向“新”而生，向远而行
时间：2023-02-05 14:50:08 来源：千叶帆 本文已影响人
周书婷
“十四五”规划提出，“坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，把科技自立自强作为国家发展的战略支撑”。新形势下，作为诸多相关领域技术变革的基础，新型材料产业的进展和未来机遇被给予重点关注，亟需深入实施创新驱动发展战略，加快整体效能提高。
纵观全球，美国硅谷、日本筑波科学城、英国剑桥科技园等产业集群，均拥有国际一流的高校及科研机构，科研与产业良性融合發展。为避免新型材料产业出现创新链与产业链融合不足的问题，成都一方面推进新型材料实验室建设，充分发挥高校、科技创新型企业的带动作用；
另一方面，有效整合区域内现有各类创新平台，促进各种创新要素优化组合。
目前成都已拥有四川大学高分子材料工程国家重点实验室、国家有机硅工程技术研究中心、国家电磁辐射控制材料工程技术研究中心、国家生物医学材料工程技术研究中心、国家新材料测试评价平台四川区域中心等20家国家级研发机构和创新平台。不同的创新平台在创新体系有着相异的功能定位，皆以强大的科研机构和研发实力作为支撑，持续推进新型材料产业基础研究和核心关键技术攻关。
高分子材料工程国家重点实验室：引导传统产业的技术更新和产品换代
当前，我国新材料发展由原材料、基础化工材料逐步过渡至新能源材料、生物医用材料、节能（轻量化）材料、交通设备材料、电子信息材料和新型化工材料。其核心材料几乎都与高分子材料有关。在此背景下，高分子材料在各工业领域中发挥着巨大作用，呈现出高性能化、功能化、复合化、绿色化和智能化的发展趋势，成为高新技术竞争的关键领域。
作为国内在高分子材料工程领域从事基础与转化研究的国家重点实验室，四川大学高分子材料工程国家重点实验室（简称：实验室）依托成都新型材料产业优势，以高分子材料加工、高性能与功能化为特色，开展应用基础研究，为国家高分子材料领域发展注入更多新动能。
多重挑战犹存
新型材料的发展既需要应用产业推动，也需要科研实力作为支撑。成都作为西南地区的核心城市之一，新兴产业涉及轨道交通、汽车制造、消费电子产品、新能源等，传统产业包括农业、建筑业等。相关产业的诸多企业为新型材料产业的发展提供了巨大的推动力。
成都在先进高分子材料制备与工程化应用上有科研优势，拥有四川大学、中科院成都化学所、中蓝晨光化工研究设计院为代表的大批从事高分子学科研究的机构，是中国高分子材料科学与工程的研究中心之一。
“考虑到新型材料产业的重要特点之一是产品链较长，产品链上下游延伸宽广，不同产品之间的依赖程度高。”实验室相关负责人表示，成都作为内陆城市，一定程度上存在原料与用户两头在外的问题。
同时，尽管目前化工材料企业通过先进环保工艺很大程度避免对环境的影响，但社会民众对立足于化工行业的新型材料的制备和工程化，依然持有一定程度的误解。而新型材料的制备和工程化因其固有的投资大、重资产、见效慢等特点，更需要良好的政策扶持。
提供关键技术支撑
今年1月1日起施行的《科学技术进步法》，明确写入“建立健全以国家实验室为引领、全国重点实验室为支撑的实验室体系”。作为国家科技创新的重要载体，实验室近年来立足高分子材料高性能化，相继开展通用高分子材料高性能化新技术和新原理、高性能和功能高分子材料、聚合物成型理论和技术等研究。
在新型材料产业的热点领域，包括双向拉伸薄膜、3D打印材料、可降解材料及新型弹性体材料；
以及关键的高性能高分子材料，包括改性芳纶纤维、聚酰亚胺薄膜等，实验室都进行系统的研究与产业化开发工作，取得丰硕成果。这其中，就包括我国首艘货运飞船“天舟一号”和空间站所急需的特种泡沫复合材料。
