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无机非金属“超级材料”,引领建材工业革命性突破 | 诠释+图解

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编者按

2022年11月,中国建筑材料联合会在全国建材行业科技创新大会上明确提出要组织开展无机非金属“超级材料”的研发攻关,强调行业科技创新要着眼当下与未来、近期与远期,通过注重原创性、颠覆性的创新研究,赋能引导行业向高端化、智能化、绿色化、全球化发展。近日,中国建筑材料联合会组织行业有关专家,就无机非金属“超级材料”的定义和内涵进行了诠释。

无机非金属“超级材料”是突破材料既有性能和功能的局限,主要性能实现倍增甚至数量级提升,或兼具有自适应、自修复、自感知、定向等新功能,可满足平时抢修、国防现代化、极端环境、高端装备、前沿领域等不同场景需求的,超快硬、超高强、超耐温、超耐腐蚀、超耐辐射等超高性能或特殊功能的无机非金属及其复合新材料。

无机非金属“超级材料”的攻关范围包括但不限于以下层面:一是通过组分复合优化,对既有无机非金属及其复合材料改进、提升,实现材料原有性能的倍增或材料消耗成倍减少,降低环境负荷;二是通过对无机非金属材料基本功能单元的重构、结构的创新设计与组装,在功能上实现质的突破或颠覆,性能上实现数量级提升或获得新功能;三是通过原创性、颠覆性创新,发明出全新化学组成、全新结构的,具有超高性能或独特功能的无机非金属及其复合新材料,实现从无到有的突破。

满足平时抢修需要的无机非金属“超级材料”,是指面向国民经济主战场,通过材料性能提升、新技术开发和制造工艺变革,满足民用建筑、基础设施等抢修抢建、修复加固的快速施工、快速硬化、快速恢复构筑物原有功能等要求的无机非金属材料及其复合材料。

满足国防现代化急需的无机非金属“超级材料”,是指面向国防现代化急迫需求,通过材料性能提升、新材料开发,满足国防建设中应对先进武器的爆破、微波、辐射、电磁、激光等的攻防,以及重大设施应急快速抢修抢建等需求的,具有超快硬、超高强、超耐温等超高性能或独特功能的无机非金属材料及其复合材料。

满足极端环境的无机非金属“超级材料”,是指面向极端环境或特殊场景需求,通过材料性能提升、新功能开发及新制备方法与工艺,满足我国极地、深空、深地、深海、高寒荒漠及超常规构筑物等应用场景需求的,具有超耐高压、超耐高低温、超耐腐蚀、超耐久等性能以及自修复、自感知、自供能等特殊功能要求的无机非金属材料及其复合材料。

满足高端装备的无机非金属“超级材料”,是指面对高端装备制造高水平自立自强需求,通过材料性能提升、新功能开发,满足保障我国海洋工程、航空航天、电子信息等重大领域的产业链供应链安全稳定可靠需要的,具有超薄、超轻、超硬、超高强、超平整、超耐磨等超高性能的无机非金属材料及其复合材料。

满足前沿领域的无机非金属“超级材料”,是指面向未来科技前沿、产业变革,通过学科交叉和材料融合,对材料原子、分子、化学键、电子、晶型、功能基元等结构设计与精准调控,拓宽认知边界、重塑认知方式、颠覆认知规律,开发出具有高信息密度存储、离子输运、记忆形变、自修复、自感知等独特功能的,为生物医药、信息通讯、量子科技、深空探索、人机交互、节能降碳等前沿领域提供关键支撑的,具有迭代式飞跃或全新化学组成、全新结构的无机非金属材料及其复合材料。


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