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新材料強國(guó)的(de)競争版圖【美國(guó)、日本、德國(guó)、英國(guó)、中國(guó)、俄羅斯、韓國(guó)===新材料七雄之國(guó)】
來源: | 作者:shjinfu | 發布時間: 2022-04-11 | 721 次浏覽 | 分享到:

上海勁孚化工科(kē)技有(yǒu)限公司

     www.shjinfu.com.cn(上海勁孚化工科(kē)技  021-57629631)--亞太地(dì)區(氟)化工原料與特種新材料專業供應商(shāng)。

     公司緻力于氟樹脂工業與其他特種新材料産業的(de)前沿技術與銷售,目前主要經營氟塑料(PTFE/FEP/PFA/ETFE/PVDF等)、色母、氟塗料、PEEK芳綸、碳纖維、玻璃纖維、功能性化學(xué)品及其他特種新材料。   

     


從現代科(kē)學(xué)技術史中不難看出,每一(yī)項重大科(kē)技的(de)突破在很大程度上都依賴于相應的(de)新材料的(de)發展。新材料産業的(de)創新主體是美國(guó)、日本和(hé)歐洲等發達國(guó)家和(hé)地(dì)區,占據全球市(shì)場的(de)壟斷地(dì)位。

其中,全面領跑的(de)國(guó)家是美國(guó),日本的(de)優勢在納米材料、電子(zǐ)信息材料等領域,歐洲在結構材料、光學(xué)與光電材料等方面有(yǒu)明顯優勢。

中國(guó)、韓國(guó)、俄羅斯緊随其後,目前屬于全球第二梯隊。中國(guó)在半導體照明、稀土永磁材料、人工晶體材料,韓國(guó)在顯示材料、存儲材料,俄羅斯在航空航天材料等方面具有(yǒu)比較優勢。

世界新材料主要生産商(shāng)美國(guó)鋁業、杜邦、拜耳、GE塑料、陶氏化學(xué)、日本帝人、日本TORAY、韓國(guó)LG等大型跨國(guó)公司,加速對全球新材料産業的(de)壟斷,并在高(gāo)技術含量、高(gāo)附加值的(de)新材料産品市(shì)場中保持主導地(dì)位。

值得一(yī)提的(de)是,世界著名企業集團憑借其技術研發、資金和(hé)人才等優勢不斷向新材料領域拓展,尤其在高(gāo)附加值新材料産品中占據主導地(dì)位。比如(rú)著名的(de)尤尼明幾乎壟斷着國(guó)際市(shì)場上4N8及以上高(gāo)端石英砂産品;比如(rú)全球新材料巨頭信越、SUMCO、Siltronic、SunEdison等企業占據國(guó)際半導體矽材料市(shì)場份額的(de)80%以上。而半絕緣砷化镓市(shì)場90%以上被日本日立電工、住友電工、三菱化學(xué)和(hé)德國(guó)FCM所占有(yǒu)。

再比如(rú)DuPont、Daikin、Hoechst、3M、Ausimont、ATO和(hé)ICI等7家公司擁有(yǒu)全球90%的(de)有(yǒu)機(jī)氟材料生産能力。美國(guó)科(kē)銳(Cree)公司的(de)碳化矽襯底制備技術具有(yǒu)非常強的(de)全球市(shì)場競争力,飛(fēi)利浦(Philips)控股的(de)美國(guó)Lumileds公司的(de)功率型白光LED國(guó)際領先,美、日、德等國(guó)企業擁有(yǒu)70%LED外延生長(cháng)和(hé)芯片制備核心專利。

在小絲束碳纖維的(de)制造領域,基本被日本的(de)東麗纖維公司、東邦公司、三菱公司和(hé)美國(guó)的(de)Hexel公司所壟斷,而大絲束碳纖維市(shì)場則幾乎由美國(guó)的(de)Fortafil公司、Zoltek公司、Aldila公司和(hé)德國(guó)的(de)SGL公司4家所占據。美鋁、德鋁、法鋁等世界先進企業在高(gāo)強高(gāo)韌鋁合金材料的(de)研制生産領域居世界主導地(dì)位。美國(guó)的(de)Timet、RMI和(hé)Allegen Teledyne等三大钛生産企業的(de)總産量占美國(guó)钛加工總量的(de)90%,并且是世界航空級钛材的(de)主要供應商(shāng)。

下面分别介紹世界七大主要的(de)新材料大國(guó)及強國(guó)的(de)具體情況如(rú)下:


一(yī)、中國(guó)


中國(guó)是全球新材料産業首屈一(yī)指的(de)産業規模大國(guó)。衆所周知,新材料産業被認為(wèi)是21世紀最具發展潛力并對未來發展有(yǒu)着巨大影響的(de)高(gāo)新技術産業,且新材料是國(guó)際競争的(de)重點領域之一(yī),也是決定一(yī)國(guó)高(gāo)端制造及國(guó)防安全的(de)關鍵因素,全球範圍內(nèi)都在積極發展新材料,尤其是發達國(guó)家。值得一(yī)提的(de)是,新材料産業是我國(guó)七大戰略新興産業之一(yī),是整個制造業轉型升級的(de)産業基礎。我國(guó)新材料産業規模大約2萬億元。

中國(guó)新材料産業尤其在金屬材料、紡織材料、化工材料等傳統領域基礎較好,稀土功能材料、先進儲能材料、光伏材料、有(yǒu)機(jī)矽、超硬材料、特種不鏽鋼、玻璃纖維及其複合材料等産能居世界前列。經過幾十年(nián)奮鬥,中國(guó)新材料産業從無到有(yǒu),不斷發展壯大,在體系建設、産業規模、技術進步等方面取得明顯成就,為(wèi)國(guó)民經濟和(hé)國(guó)防建設做(zuò)出了重大貢獻,具備了良好發展基礎。中國(guó)新材料需求将呈現持續增長(cháng)的(de)趨勢發展,到2025年(nián)其産值将突破10萬億元,發展前景十分廣闊!值得一(yī)提的(de)是,早在2011年(nián)我國(guó)新材料産業總産值僅僅為(wèi)0.8萬億元,到 2019年(nián)我國(guó)新材料産業總産值已增長(cháng)至4.5萬億元,同比增長(cháng)15.4%,預計到2021年(nián)有(yǒu)望突破7萬億元。

中國(guó)在部分先進基礎材料、關鍵戰略材料、前沿新材料等領域,已經實現了與國(guó)際先進水平“并跑”甚至“領跑”。比如(rú)在關鍵戰略材料方面,中芯國(guó)際前七大耗材中六類材料實現國(guó)産采購;南山集團鋁合金厚闆通過波音公司認證并簽訂供貨合同;比如(rú)中船重工兆瓦級稀土永磁電機(jī)體積比傳統電機(jī)減少50%、重量減輕40%;再比如(rú)世界首座具有(yǒu)第四代核電特征的(de)高(gāo)溫氣冷堆核電站關鍵裝備材料國(guó)産化率超過85%;液态金屬在3D打印、柔性智能機(jī)器、血管機(jī)器人等領域實現初步應用等。

