中國電子元件行業(yè)協(xié)會
China Electronic Components Association
人們在傳統(tǒng)材料的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)代科技的研究成果，開發(fā)出新材料。實(shí)際上，圍繞先進(jìn)材料發(fā)展新產(chǎn)業(yè)來維持經(jīng)濟(jì)增長是中國的一項(xiàng)宏偉計(jì)劃。
新材料按組分為金屬材料、無機(jī)非金屬材料（如陶瓷、砷化鎵半導(dǎo)體等）、有機(jī)高分子材料、先進(jìn)復(fù)合材料四大類。按材料性能分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料。
結(jié)構(gòu)材料主要是利用材料的力學(xué)和理化性能，以滿足高強(qiáng)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(yīng)， 以實(shí)現(xiàn)某種功能，如半導(dǎo)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(shù)量突飛猛進(jìn)
根據(jù)Web of Science的數(shù)據(jù)，中國科技領(lǐng)域高質(zhì)量國際論文數(shù)量和份額在過去幾年間取得突破性地增長，接連超過日本和英國，僅次于美國居世界第二位。
（表格、數(shù)據(jù)來源于Nature Index,下同）
在統(tǒng)計(jì)的十四個學(xué)科中，其中國內(nèi)材料學(xué)科的高質(zhì)量論文數(shù)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)論文增長了將近兩倍。過去兩年中，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(biāo)世界第一
很多人并沒有意識到，十多年來，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，這些論文的數(shù)量增速進(jìn)一步擴(kuò)大。
近5年來，中國的新材料行業(yè)發(fā)展非?？?，最明顯的標(biāo)志體現(xiàn)在論文與專利方面。目前，中國與材料相關(guān)的基礎(chǔ)研究論文已經(jīng)趕超了美國，在nature、science等雜志上都發(fā)表過數(shù)量可觀的論文，同時發(fā)明專利排名全球第一，中國新材料行業(yè)基礎(chǔ)研究碩果累累，成績名列全球前茅。
引用數(shù)是衡量科研論文影響力的重要指標(biāo)。引用影響方面，雖然材料學(xué)科發(fā)表論文影響力過去幾年逐步提升，但與論文數(shù)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
“我國在新材料基礎(chǔ)研究方面名列前茅，不過在科技成果產(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)院院長韓高榮表示，目前中國缺乏有擔(dān)當(dāng)?shù)拇笃髽I(yè)從事前瞻性新材料產(chǎn)業(yè)化研究。
以石墨烯為例，當(dāng)前中國石墨烯專利申請量逾16000件，占全球總數(shù)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(dǎo)入期、產(chǎn)業(yè)化突破前期”。
我國政府對科研成果轉(zhuǎn)化一直都持支持態(tài)度，并且先后出臺過相關(guān)政策，撥發(fā)專項(xiàng)資金進(jìn)行扶持。但不可否認(rèn)，國內(nèi)很多科研成果依然很難真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
究其原因，除了高校科研人員注重技術(shù)，在商業(yè)化方面欠缺經(jīng)驗(yàn)之外，沒有相關(guān)資源、無法獲得投資、找不到合適的合伙人等等，也是擺在新材料科研項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化面前的客觀難題。
另外，從成果轉(zhuǎn)化的橋梁中介服務(wù)機(jī)構(gòu)來看，存在橋梁不寬的問題?？萍汲晒霓D(zhuǎn)化是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，十分需要技術(shù)市場中介服務(wù)機(jī)構(gòu)全過程的服務(wù)，助力打通科技成果轉(zhuǎn)化不順暢流通的環(huán)節(jié)。
北京大學(xué)物理學(xué)家彭練矛認(rèn)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(yàn)室到產(chǎn)品上市。但他認(rèn)為，在政策慣性和一些權(quán)威科學(xué)家的影響下，資金更偏向于基礎(chǔ)科學(xué)。
此外，應(yīng)用研究是創(chuàng)新性的，需要長期的投入和努力，但應(yīng)用研究者目前并沒有獲得應(yīng)得的研究經(jīng)費(fèi)，經(jīng)費(fèi)數(shù)量離美國、歐洲等發(fā)達(dá)國家差距明顯。如果項(xiàng)目擁有強(qiáng)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)，推動技術(shù)商業(yè)化。
淺談材料應(yīng)用的五個熱點(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，就需要知道未來終端市場趨勢是什么。新材料技術(shù)不會孤立地存在與發(fā)展，而是需要支撐終端產(chǎn)品。
所以能迎合現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)與社會趨勢的技術(shù)和產(chǎn)品會迅速得到市場認(rèn)可。如果所在領(lǐng)域市場需求不強(qiáng)，技術(shù)本身不夠成熟或不夠貼近產(chǎn)品端，就不會實(shí)現(xiàn)成熟的商業(yè)化。
我們從中選取出五個熱門應(yīng)用方向，并簡要談?wù)勛约簩υ摲较虻挠^點(diǎn)。
1.能源領(lǐng)域。毋庸置疑，該領(lǐng)域必將繼續(xù)升溫。能源相關(guān)期刊影響因子持續(xù)走高，連Nature今年也坐不住了，準(zhǔn)備推出Nature Energy。各國和普通消費(fèi)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和其帶來的環(huán)境問題。太陽能電池、鈉離子電池、燃料電池、鈣鈦礦太陽能電池材料都將頻繁出現(xiàn)在各類頂級期刊上。
2.半導(dǎo)體及電子器件。電子產(chǎn)品日益影響我們的生活，消費(fèi)者對電子產(chǎn)品的關(guān)注也必將引起半導(dǎo)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(qiáng)大的計(jì)算性能，將永遠(yuǎn)是熱點(diǎn)問題。目前來看仍將是硅基材料其主導(dǎo)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)，將立即迎來商業(yè)化。
3.環(huán)境問題。包括水處理，污染物吸附等在內(nèi)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與環(huán)境相關(guān)的期刊。而且過濾材料、生物吸附材料應(yīng)用需求越來越強(qiáng)烈，近兩年應(yīng)該會源源不斷地出現(xiàn)較為成熟的產(chǎn)品應(yīng)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(nèi)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)開始成為一種風(fēng)氣。隨著物聯(lián)網(wǎng)近年的迅速發(fā)展，可穿戴設(shè)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價值，但短期內(nèi)實(shí)際應(yīng)用價值并不大，研發(fā)過程中也遇到了一些問題，保守估計(jì)五年內(nèi)不會有成熟產(chǎn)品進(jìn)入大眾視野。
(本文材料學(xué)學(xué)科數(shù)據(jù)、圖表來自于Nature中英文官網(wǎng))
