新材料爆發在即？
點擊（jī）量：509 發布時間：2017-03-18 作者：草莓视频ios（上海）增（zēng）材（cái）製造（zào）技術有限公司
誰都沒想到，08年華爾街惹的禍居然像多（duō）米諾骨牌一樣發酵並蔓延全球。這場（chǎng）危機扁平化、隱性（xìng）化、長期化（huà），“抗戰八年”未果（guǒ），已演變（biàn）成（chéng）全（quán）球生產、交易和生（shēng）活（huó）方式的洗牌。這場危機究竟何時（shí）到頭？
危（wēi）機有“危”亦有“機（jī）”。曆史經驗（yàn）表（biǎo）明，每一場經（jīng）濟危機都（dōu）伴隨著一場技（jì）術革命，繼而，新技術革命又將成為推動經濟（jì）增長（zhǎng）的強大引擎，走出危機。
至（zhì）少從前三輪技術（產業）革命（mìng）看（kàn），從（cóng）蒸（zhēng）汽機到化石能源再到電力，都是（shì）能源利用的轉變，也是材料的基礎之變。
以此看今朝，雖然新能（néng）源如太陽能（néng）等占比快速上升，但尚（shàng）未形（xíng）成（chéng）供應方式的革命性變化，加之，能源革命亦遭遇材料壁壘，因此，新一輪科技和產業變（biàn）革無疑將以新材料的技術突破為前提。
因為一旦材料出（chū）現顛覆，將根本改變人類（lèi）曆史進程。從青銅時代到鐵器時代，若非石油的（de）發現、塑料的發明，人類豈能（néng）進入如此（cǐ）豐富的能源化工時代？就是信息技術也（yě）得益於矽材料的突破。
隻（zhī）是當初這些新材料爆發（fā）的革命能量已逐漸（jiàn）用盡，不管是摩爾定律的失效還是塑料工業的（de）汙（wū）染，都已無法延續原有（yǒu）材料或持續性創新所（suǒ）能力挽狂瀾。當（dāng）下新經濟呼喚新材料的顛覆性革命，新技術革命才有實現的可能，因（yīn）此，新材料可（kě）謂（wèi）科（kē）技（jì）革命的前哨（shào）戰。
於是（shì）當人們被危機搞得疲憊不堪，殊不（bú）知一場新材料的盛宴（yàn）已悄然（rán）開場。因為材料科學研究本身就出現了顛覆。
相比原本新材（cái）料的發明基本是一個個試，成功純屬“瞎貓撞上死（sǐ）耗子”，美（měi）國受人類基因組計劃的啟發（fā），於2011年啟動材料基因組計劃（huá），將元素周期表上的元素不同組合，依靠計算程序“預言”成千上萬的新材料。單全球（qiú）三大材料基因（yīn）庫就包含上千萬種材料和（hé）幾（jǐ）十萬（wàn）種假想材料。
基於此，科學家（jiā）將以人工智能預測材料組合的性質，有的放矢地設計、構（gòu）建和塑造各種超乎想象的新材料，或讓衣服（fú）可以導電，或讓（ràng）太陽能利用效率是現在的千倍以（yǐ）上，甚至新生物材料幾乎能“以假（jiǎ）亂真（zhēn）”。
新材料無疑從物質宏（hóng）觀層麵的（de）重組進入了納米微觀層麵的自由設計（jì）階段，並打開了材料基因的（de）潘多拉魔盒。
因為伴隨原子基因之變，材質、性能（néng）隨之而變，新材料由此在（zài）改頭換麵、移花接木中上演魔（mó）術般的奇跡。於是，納（nà）米改造可以使（shǐ）混紡織物殺（shā）死細菌，可隨意剪切的新型膜材料將讓一切都成（chéng）為顯示屏，甚至是（shì）“T-1000終結者”那樣的3D液態金屬機器人也離人類（lèi）越來越近了。
顯然，新材料革命已近在咫尺，當下開始進（jìn）入百花齊放的爆發期，而具有革命性，未來（lái）或（huò）將以（yǐ）釜底抽薪之（zhī）勢席卷全球的，有如下六大新材料：
