沖擊自主創(chuàng)新高地 我國化工新材料要從做大走向做強
來源:科技日報
《石油和化學工業(yè)“十四五”發(fā)展指南》特別強調,要加快化工新材料的發(fā)展,“十四五”末化工新材料的自給率達到75%,占化工行業(yè)整體比重超過10%。
材料是制造業(yè)的基礎,要加快實施制造強國戰(zhàn)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(yè)聯(lián)合會發(fā)布《石油和化學工業(yè)“十四五”發(fā)展指南》,其中特別強調要加快化工新材料的發(fā)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(yè)整體比重超過10%。
“化工新材料應用于多個國民經(jīng)濟重要領域,如航空航天、電子、新能源、醫(yī)療健康、節(jié)能環(huán)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(chuàng)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(wèi)星、動車、輪船這些關系國民經(jīng)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(chuàng)新,一頭連著產業(yè)和市場,化工新材料研發(fā)水平及產業(yè)化規(guī)模可謂是衡量一個國家科技、經(jīng)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?;ば虏牧蟿t是指,近期發(fā)展的和正在發(fā)展之中的具有傳統(tǒng)化工材料不具備的優(yōu)異性能或某種特殊功能的新型化工材料。
“與傳統(tǒng)化工材料相比,化工新材料具有質量輕、性能優(yōu)異、功能性強、技術含量高、附加價值高等特點?!苯伊x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(tǒng)材料具備的防凍、抗冰等性能;再如廢水處理,過去用蒸發(fā)器,能耗高,現(xiàn)在用新材料膜過濾,能耗節(jié)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(chuàng)新,如傳統(tǒng)化石能源的清潔高效轉化、二氧化碳可持續(xù)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(lián),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(yè)催化劑材料的開發(fā)是我國能源、化工領域的重大戰(zhàn)略需求,對實現(xiàn)綠色低碳可持續(xù)發(fā)展、提升國際戰(zhàn)略競爭力具有重要意義。
我國化工新材料產業(yè)規(guī)??焖僭鲩L
去年底發(fā)布的《2020年中國化工新材料年度發(fā)展報告》顯示,我國化工新材料行業(yè)產業(yè)規(guī)模快速增長,技術進步顯著,已成為我國化學工業(yè)增長最快的行業(yè)。
“十三五”期間,化工新材料產業(yè)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(yè)園區(qū);企業(yè)組織結構更趨合理,培育了30個左右在專業(yè)子行業(yè)領域具有引領作用的骨干新材料企業(yè)或企業(yè)集團,培育了300個左右專精新特細分領域單項冠軍企業(yè);創(chuàng)新能力顯著增強,化工新材料企業(yè)科研投入占主營業(yè)務收入的比例達到3%以上,建成一批*********化工新材料研發(fā)平臺和企業(yè)技術中心。
“高性能碳纖維及其復合材料是實現(xiàn)衛(wèi)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?!睆埳硎?,國內已經(jīng)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(jù)介紹,在環(huán)保領域,我國已將超濾膜技術應用于水處理中,如工業(yè)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(tǒng)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(yè)污水處理可以充分過濾水中的有害物質,******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(yī)療器械具有維持生命、修復功能的特殊作用?!敖陙恚瑖鴥妊芯繄F隊研發(fā)了與3D技術融合發(fā)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?!?/p>
盡管數(shù)據(jù)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(chuàng)新體系。以膜材料為例,雖然還沒走向工業(yè)應用,但現(xiàn)在一些膜材料在實驗室的研究層面上已經(jīng)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************。