新材料（liào）爆發在即？
點擊量：572 發布時間：2017-03-18 作者：快猫视频APP下载安装（上海）增材製造（zào）技術有（yǒu）限公司
誰都沒想到，08年華爾街惹的禍居然像多（duō）米諾（nuò）骨（gǔ）牌一樣發酵並蔓延全球（qiú）。這場（chǎng）危機扁平化、隱性化、長期化，“抗（kàng）戰八年”未果，已演（yǎn）變成全球生產、交易和生（shēng）活方式的洗牌。這場危機究竟何時到頭？
危機（jī）有“危”亦有“機（jī）”。曆史經驗表明，每（měi）一場經濟（jì）危機都（dōu）伴隨著一場技術革命，繼而，新技術革命又將成為推動經濟增長的強大（dà）引擎，走出危機。
至少從前（qián）三輪技術（產業）革命看，從蒸汽機到（dào）化石能源再到電力，都是能源利用的轉變，也是材料的基礎之（zhī）變。
以此看今朝，雖然新能（néng）源如太陽能等占比快速上升，但（dàn）尚未形成供應方式的革命性變化（huà），加之，能源革命亦遭遇材料壁壘，因此，新一輪科技和產業變革無疑將以新材料的技（jì）術突破為前提（tí）。
因為（wéi）一旦材料出現顛覆，將根本改變人類曆史進程。從青銅時代到鐵器時代，若（ruò）非石油的發現、塑料的發明，人（rén）類（lèi）豈（qǐ）能進入如此豐富的能源化工（gōng）時代？就是信息技術也得益（yì）於矽材料的突破。
隻是當初這些新材料爆發的革命能量已逐（zhú）漸用盡，不管（guǎn）是摩爾定律的失效還是塑料工業的汙染，都已無法（fǎ）延續原有材料或持續性創新所能力挽狂瀾。當下新經濟呼喚新材（cái）料的顛覆（fù）性革命，新技術革（gé）命才有實現的可能，因此，新材料可謂科技革命的前哨戰。
於（yú）是當人們被危機搞（gǎo）得疲憊不（bú）堪，殊不知一場新材料的盛宴已悄然（rán）開（kāi）場。因為材料科學研究本身就出現了顛覆。
相比原本新材料的發明（míng）基本是一個個試，成功純屬“瞎貓撞上死耗子”，美國受人類基因（yīn）組計劃的啟發，於2011年啟動材料（liào）基因組計劃，將元素（sù）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（cái）料。單全球三大材料基因（yīn）庫就包含上千（qiān）萬（wàn）種材料和幾十萬種假想材料。
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、構建和（hé）塑造各種超乎想象（xiàng）的新材料，或（huò）讓衣服可以導電，或讓（ràng）太陽能（néng）利用效率是現在的千倍以上，甚至新生物材料幾乎能“以假亂真”。
新材料無（wú）疑從（cóng）物質（zhì）宏觀層麵的重組進入了（le）納米微觀層麵的自（zì）由設計階段（duàn），並打開了材料基（jī）因的潘多拉魔盒。
因為伴隨原子基因之變，材質、性能隨之而（ér）變（biàn），新材料由此（cǐ）在改頭換麵、移花接木中上演魔（mó）術般的奇跡。於是，納米改造可以（yǐ）使混紡織物殺死細菌（jun1），可隨意剪切的新型膜材料將（jiāng）讓一切都成為顯示屏，甚至是“T-1000終結者”那樣的3D液（yè）態金屬機器人也離人類（lèi）越來越近了。
顯（xiǎn）然，新材料革命（mìng）已近在咫尺，當下開始進入（rù）百花齊放的爆發期，而具（jù）有革命性，未來或將（jiāng）以釜底抽薪之勢席卷全球的，有如下六大新材料：
一是石墨烯，僅由單層碳原（yuán）子構成，卻打開了二維（wéi）材料的新天（tiān）地。
石墨烯自誕生就頭戴最薄、最堅硬、導電導熱性能最強的萬能材料王冠，不僅在軍工航（háng）空大顯身手，並在移動通訊獨領風騷，越發顯現多麵能手的特質。尤其是石（shí）墨烯電池一旦真的實現“充電十分鍾能跑（pǎo）1000公裏”，那（nà）無疑（yí）將取代煤炭與石油，顛覆（fù）現（xiàn）有能源格（gé）局，有專家（jiā）甚至預測中（zhōng）東許多產（chǎn）油國（guó）將因（yīn）此排隊破產。就連任正非都認為石墨烯將取代矽，由此掀起一（yī）場顛覆性的新（xīn）技術新產業革命。
二是 ，外柔內（nèi）剛，被譽為“黑色黃金”，在航空航天、軍工裝備等領域大放異彩。
美國F-22、F-35戰機的（de）碳纖（xiān）維複合材料用量比例分別達到（dào）24%、36%，A350等大型民機占比更高達50%以上。波音787機體50%使用碳纖維（wéi）後，不單（dān）省油20%，維修和運營成本也分別降低30%、10%。專家預測，一旦2020年碳纖維成本與鋁合金持平，那麽“碳纖維+新能源”可能（néng）是第二次汽車革命。僅2008-2014年全球碳纖維就暴增五成，據測算未來十年呈兩位數增（zēng）長，那（nà）麽全球市（shì）場規模或超1.3萬億元。
碳纖（xiān）維（wéi）應用在空（kōng）客A380客機上
三是超（chāo）材料，是21世紀以（yǐ）來才出現的一（yī）類新材料。