以“旋转挤出加工新技术及其在高性能塑料管制备中的应用”为例，实验室提出塑料管旋转挤出加工新理论，发明高强度塑料管旋转挤出加工新技术新装备。基于此项技术所制备的数种高性能塑料管，如旋转挤出使聚乙烯管环向强度提高78%，裂纹引发时间延长544%，耐慢速应力开裂性能提高5倍。这对全面解决塑料管的高性能化，实现我国塑料管生产装备和技术的全面产业升级做出重要贡献。
推进科技成果转化与产业化
在重视基础研究的同时，实验室加强核心技术攻关和重大成果转化应用。实验室相关负责人介绍，“近五年实验室转让专利技术72项，转让经费超4亿元，单项成果转让经费上千万元的项目15项，为我国高分子材料产业转型升级提供关键技术支撑。”
在“高通量聚醚砜中空纤维膜血液透析器产业化关键技术研究及应用”中，实验室研发出生物相容性好、能有效清除中分子毒素的高通量聚醚砜中空纤维膜血液透析器。该项目获产品注册证，年产达到600万支，实现“原材料—生产设备—关键技术”的完全国产化，技术和产品性均达国际先进水平。实验室相关负责人表示，“产品上市后，国外同类进口产品价格大幅下降，每年为国家和患者减轻负担84.3亿元。”
结合我国PVC产业改造升级、重塑发展动能的迫切需求，实验室历时9年产学研用联合攻关，攻克了餐厨回收油资源化利用制备耐迁移生物基增塑剂技术难题，并成功实现规模化应用，在“增塑机理—关键技术—专用装备—产业化”全过程取得创新性成果。基于此项目所研发的相关产品不仅在四川、山东、浙江等国内13个省的150余家下游企业推广应用，还出口至韩国、摩洛哥、哥伦比亚、孟加拉国等14个国家（地区），直接产值新增16.5亿元。
围绕成都新型材料产业的现状和发展定位，实验室未来将一方面积极参与四川省、成都市创新联合项目，加强科研方向与地方发展的协调性；
另一方面，加快创新科技成果转化机制，完善转化体系，依托实验室现与武侯区、新津区共建的成果转化基地和中试孵化基地，集聚科研资源，释放科研科技成果。
国家有机硅工程技术研究中心：力促有机硅行业质量变革、效率变革、动力变革
作为先进化工新材料，有机硅材料广泛应用于航空航天、电子电器、建筑密封、新能源汽车、特高压和5G通讯等众多领域。且由于其不依赖于石油基，有机硅材料在实现“双碳”目标的过程中发挥着重要作用。
以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局在逐步形成，相关利好政策的推动加速国内有机硅行业的高质量发展。据统计，我国初级聚硅氧烷产能占全球总产能的55%以上，已成为世界最大的有机硅生产、消费和原材料净出口国。当前，有机硅产业迎来从初级单体规模化效益迈向高附加值细分市场的转变。
以国产自主可控为主要目标
作为国内有机硅产业最主要的技术来源地，国家有机硅工程技术研究中心（简称：研究中心）发展历程悠久。“90年代初期，受制于初级原料有机硅单体产能的限制，国内有机硅产业发展缓慢，多种大宗原料被美国道康宁、德国瓦克和美国迈图等国外企业垄断。”研究中心相关负责人表示，为解决上游万吨级单体装置瓶颈技术问题，提升有机硅行业技术水平，1995年经国家科技部立项并建成国家有机硅工程技术研究中心。
研究中心自组建以来，一直围绕国家有机硅产业发展重大战略需求，持续增强科技创新优势，重点在国防军工、5G、新能源汽车、特高压、轨道交通和医疗健康等领域布局有机硅产品链，形成国际一流、国内领先的高性能有机硅产品发展格局。
目前相关产品广泛应用于特高压、新能源、芯片封装和5G通讯等新基建领域，填补国内空白，并实现多项关键材料国产化自主可控。其中包括开发的空间宇航级有机硅材料等科研成果，已应用于宇宙飞船、探月工程等系列重要装备和国之重器。
推进高水平科技创新
尽管当下国内企业不断完善工艺、增建扩建装置，有机硅生产形势不断向好，但在许多高端有机硅产品中，我国进口依赖程度依然居高不下，有待于国内有机硅企业不断创新，开发更多高性能产品。
