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李元元：《新材料产业挑战重重》
2026-06-25 11:19:55
作者：李元元（中国工程院院士，教授，华中科技大学原校长）
我国新材料发展受到外部环境的严重挑战，特别是在当前发达国家全球化产业分工优势已不复存在的一个情况下，为确保其制造领先地位，提出了“再工业化”，其本质是“再技术化”，这将对我国智能自主制造带来严重挑战。而突破的本质，则在于发展新材料技术。当前发达国家对中国实施“卡脖子封锁”已成为常态，中国在高端数控机床、大飞机、航空发动机等精密设备的关键部件，进口依赖仍占95%，关键基础材料的进口依赖占32%。另外， 95%的高端专用芯片和70%的智能终端处理器，以及大多数的存储芯片都仍依赖进口。“这些都与关键材料密切相关。”
随着国际形势日趋复杂多变，近年来美国已开始实施“小院高墙”政策，对我国依赖进口的新材料形成更加严厉的“卡脖子”封锁，如在半导体材料、显示材料，生物医用材料，高性能纤维、高性能膜材料，先进高分子材料等领域，都将大批新材料列入对中国严格限制出口的名单。除了外部环境，我国内部工业发展也面临“三重重任”，比如“补课工业2.0”，尚存在20%缺口，“普及工业3.0”，还有一半的任务未完成，尤其是在“示范工业4.0”前沿，还有更多的探索性工作。“三重重任”要求着力进行产业转型升级，解决创新能力问题，紧跟工业4.0步伐，实现高质量发展。
与“三重重任”相应的新材料战略，包括先进基础材料，关键战略材料和前沿新材料。这三类材料都要求加快发展，为我国工业的‘三重重任’的完成提供支撑。同时我国新材料高质量发展面临巨大压力。“双碳”目标提出后，实现碳中和留给美国的时间是50年，而中国仅仅有30年的时间，中国的碳减排目标远远高于美国。李元元院士认为，在短时间内要实现上述目标，需要完成4项关键的任务，如大力发展新能源材料，实现化工、冶金、建材工业流程的绿色化，大力发展固碳转化材料，大力发展再生新材料等。此外，我国新材料产业链问题突出，例如上游高纯原材料和中游的加工辅料，都面临严重的“卡脖子”问题，如碳、硫、硅、陶瓷、高端金属、生物医用原材料等高纯原料的研制，受提
纯工艺及加工装备的限制，因此需要通过提升基础能力、突破关键材料、提高装备水平等措施加以应对。新材料产业链方面，新材料企业创新主体地位仍不明确是另一大问题。他表示，长期以来中国创新的主体集中在高校和科研院所，创新要素与生产要素的融合远远不足，企业对研发的投入意识也不充分，以企业为主导的产、学、研、用创新平台建设仍有待进一步加强。在产业链下游方面，新材料应用集成能力也严重不足。例如新材料企业对下游客户普遍缺乏应用大数据的建设，这方面与美国差距巨大；在材料与应用端一体化集成能力方面与国外存在较大差距；在材料与应用端融合集成方面，普遍缺乏“产用”平台过渡与支持，是其中的一大短板。
当前国内新材料产、学、用一体化差距较大，比如新材料原创能力不足，在研发方面主要处于跟跑状态，创新源动力不足；我国新材料专利成果转化率较低，尽管中国的新材料发明专利数量已经是世界第一，但是新材料专业专利成果的转化率仅占10%，而美国转化率达80%，可见差距仍然巨大。材料成果转化作为一个系统工程，当前转化链条中间存在诸多缺失的因素，所以造成转化率较低。由于大多数的成果目前仍然依托于高校和科研院所，在成果转化过程当中，往往要经历一个“死亡之谷”的曲线，因此，我国新材料成果转化率较低。
在基础研究方面，缺乏体系化。例如，目前总体上以自由选题为主，缺乏宏观系统整合；缺乏材料战略大家组织重大共性科学问题研究，与美国“集团军作战”差距较大；此外，基础研究的细度、纵向深度和横向广度均欠佳。另外，新材料支撑体系风险巨大。表现为，一是新材料设计软件完全受制于国外。设计制造软件长期依赖进口，主要是由于研发周期长，投入大，知识产权保护不足，材料与软件开发领域缺乏技术互动与融合，也缺乏材料大数据库的有效支撑。二是，新材料高端检测仪器依赖进口。高端检测仪器作为国家高技术发展水平的重要标志，目前，绝大部分都是依赖进口。“在诺贝尔奖中，11%是因发明仪器而获奖，72%的物理奖、81%的化学奖，依靠尖端科学仪器完成。由于我国在高端检测仪器方面的严重的落后，制约着我国在上述标志性成果方面的争取。”李元元院士表示。三是，新材料的基础保障能力仍较落后，在原材料、关键设备、材料性能集成化等系统基础研究方面布局不足。材料工艺缺乏深度、细度上的突破。材料加工的数字化、智能化水平长期落后。
这些都与发达国家存在较大的差距，上述问题与挑战将伴随着我国从制造大国向制造强国，从材料大国向材料强国转变的过程。
作者介绍：
李元元：中国工程院院士，教授、博士生导师，华中科技大学原党委书记、校长，中国工程院化工、冶金与材料工程学部副主任，中国材料研究学会第八届理事会理事长，中国高等教育学会第八届理事会副会长，中国科学技术协会常委，国家杰出青年科学基金获得者，享受国务院特殊津贴专家，入选教育部“跨世纪优秀人才培养计划”。李元元院士长期从事材料加工工程和机械工程领域的教学、科研工作，在高性能粉末冶金材料和有色合金材料的制备成形理论与技术研究。先后主持承担国家自然科学基金、国家“973”和“863”计划、国家科技攻关和科技支撑计划等国家级项目（课题）12项，主持和参加其他项目46项。获授权发明专利40项、实用新型专利7项、软件著作权3项，获中国专利优秀奖1项、广东省专利金奖1项；发表科研学术论文216篇 (其中SCI收录92篇，EI收录152篇，ISTP收录39篇)；出版专著2部、教材1部，参编著作3部。研究成果获国家科技进步二等奖2项，省部科技一等奖4项、二等奖2项、三等奖3项，广东省“火炬”二等奖1项，广州市科技进步一等奖1项。先后被评为广东高校“七五”期间先进科技工作者、广州百名教育新秀、广东省第三届丁颖科技奖、第四届中国青年科技奖、第二届广东省十大杰出青年、广东省南粤教书育人优秀教师、光华科技基金三等奖、广东省高校优秀党员、广东省优秀中青年专家、广东省高校“千百十工程”先进个人优秀奖、广东省高校“千百十工程”先进个人、广东省高校“千百十工程”国家级培养人选、教育部高等学校优秀骨干教师等。
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