中國(guó)的(de)石墨烯技術是世界領先水平。石墨烯技術是當今世界各國(guó)争相開發的(de)前沿技術領域,皆因它具有(yǒu)無與倫比的(de)特性,對将來新材料的(de)發展具有(yǒu)至關重要的(de)作用。而2017世界石墨烯創新大會是在中國(guó)常州開幕的(de),意味着中國(guó)石墨烯技術已經開始走在世界前列。值得一(yī)提的(de)是,石墨烯材料最早是由英國(guó)科(kē)學(xué)家發現的(de),石墨烯是已知世界上最薄、最硬的(de)材料,被譽為(wèi)“黑金”、“新材料之王”。根據悉,石墨烯的(de)厚度可(kě)達頭發絲的(de)20萬分之一(yī),強度是鋼的(de)200倍。科(kē)學(xué)家預言,石墨烯将會是21世紀最重要的(de)新材料,市(shì)場應用前景不可(kě)估量。石墨烯技術已被世界許多國(guó)家列為(wèi)優先發展的(de)材料技術,雖然中國(guó)接觸石墨烯技術隻有(yǒu)短(duǎn)短(duǎn)幾年(nián)時間但發展勢頭很猛,且中國(guó)擁有(yǒu)巨大的(de)潛在市(shì)場。

中國(guó)的(de)人工晶體材料經過多年(nián)的(de)發展,偏硼酸鋇和(hé)三硼酸锂等紫外非線性光學(xué)晶體研究居國(guó)際領先水平并實現了商(shāng)品化;激光晶體、太陽能電池關鍵技術指标達到國(guó)際先進水平,光伏發電成本降到1元/kWh)以下。

中國(guó)的(de)锂離(lí)子(zǐ)電池正負極材料、電解液均滿足小型電池要求,隔膜、電解質锂鹽等關鍵材料替代進口;超高(gāo)分子(zǐ)量聚乙烯纖維大幅縮小與發達國(guó)家的(de)差距。T300級碳纖維實現了穩定生産,單線産能提高(gāo)到1200t;T700和(hé)T800級碳纖維實現了批量供貨能力已開始應用于航空航天裝備;中國(guó)開發出具有(yǒu)自(zì)主知識産權的(de)銅帶、銅管拉鑄技術以及銅鋁複合技術;中國(guó)的(de)海底管線鋼X65、X70、X80及厚壁海洋油氣焊管、化學(xué)品船用中厚闆均已實現國(guó)産化,尤其是低(dī)成本石墨烯已開始生産,并應用于觸摸屏、導熱膜等信息通訊器件。中國(guó)在關鍵技術領域的(de)突破及新材料品種的(de)不斷增加,使我國(guó)高(gāo)端金屬結構材料、新型無機(jī)非金屬材料、高(gāo)性能複合材料保障能力明顯增強,先進高(gāo)分子(zǐ)材料和(hé)特種金屬功能材料自(zì)給水平逐步提高(gāo)。

中國(guó)擁有(yǒu)全球最完備的(de)液體金屬全産業鏈,由原材料到制成,由專利到工藝,已可(kě)大規模生産锆基非晶合金,尤其在塊狀成型工藝技術裏,已掌握液态金屬核心技術。值得一(yī)提的(de)是,中國(guó)在材料配方、設備制造和(hé)成型工藝的(de)三大核心技術,都擁有(yǒu)自(zì)主的(de)知識産權,也是全球唯一(yī)的(de)一(yī)家能對外公布具備大形塊狀非晶金屬成型能力的(de)國(guó)家。因此,中國(guó)的(de)塊體非晶産業發展技術已走在世界前列。

再比如(rú)中國(guó)科(kē)學(xué)院金屬研究所等合作開發的(de)可(kě)降解純鎂骨釘獲得國(guó)家藥品監督管理(lǐ)局的(de)臨床批件,成為(wèi)我國(guó)第一(yī)個獲得臨床批件的(de)可(kě)降解鎂基金屬醫療器械産品,也是全球第一(yī)例純鎂III類植入物。


二、日本


日本是全球公認的(de)新材料生産技術最先進的(de)國(guó)家。新材料産業被國(guó)際上認為(wèi)是21世紀最具發展潛力并對未來發展有(yǒu)着巨大影響的(de)産業。日本作為(wèi)新材料生産技術最先進的(de)國(guó)家,日本政府十分重視(shì)新材料技術的(de)發展,尤其重點把開發新材料列為(wèi)國(guó)家高(gāo)新技術的(de)第二大目标,因此,日本材料企業在全球新材料産業界形成一(yī)枝獨秀領先局面。

日本內(nèi)閣會議早于2016年(nián)就通過了《第五期科(kē)學(xué)技術基本計劃(2016-2020)》,日本政府未來計劃5年(nián)将确保研發投資規模占GDP比例的(de)4%以上。

值得一(yī)提的(de)是,日本機(jī)械制造工業長(cháng)期保持全球先進水平與其發達的(de)材料産業密不可(kě)分。比如(rú)日本在新材料全球占有(yǒu)率方面, 日本的(de)新材料産業憑借其超前的(de)研發優勢、先進的(de)研發成果、實用化開發力度,在環境及新能源材料世界市(shì)場占據絕對的(de)領先地(dì)位。

日本擁有(yǒu)世界領先的(de)新材料巨頭:比如(rú)享譽世界的(de)京瓷株式會社;三井化學(xué)株式會社(Mitsui Chemicals)等;日本同時還擁有(yǒu)了享譽世界的(de)頂尖大學(xué):比如(rú)著名的(de)東京大學(xué)。東京大學(xué)曾經培養了十六名總理(lǐ)大臣、二十一(yī)名(日本)國(guó)會議長(cháng),十三名富比世500大企業首席執行(xíng)官。十一(yī)名諾貝爾獎得主、六名沃爾夫獎得主、一(yī)名菲爾茲獎、三名羅伯·柯霍獎、四名蓋爾德納國(guó)際獎及四名普立茲克建築獎得主。比如(rú)名古屋大學(xué) 。它是日本頂尖、世界一(yī)流的(de)著名研究型國(guó)立綜合大學(xué),是日本中部地(dì)區最高(gāo)學(xué)府。名古屋大學(xué)曾經培養出6名諾貝爾獎得主、1名菲爾茲獎得主。

日本的(de)材料學(xué)已成為(wèi)國(guó)際上最頂尖的(de)技術。特别是材料學(xué)的(de)水平及實力極大程度上決定了一(yī)個國(guó)家的(de)最高(gāo)科(kē)技水平。比如(rú)世界上最先進的(de)裝甲車必需的(de)優質材料;最先進的(de)導彈外殼必須采用極優質材料。尤其是飛(fēi)機(jī)發動機(jī)葉片更需要出色而優質的(de)高(gāo)科(kē)技新材料。再比如(rú)世界上高(gāo)精尖的(de)軍用雷達半導體元器件也需要優中選優的(de)新材料。

