来源:光启
科技部官网近日发布消息称,我国超材料及其相关器件关键技术研发取得新进展,863新材料技术领域办公室在北京组织专家,对“超材料及其相关器件关键技术研发”主题项目进行了验收。
项目首席专家、光启技术总经理赵治亚表示,此次863计划超材料项目通过验收,标志着我国超材料研究的理论水平和技术支撑水平都有了大幅度提升。作为新时期我国材料领域科技创新的切入点、着力点之一,超材料是进一步推动我国材料科技创新和产业化发展的重要技术领域。在国防军工领域率先应用的前提下,在军民融合的大背景下,超材料将迎来产业发展的新契机。
国际超材料市场巨大但竞争激烈
超材料结构示意图
近几年来,全球新一轮产业变革为超材料产业结构调整提供了重要的机会窗口。位于英国的全球领先市场研究机构Reportbuyer在2017年3月出版最新研究报告,指至2022年,超材料市场规模将超过14.3亿美元。同时,美国专注于特殊领域的市场研究机构MarketsandMarkets也表示,在2017年至2025年间,超材料市场的复合年增长率将达到63.1%。由于早期的科研基础和政府支持,美国是目前全球最大的超材料市场。但报告也指出,随着新兴经济体中国、巴西的发展以及对科研的极大投入,超材料在这些地区有着巨大的市场潜力。
超材料已上升为“国家与国家之间的技术战略较量”。美国国防部将超材料列为“六大颠覆性基础研究领域”之一,欧盟组织了50多位顶尖科学家聚焦超材料研发并给予高额经费支持,日本防务署曾公开表示心神隐形战斗机使用超材料,而北约从2011年到2013年组织成员国做了超材料六项专项应用。
我国超材料发展迅速
由此可以看出,超材料在国际上的竞争异常激烈,我国在该领域研究起步虽晚,却大有后来居上之势。据资料显示:目前,我国超材料领域基础研究和关键技术几乎与世界同步,清华大学、南京大学、香港科技大学、复旦大学、东南大学等高校都拥有超材料研究团队,在各自超材料研究领域取得了一定成果。
科技部官网消息指出,超材料是指通过人工结构实现的、具有天然材料所不具备的超常性质的材料系统,是新材料领域重要的发展方向之一,通过对材料结构的创新设计,可广泛应用于无线通信、航天航空、新能源利用、生物医疗等众多领域。
根据2016年10月1日正式实施的全球第一份超材料领域国家标准《电磁超材料术语》,超材料(metamaterials)是一种特种复合材料或结构,其通过对材料关键物理尺寸上进行有序结构设计,获得常规材料所不具备的超常物理性质。
我国在超材料的科学研发和产业化也逐渐走在世界前列。国家设立了“863计划”、“973计划”、国家自然科学基金、新材料重大专项等项目对超材料进行大量研究。“十二五”期间,863计划新材料技术领域办公室支持了“超材料及其相关器件关键技术研发”主题项目。科技部近日发布消息,863计划新材料技术领域办公室在北京组织专家对“超材料及其相关器件关键技术研发”主题项目进行了验收。该项目围绕总体目标开展了系统的研究工作,突破了介质基超材料及器件的关键制备、基于超材料的天线小型化、平板型微波透镜天线等技术,实现了超材料空间调制技术在数字微波天馈等系统中的应用,解决了关键技术障碍。通过项目组织实施,建成了一条超材料生产精试线,为超材料创新技术发展提供了量产验证基地和工艺验证基地。通过该项目的实施,提升了超材料及其相关器件研发与应用的理论水平和技术支撑水平,整合了国内超材料研究的优势力量,培养了一批超材料领域的科研团队,形成了超材料设计、研发、制造和测试平台。
超材料也被列入《“十三五”材料领域科技创新专项规划》,规划中指出“新型功能与智能材料是七大重点任务方向,以稀土功能材料、先进能源材料、高性能膜材料、功能陶瓷等战略新材料为重点,大力提升功能材料在重大工程中的保障能力;以超导材料、智能/仿生/超材料、极端环境材料等前沿新材料为突破口,抢占材料前沿制高点”。深圳光启在国际上首开超材料工业化的先河,率先在国际上推进了超材料的产业化。
刚生产出的超材料微结构正在接受检验
原空军军事理论研究部部长安士东认为,作为国际战略前沿技术,超材料在我军武器装备已开展应用,大幅提升了军事装备的隐身性能,减少了维护费用与难度,增强了对抗能力。同时,光启、中航工业等单位联合开展了武器装备预先研究课题的论证与合作,正大力推进将超材料技术运用到新一代武器装备的论证研究,深入探索军民融合发展道路。
尖端技术民用化多方探索
“超材料及其相关器件关键技术研发”是国家科技部批准的首个超材料领域“863”项目。根据相关立项批复文件,“超材料及其相关器件关键技术研发”主题项目的牵头单位为光启旗下的深圳光启高等理工研究院,研发项目课题为“超材料空间调制技术研究与产业化”。
2015年12月,国家科技部依托深圳光启高等理工研究院建设的超材料电磁调制技术国家重点实验室成功通过验收,成为我国唯一一个超材料技术的国家重点实验室。
在国防军工领域已经有应用的超材料,也迎来了同样的产业发展机遇。超级WiFi、便携式超材料平板卫通站等产品,都是超材料尖端科技在日常生活中的民用化;而囊皮材料技术更是广泛应用在光启旗下的多款明星产品中, “云端”号、“旅行者”2号等产品的囊皮材料均在葵涌基地进行生产。
军民融合谋求新发展
军民融合已经上升为国家战略。2017年4月12日科技部印发了《“十三五”科技军民融合发展专项规划》,强调“科技军民融合作为国家创新驱动发展战略、军民融合发展战略和改革强军战略的交汇点,是党中央对科技创新发展的战略部署,是提高国防和军队现代化建设水平的重大举措,是推动科技创新和经济发展的强大引擎”。在6月20日召开的中央军民融合发展委员会第一次全体会议上,又一次强调要把军民融合发展上升为国家战略,为高精尖民族工业的发展带来了重大机遇。
在军民融合的大背景下,经过多年发展的超材料技术,在科学试验及在各种残酷环境进行测试、技术化、工程化、产品化再到产业化的逐项过程后,除了应用在高尖端的装备,也完全具备了应用到民用市场的能力。未来,我们可以看到更多民用超材料产品,享受到超材料应用带来的服务。
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