2022年新材料產(chǎn)業(yè)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(wèi)星發(fā)射中心點火升空，將行云交通VDES試驗衛(wèi)星送入預定軌道，發(fā)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(zhì)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(fā)射、移動云測控”等特點，具備快速發(fā)射能力，能夠適應多樣化發(fā)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(yōu)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(fā)展。復合材料的研究深度和應用廣度及其生產(chǎn)發(fā)展的速度和規(guī)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(chǎn)，打通全部生產(chǎn)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(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，對促進我國煤化工產(chǎn)業(yè)向“高端化、多元化、低碳化”轉(zhuǎn)型發(fā)展，有著重要示范意義和積極影響。該項目生產(chǎn)的煤基生物可降解材料采用國家能源集團自主知識產(chǎn)權技術，關鍵設備全部實現(xiàn)國產(chǎn)化。而且該項目產(chǎn)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(huán)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(chǎn)煤炭40億噸左右，煤化工生產(chǎn)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(tǒng)塑料等“白色污染”的治理，保護環(huán)境。目前，全球可降解材料的產(chǎn)能約150萬噸，我國現(xiàn)在產(chǎn)能約80萬噸，已經(jīng)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(shù)字經(jīng)濟發(fā)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(zhàn)略高地。第三代半導體是助推中國式現(xiàn)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(wěn)步爬升的光明期。但是，我國第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展也面臨著諸多挑戰(zhàn)，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(huán)節(jié)，國內(nèi)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(fā)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(huán)境污染和可持續(xù)性，預計全球水凝膠市場將在未來四年內(nèi)實現(xiàn)業(yè)務迅速增加。水凝膠的創(chuàng)新和不斷增長的應用將在整個預測期內(nèi)推動全球市場。水凝膠通常用于制藥行業(yè)以延長藥物的保質(zhì)期。在制藥行業(yè)，蒸發(fā)冷卻水凝膠包裝增加了現(xiàn)有藥物的儲存穩(wěn)定性，越來越受歡迎。這是推動全球水凝膠市場發(fā)展的主要因素之一。

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2022年10月，四川大學華西醫(yī)院的研究團隊開發(fā)了一種組織粘附性優(yōu)異的多功能水凝膠，可以用于復雜創(chuàng)面的緊急處理，研究團隊基于光觸發(fā)共價鍵、動態(tài)共價鍵和氫鍵的復合交聯(lián)策略，成功開發(fā)了一種多功能天然多糖基水凝膠，相關成果發(fā)表在《Bioactive Materials》期刊上。該水凝膠具有優(yōu)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(xiàn)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(xié)同促進感染創(chuàng)面的修復，修復效果也優(yōu)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(xié)同創(chuàng)新區(qū)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(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫將實現(xiàn)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(xiàn)自主創(chuàng)新。未來五年，研究院將持續(xù)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(chuàng)科技成果，將建設納米金屬工藝數(shù)據(jù)庫作為核心研發(fā)項目，通過收集和整理納米金屬工藝數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)據(jù)分析和處理技術，全面落實納米金屬數(shù)據(jù)庫項目的技術研發(fā)與運營，推進納米金屬的成果轉(zhuǎn)化和工業(yè)應用。

中國在納米科技領域的研究起步較早，基本上與國際發(fā)展同步。中國已經(jīng)初步具備開展納米科技的研究條件，國家重點研究機構(gòu)及相關高科技技術企業(yè)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(xiàn)跨越式發(fā)展提供了可能。近年來，隨著納米材料生產(chǎn)技術的改良及下游需求增加的拉動，納米材料的市場規(guī)模呈現(xiàn)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(chǎn)業(yè)化項目在全球的首條生產(chǎn)線在新鄉(xiāng)高新區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)園測試投產(chǎn)。這是河南新鄉(xiāng)高新區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)園的氫儲（新鄉(xiāng)）能源科技有限公司首條鎂基固態(tài)儲氫裝置生產(chǎn)線建成投產(chǎn)測試。該企業(yè)2021年12月入駐新鄉(xiāng)高新區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)園,計劃建設6條鎂基固態(tài)儲氫設備、儲氫裝置生產(chǎn)線，全部達產(chǎn)后，可年產(chǎn)鎂基固態(tài)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。

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(tài)儲氫材料，作為氫的可逆“存儲”介質(zhì)具有優(yōu)良的吸放氫性能以及長期循環(huán)無動力學衰減和容量損失的優(yōu)點，可實現(xiàn)大容量固態(tài)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(yè)的發(fā)展。

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2022年12月，英國肯特大學團隊創(chuàng)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(zhì)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(fā)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(zhì)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(zhì)材料展現(xiàn)出制備簡單、效率高、成本低等優(yōu)點，在生物醫(yī)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(fā)現(xiàn)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(fā)表在Nature子刊上，這款材料在抗拉伸性能和韌性上創(chuàng)造了這類材料的最高紀錄，也展現(xiàn)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(fā)改委印發(fā)首部《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》，提出“十四五”時期生物經(jīng)濟增加值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重穩(wěn)步提升，生物經(jīng)濟成為推動高質(zhì)量發(fā)展的強勁動力，提出醫(yī)療健康、食品消費、綠色低碳、生物安全等為優(yōu)先發(fā)展的四大重點領域。業(yè)內(nèi)人士表示，生物經(jīng)濟將在人類健康、綠色農(nóng)業(yè)、生物能源、生物安全等方面形成下一個經(jīng)濟增長點，蘊藏著巨大的經(jīng)濟、社會潛能。據(jù)中國生物工程雜志刊文表示，目前前景頗為看好的生物經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)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(nóng)業(yè)和未來食品等領域。

生物基材料是以谷物、豆科、秸稈、竹木粉等可再生生物質(zhì)為原料，通過生物轉(zhuǎn)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(jīng)濟”的大環(huán)境下，生物基材料的發(fā)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(chǎn)過程更加綠色，符合人們對環(huán)保的追求。而因其環(huán)境友好、資源節(jié)約等特點，生物基材料將逐漸成為引領世界經(jīng)濟發(fā)展和科技創(chuàng)新的又一新興主導產(chǎn)業(yè)。

2022年12月，入駐重慶兩江協(xié)同創(chuàng)新區(qū)的哈爾濱工業(yè)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(jié)構(gòu)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(guī)模化加工生產(chǎn)。

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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(shù)字模型文件為基礎，通過逐層打印方式來構(gòu)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(shù)字模型文件為基礎，通過軟件與數(shù)控系統(tǒng)將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫(yī)用生物材料，按照擠壓、燒結(jié)、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(fā)展領域”。

前瞻網(wǎng)

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