日本在新材料領域,甚至已遠遠領先最發達國(guó)家美國(guó)很大的(de)身位,即使包括俄羅斯及歐洲發達國(guó)家和(hé)日本也不在一(yī)個檔次上。比如(rú)在高(gāo)精尖的(de)三種材料技術領域:首先是制造洲際彈道(dào)導彈噴管和(hé)殼體以及飛(fēi)機(jī)骨架——高(gāo)強度碳纖維材料;其次是全球最高(gāo)性能主動相控陣軍用雷達的(de)——寬禁帶半導體收發組件材料;再次是制造新式渦輪發動機(jī)渦輪葉片的(de)——高(gāo)性能單晶葉片。可(kě)以說,日本在這三種頂級科(kē)技領域遙遙領先,全球其他國(guó)家隻能望其項背。

衆所周知,最先進的(de)渦輪發動機(jī)葉片的(de)五代單晶材料,由于渦輪葉片工作環境十分惡劣,需極度高(gāo)溫高(gāo)壓之下依然能夠保持數萬轉的(de)極高(gāo)轉速,對于高(gāo)溫高(gāo)壓下的(de)抗蠕變性能的(de)條件及要求是相當苛刻的(de)。值得一(yī)提的(de)是,世界上單晶材料共有(yǒu)五代。越到最後一(yī)代,就越看不到老牌發達國(guó)家的(de)影子(zǐ),尤其是軍事超級大國(guó)俄羅斯更不在話下。而第五代單晶技術水平是日本的(de)天下。全球最頂級的(de)單晶材料就是日本研發的(de)第五代單晶TMS-162/192, 日本已成為(wèi)全球唯一(yī)一(yī)個能制造第五代單晶材料的(de)國(guó)家,在全球市(shì)場上具有(yǒu)絕對的(de)話語權。

再比如(rú)全球傳統材料學(xué)和(hé)發動機(jī)技術的(de)歐洲最頂尖水平公司——英國(guó)著名的(de)發動機(jī)公司羅爾斯·羅伊斯(RR),也是歐洲最大的(de)航空發動機(jī)企業,旗下産品包括航空發動機(jī)、船舶發動機(jī)以及核動力潛艇的(de)核動力裝置,其中航空發動機(jī)是世界久負盛名的(de)拳頭産品。如(rú)此這樣一(yī)家全球技術最頂尖的(de)公司,在日本的(de)新材料面前也隻能膜拜及俯首稱臣。比如(rú)英國(guó)RR甚至于大批進口日本的(de)單晶材料用于制造自(zì)己的(de)世界先進的(de)Trent渦輪風扇發動機(jī)。因此,日本的(de)新材料技術,讓全球很多國(guó)家離(lí)不開它,離(lí)開了寸步難行(xíng)。一(yī)個重要原因是,日本的(de)新材料不但質量極佳,而且擁有(yǒu)十分“恐怖”的(de)使用壽命。

日本領先世界的(de)還有(yǒu)大名鼎鼎的(de)碳纖維材料。碳纖維由于質量輕,強度高(gāo)而被軍工産業視(shì)為(wèi)制造導彈、尤其是最頂尖洲際彈道(dào)導彈的(de)最理(lǐ)想材料。比如(rú)美國(guó)的(de)“侏儒”導彈是美國(guó)的(de)小型固體洲際戰略導彈,該導彈也是目前世界上最早采用全程制導的(de)洲際戰略導彈,其中就用到了日本的(de)新材料及技術

比如(rú)美國(guó)的(de)“三叉戟II”D-5型潛射導彈,曾經是世界上最先進的(de)潛射彈道(dào)導彈。曾經被譽為(wèi)美海軍戰略核力量的(de)“驕子(zǐ)”。此導彈采用了日本的(de)新複合材料。再比如(rú)法國(guó)M51的(de)新式洲際彈道(dào)導彈,M51潛射彈道(dào)導彈曾經是法國(guó)原子(zǐ)能軍需事務局和(hé)法國(guó)原子(zǐ)能總署研制的(de)新一(yī)代戰略核導彈。至少到2030年(nián),以M51導彈為(wèi)主體的(de)海基核力量将成為(wèi)法國(guó)核力量的(de)主體,可(kě)鞏固法國(guó)在歐洲防務獨立中的(de)領導地(dì)位。法國(guó)的(de)導彈依然采用了日本的(de)複合新材料。

無疑全球先進的(de)戰略導彈無一(yī)例外都采用碳-碳和(hé)碳-樹脂複合材料用于制造洲際導彈的(de)殼體和(hé)噴管。而在這項技術上日本依然是全球領先水平。比如(rú)日本東麗公司的(de)T1000強度高(gāo)達7060mpa,其拉伸模量在高(gāo)強度碳纖維中也非常高(gāo)(甚至達到了284Gpa),這些技術指标都遠遠超過了美國(guó)IM9的(de)最高(gāo)水平。

在碳纖維有(yǒu)機(jī)複合材料領域,前蘇聯國(guó)家石墨結構材料研究所、前蘇聯聚合物纖維研究所,全俄航空材料研究院,能夠生産出拉伸強度2500~3000MPa、拉伸模量250GPa的(de)高(gāo)強度碳纖維,以及模量400~600GPa的(de)高(gāo)模量碳纖維。尤其是後期又研發出4000~5000MPa的(de)中模量碳纖維。盡管如(rú)此,俄羅斯的(de)碳纖維産品在性能及水平上依然沒有(yǒu)超過日本的(de)技術水平。

在全球碳纖維生産制造廠家中,日本擁有(yǒu)著名的(de)東麗、東邦和(hé)三菱三家頂尖公司,都代表了世界最頂級技術水平。


三、美國(guó)


美國(guó)是全球新材料領域的(de)重要領導者。北(běi)京大學(xué)數字中國(guó)研究院副院長(cháng)曾經認為(wèi):美國(guó)在新能源、新材料和(hé)生命工程方面的(de)技術水平遠遠領先于世界其他國(guó)家。

值得一(yī)提的(de)是,美國(guó)曾經把新材料列為(wèi)影響經濟繁榮和(hé)國(guó)家安全的(de)六大類關鍵技術之首。在确定的(de)22項關鍵技術中材料占了5項(材料的(de)合成和(hé)加工、電子(zǐ)和(hé)光電子(zǐ)材料、陶瓷、複合材料、高(gāo)性能金屬和(hé)合金)。美國(guó)的(de)新材料發展特色是以國(guó)防部和(hé)航空航天局的(de)大型研究與發展計劃為(wèi)龍頭,主要以國(guó)防采購合同形式來推動和(hé)确保大學(xué)、科(kē)研機(jī)構和(hé)企業的(de)新材料研究與發展工作。

