中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
人們在傳統材料的基礎上，根據現代科技的研究成果，開(kāi)發(fā)出新材料。實(shí)際上，圍繞先進(jìn)材料發(fā)展新產(chǎn)業(yè)來(lái)維持經(jīng)濟增長(cháng)是中國的一項宏偉計劃。
新材料按組分為金屬材料、無(wú)機非金屬材料（如陶瓷、砷化鎵半導體等）、有機高分子材料、先進(jìn)復合材料四大類(lèi)。按材料性能分為結構材料和功能材料。
結構材料主要是利用材料的力學(xué)和理化性能，以滿(mǎn)足高強度、高剛度、高硬度、耐高溫、耐磨、耐蝕、抗輻照等性能要求；功能材料主要是利用材料具有的電、磁、聲、光熱等效應， 以實(shí)現某種功能，如半導體材料、磁性材料、光敏材料、熱敏材料、隱身材料和制造原子彈、氫彈的核材料等。
我國科技論文發(fā)表數量突飛猛進(jìn)
根據Web of Science的數據，中國科技領(lǐng)域高質(zhì)量國際論文數量和份額在過(guò)去幾年間取得突破性地增長(cháng)，接連超過(guò)日本和英國，僅次于美國居世界第二位。
（表格、數據來(lái)源于Nature Index,下同）
在統計的十四個(gè)學(xué)科中，其中國內材料學(xué)科的高質(zhì)量論文數量相比其他學(xué)科也是遙遙領(lǐng)先。
在2006年到2015年這十年間間，中國作者發(fā)表的材料科學(xué)論文增長(cháng)了將近兩倍。過(guò)去兩年中，中國研究者發(fā)表的論文中有十分之一都是材料科學(xué)領(lǐng)域的。
材料學(xué)科綜合指標世界第一
很多人并沒(méi)有意識到，十多年來(lái)，中國一直是在材料科學(xué)領(lǐng)域發(fā)表論文最多的國家，自2010年以來(lái)，這些論文的數量增速進(jìn)一步擴大。
近5年來(lái)，中國的新材料行業(yè)發(fā)展非?？?，最明顯的標志體現在論文與專(zhuān)利方面。目前，中國與材料相關(guān)的基礎研究論文已經(jīng)趕超了美國，在nature、science等雜志上都發(fā)表過(guò)數量可觀(guān)的論文，同時(shí)發(fā)明專(zhuān)利排名全球第一，中國新材料行業(yè)基礎研究碩果累累，成績(jì)名列全球前茅。
引用數是衡量科研論文影響力的重要指標。引用影響方面，雖然材料學(xué)科發(fā)表論文影響力過(guò)去幾年逐步提升，但與論文數量所擁有的絕對優(yōu)勢相比，還不完全匹配。
產(chǎn)業(yè)化不足是隱憂(yōu)
“我國在新材料基礎研究方面名列前茅，不過(guò)在科技成果產(chǎn)業(yè)化方面還有些欠缺，與美國相比還存在一定的差距?！闭憬髮W(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長(cháng)韓高榮表示，目前中國缺乏有擔當的大企業(yè)從事前瞻性新材料產(chǎn)業(yè)化研究。
以石墨烯為例，當前中國石墨烯專(zhuān)利申請量逾16000件，占全球總數的68.2%，排在第二、三名的美國、韓國，則分別占11.6%和10.6%。盡管中國石墨烯專(zhuān)利申請量高居世界第一，但目前產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段依然處于“概念導入期、產(chǎn)業(yè)化突破前期”。
我國政府對科研成果轉化一直都持支持態(tài)度，并且先后出臺過(guò)相關(guān)政策，撥發(fā)專(zhuān)項資金進(jìn)行扶持。但不可否認，國內很多科研成果依然很難真正實(shí)現產(chǎn)業(yè)化。
究其原因，除了高?？蒲腥藛T注重技術(shù)，在商業(yè)化方面欠缺經(jīng)驗之外，沒(méi)有相關(guān)資源、無(wú)法獲得投資、找不到合適的合伙人等等，也是擺在新材料科研項目產(chǎn)業(yè)化面前的客觀(guān)難題。
