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“目前，全球新材料發(fā)展呈現(xiàn)三級梯隊競爭格局，我國處于第二梯隊?！敝袊こ淘涸菏?、中國工程院原副院長、國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會主任干勇在5月19日舉行的2025年北京新材料大會上表示，隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，我國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入關(guān)鍵窗口期，要加大研發(fā)投入，構(gòu)建“AI（人工智能）+新材料”技術(shù)體系，向“以自主創(chuàng)新為主”的科技創(chuàng)新模式轉(zhuǎn)變，邁入全球新材料第一梯隊，建設(shè)材料強國。

創(chuàng)新體系逐步完善

根據(jù)工信部發(fā)布的《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》，新材料主要包括先進基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料、前沿新材料三大類。先進基礎(chǔ)材料包括高性能金屬、特種塑料與橡膠、陶瓷、玻璃等；關(guān)鍵戰(zhàn)略材料包括稀土功能材料、先進半導(dǎo)體材料、新型能源材料及新型顯示材料等，是發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要原材料；前沿新材料包括用于高端醫(yī)療器械的納米材料、石墨烯材料等。

“新材料是經(jīng)濟社會發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是高新技術(shù)和高精尖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先導(dǎo)。”中國工程院院士、北京科技大學學術(shù)委員會主任謝建新說。

我國高度重視新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，先后出臺《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《國家新材料生產(chǎn)應(yīng)用示范平臺建設(shè)方案》《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《標準提升引領(lǐng)原材料工業(yè)優(yōu)化升級行動方案（2025-2027年）》等，旨在推動新材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

同時，我國材料創(chuàng)新體系逐步完善。截至目前，我國擁有國家級材料科技創(chuàng)新平臺近200個，其中建有70余個材料領(lǐng)域國家重點實驗室，正在建設(shè)材料國家實驗室；各部委建設(shè)百余個國家材料技術(shù)（工程）創(chuàng)新中心及重大平臺，推動我國新材料產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力不斷提升。

“我國自主開發(fā)的半導(dǎo)體照明材料、光伏材料、非線性激光晶體、分離膜材料、非晶合金等新材料技術(shù)已達到或接近國際水平，部分處于國際領(lǐng)先?！备捎卤硎?，關(guān)鍵新材料的不斷突破，為我國航空航天、能源交通、工程建設(shè)、資源節(jié)約與環(huán)境治理等領(lǐng)域國家重大工程的實施提供了不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)和保障。比如高性能鋼材料、輕合金材料、工程塑料等產(chǎn)品結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，有力支撐和促進高鐵、載人航天、海洋工程、能源裝備等國家重大工程建設(shè)及軌道交通、海洋工程裝備等產(chǎn)業(yè)“走出去”。

市場需求旺盛

隨著新型工業(yè)化的加速推進，我國新材料產(chǎn)業(yè)面臨重大機遇，新材料市場需求旺盛。

“當前，在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的大背景下，新材料和新物質(zhì)結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)，新材料科技創(chuàng)新保持高度活躍，材料科技創(chuàng)新呈現(xiàn)需求牽引和交叉學科驅(qū)動的態(tài)勢。”干勇說，傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體材料已難以滿足未來社會對智能化和高效能的需求，信息功能材料的不斷創(chuàng)新是先進計算、人工智能、新一代通信及網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、柔性顯示、量子科技、生物醫(yī)藥等新技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵，具有不可替代作用，可推動器件、系統(tǒng)、整機的功能和性能發(fā)生質(zhì)的飛躍和革命性變化。

干勇舉例說，在運載工具領(lǐng)域，預(yù)計到2030年，我國大客機將達到數(shù)千架，航空發(fā)動機用量將達3萬臺，修換件會加大，對高溫合金的需求量達到7萬余噸；高速列車基礎(chǔ)零部件用軸承鋼、齒輪鋼、模具鋼的年需求量分別為300萬噸、200萬噸和50萬噸。在能源動力領(lǐng)域，預(yù)計到2030年，我國需建設(shè)上千臺600℃、700℃超超臨界火電機組，需耐熱鋼和耐熱合金數(shù)千萬噸；海洋資源勘探、開采、儲運及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對鋼及耐腐合金需求量達到60萬噸。在生命健康領(lǐng)域，預(yù)計到2035年，用于胃腸道疾病、皮膚疾病常用藥物的填料，礦物納米材料的需求量將達到30萬噸。

