新材料產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新主體是美國(guó)、日本和歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，其擁有絕大部分大型跨國(guó)公司，在經(jīng)濟(jì)實(shí)力、核心技術(shù)、研發(fā)能力、市場(chǎng)占有率等多方面占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。其中，美國(guó)屬于全面領(lǐng)跑的國(guó)家，日本的優(yōu)勢(shì)在納米材料、電子信息材料等領(lǐng)域，歐洲在結(jié)構(gòu)材料、光學(xué)與光電材料等方面有明顯優(yōu)勢(shì)。中國(guó)、韓國(guó)、俄羅斯緊隨其后，目前屬于全球第二梯隊(duì)。中國(guó)在半導(dǎo)體照明、稀土永磁材料、人工晶體材料，韓國(guó)在顯示材料、存儲(chǔ)材料，俄羅斯在航空航天材料等方面具有比較優(yōu)勢(shì)。從新材料市場(chǎng)來看，北美和歐洲擁有目前全球最大的新材料市場(chǎng)，且市場(chǎng)已經(jīng)比較成熟，而在亞太地區(qū)，新材料市場(chǎng)正處在快速發(fā)展的階段。從宏觀層面看，全球新材料市場(chǎng)的重心正逐步向亞洲地區(qū)轉(zhuǎn)移。

• 

  01 美 國(guó)

  　　 美國(guó)是全球新材料領(lǐng)域的重要領(lǐng)導(dǎo)者。北京大學(xué)數(shù)字中國(guó)研究院副院長(zhǎng)曾經(jīng)認(rèn)為：美國(guó)在新能源、新材料和生命工程方面的技術(shù)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于世界其他國(guó)家。值得一提的是，美國(guó)曾經(jīng)把新材料列為影響經(jīng)濟(jì)繁榮和國(guó)家安全的六大類關(guān)鍵技術(shù)之首。在確定的22項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)中，材料占了5項(xiàng)（即材料的合成和加工、電子和光電子材料、陶瓷、復(fù)合材料、高性能金屬和合金）。美國(guó)的新材料發(fā)展特色是以國(guó)防部和航空航天局的大型研究與發(fā)展計(jì)劃為龍頭，主要以國(guó)防采購(gòu)合同形式來推動(dòng)和確保高校、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)的新材料研究與發(fā)展工作。

  閱讀全文
• 

  02 日 本

  　　 日本是新材料生產(chǎn)技術(shù)最先進(jìn)的國(guó)家，日本政府十分重視新材料技術(shù)的發(fā)展，把開發(fā)新材料列為國(guó)家高新技術(shù)的第二大目標(biāo)，因此，日本材料企業(yè)在全球新材料產(chǎn)業(yè)界形成“一枝獨(dú)秀”領(lǐng)先局面。

  閱讀全文
• 

  03 德 國(guó)

  　　 德國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)受到全世界的公認(rèn)好評(píng)。2012年6月，德國(guó)啟動(dòng)實(shí)施了《納米材料安全性》長(zhǎng)期研究項(xiàng)目，以了解各類納米材料可能對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生的影響，通過定量化方法對(duì)納米材料進(jìn)行安全性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。2012年11月，德國(guó)啟動(dòng)“原材料經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略”科研項(xiàng)目，目的是開發(fā)能夠高效利用并回收原材料的特殊工藝，加強(qiáng)稀土、銦、鎵、鉑族金屬等的回收利用。

  閱讀全文
• 

  04 英 國(guó)

  　　 英國(guó)是全球傳統(tǒng)的新材料強(qiáng)國(guó)之一。英國(guó)亨利·羅伊斯研究所(Henry Royce Institute)由九個(gè)先進(jìn)材料研究機(jī)構(gòu)組成，并與劍橋大學(xué)物理研究所和制造業(yè)研究所一起確定了五個(gè)綠色技術(shù)“路線圖”，描述了關(guān)鍵材料領(lǐng)域如何減少溫室氣體排放。

  閱讀全文
• 

  05 中 國(guó)

  　　 中國(guó)是全球首屈一指的新材料產(chǎn)業(yè)大國(guó)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模大約2萬(wàn)億元。中國(guó)在金屬材料、紡織材料、化工材料等傳統(tǒng)領(lǐng)域基礎(chǔ)較好，稀土功能材料、先進(jìn)儲(chǔ)能材料、光伏材料、有機(jī)硅、超硬材料、特種不銹鋼、玻璃纖維及其復(fù)合材料等產(chǎn)能居世界前列。經(jīng)過幾十年奮斗，中國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)從無到有，不斷發(fā)展壯大，在體系建設(shè)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)進(jìn)步等方面取得明顯成就，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)做出了重大貢獻(xiàn)，具備了良好發(fā)展基礎(chǔ)，預(yù)計(jì)到2025年中國(guó)新材料產(chǎn)值有望突破10萬(wàn)億元。

