“我國制造業(yè)整體升級，追根溯源，要從基礎(chǔ)材料、核心器件和生產(chǎn)工藝上真正實現(xiàn)升級，這方面核心能力必須牢牢攥在中國人手里!”全國政協(xié)委員、北京工業(yè)大學(xué)激光院院長王璞接受科技日報記者專訪時說：“核心材料、核心器件和核心技術(shù)是民族工業(yè)長遠發(fā)展之基。”

以他主要研究的高功率光纖激光技術(shù)為例，核心器件和核心材料涉及特種光纖的拉制，就需要進口高純度石英棒材及氣源，“或者我們技不如人，或者成本降不下來，總之是被卡著脖子。”

本報深入調(diào)查發(fā)現(xiàn)，王璞委員提出的問題，是基礎(chǔ)材料學(xué)界和新材料應(yīng)用產(chǎn)業(yè)界共同憂心的問題。

比如，一噸陰極銅，市場價5萬元;國外發(fā)達國家用這噸原銅制造的、芯片用引線框架C19400銅材，進口價高達10萬元一噸!每噸5萬元差價，差在哪?

北京有色金屬研究總院從事銅合金材料研究開發(fā)的專家王強松教授告訴科技日報記者，傳統(tǒng)C19400引線框架材料，生產(chǎn)工藝流程除了熔鑄和成型及退火環(huán)節(jié)外，固溶和時效熱處理則是獲得優(yōu)異性能的關(guān)鍵工序，通過關(guān)鍵控制可以獲得材料抗拉強度500MPa，導(dǎo)電率60%—65%IACS，是目前國內(nèi)引線框架材料主流產(chǎn)品，市場容量保守估計在10萬噸—15萬噸/年。

“C19400是基礎(chǔ)工業(yè)材料的一個典型代表，但并非不可替代。”王強松說：“我們從理論出發(fā)，一直尋找?guī)в?lsquo;鑄造基因’的改性材料。從2017年底開始，我們團隊發(fā)現(xiàn)，加了氣凝膠納米顆粒的新型銅材，抗拉強度保持500MPa的同時，導(dǎo)電率至少提高10%—15%，同時工藝工序控制難度下降，制造成本下降幅度也達每噸2000—3000元。”

他認為，氣凝膠納米顆粒將銅改性到這種程度，可以稱做顛覆性技術(shù)突破。他正在推進產(chǎn)業(yè)化的這一技術(shù)方法，已經(jīng)引來美國市場情報機構(gòu)的多輪打探，而相關(guān)工藝因投資大、風(fēng)險高，尚未順利完成中試流程固化，大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化之路卻艱難重重。

王強松提到的核心材料氣凝膠，被《科學(xué)》雜志列為全球最具潛力十大新材料之一。作為世界上最輕的固體、導(dǎo)熱系數(shù)最低的材料，其在熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)、聲學(xué)等領(lǐng)域顯示了奇特的特性，是具有巨大應(yīng)用價值的軍民兩用新材料。

全球氣凝膠最大生產(chǎn)廠家阿斯彭氣凝膠公司隸屬于美國國家航空航天局，其昂貴的產(chǎn)品主要應(yīng)用在航天、軍事和石油領(lǐng)域。

受邀入駐中關(guān)村軍民融合產(chǎn)業(yè)園的氣凝膠本體材料生產(chǎn)企業(yè)弘大科技董事長李光武介紹說，目前氣凝膠原材料的全球產(chǎn)能只有6萬立方米/年，國產(chǎn)全套獨立自主設(shè)計研發(fā)的全過程國產(chǎn)化設(shè)備產(chǎn)能可達1萬立方米/年，投資卻只有阿斯彭的二十分之一，已打破國外專利封鎖。

李光武對國外情報機構(gòu)探聽氣凝膠下游產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線十分警惕。他說，即便申請的多國專利，但用其提升高性能改性銅等工業(yè)材料深加工產(chǎn)品時，仍面臨的因低端產(chǎn)能路徑依賴而出現(xiàn)的升級卡頓現(xiàn)象，“神奇材料”的巨大價值無法短期內(nèi)獲得體現(xiàn)。

“有時技術(shù)路線就是一層窗戶紙，在我們已經(jīng)掌握時，更需要快馬加鞭，才能占領(lǐng)下一輪新材料產(chǎn)業(yè)的市場，擺脫被卡脖子的宿命。”王強松頗感焦慮。

王璞委員認為，氣凝膠等新材料與石墨烯一樣，其優(yōu)良特性不斷被發(fā)現(xiàn)，應(yīng)受到充分重視，獲得從國家戰(zhàn)略政策制定到研究體系設(shè)計，從資金精準投入到用戰(zhàn)略眼光扶持產(chǎn)業(yè)對接升級等系統(tǒng)支持。

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