一是石（shí）墨烯，僅（jǐn）由（yóu）單層碳原（yuán）子構成（chéng），卻打開了二維材料的新天地。
石墨烯自（zì）誕生就頭戴最薄、最堅硬、導電導熱性能最強的萬能材料王冠，不僅在軍工航空大（dà）顯身手，並（bìng）在移動通訊獨（dú）領風騷，越發顯（xiǎn）現（xiàn）多麵能手（shǒu）的特（tè）質。尤（yóu）其是石墨烯電池（chí）一旦真的實現（xiàn）“充電十分鍾（zhōng）能跑1000公裏”，那無疑將取（qǔ）代煤炭與石油（yóu），顛覆現有能源格局，有專家甚至預測中東許多產油國（guó）將因此排隊破產。就連任正非都認為石（shí）墨烯將取代矽，由此掀起一場顛覆性的新技術新產業革命。
二是 ，外柔（róu）內剛，被譽為“黑色黃金（jīn）”，在航空航天、軍（jun1）工裝備等領域大放（fàng）異彩。
美國F-22、F-35戰機的碳纖維複合材料用量比例分別達到24%、36%，A350等大型民機占比更高（gāo）達50%以上。波音（yīn）787機體50%使用碳纖維後，不單省油20%，維（wéi）修和運營成本（běn）也分別降低30%、10%。專家預測，一旦2020年碳纖維成本與鋁合金持平，那麽“碳（tàn）纖維+新能源”可能是第（dì）二次汽車（chē）革命。僅2008-2014年全球碳纖維就暴增五成，據測算未來十年呈（chéng）兩位數增（zēng）長，那麽全球市場規模或超1.3萬億元。
碳纖維應用在空客A380客機上
三是超材（cái）料，是21世紀以來才出現的一類新材料。
它具備（bèi）超乎自然的特殊功能，而這取決於人（rén）工設計的特殊結構。比如，光操縱材料就可以特定的納米結構對光線進行散射，進而讓物體隱形。自愈材（cái）料可以在無（wú）人幹預下通過改（gǎi）造（zào）化學鍵和利用細菌來修複破損，當下海軍艦（jiàn）船就以自愈混凝土防腐。顯然，超材（cái）料可在人（rén）類設計（jì）下突破自身本（běn）性（xìng）“魂不附體”，或將“一（yī）石激起（qǐ）千層浪”，單是扭曲光線的（de）超（chāo）材料就將（jiāng）引發光學革命。
四（sì）是可降解、可變形塑料，將啟動二次塑（sù）料（liào）革命。
畢竟（jìng）人類每（měi）三年生產近10億噸塑料，其中一半被廢棄，資源浪費不（bú）說，關鍵是大麵積（jī）的環境汙（wū）染與健康危害，無怪乎各國都發出“限塑（sù）令（lìng）”了。為此，未（wèi）來（lái）生物塑料將“脫胎換骨”，既能變形可（kě）再（zài）生（shēng），又無毒性可降解，以求生產時節能減排、使用時環（huán）境友好，進（jìn）而走上不再依賴石油生產塑料的道（dào）路。
五是3D打印粉末材料，從工程塑料到陶瓷材料再到金屬粉末，迎來全麵爆（bào）發。
尤其伴隨軍工、醫療等越來越廣泛的（de）應用，2015-2020年複合增長（zhǎng）或達24.4%。金屬3D打印（yìn）甚（shèn）至越過研究與商（shāng）業應用的“死亡穀”，有仗於微觀結構的（de）控製，即通過控（kòng）製過程變量對材料在原子層麵打（dǎ）印。比如記憶電阻、量子計算（suàn）等都需要用到原子級定製材料，由此將為（wéi）能源、化（huà）工、信息領域提供經濟的材料解決方案。
六是4D打印超能材料，比3D打印增加了時間維度，可通過軟件設（shè）定模型和時間自動變化形狀（zhuàng）和大小。