早在2011年(nián),美國(guó)總統奧巴馬宣布了一(yī)項超過5億美元的(de)“推進制造業夥伴關系”計劃,通過政府、高(gāo)校及企業的(de)合作來強化美國(guó)制造業,投資逾1億美元的(de)“材料基因組計劃”(Materials Genome Initiative)是其組成部分之一(yī)。《材料基因組計劃》拟通過新材料研制周期內(nèi)各個階段的(de)團隊相互協作,加強“官産學(xué)研用”相結合,注重實驗技術、計算技術和(hé)數據庫之間的(de)協作和(hé)共享,目标是把新材料研發周期減半,成本降低(dī)到現有(yǒu)的(de)幾分之一(yī),以以期加速美國(guó)在清潔能源、國(guó)家安全、人類健康與福祉以及下一(yī)代勞動力培養等方面的(de)進步,大幅加強美國(guó)在新材料領域的(de)國(guó)際競争力。

美國(guó)重點把生物材料、信息材料、納米材料、極端環境材料及材料計算科(kē)學(xué)列為(wèi)主要前沿研究領域,支持生命科(kē)學(xué)、信息技術、環境科(kē)學(xué)和(hé)納米技術等發展,尤其滿足國(guó)防、能源、電子(zǐ)信息等重要部門和(hé)領域的(de)需求。由此,美國(guó)制訂了一(yī)系列與新材料相關的(de)戰略性計劃,主要包括:“21世紀國(guó)家納米綱要” 、“ 國(guó)家納米技術計劃(NNI)” 、“未來工業材料計劃” 、“光電子(zǐ)計劃” 、“ 光伏計劃” 、“下一(yī)代照明光源計劃”、“先進汽車材料計劃” 、“化石能材料計劃” 、“建築材料計劃” 、“NSF先進材料與工藝過程計劃” 、“材料基因組計劃”等。美國(guó)在新材料科(kē)技發展方面取得很大進展。比如(rú)在戰略性新材料計劃之下,早在2011年(nián)1月份,美國(guó)科(kē)學(xué)家開發出一(yī)種由超介質材料制造的(de)聲呐探測不到的(de)“隐聲衣”;3月份,高(gāo)效存儲氫的(de)納米複合材料問世;6月份,“誘導”聚合物拟肽鏈自(zì)我組裝成納米繩子(zǐ),自(zì)組裝納米繩性能不遜于自(zì)然材料;9月份,以镱為(wèi)基礎材料研制出奇特的(de)新型超導體,在自(zì)然狀态就能達到“量子(zǐ)臨界點” ;11月份,研發的(de)超黑材料能吸收幾乎所有(yǒu)照射在其上的(de)光,吸收率超過99%;同月,新研發的(de)世界上最輕的(de)材料,其能量吸收性能與人造橡膠相仿,卻比聚苯乙烯泡沫塑料還要輕100倍。

美國(guó)擁有(yǒu)全球衆多頂尖的(de)新材料巨頭:比如(rú)埃克森美孚(ExxonMobil)、、陶氏化學(xué)(DowChemical)、杜邦公司(DuPont)、3M公司(3M)、、美鋁公司(Alcoa)、美國(guó)鋼鐵公司(UnitedStates Steel)、7、PPG 工業公司(PPG Industries)、空氣化工産品公司(AirProducts & Chemicals)、伊士曼化學(xué)公司(Eastman Chemical)、康甯公司(Corning)‘

美國(guó)擁有(yǒu)世界頂尖的(de)新材料高(gāo)等學(xué)府:比如(rú)著名的(de)西北(běi)大學(xué)、麻省理(lǐ)工大學(xué)(材料科(kē)學(xué)與工程學(xué)院的(de)課程排名第一(yī))、伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香槟分校(由最早成立于1867年(nián)的(de)陶瓷、冶金、礦業等系合并而來;專業分為(wèi)生物材料、電子(zǐ)材料等6個方向;全美材料專業排名常年(nián)前三。)、4加利福尼亞大學(xué)伯克利分校(世界上最負盛名且是最頂尖的(de)公立大)、斯坦福大學(xué)(世界上最傑出的(de)大學(xué)之一(yī))、加州大學(xué)聖塔芭芭拉分校(美國(guó)頂尖的(de)以研究科(kē)學(xué)為(wèi)主,且學(xué)術聲望非常高(gāo)的(de)研究性公立大學(xué)。)

康奈爾大學(xué)(辦學(xué)規模為(wèi)當時全美高(gāo)校之最)、賓夕法尼亞州立大學(xué)帕克分校(全美最大的(de)十所公立大學(xué)之一(yī))、佐治亞理(lǐ)工學(xué)院分校治亞理(lǐ)工學(xué)院分校(美國(guó)頂尖的(de)理(lǐ)工學(xué)院。重點在研究開發下一(yī)代工程應用的(de)材料)、美國(guó)密歇根大學(xué)(與加州大學(xué)伯克利分校以及威斯康星大學(xué)麥迪遜分校素有(yǒu)“公立大學(xué)典範”之稱。材料專業排名非常高(gāo))

美國(guó)擁有(yǒu)一(yī)大批全球頂尖的(de)研究所及領先的(de)實驗室:比如(rú)在新材料研究領域科(kē)研機(jī)構一(yī)共有(yǒu)210所科(kē)研機(jī)構,比如(rú)橡樹嶺國(guó)家實驗室、阿貢國(guó)家實驗室、埃姆斯實驗室等17個科(kē)研實力全球名列前茅的(de)國(guó)家實驗室,以及杜邦、波音、IBM等13個頂尖科(kē)技研發公司實驗室,而涉足新材料研究的(de)主力—高(gāo)校實驗室如(rú)麻省理(lǐ)工大學(xué)、哈佛大學(xué)等則高(gāo)達180所。

1、橡樹嶺國(guó)家實驗室:主要材料研究內(nèi)容:磁性材料、超導、激光脈沖燒蝕、薄膜、锂電池材料、熱電材料、表面、高(gāo)分子(zǐ)、結構陶瓷和(hé)合金基礎研究。

2、布魯克海文國(guó)家實驗室:主要材料研究內(nèi)容:高(gāo)溫超導性、磁性、固态結構與相轉變、高(gāo)分子(zǐ)導體

3、艾米斯實驗室:主要材料研究內(nèi)容:新機(jī)械、磁性和(hé)超導方面稀土元素的(de)實驗和(hé)理(lǐ)論研究。

4、阿貢國(guó)家實驗室:主要材料研究內(nèi)容:高(gāo)溫超導性、高(gāo)分子(zǐ)超導體、薄膜磁性、表面科(kē)學(xué)。

5、勞倫斯伯克利國(guó)家實驗室:主要材料研究內(nèi)容:激光光譜、超導、薄膜、飛(fēi)秒加工、生物高(gāo)分子(zǐ)、高(gāo)分子(zǐ)與複合物、表面科(kē)學(xué)以及理(lǐ)論研究。

6、勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實驗室:主要材料研究內(nèi)容:金屬與合金、陶瓷、激光材料、合金超塑性。

