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標題: 2022年新材料產業十大關鍵詞 [打印本頁]

作者: Insigne 時間: 2023-1-12 09:12
標題: 2022年新材料產業十大關鍵詞

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2022年12月7日，快舟十一號固體運載火箭在中國酒泉衛星發射中心點火升空，將行云交通VDES試驗衛星送入預定軌道，發射任務取得圓滿成功。快舟十一號運載火箭全箭采用碳纖維復合材料，起飛質量78噸，箭體直徑2.2米，700公里太陽同步軌道運載能力不小于1噸，總體技術水平達到固體運載火箭國際先進水平。該型火箭具有“移動測試對接、移動發射、移動云測控”等特點，具備快速發射能力，能夠適應多樣化發射任務。

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碳纖維復合材料具有重量輕、強度高、加工成型方便、彈性優良、耐化學腐蝕和耐候性好等特點，已逐步取代木材及金屬合金，廣泛應用于航空航天、汽車、電子電氣、建筑、健身器材等領域，在近幾年更是得到了飛速發展。復合材料的研究深度和應用廣度及其生產發展的速度和規模，已成為衡量一個國家科學技術先進水平的重要標志之一。目前，中國復合材料專利申請量占全球復合材料專利總申請量的22.1%，排世界第二。

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2022年 9月19日，國家能源集團榆林化工5萬噸/年聚乙醇酸（PGA）可降解材料示范項目正式建成投產，打通全部生產流程，標志著世界首套萬噸級煤制聚乙醇酸可降解材料示范項目實現工業化生產，對促進我國煤化工產業向“高端化、多元化、低碳化”轉型發展，有著重要示范意義和積極影響。該項目生產的煤基生物可降解材料采用國家能源集團自主知識產權技術，關鍵設備全部實現國產化。而且該項目產出的可降解材料能大量替代一次性塑料制品，可在土壤、海水等環境中完全無害降解。

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2022年6月1日，《生物降解塑料與制品降解性能及標識要求》和《生物降解飲用吸管》兩項推薦性國家標準正式實施，意味著推廣應用可降解材料制品大幅提速。我國煤炭資源豐富，年產煤炭40億噸左右，煤化工生產可降解材料不僅原料充足，還能拉低可降解材料的成本，更有利于傳統塑料等“白色污染”的治理，保護環境。目前，全球可降解材料的產能約150萬噸，我國現在產能約80萬噸，已經占到一半以上。預計到2025年，可降解材料新增需求有望超過400萬噸，未來空間十分廣闊。

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以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導體被認為是支撐“后摩爾時代”數字經濟發展和“雙碳”目標下保障能源安全的核心半導體材料，也是世界各國爭相布局和加緊攻關的戰略高地。第三代半導體是助推中國式現代化的關鍵材料，在國防軍工、碳中和與新基建三大應用領域已迎來穩步爬升的光明期。但是，我國第三代半導體產業發展也面臨著諸多挑戰，如成本端、良率、可靠性有待提升，設備、材料、軟件存在卡脖子環節，國內外技術存在代差等等。

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2022年12月，中國電科48所第三代半導體裝備研發取得重大突破，牽頭申報的“大尺寸超高真空分子束外延技術與裝備”項目，獲得國家科技部“高性能制造技術與重大裝備”重點專項立項。

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水凝膠具有可回收性、環境污染和可持續性，預計全球水凝膠市場將在未來四年內實現業務迅速增加。水凝膠的創新和不斷增長的應用將在整個預測期內推動全球市場。水凝膠通常用于制藥行業以延長藥物的保質期。在制藥行業，蒸發冷卻水凝膠包裝增加了現有藥物的儲存穩定性，越來越受歡迎。這是推動全球水凝膠市場發展的主要因素之一。

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2022年10月，四川大學華西醫院的研究團隊開發了一種組織粘附性優異的多功能水凝膠，可以用于復雜創面的緊急處理，研究團隊基于光觸發共價鍵、動態共價鍵和氫鍵的復合交聯策略，成功開發了一種多功能天然多糖基水凝膠，相關成果發表在《Bioactive Materials》期刊上。該水凝膠具有優異的組織粘附性能，粘附強度是市售組織粘合劑——纖維蛋白膠的12.3倍。并且該材料能顯著地促進血細胞粘附與激活，實現對臟器損傷的快速止血。此外，該水凝膠能夠通過抗菌、抗氧化和促血管再生等多機理協同促進感染創面的修復，修復效果也優于市售生長因子凝膠和抗菌凝膠。

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2022年12月15日，位于重慶兩江協同創新區的重慶納米金屬研究院正式啟動建設世界首個納米金屬工藝數據庫。該數據庫將實現金屬新材料設計模式的新突破，支撐中國在納米金屬領域進一步實現自主創新。未來五年，研究院將持續匯聚科學家工作室團隊，在納米金屬領域研究過程中獲得的一系列突破性的進展和原創科技成果，將建設納米金屬工藝數據庫作為核心研發項目，通過收集和整理納米金屬工藝數據，結合數據分析和處理技術，全面落實納米金屬數據庫項目的技術研發與運營，推進納米金屬的成果轉化和工業應用。