比如可記憶高分子材料等不（bú）是事先對材料編程，就是在水等催化劑作用下自我組（zǔ）裝成型。試（shì）想，一個部件在太空中自組裝（zhuāng）成一個完整的（de）衛星，而不需要電腦芯片或馬達驅動，服裝、建（jiàn）築、航空產（chǎn）業等（děng）均將因此打開想象（xiàng）的翅膀。
由此可見，新（xīn）材料是工業之基，亦是百業之本。就連亨德裏克•貝克蘭（lán）這個“塑料之父”都未料到，塑料會如此前所未有地改（gǎi）變社會，不單“飛入尋常（cháng）百姓家”並短（duǎn）短百年內（nèi）造就數萬億產業。
新材料的顛覆性顯而易見，因為新材料改造的不是企業，而是整個行業；顛（diān）覆的不是生產經營，而是整個商業模式。雖然塑料（liào）因輕便、廉價等極大取代了鐵器等，但正因有了塑料，才有了消費革命，收（shōu）音（yīn）機、計算機、合成纖維、一次性用具等才得（dé）以大量生產。
說到底，蘋果顛覆諾基亞，不單（dān）是智能機對功能機的替代，更是材（cái）料革命的勝利，以致（zhì）時尚（shàng）創（chuàng）造需求（qiú），引無數果粉競折腰。而（ér）從石油的工業經濟到矽（guī）的（de）信息時代，新材料的（de）發現都讓人類突（tū）破原有限製、引發文明發展的“臨門飛躍”。
到如今，我們再次（cì）處於材料科學革命的邊緣。僅（jǐn）為解決海量數據（jù）的（de）保存和調取，一（yī）旦指甲大小新石英材（cái）料能保存萬億（yì）字節的信息，人（rén）類何愁（chóu）存儲器不夠（gòu）用？加之，量子元件等興起，計算（suàn）機的“改頭換麵（miàn）”，無疑將讓基於此的信息社會引發蝴蝶效應，進而真正改變世界。
正因新材料決定未來的工業基礎，各國無不極大關注並付諸行動。
美國在克林頓時期就先後發布先進汽車材料計劃、未（wèi）來工（gōng）業材（cái）料計劃。單為推動納米材料（liào），小布什執政八年就投入百億美元，而到奧巴馬任期更加強了新（xīn）材料研發。
歐盟（méng）也不甘示弱，從原材料行動計劃到納米技術戰略，更以石（shí）墨烯旗艦計劃野心勃勃。
對此，中國雖（suī）是後起之秀，但（dàn）08年危機剛至，就祭出新材料等戰略性新興產業，到（dào）如今，從中國製造2025關注新材料技術路線，到新材料的“十三五規劃（huá）”，中國在新材料上奮起直追。
加之，日本超（chāo）級鋼鐵材料開發計劃，德國“21世紀技術關鍵的新材料（liào）計劃”等，新（xīn）材料已是兵家必爭之地，這恰恰也（yě）是經濟危機逼出來的。
“
因為（wéi）誰能（néng）掌握未來新材料，誰就能在這場危（wēi）機洗牌中（zhōng）脫穎而出（chū）。新材料儼然成為走出危機的（de）先行（háng）指標。
”
隻不（bú）過，正如人（rén）造塑料最早在1869年被合成，其產品卻直到20世紀20年代才真正開始市場化，每一個新材（cái）料（liào）都需要（yào）時間證明它的潛（qián）力，尤其當前材料領域還處於實驗科學範疇（chóu），想要商業化需要大量資本和時間的等待。
畢竟，新材料從理論可（kě）能到現實成品（pǐn），越過這一臨界已屬（shǔ）不易，更別提進（jìn）入應（yīng）用領域，取代傳統（tǒng）材料進而顛（diān）覆行業，勢必引發（fā）衝突與爭論。但也隻有充（chōng）分爭論與嚴（yán）謹論證，才能加快新材料的研發與市場化。
這就不難預（yù）料，未來新材料（liào）一旦全麵登台（tái），引發產業革命（mìng）促使新經濟增長替代，那麽屆時所謂的（de）危機也就被化解、超越了。