  閱讀全文
• 

  06 俄羅斯

  　　 俄羅斯是傳統(tǒng)的制造業(yè)強(qiáng)國(guó)，尤其在新材料等新興產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。值得一提的是，俄羅斯在航天航空、能源材料、化工新材料等領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先地位。據(jù)了解，俄羅斯國(guó)家科學(xué)技術(shù)大學(xué)的材料科學(xué)家曾經(jīng)研制出一種氰化鉿陶瓷，理論上能承受4200攝氏度高溫。

  閱讀全文
• 

  07 韓 國(guó)

  　　 韓國(guó)是新材料世界級(jí)強(qiáng)國(guó)之一。2020年10月，三星先進(jìn)技術(shù)研究院Eunjoo Jang團(tuán)隊(duì)曾經(jīng)報(bào)道了一種量產(chǎn)率為100%的無鎘藍(lán)光ZnTeSe / ZnSe / ZnS量子點(diǎn)的合成。所得的器件顯示出高達(dá)20.2％的EQE，亮度為88900 cd m-2，在100 cd m-2時(shí)T50 = 15850 h，這是迄今為止全球藍(lán)光QD-LED報(bào)道的最高值。

  閱讀全文

• 

  俄羅斯 Russia 磁超導(dǎo)材料有突破 硅納米技術(shù)在爬坡

  　　 磁性超導(dǎo)材料指含有磁性離子的超導(dǎo)材料，可用于加速大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)中的粒子，建造磁懸浮交通工具等。目前開發(fā)和批量生產(chǎn)磁性超導(dǎo)體的主要問題是，要使用復(fù)雜且昂貴的冷卻設(shè)備。俄羅斯量子中心科研人員首次在室溫下獲得了磁性超導(dǎo)材料，借助該技術(shù)，未來可創(chuàng)建不需要復(fù)雜、昂貴冷卻裝置的量子計(jì)算機(jī)。相關(guān)實(shí)驗(yàn)是在釔鐵石榴石單晶膜上進(jìn)行的，該物質(zhì)在某些溫度下具有自發(fā)磁化作用。

  閱讀全文
• 

  英國(guó) The UK 仿生技術(shù)可驅(qū)動(dòng) 充氣設(shè)備能止痛

  　　 英國(guó)劍橋大學(xué)的研究人員模仿自然界中最堅(jiān)固的材料之一--蜘蛛絲的特性，創(chuàng)造了一種基于植物的、可持續(xù)的、可伸縮的聚合物薄膜。這種新材料與當(dāng)今使用的許多普通塑料一樣堅(jiān)固，可以取代許多普通家用產(chǎn)品中的一次性塑料。同時(shí)，該材料無須工業(yè)堆肥設(shè)備就可在大多數(shù)自然環(huán)境中安全降解，也可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。

  閱讀全文
• 

  美國(guó) The US 氫化硼烯顯身手 量子研究新出口

  　　 在新材料領(lǐng)域，美國(guó)科學(xué)家發(fā)揮自己的奇思妙想，獲得了多項(xiàng)突破。2004年“新材料之王”石墨烯問世，人們自此開始不斷地去嘗試設(shè)計(jì)新型二維材料，硼烯被認(rèn)為比石墨烯更強(qiáng)、更輕、更柔韌，或?qū)⒊蔀槔^石墨烯之后又一種“神奇納米材料”。

  閱讀全文
• 

  日本 Japan 電池變得更長(zhǎng)壽 儲(chǔ)氫合金顯威力

  　　 日本物質(zhì)材料研究機(jī)構(gòu)試制“金剛石電池”，也稱“貝塔伏特電池”，是利用放射性物質(zhì)制成的“核電池”的一種。放射性物質(zhì)的原子核不穩(wěn)定，會(huì)釋放各種放射線并衰變，其中碳14和鎳的放射性同位素鎳63等會(huì)釋放β射線。碳14的半衰期約為5700年，鎳63約為100年，所以可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命電池。“金剛石電池”即利用此類放射性物質(zhì)釋放β射線來實(shí)現(xiàn)發(fā)電。日本目前試制的“金剛石電池”壽命可達(dá)100年，可用作太空和地下設(shè)備的電源。