7、西北(běi)太平洋國(guó)家實驗室:主要材料研究內(nèi)容:金屬和(hé)合金應力腐蝕裂紋、陶瓷材料高(gāo)溫腐蝕疲勞、陶瓷材料輻射效應。

8、洛斯拉莫斯國(guó)家實驗室:主要材料研究內(nèi)容:電子(zǐ)材料、微結構發展理(lǐ)論、使表面硬度、抗腐蝕性和(hé)耐磨性提高(gāo)的(de)等離(lí)子(zǐ)體浸沒離(lí)子(zǐ)注入技術。

9、桑迪亞國(guó)家實驗室:主要材料研究內(nèi)容:陶瓷塗料溶膠-凝膠化學(xué)、納米晶材料發展以及金屬、玻璃和(hé)陶瓷材料表面的(de)膠粘合潤濕

10、美國(guó)标準與技術研究院(NIST):主要材料研究內(nèi)容:屬于美國(guó)商(shāng)務部的(de)非監管機(jī)構。NIST共有(yǒu)6個實驗室,分别為(wèi)工程實驗室、信息科(kē)技實驗室、材料測量實驗室、物理(lǐ)測量實驗室、納米科(kē)技中心、NIST中子(zǐ)研究中心。

11、美國(guó)航空航天局(NASA):主要材料研究內(nèi)容:主要涉足新型金屬材料以及高(gāo)性能複合材料。

12、美國(guó)加州納米研究中心:主要材料研究內(nèi)容:納米科(kē)學(xué)和(hé)納米技術發現的(de)迅速商(shāng)業化研究。CNSI開展的(de)工作代表了納米系統相關的(de)研究四個目标領域包括能源,環境,健康,醫學(xué),信息技術。

13、美國(guó)國(guó)家增材制造創新研究所:主要材料研究內(nèi)容:新型金屬材料,增材/3D打印材料、開發梯度及可(kě)定制材料。

14、哈佛大學(xué)研究中心:主要材料研究內(nèi)容:哈佛大學(xué)擁有(yǒu)多個材料研究中心,其中包括量子(zǐ)科(kē)學(xué)及工程學(xué)會、納米系統中心、側重不同層次生物學(xué)功能的(de)認識、解決醫療問題的(de)儀器和(hé)設備的(de)生物材料研究室等。在哈佛的(de)工程與應用科(kē)學(xué)學(xué)院,研究材料科(kē)學(xué)的(de)教授是最多的(de)。

15、省理(lǐ)工大學(xué)研究中心:主要材料研究內(nèi)容:麻省理(lǐ)工學(xué)院則擁有(yǒu)科(kē)技與聚合物物理(lǐ)研究小組、44個生物工程方面的(de)研究所及研究室、納米技術實驗室、先進材料實驗室、專門進行(xíng)金屬材料等快速成型技術研究的(de)快速成型實驗室、高(gāo)級材料和(hé)結構技術實驗室以及正在研究4D打印的(de)自(zì)組裝實驗室等材料研究部門。其中生物學(xué)與生物工程系裏面的(de)Whitehead研究所代表了全美國(guó)生物學(xué)研究的(de)最高(gāo)水平,其下設15個研究室,在生物材料研究方面主攻人類遺傳學(xué)下設15個研究室,在生物材料研究方面主攻人類遺傳學(xué)、基因、免疫系統、RNA等領域。

16、普林斯頓大學(xué)的(de)化學(xué)工程部:主要材料研究內(nèi)容:高(gāo)分子(zǐ)材料研究和(hé)生物材料研究的(de)主要據點,其材料科(kē)學(xué)與技術研究所下面有(yǒu)專門的(de)複合材料研究組;

17、康涅狄格大學(xué)材料科(kē)學(xué)研究所:主要材料研究內(nèi)容:該研究所材料科(kē)學(xué)方面的(de)研究橫跨金屬聚合物、金屬納米材料、生物醫學(xué)金屬材料等領域。

18、賓夕法尼亞大學(xué):主要材料研究內(nèi)容:新型高(gāo)強度、高(gāo)韌性合金材料,緻力于金屬間化 物的(de)基礎系統研究,比如(rú)钛鋁合金和(hé)銀钼合金等。

19、斯坦福大學(xué)工程學(xué)院:主要材料研究內(nèi)容:主要為(wèi)交通運輸工具設計更輕質、性能更 良好、結構更新穎的(de)材料。

20、加州大學(xué)聖芭芭拉分校:主要材料研究內(nèi)容:該學(xué)校除了擁有(yǒu)數個全球頂尖的(de)納米材料實驗室,還擁有(yǒu)衆多其它與材料研究相關的(de)實驗室,包括材料研究實驗室、多功能材料和(hé)結構中心、節能材料中心、複合材料研究所、先進材料中心、國(guó)際材料研究中心等。

綜上所述,之所以美國(guó)的(de)高(gāo)科(kē)技及新材料在全球如(rú)此之強,在很大程度上得益于美國(guó)對于新材料的(de)高(gāo)度重視(shì),特别是美國(guó)新材料“産學(xué)研政”各界的(de)有(yǒu)效結合。原因是新材料是科(kē)技發展的(de)基礎,隻有(yǒu)新材料強大了,一(yī)個國(guó)家的(de)科(kē)技才能做(zuò)到真正領先。


四、德國(guó)


德國(guó)新材料産業受到全世界的(de)公認好評。2012年(nián)6月,德國(guó)啓動實施了《納米材料安全性》長(cháng)期研究項目,以了解各類納米材料可(kě)能對周邊環境産生的(de)影響,通過定量化方法對納米材料進行(xíng)安全性風險評估。2012年(nián)11月,德國(guó)啓動“原材料經濟戰略”科(kē)研項目,目的(de)在于開發能夠高(gāo)效利用并回收原材料的(de)特殊工藝,加強稀土、铟、镓、鉑族金屬等的(de)回收利用。

德國(guó)為(wèi)鼓勵各種社會力量參與新材料研發,先後頒布實行(xíng)了“材料研究MatFo”(1984-1993年(nián))、“材料技術MaTech”(截至2003年(nián))和(hé)“為(wèi)工業和(hé)社會而進行(xíng)材料創新WING”(始于2004年(nián))3個規劃。WING規劃強調密切關注材料的(de)可(kě)制造性,緻力于協調各部門間的(de)高(gāo)水平材料研究。

值得一(yī)提的(de)是,2013年(nián)4月,德國(guó)頒布了《關于實施工業4.0戰略的(de)建議》白皮書。之後德國(guó)将工業4.0項目納入了《高(gāo)技術戰略2020》的(de)10個未來項目中,推動以智能制造、互聯網、新能源、新材料、現代生物為(wèi)特征的(de)新工業革命。德國(guó)企業界普遍認為(wèi),确保和(hé)擴大在材料研發方面的(de)領先地(dì)位是其在國(guó)際競争中取得成功的(de)關鍵。2016年(nián)3月,德國(guó)發布了《數字戰略2025》(Digital Strategy2025),确定了實現數字化轉型的(de)步驟及具體實施措施,其中重點支柱項目包括工業3D打印等。