它具備超乎自然的特殊功能（néng），而這取決於人（rén）工設（shè）計的特殊結構。比如，光操縱材料（liào）就可以特（tè）定的納（nà）米（mǐ）結構對光線進行散（sàn）射，進而讓物體隱形（xíng）。自愈材料可以在無人幹預下通過改造（zào）化學鍵和（hé）利用細菌（jun1）來修複破損，當下海軍艦船就（jiù）以自愈混凝土防腐。顯然，超材料可（kě）在人類設計下突破自身本性“魂不附體”，或將“一（yī）石激起千層浪”，單是扭（niǔ）曲光線的超材（cái）料就將引發光學革命。
四是可（kě）降解、可變形塑料，將啟動二（èr）次（cì）塑料革命。
畢（bì）竟人類每三年（nián）生產（chǎn）近10億噸塑料，其中一半被廢棄，資源浪費不說，關鍵是大麵積的環境汙染與健康危害，無怪乎各國都發出“限（xiàn）塑令”了。為此，未來生物塑料將“脫胎換骨”，既能變形可再（zài）生，又無毒性可降解，以求生產（chǎn）時節能減排、使用時環境友好，進而走上不再依賴石油生產塑料的道路。
五是（shì）3D打印粉末材料，從工程塑料到陶瓷材料再到金屬粉末（mò），迎來全麵爆發。
尤其伴隨軍工、醫療等越來（lái）越（yuè）廣（guǎng）泛的應用，2015-2020年複合增長或達24.4%。金屬3D打印甚至越過研究與商業應用的“死亡（wáng）穀”，有仗於微觀結構的控製，即通過控製過程變量對材料在原子層麵打印。比如記憶（yì）電阻、量子計算等都（dōu）需要用到原子級定製材料，由此將為能源、化工、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（yìn）增加（jiā）了時間維度，可通過軟件設定模型（xíng）和時間自動變（biàn）化形狀（zhuàng）和大小。
比如可記憶（yì）高分子材料等（děng）不是事先對材料編程，就（jiù）是在水等（děng）催化劑（jì）作用下自（zì）我組裝成型。試想，一個部件在太空中自組裝成一個完整的衛星，而不需要電腦芯片或馬達驅動，服裝、建築、航空產業（yè）等均將因此打開想象的翅膀。
由此可（kě）見，新材料（liào）是工業之（zhī）基，亦（yì）是百業之本。就連亨德裏克•貝克蘭這個“塑（sù）料之（zhī）父”都未料到，塑料會如此前所未有地改變社會，不單“飛入尋常百姓家”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（gè）行業（yè）；顛覆的（de）不是生產經（jīng）營（yíng），而是整個商業模式。雖然塑（sù）料因輕便、廉價等極大取代了（le）鐵器等，但正因有了塑料，才有了消費革命，收音機、計算機、合成纖維、一次性用具等（děng）才得以（yǐ）大量生產（chǎn）。
說到底，蘋果顛覆諾基亞，不單是智能機對功能機的替代，更是材料革命的勝利（lì），以致時尚創造需求，引無數（shù）果粉競折腰。而從石油的工業經濟到矽的信息時代，新材料的發現都讓人類突破原有限製、引（yǐn）發文（wén）明發展的“臨門飛（fēi）躍”。
到如今，我們再（zài）次（cì）處（chù）於材料科學革命（mìng）的邊緣。僅為解（jiě）決海量數據的保（bǎo）存和調取，一旦指甲大小新石英材（cái）料能保存萬億字節的信息，人類何愁存儲器不夠用？加之，量子（zǐ）元件等興起，計算機的“改頭換麵”，無疑將讓基於此的信息社會引（yǐn）發蝴蝶效應，進而真正改變世界。
正因（yīn）新材料決定未來的工業基礎，各國（guó）無不極大關注並付諸行動。
美（měi）國在（zài）克林頓時期就先後發布先（xiān）進汽車材料計劃、未來工業材料計劃。單為推動納米材料，小（xiǎo）布（bù）什（shí）執政八年就投入百億美元，而到奧（ào）巴馬任（rèn）期更（gèng）加強了新材料研發。
歐盟也不甘（gān）示弱，從原（yuán）材料行動計劃（huá）到納米技術戰略，更以石墨（mò）烯旗艦計劃野心勃勃。
對此，中國雖是後起之秀，但（dàn）08年危機剛（gāng）至，就祭出（chū）新材料等戰略性新興產業，到如今（jīn），從中國製造2025關注（zhù）新材（cái）料技術路線，到新材料的“十三五規劃”，中國（guó）在新材料上奮起直追。
加（jiā）之，日本超級鋼鐵材（cái）料開發計劃，德國（guó）“21世紀技術關（guān）鍵的新材料計劃”等，新材料已是（shì）兵家必爭之地，這恰恰（qià）也是（shì）經濟危機（jī）逼出來的。
“
因為（wéi）誰能掌握未來新材料，誰就能在這場危機洗牌中脫穎而出。新材料儼然成為走出危機的（de）先（xiān）行指標。
”
隻（zhī）不過，正如人造塑料最早在1869年被合成，其產品（pǐn）卻直到20世紀20年代才真正開始市場化，每一個新（xīn）材（cái）料都需要時間證明它的潛力，尤其（qí）當前材料領域還處於實驗科（kē）學（xué）範疇，想要商業化需要大（dà）量資本和時間（jiān）的等（děng）待。
畢竟，新材料從理論可能到現實成品，越過這一臨界已（yǐ）屬不易，更別提（tí）進入應用領域（yù），取代傳統材料進而顛（diān）覆行業，勢必引發衝（chōng）突與爭論。但（dàn）也隻有充分爭論與嚴謹論證，才能加快（kuài）新材料的（de）研（yán）發（fā）與市（shì）場化。
這就不難預料，未（wèi）來新材料一旦全麵登台，引發產業革命促使新經濟增長替代，那（nà）麽屆（jiè）時所謂的危機也就（jiù）被化解、超越了。