  閱讀全文
• 

  法國(guó) France 國(guó)際合作顯其能 創(chuàng)新成果各不同

  　　 納米技術(shù)方面，法國(guó)南巴黎大學(xué)固體物理實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合奧地利格拉茨技術(shù)大學(xué)物理研究所，首次對(duì)納米表面聲子進(jìn)行了三維成像，有望促進(jìn)新的更有效的納米技術(shù)的發(fā)展。為了開發(fā)新的納米技術(shù)，必須首先使表面聲子在納米尺度上實(shí)現(xiàn)可視化。在新研究中，科學(xué)家用電子束激發(fā)了晶格振動(dòng)，用特殊的光譜方法對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，然后進(jìn)行了層析成像重建。

  閱讀全文
• 

  韓國(guó) South Korea 納米研究投入大 經(jīng)費(fèi)保障靠計(jì)劃

  　　 根據(jù)《2021年度納米技術(shù)發(fā)展實(shí)施計(jì)劃》和《第七次產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃（2019-2023）2021年度實(shí)施計(jì)劃》，韓國(guó)政府提供的納米研究經(jīng)費(fèi)連續(xù)三年高速增長(zhǎng)。

  閱讀全文
• 

  以色列 Israel 根據(jù)環(huán)境去偽裝 隱身材料上戰(zhàn)場(chǎng)

  　　 以色列企業(yè)Polaris Solutions稱其與以國(guó)防部合作研制出一種名為“Kit 300”的熱視覺隱身材料。該材料由金屬、聚合物和超細(xì)纖維組成，其主要用于在夜間幫助士兵避免被熱成像設(shè)備發(fā)現(xiàn)，但其也可根據(jù)作戰(zhàn)環(huán)境（如戈壁、叢林等）需求定制顏色和圖案，在可見光條件下幫助士兵偽裝。此外，該材料具有防水功能，具有較高的強(qiáng)度和柔韌性，可彎曲成U形作為臨時(shí)擔(dān)架。

  閱讀全文
• 

  德國(guó) Germany 電池效率創(chuàng)紀(jì)錄 人工合成鈇元素

  　　 德國(guó)亥姆霍茲柏林能源與材料研究中心用X射線顯微技術(shù)在1秒鐘內(nèi)拍攝了1000張斷層圖像，刷新了材料研究領(lǐng)域的世界紀(jì)錄。該中心發(fā)明一種放置在硅和鈣鈦礦中間的自組裝甲基單層膜材料，提高了填充性能以及太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性，并創(chuàng)造了鈣鈦-硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池效率的世界紀(jì)錄。于利希研究中心等合成和表征了所謂的二維材料，并證明該材料是磁振子的拓?fù)浣^緣體。奧格斯堡大學(xué)根據(jù)量子效應(yīng)阻礙磁序原理研發(fā)一種穩(wěn)定化合物，可以替代順磁鹽實(shí)現(xiàn)超低溫。

  閱讀全文
• 

  烏克蘭 Ukraine 納米晶體有特性 科學(xué)巧用來治病

  　　 近幾十年來，科學(xué)界對(duì)納米技術(shù)的使用及其在科學(xué)、工程和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提供的機(jī)會(huì)越來越感興趣。與大塊對(duì)應(yīng)物相比，納米晶體具有獨(dú)特的物理特性，并且由于它們的尺寸小，可以很容易地進(jìn)入活細(xì)胞甚至單個(gè)細(xì)胞器。這使得納米晶體能夠成功用作藥物的載體，這極大地促進(jìn)了它們對(duì)單個(gè)細(xì)胞的靶向遞送，并且具有巨大的潛力，特別是在癌癥的化學(xué)療法中。

  閱讀全文

人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)助力新材料研發(fā)。美國(guó)西北大學(xué)和麻省理工學(xué)院使用人工智能技術(shù)構(gòu)建了一種新的、易于使用的工具，通過識(shí)別材料的新特征，加快科學(xué)家發(fā)現(xiàn)可發(fā)生金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變材料的速度。美國(guó)麻省理工學(xué)院通過機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化具有多種特性（如韌性和抗壓強(qiáng)度）的新型3D打印材料，將加速新材料的研發(fā)進(jìn)程。美國(guó)西北大學(xué)和豐田研究所成功應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)指導(dǎo)新納米材料的合成，消除與材料發(fā)現(xiàn)相關(guān)的障礙。德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)和芬蘭于韋斯屈萊大學(xué)開發(fā)基于機(jī)器學(xué)習(xí)和計(jì)算得出的描述符的系統(tǒng)，可用于尋找特殊種類的催化劑且準(zhǔn)確性極高。