工業(yè)和信息化部賽迪研究院材料工業(yè)研究所張海亮表示，人形機器人的發(fā)展，對輕量化材料、驅(qū)動材料和感知材料等新材料的需求巨大。

在巨大的需求驅(qū)動下，我國新材料產(chǎn)業(yè)加速跑。工業(yè)和信息化部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2024年1-11月，我國新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值同比增長10%以上，連續(xù)14年保持兩位數(shù)增長，預(yù)計2025年新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值將達到10萬億元規(guī)模。

探索“AI+新材料”融合方式

“伴隨著AI、機器學習等新技術(shù)的發(fā)展，AI正改變著新材料研發(fā)和制備方式?！备捎卤硎?。

“數(shù)字化和AI技術(shù)迅速發(fā)展成為材料領(lǐng)域前沿、共性關(guān)鍵技術(shù)，為從根本上解決新材料研發(fā)效率低、成本高的瓶頸問題提供了嶄新途徑?！敝x建新介紹說，應(yīng)用AI技術(shù)能夠?qū)Ａ繑?shù)據(jù)進行挖掘，從中提取、總結(jié)出材料“成分—結(jié)構(gòu)/組織—工藝—性能”內(nèi)稟關(guān)系或科學機理，實現(xiàn)新材料發(fā)現(xiàn)和材料成分設(shè)計、工藝優(yōu)化、性能/質(zhì)量提升，加速新材料、新工藝的研發(fā)和應(yīng)用。

比如，小米汽車身上的“泰坦合金”，實現(xiàn)從實驗室到量產(chǎn)車的智能躍遷；中國鋼研6個月內(nèi)設(shè)計開發(fā)出世界上強度最高（800MPa級別）的高性能抗氫厚板材料；中石化以AI賦能的分子篩催化綠色氧化工藝開發(fā)推動傳統(tǒng)研發(fā)模式的變革，助力新型催化工藝自主化；北京科學智能研究院引入AI分子表示學習模型，設(shè)計出不含貴重金屬的新一代OLED發(fā)光材料……

如何進一步加快AI技術(shù)和新材料的融合發(fā)展？干勇說，要加快建立中國特色“AI+新材料”創(chuàng)新體系。

“‘AI+新材料’的基石在于高質(zhì)量數(shù)據(jù)集。”中國鋼研數(shù)字化研發(fā)中心首席科學家蘇航表示，高質(zhì)量材料數(shù)據(jù)集的特征是同源性、分散性、規(guī)模性、可信性、完備性，“為此，要通過高通量計算、高通量實驗、區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)等手段，分別構(gòu)建可信計算數(shù)據(jù)集、可信實驗數(shù)據(jù)集、可信應(yīng)用數(shù)據(jù)集，才可能形成大量細分領(lǐng)域的完備數(shù)據(jù)集，支撐垂直領(lǐng)域新材料AI與多智能體群建設(shè)，支持材料科學AI化發(fā)展?！?/p>

“數(shù)據(jù)、算法、算力是AI三大要素，數(shù)據(jù)是AI的重要基礎(chǔ)。”謝建新表示，要構(gòu)建關(guān)鍵材料全覆蓋、研發(fā)—生產(chǎn)—應(yīng)用全融通的數(shù)據(jù)資源體系，讓數(shù)據(jù)資源豐富、可靠、好用；要創(chuàng)新材料數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)和共享機制，構(gòu)筑高效可持續(xù)流通交易生態(tài)，讓數(shù)據(jù)暢通共享、數(shù)據(jù)市場繁榮；要不斷研發(fā)和供給材料數(shù)據(jù)產(chǎn)品，推動新材料數(shù)字化智能化發(fā)展，讓數(shù)據(jù)創(chuàng)新價值、賦能發(fā)展，推動“AI+新材料”創(chuàng)新體系建設(shè)。