國際技術(shù)經(jīng)濟研究所全體同仁祝各位讀者朋友新年快樂、幸福安康。感謝大家長久以來得和支持，也期待未來我們能一直有你相伴。我們將在春節(jié)期間連續(xù)九天獻上專題文章“年度科技發(fā)展態(tài)勢總結(jié)與展望”，希望能為讀者朋友們提供些許參考。感謝為專題文章之新材料篇。
世界新材料領(lǐng)域2021年態(tài)勢總結(jié)
人工智能、機器學習等技術(shù)助力新材料研發(fā)。美國西北大學和麻省理工學院使用人工智能技術(shù)構(gòu)建了一種新得、易于使用得工具，通過識別材料得新特征，加快科學家發(fā)現(xiàn)可發(fā)生金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變材料得速度。美國麻省理工學院通過機器學習優(yōu)化具有多種特性（如韌性和抗壓強度）得新型3D打印材料，將加速新材料得研發(fā)進程。美國西北大學和豐田研究所成功應(yīng)用機器學習指導新納米材料得合成，消除與材料發(fā)現(xiàn)相關(guān)得障礙。德國亞琛工業(yè)大學和芬蘭于韋斯屈萊大學開發(fā)基于機器學習和計算得出得描述符得系統(tǒng)，可用于尋找特殊種類得催化劑且準確性極高。
各國材料回收、二氧化碳轉(zhuǎn)化制取清潔能源得技術(shù)，推動相關(guān)催化劑和低碳足跡材料研發(fā)。日本東京大學聯(lián)合其他機構(gòu)開發(fā)了一種工藝，通過回收廢棄混凝土并將其與捕獲得二氧化碳結(jié)合來制造新得碳酸鈣混凝土。美國勞倫斯·伯克利China實驗室利用新技術(shù)改進用于幫助反應(yīng)得銅催化劑得表面，提高了二氧化碳向液體燃料得轉(zhuǎn)化效率。澳大利亞新南威爾士大學在室溫下使用液態(tài)鎵將二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣和高價值得固體碳產(chǎn)品，未來可用于電池、建筑或飛機制造。
前沿新材料領(lǐng)域取得新進展，推動高技術(shù)產(chǎn)業(yè)變革。美國南阿拉巴馬大學研發(fā)出一種富含納米顆粒得新型碳纖維增強復合材料ZT-CFRP，其不僅比傳統(tǒng)鋁制結(jié)構(gòu)輕，比鋼更堅固，且與傳統(tǒng)得碳纖維增強復合材料相比，不容易受到機械沖擊破壞得影響。華夏浙江大學、香港城市大學和韓國IBS低維碳材料中心共同開發(fā)了一種冷縮法制備大面積獨立支撐超薄石墨烯納米膜得方法，可以實現(xiàn)從基片上分離大面積（橫向尺寸達4.2厘米）氧化石墨烯組裝薄膜（納米級厚度）。韓國首爾國立大學受自然界變色龍得“偽裝”啟發(fā)，將熱致變色液晶層與垂直堆疊得、圖案化得銀納米線加熱器集成在多層結(jié)構(gòu)中，制造出“人造變色龍皮膚”，并制作了一個軟體機器人進行演示實驗。
世界新材料領(lǐng)域2022年趨勢展望
關(guān)鍵原材料供應(yīng)安全受到全球，美西方欲構(gòu)建關(guān)鍵原材料“國際聯(lián)盟”。美國能源部宣布將在2022-2024年出資3000萬美元，用于開發(fā)新技術(shù)，以確保構(gòu)建清潔能源技術(shù)所需得關(guān)鍵材料供給，旨在使稀土和鉑族元素得供應(yīng)多元化，開發(fā)替代品并改善其回收與再利用。英國極地研究與政策倡議組織發(fā)布《五眼關(guān)鍵礦產(chǎn)聯(lián)盟：格陵蘭島》報告，指出“五眼聯(lián)盟”China應(yīng)加強與格陵蘭島得戰(zhàn)略合作，增加對盟國關(guān)鍵礦產(chǎn)資源得供應(yīng)，并減少對“稀土壟斷大國”華夏得依賴。美國、加拿大、澳大利亞共同啟動“關(guān)鍵礦物測繪倡議”，旨在幫助各國政府及企業(yè)獲得“多樣化得鈷、鋰、稀土元素等關(guān)鍵礦物采購”，從而在全球向清潔能源時代轉(zhuǎn)型過程中，弱化華夏在全球稀土供應(yīng)鏈得領(lǐng)導地位。為此，美國稀土公司致力于開發(fā)在哈德斯佩思縣得“圓頂”（Round Top）礦區(qū)項目，該項目將于2022-2023年投入運營，采礦率估計為每天2萬噸，而所有得礦物加工將在現(xiàn)場進行。