另外，從成果轉化的橋梁中介服務(wù)機構來(lái)看，存在橋梁不寬的問(wèn)題?？萍汲晒霓D化是一項系統工程，十分需要技術(shù)市場(chǎng)中介服務(wù)機構全過(guò)程的服務(wù)，助力打通科技成果轉化不順暢流通的環(huán)節。
北京大學(xué)物理學(xué)家彭練矛認為，政府有資金也有決心支持整條新材料研發(fā)鏈——從實(shí)驗室到產(chǎn)品上市。但他認為，在政策慣性和一些權威科學(xué)家的影響下，資金更偏向于基礎科學(xué)。
此外，應用研究是創(chuàng )新性的，需要長(cháng)期的投入和努力，但應用研究者目前并沒(méi)有獲得應得的研究經(jīng)費，經(jīng)費數量離美國、歐洲等發(fā)達國家差距明顯。如果項目擁有強大的政府扶持和資助，大公司或國有企業(yè)就更有可能投資技術(shù)，推動(dòng)技術(shù)商業(yè)化。
淺談材料應用的五個(gè)熱點(diǎn)方向
如果想要知道新材料領(lǐng)域哪些技術(shù)方向可能擁有充足前景，就需要知道未來(lái)終端市場(chǎng)趨勢是什么。新材料技術(shù)不會(huì )孤立地存在與發(fā)展，而是需要支撐終端產(chǎn)品。
所以能迎合現實(shí)基礎與社會(huì )趨勢的技術(shù)和產(chǎn)品會(huì )迅速得到市場(chǎng)認可。如果所在領(lǐng)域市場(chǎng)需求不強，技術(shù)本身不夠成熟或不夠貼近產(chǎn)品端，就不會(huì )實(shí)現成熟的商業(yè)化。
我們從中選取出五個(gè)熱門(mén)應用方向，并簡(jiǎn)要談?wù)勛约簩υ摲较虻挠^(guān)點(diǎn)。
1.能源領(lǐng)域。毋庸置疑，該領(lǐng)域必將繼續升溫。能源相關(guān)期刊影響因子持續走高，連Nature今年也坐不住了，準備推出Nature Energy。各國和普通消費者也十分關(guān)注能源領(lǐng)域的最新進(jìn)展。期望能夠減少對化石燃料的依賴(lài)和其帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。太陽(yáng)能電池、鈉離子電池、燃料電池、鈣鈦礦太陽(yáng)能電池材料都將頻繁出現在各類(lèi)頂級期刊上。
2.半導體及電子器件。電子產(chǎn)品日益影響我們的生活，消費者對電子產(chǎn)品的關(guān)注也必將引起半導體領(lǐng)域和相關(guān)電子器件的進(jìn)一步發(fā)展。摩爾定律仍然很有意義，如何在更小的芯片上擁有更強大的計算性能，將永遠是熱點(diǎn)問(wèn)題。目前來(lái)看仍將是硅基材料其主導作用，但如果發(fā)生工藝、材料技術(shù)上的革新，在這一技術(shù)、資金密集型的行業(yè)，將立即迎來(lái)商業(yè)化。
3.環(huán)境問(wèn)題。包括水處理，污染物吸附等在內的環(huán)境相關(guān)材料已成為熱點(diǎn)，RSC旗下也剛推出了好幾個(gè)與環(huán)境相關(guān)的期刊。而且過(guò)濾材料、生物吸附材料應用需求越來(lái)越強烈，近兩年應該會(huì )源源不斷地出現較為成熟的產(chǎn)品應用。
4.在材料加工領(lǐng)域，3D打印等增材制造技術(shù)仍是十年內發(fā)展和研究的重點(diǎn)。比如研究火熱的用于航空航天鈦合金等金屬3D打印、研究民用的高分子材料3D打印、生物材料3D打印、3D打印建筑等等。
5.柔性可穿戴材料及器件已經(jīng)開(kāi)始成為一種風(fēng)氣。隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)近年的迅速發(fā)展，可穿戴設備的興起，柔性器件漸漸成為了熱點(diǎn)。這一方向具有很高的研究?jì)r(jià)值，但短期內實(shí)際應用價(jià)值并不大，研發(fā)過(guò)程中也遇到了一些問(wèn)題，保守估計五年內不會(huì )有成熟產(chǎn)品進(jìn)入大眾視野。
(本文材料學(xué)學(xué)科數據、圖表來(lái)自于Nature中英文官網(wǎng))