工業4.0是由德國(guó)政府《德國(guó)2020高(gāo)技術戰略》中所提出的(de)十大未來項目之一(yī)。

德國(guó)新材料産業重要基礎來自(zì)四大領域:

化工制藥業:德國(guó)是世界最大的(de)化工産品出口國(guó),是歐洲首選的(de)化工投資地(dì)區,擁有(yǒu)完善的(de)基礎設施、研究機(jī)構和(hé)高(gāo)素質勞動力。據德國(guó)化學(xué)工業協會數據,著名的(de)德國(guó)化工制藥企業有(yǒu):巴斯夫、拜耳、朗盛、漢高(gāo)、赢創、默克、勃林格殷格翰等。

機(jī)械設備制造:機(jī)械設備制造業是德國(guó)就業人數最多的(de)行(xíng)業。德國(guó)著名的(de)機(jī)械設備制造巨頭有(yǒu):蒂森克虜伯、西馬克、海德堡印刷、海瑞克、福伊特、普茨邁斯特、通快等。

汽車和(hé)汽車配件工業:德國(guó)是聞名遐迩的(de)全球汽車制造強國(guó),德國(guó)高(gāo)檔汽車全球市(shì)場占有(yǒu)率曾超過70%。著名的(de)德國(guó)主要汽車制造商(shāng)有(yǒu):大衆汽車、戴姆勒、寶馬、奧迪、保時捷、歐寶曼(商(shāng)用車)等整車企業和(hé)博世、大陸、采埃孚(ZF)、蒂森·克虜伯、西門子(zǐ)VDO等汽配企業。

電子(zǐ)電氣工業:德國(guó)擁有(yǒu)世界技術領先的(de)電子(zǐ)電氣工業。德國(guó)電子(zǐ)元件業的(de)發展在很大程度上依賴于德國(guó)汽車業的(de)發展。汽車電子(zǐ)行(xíng)業是德國(guó)電子(zǐ)元件的(de)最大消費者,通信領域、電子(zǐ)數據處理(lǐ)和(hé)工業電子(zǐ)也是其主要用戶,分别占20%左右的(de)銷售份額。著名的(de)世界級企業:德國(guó)電子(zǐ)電氣行(xíng)業龍頭企業有(yǒu)西門子(zǐ)、英飛(fēi)淩、博世、捷德(Giesecke & Devrient)、庫卡(KUKA)等。

德國(guó)擁有(yǒu)享譽世界的(de)的(de)新材料企業

1、巴斯夫:巴斯夫股份公司(BASF SE)成立于1865年(nián),它是世界上工廠面積最大的(de)化學(xué)産品基地(dì)。巴斯夫集團在歐洲、亞洲、南北(běi)美洲的(de)41個國(guó)家擁有(yǒu)超過160家全資子(zǐ)公司或者合資公司。

2、赢創:赢創工業集團(AG)是一(yī)家全球領先的(de)特種化工企業。赢創80%的(de)銷售額都來源于占據市(shì)場領先地(dì)位的(de)業務。

3、朗盛:朗盛集團是一(yī)家全球領先的(de)德國(guó)特殊化學(xué)品集團,總部及主要業務運營位于科(kē)隆。2004年(nián),拜耳集團進行(xíng)戰略重整分拆,将其化學(xué)品業務和(hé)部分聚合物業務進行(xíng)了剝離(lí),朗盛随之誕生。

4、漢高(gāo):德國(guó)漢高(gāo)公司1876年(nián)9月26日創建于亞琛,漢高(gāo)公司的(de)業務重點在于應用化學(xué)。經140多年(nián)發展,漢高(gāo)從80個工人企業擴展成為(wèi)世界性的(de)集團公司。

5、西格裏:西格裏集團是全球領先的(de)碳素石墨材料以及相關産品的(de)制造商(shāng)之一(yī),擁有(yǒu)從碳石墨産品到碳纖維及複合材料在內(nèi)的(de)完整業務鏈。

6、EOS 3D打印公司:成立于1989年(nián),是世界著名的(de)快速成型設備制造商(shāng)和(hé)e-制造方案提供商(shāng)。

五、俄羅斯

俄羅斯是傳統的(de)制造業強國(guó),尤其在新材料等新興産業的(de)科(kē)技創新方面具有(yǒu)獨特優勢。值得一(yī)提的(de)是,俄羅斯在航天航空、能源材料、化工新材料等領域處于全球領先地(dì)位,同時,俄羅斯發展戰略目标為(wèi)力求特續保持這些材料領城在全球的(de)領先地(dì)位,同時大力發展對促進國(guó)民經濟發展和(hé)提離(lí)國(guó)防實力有(yǒu)重要影響力的(de)新材料。

比如(rú)俄羅斯國(guó)家科(kē)學(xué)技術大學(xué)的(de)材料科(kē)學(xué)家曾經研制出一(yī)種氰化铪陶瓷,理(lǐ)論上能承受4200攝氏度高(gāo)溫。在此之前,世界上公認的(de)最耐高(gāo)溫、最難熔化的(de)人造物質是钽铪碳化物。另外俄羅斯采用SHS法(自(zì)蔓燃技術)合成的(de)化合物已多達700種,已居世界領先地(dì)位。

俄羅斯研發新材料的(de)戰略目标是:一(yī)方面力求繼續保持某些材料領域在世界上的(de)領先地(dì)位,如(rú)航空航天、能源工業、化工、金屬材料、超導材料、聚合材料等;另一(yī)方面,則大力發展對促進國(guó)民經濟發展和(hé)提高(gāo)國(guó)防實力有(yǒu)影響的(de)領域,如(rú)電子(zǐ)信息工業、通訊設施、計算機(jī)産業等。目前的(de)狀況是由于信息、通訊、計算機(jī)産業的(de)相對滞後,給本來具有(yǒu)優勢的(de)領域的(de)發展帶來負面影響。因此也成為(wèi)俄政府和(hé)科(kē)技界注意的(de)焦點。

俄羅斯也始終把新材料相關技術産業作為(wèi)國(guó)家戰略和(hé)國(guó)家經濟的(de)主導産業。比如(rú)早在2012年(nián)4月發布的(de)《2030年(nián)前材料與技術發展戰略》将18個重點材料戰略列為(wèi)發展方向,其中包括智能材料、金屬間化合物、納米材料及塗層、單晶耐熱超級合金、含铌複合材料等,同時還制定了新材料産業主要應用領域的(de)發展戰略。

再比如(rú)俄羅斯科(kē)學(xué)院于2015年(nián)發布《至2030年(nián)科(kē)技發展預測》,內(nèi)容主要包括7個科(kē)技優先發展方向,即信息通信技術、生物技術、醫療與保障、新材料與納米技術、自(zì)然資源合理(lǐ)利用、交通運輸與航天系統、能效與節能等。

