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許多人都在網上看見過這樣一款概念手機:它輕薄透明,能夠摺疊、捲曲,造價約七八千美元。令人驚歎的性能,令人驚歎的造價,都來自手機中的一種關鍵材料——被稱爲“黃金薄膜”的高性能聚酰亞胺薄膜,長期以來,只有少數國家掌握其製造技術。日前,記者在中科院化學研究所瞭解到,經過多年自主研發,我國已經掌握了這種“黃金薄膜”的製造技術,並實現了產業化。
“黃金薄膜”之所以得名,不僅因爲它如黃金般的色澤,更因爲這種新材料有着黃金般珍貴的高性能。據中科院化學所高技術材料實驗室主任楊士勇介紹,這種薄膜在零下269攝氏度的低溫到400攝氏度的高溫範圍內都具有穩定而優異的性能,廣泛運用於衛星、飛機、高速鐵路等諸多高端製造領域。
據統計,去年我國聚酰亞胺薄膜的年需求量超過2800噸,國外公司的產品佔了我國市場份額的80%。這些產品長期處於高壟斷價位上,致使我國許多高新技術廠家對這種“黃金薄膜”的應用望而卻步。中科院化學所與有關企業合作攻關,掌握了具有自主知識產權的“黃金薄膜”製造技術,並於去年建成我國規模最大的生產基地。
材料是製造業的基礎,生活中我們常常觀察到類似現象:外觀相似的小轎車,價錢卻相差數倍,而很多人寧願花錢去買更貴的車,原因何在?就在於性能更好。事實上,決定汽車性能最關鍵的一個因素,就是隱藏於汽車部件中的材料。可以說,材料水平是“中國製造”水平提升的關鍵所在。正因爲如此,發展新材料和先進製造科技才被列入我國面向未來的8大重點科研領域之一。
如何提升我國先進材料生產水平?自主研發是必由之路。當前,我國很多重要裝備的材料都是買來的,一些企業或行業需要什麼材料就買什麼,但人們越來越發現,真正高端或關鍵性的材料,很多是買不起甚至買不到的,只能依靠自主研發。以“黃金薄膜”爲例,上世紀90年代以來,由於這種材料長期匱乏,價格昂貴,制約了我國超大規模集成電路製造、特種電力電器等產業的發展。當我國經過長期攻關、開始建設自己的“黃金薄膜”生產線時,國外企業立刻感到了壓力,前來要求收購。而我們最終堅持下來,建成生產基地後,國外產品價格很快大幅下降。這是“黃金薄膜”高端材料在行業普及的起點,也是我國相關高端製造水平提升的開端。
當前,我國在材料科學的某些領域已經站在了世界前列,但從材料研究到最終應用於大規模製造的全鏈條看,整體水平仍然比較落後。著名材料學專家盧柯院士指出,具體來說我國在3個環節水平較弱:一是基礎材料研發原創性不足,跟蹤多,原創少;二是新材料到工業應用的連接不順暢,缺乏有效的產研連接機制;三是質量控制體系不完善,產品穩定性低。
專家認爲,要推動材料科技自主創新、真正發揮其對“中國製造”的提升作用,有兩個方面需要特別注意。一方面,材料科技的發展和應用需要“慢功夫”。新材料的誕生有一個過程,比如,中科院“黃金薄膜”的研發就經歷了10多年的基礎研究、8年與企業的產業化技術聯合攻關。同時,一種新材料的出現並不意味着它能馬上得到應用,材料演進更替的過程非常複雜,不僅取決於其性能,還要受替換成本、使用習慣、文化等多種因素的影響,如20多年前發明的高溫超導陶瓷,至今才走向規模應用。因此,投身材料領域必須耐得住性子,不論是科研人員還是企業,都需要認準目標,堅持不懈,才能最終推動行業的升級進步。
另一方面,材料研究一定要與行業、企業的需求密切結合。材料科技界與製造企業尤其是核心尖端製造業的企業應當建立起一種良好的溝通機制,實現產學研更好地結合,使更多新材料能夠應用到產品中去。
當前,我國正處於製造業轉型升級的關鍵時期,國家大力提倡發展先進裝備製造業,推進製造業走向綠色化、智能化,這爲先進材料的發展創造了前所未有的機遇。我們期待在不久的將來,更多材料領域的重大突破能夠服務於全世界,使“中國製造”走向高端,成爲高品質產品的代名詞。