各國(guó)關(guān)注材料回收、二氧化碳轉(zhuǎn)化制取清潔能源的技術(shù)，推動(dòng)相關(guān)催化劑和低碳足跡材料研發(fā)。日本東京大學(xué)聯(lián)合其他機(jī)構(gòu)開發(fā)了一種工藝，通過回收廢棄混凝土并將其與捕獲的二氧化碳結(jié)合來制造新的碳酸鈣混凝土。美國(guó)勞倫斯·伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室利用新技術(shù)改進(jìn)用于輔助反應(yīng)的銅催化劑的表面，提高了二氧化碳向液體燃料的轉(zhuǎn)化效率。澳大利亞新南威爾士大學(xué)在室溫下使用液態(tài)鎵將二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣和高價(jià)值的固體碳產(chǎn)品，未來可用于電池、建筑或飛機(jī)制造。

前沿新材料領(lǐng)域取得新進(jìn)展，推動(dòng)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)變革。美國(guó)南阿拉巴馬大學(xué)研發(fā)出一種富含納米顆粒的新型碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料ZT-CFRP，其不僅比傳統(tǒng)鋁制結(jié)構(gòu)輕，比鋼更堅(jiān)固，且與傳統(tǒng)的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料相比，不容易受到機(jī)械沖擊破壞的影響。中國(guó)浙江大學(xué)、香港城市大學(xué)和韓國(guó)IBS低維碳材料中心共同開發(fā)了一種冷縮法制備大面積獨(dú)立支撐超薄石墨烯納米膜的方法，可以實(shí)現(xiàn)從基片上分離大面積（橫向尺寸達(dá)4.2厘米）氧化石墨烯組裝薄膜（納米級(jí)厚度）。韓國(guó)首爾國(guó)立大學(xué)受自然界變色龍的“偽裝”啟發(fā)，將熱致變色液晶層與垂直堆疊的、圖案化的銀納米線加熱器集成在多層結(jié)構(gòu)中，制造出“人造變色龍皮膚”，并制作了一個(gè)軟體機(jī)器人進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)。

關(guān)鍵原材料供應(yīng)安全受到全球關(guān)注，美西方欲構(gòu)建關(guān)鍵原材料“國(guó)際聯(lián)盟”。美國(guó)能源部宣布將在2022-2024年出資3000萬(wàn)美元，用于開發(fā)新技術(shù)，以確保構(gòu)建清潔能源技術(shù)所需的關(guān)鍵材料供給，旨在使稀土和鉑族元素的供應(yīng)多元化，開發(fā)替代品并改善其回收與再利用。英國(guó)極地研究與政策倡議組織發(fā)布《五眼關(guān)鍵礦產(chǎn)聯(lián)盟：關(guān)注格陵蘭島》報(bào)告，指出“五眼聯(lián)盟”國(guó)家應(yīng)加強(qiáng)與格陵蘭島的戰(zhàn)略合作，增加對(duì)盟國(guó)關(guān)鍵礦產(chǎn)資源的供應(yīng)，并減少對(duì)“稀土壟斷大國(guó)”中國(guó)的依賴。美國(guó)、加拿大、澳大利亞共同啟動(dòng)“關(guān)鍵礦物測(cè)繪倡議”，旨在幫助各國(guó)政府及企業(yè)獲得“多樣化的鈷、鋰、稀土元素等關(guān)鍵礦物采購(gòu)來源”，從而在全球向清潔能源時(shí)代轉(zhuǎn)型過程中，弱化中國(guó)在全球稀土供應(yīng)鏈的領(lǐng)導(dǎo)地位。為此，美國(guó)稀土公司致力于開發(fā)在哈德斯佩思縣的“圓頂”（Round Top）礦區(qū)項(xiàng)目，該項(xiàng)目將于2022-2023年投入運(yùn)營(yíng)，采礦率估計(jì)為每天2萬(wàn)噸，而所有的礦物加工將在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。