俄羅斯的(de)礦産資源十分豐富,煤、石油、天然氣、泥炭、鐵、錳、銅、鉛、鋅、鎳、钴、釩、钛、鉻的(de)儲量均居世界前列,在發展新材料産業方面,俄羅斯當前把發展新材料等相關技術産業作為(wèi)國(guó)家戰略和(hé)國(guó)家經濟的(de)主導産業進行(xíng)大力扶持、推動和(hé)實施。

俄羅斯擁有(yǒu)極為(wèi)明确的(de)研究方向,擁有(yǒu)衆多的(de)世界水平的(de)研究機(jī)構:

俄羅斯的(de)研發方向:俄羅斯新材料的(de)主要研發方向是結構材料和(hé)功能材料,具體為(wèi)金屬材料、陶瓷材料、複合材料、高(gāo)分子(zǐ)材料、高(gāo)純度材料以及生物、超導和(hé)納米材料等。

俄羅斯把以下9項新材料和(hé)化學(xué)品列為(wèi)科(kē)技規劃之一(yī):

陶瓷及玻璃材料、特種性能金屬和(hé)合金、膜技術、重要戰略原料的(de)評估、綜合開采和(hé)深加工技術、聚合材料和(hé)複合材料、超硬合成材料、超導技術、微型冶金生産技術模型。


俄羅斯具有(yǒu)世界水平的(de)新材料研究所:

從事金屬材料研究的(de)機(jī)構有(yǒu):俄科(kē)院金屬研究所、俄科(kē)院西伯利亞分院強度物理(lǐ)和(hé)材料學(xué)研究所、稀有(yǒu)金屬工業研究所、航空材料研究所、結構材料研究所、重工業研究所、有(yǒu)色冶金研究所、國(guó)家航空技術研究所、全俄輕質合金研究所以及若幹研究協會和(hé)企業。

從事陶瓷材料研究的(de)機(jī)構有(yǒu):俄科(kē)院西伯利亞分院強度物理(lǐ)和(hé)材料學(xué)研究所、固體化學(xué)和(hé)礦物原料加工研究所、矽酸鹽化學(xué)研究所、航空材料研究所、結構材料研究所、全俄高(gāo)分子(zǐ)纖維研究所、國(guó)家航空技術研究所、全俄輕質合金研究所以及若幹科(kē)研生産聯合體和(hé)企業。

從事複合材料研究的(de)機(jī)構有(yǒu):俄科(kē)院合成聚合材料研究所、強度物理(lǐ)和(hé)材料學(xué)研究所、矽酸鹽化學(xué)研究所、航空材料研究所、石墨基結構材料研究所、中央特種機(jī)械制造研究所、全俄輕質合金研究所以及若幹科(kē)研生産聯合體和(hé)企業。

從事高(gāo)分子(zǐ)材料研究的(de)機(jī)構有(yǒu):俄科(kē)院合成高(gāo)分子(zǐ)材料研究所、航空材料研究所、國(guó)立高(gāo)分子(zǐ)化學(xué)和(hé)技術研究所、全俄高(gāo)分子(zǐ)纖維研究所、國(guó)家航空技術研究所以及若幹科(kē)研生産聯合體和(hé)企業。

從事高(gāo)純度材料研究的(de)機(jī)構:金屬研究所、高(gāo)純度物質化學(xué)研究所、稀有(yǒu)金屬工業研究所、特純材料研究所等研究機(jī)構及科(kē)研生産聯合體和(hé)企業。

六、英國(guó)

英國(guó)是全球傳統的(de)新材料強國(guó)之一(yī)。比如(rú)世界上第一(yī)座大型塑料橋1992年(nián)10月是在英國(guó)出現的(de)。世界上第一(yī)座用複合材料,主要是玻璃纖維增強塑料建造的(de)大型橋梁在蘇格蘭的(de)阿伯費迪竣工。這座橋是由蒙賽爾公司和(hé)鄧迪大學(xué)的(de)工程技術人員共同設計的(de),橋梁為(wèi)懸索式結構,是用來聯結一(yī)條河流的(de)兩側的(de)高(gāo)爾夫球場的(de)。橋長(cháng)62米、寬2米,但重量僅為(wèi)15噸。

英國(guó)政府于2019年(nián)5月宣布承諾到2050年(nián)實現淨零排放。而英國(guó)的(de)亨利·羅伊斯研究所(Henry Royce Institute)由參與先進材料研究的(de)九個領先機(jī)構(包括利茲)組成,并與劍橋大學(xué)物理(lǐ)研究所和(hé)制造業研究所一(yī)起确定了學(xué)術方法。行(xíng)業研究人員可(kě)以幫助提供負擔得起且可(kě)靠的(de)綠(lǜ)色技術。合作的(de)結果是五個技術“路線圖”,它們描述了許多關鍵研究領域的(de)發展如(rú)何在減少溫室氣體排放中發揮重要作用。這些路線圖涵蓋:

用于光伏系統的(de)材料,它将增加太陽能電池闆産生的(de)電量;用于産生氫氣和(hé)化學(xué)原料的(de)低(dī)碳方法的(de)材料;熱電能量轉換材料,存在于加熱,制冷和(hé)空調系統中;熱量轉換材料,可(kě)消除在加熱和(hé)制冷系統中使用碳;用于低(dī)損耗電子(zǐ)設備的(de)材料,這将導緻更節能的(de)電子(zǐ)設備和(hé)計算。

研究人員還提出了一(yī)系列建議,包括呼籲增加對材料研究和(hé)測試設施的(de)投資,制定新法律以确保采用新的(de)綠(lǜ)色技術以及将可(kě)持續性作為(wèi)任何新的(de)先進材料的(de)核心。

物理(lǐ)與天文學(xué)學(xué)院的(de)Linfield教授和(hé)Katharina Zeissler博士以及Oscar Cespedes博士協調了低(dī)損耗電子(zǐ)學(xué)的(de)技術路線圖。該計劃得到了代表半導體行(xíng)業的(de)研究和(hé)技術組織CSconnected的(de)支持。

值得一(yī)提的(de)是,英國(guó)劍橋科(kē)技園是歐洲最成功的(de)的(de)科(kē)學(xué)園區,也是歐洲最著名的(de)科(kē)學(xué)園區之一(yī)。劍橋科(kē)技園以劍橋大學(xué)為(wèi)主導的(de)産學(xué)研合作,緻力于發展生命科(kē)學(xué)、生物醫藥、人工智能、物聯網、新材料、國(guó)防等高(gāo)新技術産業,擁有(yǒu)超過120家企業,其中61%的(de)企業起源于劍橋大學(xué),50%的(de)企業成立了十年(nián)以上,30%的(de)企業是外資企業。

英國(guó)的(de)新材料研究機(jī)構:

卡文迪許實驗室:卡文迪許實驗室作為(wèi)劍橋大學(xué)物理(lǐ)科(kē)學(xué)院的(de)一(yī)個系,從1904年(nián)至1989年(nián)的(de)85年(nián)間一(yī)共産生了29位諾貝爾獎得主,占劍橋大學(xué)諾獎總數的(de)三分之一(yī)。若将其視(shì)為(wèi)一(yī)所大學(xué),則其獲獎人數可(kě)列全球第20位,與斯坦福大學(xué)并列。其科(kē)研效率之驚人,成果之豐碩,舉世無雙。在鼎盛時期甚至獲譽“全世界二分之一(yī)的(de)物理(lǐ)學(xué)發現都來自(zì)卡文迪許實驗室。

英國(guó)ARM公司:英國(guó)ARM公司是全球領先的(de)半導體知識産權(IP)提供商(shāng)。全世界超過95%的(de)智能手機(jī)和(hé)平闆電腦都采用ARM架構。ARM設計了大量高(gāo)性價比、耗能低(dī)的(de)RISC處理(lǐ)器、相關技術及軟件。早在2014年(nián)基于ARM技術的(de)全年(nián)全球出貨量是120億顆,從誕生到現在為(wèi)止基于ARM技術的(de)芯片有(yǒu)600億顆。技術具有(yǒu)性能高(gāo)、成本低(dī)和(hé)能耗省的(de)特點。在智能機(jī)、平闆電腦、嵌入控制、多媒體數字等處理(lǐ)器領域擁有(yǒu)主導地(dì)位。

英國(guó)太赫茲公司Teraview:英國(guó)創業公司TeraView成立于2001年(nián),是世界上第一(yī)家緻力于太赫茲光成像和(hé)光譜學(xué)應用的(de)公司。公司的(de)太赫茲技術主要面向研究型實驗室和(hé)全球性的(de)生産設施部門,可(kě)應用于制藥、汽車、半導體封裝等領域,可(kě)大幅縮短(duǎn)檢測時間。據稱,在IC封裝方面,使用傳統的(de)區域檢測方法需要7-10天,而使用該公司的(de)太赫茲技術1天以內(nèi)即可(kě)完成,同時能大幅降低(dī)因檢測對IC封裝造成的(de)破壞。公司的(de)太赫茲技術還可(kě)用于武器及爆炸物的(de)檢測、藥品質量的(de)監測、汽車及相關領域中塗層表面的(de)檢測以及癌症檢測的(de)醫學(xué)成像等。

超穎材料企業Metaboards:Metaboards成立于2016年(nián),由牛津大學(xué)的(de)教授和(hé)研究人員創立,他們正在嘗試用一(yī)種“超穎材料”來提出更好的(de)無線充電解決方案。新方案可(kě)以解決目前無線充電的(de)短(duǎn)闆,比如(rú)需要設備和(hé)充電器對接,新科(kē)技還能用一(yī)個充電點給多個設備充電。

七、韓國(guó)

韓國(guó)是新材料世界級強國(guó)之一(yī)。比如(rú)2020年(nián)10月,三星先進技術研究院Eunjoo Jang團隊曾經報道(dào)了一(yī)種量子(zǐ)産率為(wèi)100%的(de)無镉藍光ZnTeSe / ZnSe / ZnS量子(zǐ)點的(de)合成。所得的(de)器件顯示出高(gāo)達20.2%的(de)EQE,亮(liàng)度為(wèi)88,900 cd m-2,在100 cd m-2時T50 = 15,850 h,這是迄今為(wèi)止全球藍光QD-LED報道(dào)的(de)最高(gāo)值!

韓國(guó)早在2001年(nián)就成為(wèi)世界上第5個材料出口國(guó),并且推出了著名的(de)“Fast-Follower”戰略,希望跻身四強。韓國(guó)企業在“Fast-Follower”戰略推動下,逐漸趕超了原材料行(xíng)業發達國(guó)家的(de)企業。韓國(guó)并且在2001年(nián)成為(wèi)世界上第5個材料出口國(guó)/地(dì)區。當年(nián)材料行(xíng)業占韓國(guó)出口總額的(de)45%以上,到了2015年(nián)達到68%。

韓國(guó)希望在未來十年(nián)成為(wèi)在“核心材料”領域實現世界第四大出口國(guó)的(de)願望。比如(rú)在韓國(guó)的(de)大學(xué)和(hé)研究機(jī)構中,許多研發工作正在信息技術、生物技術和(hé)環境技術等多個領域取得進展,一(yī)些高(gāo)頻熱詞包括:功能性有(yǒu)機(jī)/無機(jī)納米雜化、納米結構的(de)光電材料、超分子(zǐ)材料、太陽能電池和(hé)熱能轉換的(de)有(yǒu)機(jī)材料、自(zì)組裝納米顆粒的(de)藥物傳遞、能量生成和(hé)儲存的(de)複合材料、氣凝膠、高(gāo)性能超級電容器、二次锂電池等。

韓國(guó)的(de)材料學(xué)家和(hé)工程師想要成為(wèi)新材料技術的(de)“First Movers”,而不是其他發達國(guó)家先進技術的(de)“Fast Followers”,特别是在工業4.0時代。韓國(guó)一(yī)直處于新材料研發的(de)核心陣營,比如(rú)“石墨烯”是典型例子(zǐ)。石墨烯可(kě)以廣泛應用在許多不同的(de)領域包括太陽能電池、半導體、透明面闆、發光材料等。盡管石墨烯是國(guó)外科(kē)學(xué)家首先發明的(de),但韓國(guó)在石墨烯産業研發創新上是一(yī)個“最早的(de)行(xíng)動者”。2016年(nián),韓國(guó)是擁有(yǒu)國(guó)內(nèi)和(hé)國(guó)際石墨烯專利最多的(de)國(guó)家:比如(rú)來自(zì)韓國(guó)三星225項專利,LG 180項,成均館大學(xué)147項,韓國(guó)科(kē)學(xué)技術高(gāo)等研究院(KAIST)129項,以及首爾國(guó)立大學(xué)78項。

韓國(guó)知識經濟部和(hé)教育科(kē)學(xué)技術部之前表示,到2020年(nián)将投入5130億韓元(約合人民币28.2億元)推動“納米融合2020項目”。

值得一(yī)提的(de)是,韓國(guó)政府在2013發布《第三次科(kē)學(xué)技術基本計劃》,提出将在5個領域推進120項國(guó)家戰略技術(含30項重點技術)的(de)開發,其中30項重點技術包括先進技術材料、知識信息安全技術、大數據應用技術等。韓國(guó)的(de)未來增長(cháng)動力計劃,集中支持新一(yī)代半導體、納米彈性元件、生态材料、生物材料、高(gāo)性能結構材料等。

韓國(guó)政府在2014年(nián)制定了3D打印技術産業發展的(de)總體規劃,并加強了技術開發、基礎設施建設、人才培養、法律制度完善等基本産業環境的(de)建設。2016年(nián),在原有(yǒu)政策與推進工作基礎上,為(wèi)提高(gāo)韓國(guó)産業競争力,韓國(guó)制定了《韓國(guó)3D打印産業振興計劃(2017-2019年(nián))》,其目标是在2019年(nián)使韓國(guó)成為(wèi)3D打印技術的(de)全球領先國(guó)家。





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