各國繼續(xù)加強新材料布局，推出多項新材料研發(fā)計劃，以支撐未來新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。美國China科學基金會發(fā)布2021年版“通過材料設(shè)計以變革我們得未來”（DMREF）計劃，擬強化跨領(lǐng)域、跨機構(gòu)間合作，并向25個研究項目資助4000萬美元。此外，美國China科學基金會還啟動了“新興量子材料與技術(shù)”（EQUATE）5年期研究計劃，資助額度為2000萬美元。美國白宮科技政策辦公室和China納米技術(shù)協(xié)調(diào)辦公室發(fā)布《2021年China納米技術(shù)倡議（NNI）戰(zhàn)略計劃》，提出未來5年具體目標和行動，以吸引全美各界參與，確保美國在納米材料發(fā)現(xiàn)、轉(zhuǎn)化、相關(guān)產(chǎn)品制造方面繼續(xù)處于國內(nèi)外都可能會知道地位。日本內(nèi)閣府公開發(fā)布《材料創(chuàng)新力強化戰(zhàn)略》，提出到2030年應(yīng)重點推進4項具體舉措，即整合以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)得材料研發(fā)平臺、重要材料技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域得戰(zhàn)略性推進、構(gòu)建材料創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)、積極培養(yǎng)并留住能夠支撐材料創(chuàng)新力得人才。巴西發(fā)布了“先進材料得科學、技術(shù)和創(chuàng)新政策”，并設(shè)立先進材料指導委員會，就先進材料相關(guān)問題向政府提出有關(guān)政策和方案得制定和修訂建議，確立目標和優(yōu)先事項。
各國加快推動新能源材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，電池材料領(lǐng)域得競爭日益激烈。美國能源部發(fā)布《China鋰電池藍圖2021-2030》報告，提出未來10年打造美國本土鋰電池供應(yīng)鏈得五大主要目標和關(guān)鍵行動。荷蘭特溫特大學使用全新材料鈮酸鎳作為鋰離子電池得陽極，將充電速度提高10倍，且不會導致電池損壞或縮短其使用壽命，預計2022年將進一步改進陽極，使其能夠應(yīng)用于能源電網(wǎng)、需要快速充放電得電動機器或電動重型運輸領(lǐng)域。美國得克薩斯大學奧斯汀分校開發(fā)了一種高度穩(wěn)定、能快速充電、可防止形成枝晶或表面腐蝕得新型鈉基電池材料，并計劃在2022年測試其是否可用于電動汽車以及存儲風能、太陽能等可再生資源。日本東北大學多元物質(zhì)科學研究所首次創(chuàng)造出不含有毒元素得N型硫化錫薄膜，預計將比P型硫化錫薄膜表現(xiàn)出更高得轉(zhuǎn)換效率，計劃在2022年開展相關(guān)驗證實驗。
簡介
李維科國務(wù)院發(fā)展研究中心國際技術(shù)經(jīng)濟研究所研究二室，研究助理
研究方向：新材料及先進制造領(lǐng)域戰(zhàn)略、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)前沿
聯(lián)系方式：liweike等drciite.org
2021年世界前沿科技發(fā)展態(tài)勢及2022年趨勢展望——綜述篇
2021年世界前沿科技發(fā)展態(tài)勢總結(jié)及2022年趨勢展望——信息篇
2021年世界前沿科技發(fā)展態(tài)勢總結(jié)及2022年趨勢展望——生物篇
2021年世界前沿科技發(fā)展態(tài)勢總結(jié)及2022年趨勢展望——能源篇
2021年世界前沿科技發(fā)展態(tài)勢總結(jié)及2022年趨勢展望——海洋篇
2021年世界前沿科技發(fā)展態(tài)勢總結(jié)及2022年趨勢展望——航空篇
2021年世界前沿科技發(fā)展態(tài)勢總結(jié)及2022年趨勢展望——航天篇
丨 李維科
感謝丨 鄭實
研究所簡介
國際技術(shù)經(jīng)濟研究所（IITE）成立于1985年11月，是隸屬于國務(wù)院發(fā)展研究中心得非營利性研究機構(gòu)，主要職能是研究華夏經(jīng)濟、科技社會發(fā)展中得重大政策性、戰(zhàn)略性、前瞻性問題，跟蹤和分析世界科技、經(jīng)濟發(fā)展態(tài)勢，為中央和有關(guān)部委提供決策服務(wù)。“全球技術(shù)地圖”為國際技術(shù)經(jīng)濟研究所自家賬號，致力于向公眾傳遞前沿技術(shù)資訊和科技創(chuàng)新洞見。
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