各國(guó)繼續(xù)加強(qiáng)新材料布局，推出多項(xiàng)新材料研發(fā)計(jì)劃，以支撐未來新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)發(fā)布2021年版“通過材料設(shè)計(jì)以變革我們的未來”（DMREF）計(jì)劃，擬強(qiáng)化跨領(lǐng)域、跨機(jī)構(gòu)間合作，并向25個(gè)研究項(xiàng)目資助4000萬(wàn)美元。此外，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)還啟動(dòng)了“新興量子材料與技術(shù)”（EQUATE）5年期研究計(jì)劃，資助額度為2000萬(wàn)美元。美國(guó)白宮科技政策辦公室和國(guó)家納米技術(shù)協(xié)調(diào)辦公室發(fā)布《2021年國(guó)家納米技術(shù)倡議（NNI）戰(zhàn)略計(jì)劃》，提出未來5年具體目標(biāo)和行動(dòng)，以吸引全美各界參與，確保美國(guó)在納米材料發(fā)現(xiàn)、轉(zhuǎn)化、相關(guān)產(chǎn)品制造方面繼續(xù)處于世界領(lǐng)先地位。日本內(nèi)閣府公開發(fā)布《材料創(chuàng)新力強(qiáng)化戰(zhàn)略》，提出到2030年應(yīng)重點(diǎn)推進(jìn)4項(xiàng)具體舉措，即整合以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的材料研發(fā)平臺(tái)、重要材料技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域的戰(zhàn)略性推進(jìn)、構(gòu)建材料創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)、積極培養(yǎng)并留住能夠支撐材料創(chuàng)新力的人才。巴西發(fā)布了“先進(jìn)材料的科學(xué)、技術(shù)和創(chuàng)新政策”，并設(shè)立先進(jìn)材料指導(dǎo)委員會(huì)，就先進(jìn)材料相關(guān)問題向政府提出有關(guān)政策和方案的制定和修訂建議，確立目標(biāo)和優(yōu)先事項(xiàng)。

各國(guó)加快推動(dòng)新能源材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，電池材料領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。美國(guó)能源部發(fā)布《國(guó)家鋰電池藍(lán)圖2021-2030》報(bào)告，提出未來10年打造美國(guó)本土鋰電池供應(yīng)鏈的五大主要目標(biāo)和關(guān)鍵行動(dòng)。荷蘭特溫特大學(xué)使用全新材料鈮酸鎳作為鋰離子電池的陽(yáng)極，將充電速度提高10倍，且不會(huì)導(dǎo)致電池?fù)p壞或縮短其使用壽命，預(yù)計(jì)2022年將進(jìn)一步改進(jìn)陽(yáng)極，使其能夠應(yīng)用于能源電網(wǎng)、需要快速充放電的電動(dòng)機(jī)器或電動(dòng)重型運(yùn)輸領(lǐng)域。美國(guó)得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校開發(fā)了一種高度穩(wěn)定、能快速充電、可防止形成枝晶或表面腐蝕的新型鈉基電池材料，并計(jì)劃在2022年測(cè)試其是否可用于電動(dòng)汽車以及存儲(chǔ)風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生資源。日本東北大學(xué)多元物質(zhì)科學(xué)研究所首次創(chuàng)造出不含有毒元素的N型硫化錫薄膜，預(yù)計(jì)將比P型硫化錫薄膜表現(xiàn)出更高的轉(zhuǎn)換效率，計(jì)劃在2022年開展相關(guān)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

在由中國(guó)工程院、中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主辦，中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)共同主辦的“中國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)高峰論壇——第三屆中國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)暨2021‘科創(chuàng)中國(guó)’新材料專家、技術(shù)、需求推介會(huì)”上，中國(guó)工程院院士李元元根據(jù)中國(guó)工程院幾個(gè)重大咨詢項(xiàng)目的部分研究成果作了“新形勢(shì)下我國(guó)新材料發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇與挑戰(zhàn)”的主題報(bào)告。

他表示，我國(guó)的新材料產(chǎn)業(yè)起步晚、底子薄、起點(diǎn)低，但經(jīng)過材料人進(jìn)40年的的努力，取得了舉世矚目的成就，我國(guó)已成為世界材料大國(guó)。當(dāng)前中國(guó)新材料已進(jìn)入到了高速發(fā)展的快車道，例如前沿研究正邁向世界的前列，尤其是前沿?zé)狳c(diǎn)領(lǐng)域表現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭，部分領(lǐng)域與發(fā)達(dá)國(guó)家形成了并跑，甚至少數(shù)的領(lǐng)域已經(jīng)形成領(lǐng)跑局面。產(chǎn)業(yè)集群已逐步形成長(zhǎng)三角、珠三角、環(huán)渤海三大新材料產(chǎn)業(yè)聚集地，表現(xiàn)出蒸蒸日上的發(fā)展局面。特色產(chǎn)業(yè)形成優(yōu)勢(shì)，西部、東北、中部分別以能源、資源、地域?yàn)樘厣男赂窬殖尸F(xiàn)出高速發(fā)展的新態(tài)勢(shì)。以企業(yè)為主體，市場(chǎng)為導(dǎo)向，產(chǎn)學(xué)研用相融合的新材料創(chuàng)新體系正在逐步形成。