形成全要素、多領域、高效益的軍民融合深度發展格局；并規劃成立超材料前沿技術研究院，建成以復合超材料智能結構為特色，以電磁功能、力學功能、射頻功能、耐環境功能等為方向，集研發、設計、應用、服務于一體的綜合研發機構。

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責任編輯：殷鵬飛

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