理论创新和技术创新是解决有机硅行业改进工艺、加快发展的关键路径。近年来，研究中心以科技创新为宗旨，积极化解制约我国重大装备和高端产业发展的材料瓶颈问题。研究中心布局突破7nm芯片封装用高导热有机硅材料（导热系数≥6瓦）、110kV以上预制式电缆附件用有机硅材料、耐1500℃烧蚀硅树脂等瓶颈技术难题，以高水平的科技创新带领我国有机硅行业高质量发展。
“有机硅材料拥有优异的耐高温、耐压缩、耐辐射以及导电性能，可大量应用于新经济领域。”研究中心相关负责人表示，聚焦新基建领域，研究中心开发±1100kv直流特高压外绝缘用硅橡胶制备技术、特高压输变电换流阀IGBT芯片封装用有机硅凝胶制备技术、新能源汽车动力电池包封装用硅橡胶泡沫制备等，正支撑起5G、新能源车、可再生能源、芯片半导体等新兴产业的快速发展。
形成有机硅上下游联动发展新格局
新一轮科技革命和产业变革带动有机硅产业向全面化和多元化发展。全产业链企业充分发挥上下游一体化的规模优势，掌握着大宗产品的发展趋势；
专精特新企业则充分利用自身技术优势，以国产化替代为主要目标，逐渐在芯片封装、新能源和5G通讯等高端细分市场领域掌握话语权。
为提升有机硅行业整体技术实力和竞争力，研究中心重点培育和孵化市场前景好、技术密集度高、低污染、低能耗的技术和产品；
并围绕有机硅行业发展的重点领域，联合研发系列先进技术，积极推广应用、开展高水平创新创业，以提升有机硅行业发展整体素质和产品附加值。
研究中心相关负责人表示，“与国内有机硅企业开展协同创新，为技术难题提供关键技术支撑，也促进开展技术集成、验证、推广应用。”通过与研究中心深度合作，目前硅宝科技已成为国内规模最大的密封胶制造企业。依托研究中心全产业链的技术优势和乐山福华、泸州合盛的上游原料优势，以及硅宝科技在下游终端市场的产业优势，成都地区已基本形成有机硅上下游联动发展的新格局。
抢抓国内有机硅升级换代、上下游联动发展的新机遇，研究中心将坚持“高水平科技创新带动产业高质量发展”思路，落实高效、绿色、节能、低碳的发展战略，以国产化替代为主要目标，建强产业链、完善创新链、提升价值链，促进有机硅行业质量变革、效率变革、动力变革，为成都新型材料产业“建圈强链”提供支撑。
国家新材料测试评价平台（四川区域中心）：打破“有材不好用、好材不敢用”怪圈
新材料产业的飞速发展，对材料测试评价服务提出更高要求。一方面，不断增加的新材料种类，需要更精准的科学仪器装备、测试方法与标准；
另一方面，新材料与新能源、生物医药、电子信息等产业结合愈发紧密，亟需提升在相关应用领域的模拟验证、服役评价、寿命预测等综合评价技术。
为改善材料测试评价从业机构多而不精、大而不强的局面，2018年，工信部和财政部宣布建设国家新材料测试评价平台，并发布《国家新材料测试评价平台建设方案》。《方案》指出，依托检测机构、应用企事业单位、科研院所等力量，建设“主中心+行业中心+区域中心”测试评价体系。
2019年，国家新材料测试评价平台（四川区域中心）（简称：四川区域中心）依托区域内已有测试评价机构即成都产品质量检验研究院有限责任公司（简称：成检公司），整合相關测试评价资源，按照专业化、集约化原则，加快建设地方性新材料测试评价中心，服务四川区域新型材料产业发展。
行业痛点愈发明显
测试评价活跃在材料研发、生产、应用全过程中，是材料产业提质升级的基础和关键环节，也是完善产业链不可或缺的重要环节。但随着新材料产业发展提速，我国测试评价能力总体较弱的行业痛点愈发明显。
测试评价机构竞争力不强，大部分机构规模偏小，水平参差不齐，装备资源散落在不同领域、区域、机构中，未能得到充分有效的利用。测试评价体系不健全，由于体系内标准缺乏对接现象严重，多数行业标准、地方和国家标准之间存在不统一、不互认问题。
