材料是制造業的基礎，要加快實施制造強國戰略，必須夯實新材料這一重要基礎。日前，中國石油和化學工業聯合會發布《石油和化學工業“十四五”發展指南》，其中特別強調要加快化工新材料的發展，提出“十四五”末化工新材料的自給率要達到75%，占化工行業整體比重超過10%。
“化工新材料應用于多個國民經濟重要領域，如航空航天、電子、新能源、醫療健康、節能環保等。”天津大學化工學院教授姜忠義表示，未來需要構建化工新材料自主創新體系，加速國產新材料落地應用，給予化工新材料更多市場支持。
從飛機到保暖衣都能用到化工新材料
大到飛機、火箭、衛星、動車、輪船這些關系國民經濟的“重器”，小到購物袋、飯盒、電池、保暖衣等日常用品，都與化工新材料有著密不可分的關系。一頭連著科技和創新，一頭連著產業和市場，化工新材料研發水平及產業化規模可謂是衡量一個國家科技、經濟實力的重要標志。
姜忠義介紹，一般來說，需要化學反應或化工過程制造出來的材料，叫做化工材料。化工新材料則是指，近期發展的和正在發展之中的具有傳統化工材料不具備的優異性能或某種特殊功能的新型化工材料。
“與傳統化工材料相比，化工新材料具有質量輕、性能優異、功能性強、技術含量高、附加價值高等特點。”姜忠義舉例說，飛機耗油與自重有關，機身采用質量更輕的化工新材料，油耗就會更少，但同時新材料還要滿足傳統材料具備的防凍、抗冰等性能;再如廢水處理，過去用蒸發器，能耗高，現在用新材料膜過濾，能耗節約了很多。
在一些領域，必須依靠化工新材料來滿足新的技術需求。比如太空飛船載人工作艙需要轉化、處理航天員呼出的二氧化碳，如果攜帶效率低、體積大的二氧化碳處理材料，就會影響太空艙內的空間利用。應用處理效率高的化工新材料，不僅不會影響太空艙內的空間利用，而且航天員還可以在太空中停留更長時間。
此外，在很多領域，化工新材料的應用意義非常重大。
天津大學化工學院教授張生表示，能源領域的科技創新，如傳統化石能源的清潔高效轉化、二氧化碳可持續轉化與利用等關鍵技術的突破，將成為我國能源革命的重要推動力量。而能源及其衍生產品的生產、轉化、存儲和利用這些典型化工過程，均與催化反應密切關聯，催化劑材料與技術直接或間接地為世界貢獻了近30%GDP。因此高效綠色工業催化劑材料的開發是我國能源、化工領域的重大戰略需求，對實現綠色低碳可持續發展、提升國際戰略競爭力具有重要意義。
我國化工新材料產業規模快速增長
去年底發布的《2020年中國化工新材料年度發展報告》顯示，我國化工新材料行業產業規模快速增長，技術進步顯著，已成為我國化學工業增長最快的行業。
“十三五”期間，化工新材料產業結構調整取得重大進展，形成了10個左右年產值超百億元的化工新材料特色產業園區;企業組織結構更趨合理，培育了30個左右在專業子行業領域具有引領作用的骨干新材料企業或企業集團，培育了300個左右專精新特細分領域單項冠軍企業;創新能力顯著增強，化工新材料企業科研投入占主營業務收入的比例達到3%以上，建成一批國家級化工新材料研發平臺和企業技術中心。
“高性能碳纖維及其復合材料是實現衛星平臺、運載火箭、大飛機、兵器艦船等國家重大工程建設的物質基礎。”張生表示，國內已經在基本型(T300 級)碳纖維的研制、工程化及航空航天應用關鍵技術、濕法高強型(T700G 級)碳纖維的研制和工程化關鍵技術、高強中模型(T800H 級)碳纖維的工程化及其應用關鍵技術等方面取得了一連串技術突破。
據介紹，在環保領域，我國已將超濾膜技術應用于水處理中，如工業廢水含有大量有毒物質，若未妥善處理，會對動植物及人類的基本生存構成威脅。傳統的廢水處理存在資源浪費、能耗過大且工藝復雜等問題，運用超濾膜技術進行工業污水處理可以充分過濾水中的有害物質，最大限度地提高凈水效率、保障生命安全。
張生介紹，再如植入性醫療器械具有維持生命、修復功能的特殊作用。“近年來，國內研究團隊研發了與3D技術融合發展的殼聚糖基復合材料。采用3D打印技術，制備的納米羥基磷灰石/殼聚糖/聚己內酯多孔三元復合支架材料，可制成滿足患者個性化需求的骨缺損產品。”
盡管數據顯示，我國已成為“材料大國”，但距離“材料強國”之路仍任重道遠。姜忠義認為，要建成“材料強國”，必須構建自主創新體系。以膜材料為例，雖然還沒走向工業應用，但現在一些膜材料在實驗室的研究層面上已經嶄露頭角。盡管是局部的領先，但將來這類材料推出去，可能就會是世界領先。
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