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中國在納米科技領域的研究起步較早，基本上與國際發展同步。中國已經初步具備開展納米科技的研究條件，國家重點研究機構及相關高科技技術企業對納米材料的研究步伐不斷加快；在納米科技領域，我國在部分領域已達到國際先進水平。這些都為實現跨越式發展提供了可能。近年來，隨著納米材料生產技術的改良及下游需求增加的拉動，納米材料的市場規模呈現了較快的增長趨勢。

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2022年4月11日，鎂合金高密度儲氫技術產業化項目在全球的首條生產線在新鄉高新區氫能產業園測試投產。這是河南新鄉高新區氫能產業園的氫儲（新鄉）能源科技有限公司首條鎂基固態儲氫裝置生產線建成投產測試。該企業2021年12月入駐新鄉高新區氫能產業園,計劃建設6條鎂基固態儲氫設備、儲氫裝置生產線，全部達產后，可年產鎂基固態儲氫設備約720套，預計年銷售收入4億元，利稅總額約9000萬元。

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鎂基儲氫材料因其儲氫量大、資源豐富、成本低廉而被認為是最具應用前景的金屬儲氫材料之一。鎂基固態儲氫材料，作為氫的可逆“存儲”介質具有優良的吸放氫性能以及長期循環無動力學衰減和容量損失的優點，可實現大容量固態儲氫，常溫常壓長距離運輸。不但可降低氫氣的儲運成本和能耗，而且安全便捷，有望成為氫儲運領域的重要關鍵材料，從而推動氫能行業的發展。

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2022年12月，英國肯特大學團隊創造了一種新的減震材料，這種材料可徹底改變國防和行星科學領域。這種新型的基于蛋白質的材料家族被命名為踝蛋白沖擊吸收材料（TSAM），代表了已知的第一個能夠吸收超音速射彈沖擊力的合成生物學材料，為開發下一代防彈裝甲和彈丸捕獲材料打開了大門，從而能夠研究太空和高層大氣中的超高速撞擊。TSAM也適用于新的裝甲設計和航空航天領域，提供更輕、更耐用的裝甲，保護穿戴者免受更廣泛的傷害，包括由沖擊引起的損害。有助于設計航空航天設備，提高宇航員的安全性和昂貴的航空航天設備的使用壽命。

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活性蛋白質材料，也可作為一種藥物載體，可極大地提高生物材料的載藥效率，從而為活性蛋白質材料展現出制備簡單、效率高、成本低等優點，在生物醫學應用中也具有廣闊的前景。

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2022年2月，美國北卡羅來納州立大學Dickey實驗室華人博士后王美香發現了一種力學性能驚人的新材料。它不但具有很好的拉伸性能，拉伸長度能達600%，而且還非常堅韌。相關研究發表在Nature子刊上，這款材料在抗拉伸性能和韌性上創造了這類材料的最高紀錄，也展現出比水凝膠更廣闊的應用前景。評審專家之一、麻省理工學院教授趙選賀認為，“這些透明的離子液體凝膠具有非常堅韌的機械性能，而且最大的亮點是制作簡單，易于使用。

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2022年5月10日，國家發改委印發首部《“十四五”生物經濟發展規劃》，提出“十四五”時期生物經濟增加值占國內生產總值的比重穩步提升，生物經濟成為推動高質量發展的強勁動力，提出醫療健康、食品消費、綠色低碳、生物安全等為優先發展的四大重點領域。業內人士表示，生物經濟將在人類健康、綠色農業、生物能源、生物安全等方面形成下一個經濟增長點，蘊藏著巨大的經濟、社會潛能。據中國生物工程雜志刊文表示，目前前景頗為看好的生物經濟產業的投資機會主要集中在生物制藥、生物基材料和化學品、生物農業和未來食品等領域。

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生物基材料是以谷物、豆科、秸稈、竹木粉等可再生生物質為原料，通過生物轉化獲得生物高分子材料或單體，然后進一步聚合形成的高分子材料。在如今“低碳經濟”的大環境下，生物基材料的發展前景十分樂觀。與石油基材料相比，生物基材料主要來源于植物，減少了二氧化碳的排放以及對石油的依賴，同時它的生產過程更加綠色，符合人們對環保的追求。而因其環境友好、資源節約等特點，生物基材料將逐漸成為引領世界經濟發展和科技創新的又一新興主導產業。

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2022年12月，入駐重慶兩江協同創新區的哈爾濱工業大學重慶研究院項目負責人、博士生導師楊治華帶領團隊，圍繞“先進陶瓷及其智能制造技術”取得重大突破，掌握了結構功能一體化陶瓷及其器件制備核心技術，特別是攻克了陶瓷3D打印“定制化”關鍵技術，能夠針對不同器件和需求進行規模化加工生產。

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3D打印又稱增材制造、快速成型、無模成型等，是以數字模型文件為基礎，通過逐層打印方式來構造三維空間實物的先進技術。增材制造融合了計算機輔助設計、材料加工與成型技術、以數字模型文件為基礎，通過軟件與數控系統將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫用生物材料，按照擠壓、燒結、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，制造出實體物品的制造技術，已被列入“中國制造2025重點發展領域”。

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