测试评价数据利用程度低，尽管新材料研发、生产和测试评价机构在过程中会产生大量测试评价数据，但未系统建立数据收集、整理、挖掘、共享机制，大量具有潜在应用价值的海量数据未得到高效利用。
因此，整合已有的优秀测试评价机构资源，建立更为系统的新材料测试评价平台，成为当下新材料领域测试评价行业发展的必然选择。四川区域中心相关负责人认为，“通过完善新材料测试评价方法及标准，提高测试评价仪器、装备和设施的能力，推动国际互认，扩大测试结果、数据、标准等共享共用等一系列手段，整合形成新材料测试评价服务体系，并有望打破国内新材料开发目前存在的‘有材不好用、好材不敢用’的怪圈。”
填补区域内新材料测试评价所需
按照国家新材料测试评价平台建设布局，四川等区域中心被寄予厚望。“通过整合测试设备和专家的资源，建立联系全国顶尖设备和专家的连接纽带，发挥成检公司综合性机构和长期服务产品生产企业的优势，四川区域中心将着力解决新材料领域存在的测试评价短板和标准缺失的现状，打通新材料企业与材料应用企业之间存在的技术指标不对称的障碍，填补区域内新材料所需的关键共性检测高端设备，促进产学研用协同创新。”四川区域中心相关负责人表示，“到2025年，区域中心基本满足地方新材料产业发展需求，辐射带动效果将进一步增强。”
在主中心、行业中心、区域中心协调配套的新材料测试服务体系中，四川区域中心最大的特色是综合性强。通过区域内资源整合，四川区域中心建设的新材料细分领域测试专业平台，揽括钒钛材料、锂电材料、晶硅光伏、高性能纤维、化工新材料、稀土新材料、石墨烯、磁性材料等领域。而这依托于四川区域中心牵头单位成检公司，联合国家钒钛制品质检中心、国家光伏质检中心、中蓝晨光、中物院化工所含能材料测试中心等优势、特色测试机构共同建设。
“未来随着四川区域中心影响力的扩大和服务数量的增加，我们将提高测试设备的利用率，降低各机构的运行成本，”四川区域中心相关负责人表示，通过测试评价批量化、规模化，以降本达到增效的目的，将实现测试评价机构的可持续发展。
提供更为高效便捷的服务
随着我国新材料产业每年以10%的发展速度快速增长，材料测试评价平台的建设迎来难得的发展机遇。为使区域性测试服务平台更好发挥应有作用，四川区域中心计划围绕评价与测试两个方面，搭建起一个更为全面的服务版图。评价方面，计划开展新材料技术成熟度、新材料企业能力评价、新材料应用可靠性评价等工作，向政府、投资方及新材料应用客户给出意见支撑其决策。测试方面，建立公共测试平台，构建材料结构与微观形貌、成分分析、物理性能分析、热力学分析等8个专业实验室和建筑材料、包装材料、光伏材料、锂电材料等若干个产品实验室。
作为带动新材料整体水平提升的重要载体，测试评价平台对共享存在较大需求。“先建立以需求为导向构建服务能力资源库，通过成立的四川省新材料测试评价联盟，引入测试评价机构、新型材料企业、高校、行业专家，共同探讨平台吸纳、建设的内容。”四川区域中心相关负责人表示。
同时借助于互联网平台的优势，建设新材料测试评价电子商务系统。将各机构可共享的设备资源、专家资源分门别类进行汇集整理，实现测试评价资源数字化，并对一些常规测试、需求量较大的测试单实现网络结算。另外，通过电子商务系统将相关信息共享，为科技成果对接、转化提供信息展示平台。
“最终目的是让新材料企业可以快捷有效地获得需要的测试评价资源信息，推动企业高质量发展。”四川区域中心相关负责人介绍，目前四川区域中心的建設已接近尾声，相关仪器设备年底前全面投入运行，电子商务平台预计9月试上线运行。建成后将通过测试评价联盟引入更多的测试评价机构，也将定期开展培训分享课程，从测试方法、仪器设备、质量管理等多方面，为区域新材料产业发展提供相关技术保障与支撑。
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