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聚力科技创新打造“国之大材”

习指出:“我国科技发展的方向就是创新、创新、再创新。”中国建材集团强化企业创新主体意识,按照提出的“四个面向”要求,不断加强创新链和产业链结合,致力于推动新材料发展弯道超车。

近年来,全球新一轮科技革命和产业变革方兴未艾,新材料种类繁多、应用面广,科技创新的复杂性高、难度大,呈现多学科交叉、多技术融合的发展态势。在此背景下,加强对新发展格局的战略研判,聚焦国家急迫需要和长远需求的新材料,解决从“0到1”的原创性问题,确保在受制于人的“卡脖子”领域和薄弱环节取得实质性突破,实现关键材料自主保供,显得愈发重要。中国建材集团作为建材领域唯一的央企,以努力引领行业不断取得科技进步为使命,研制的前级光纤光锥、微孔定位板、后级光纤光锥、微孔板、衍射板等5种关键元件,成功服务保障高能宇宙辐射探测设施项目,为实现在宇宙高能射线的高分辨高精度探测、读取和传输等方面历史性突破提供了重要助力,推动了我国空间高能宇宙辐射探测技术的跨越发展。此外,中国建材集团研发的石英玻璃、大型复合材料结构件、高性能耐烧蚀树脂、高强玻纤纱、特种涂料等新材料在载人航天、中国空间站、火星探测、探月工程等国家重大工程顺利实施上都起到了支撑作用。

中国建材集团全力推动中国玻璃新材料产业科技自立自强。图为中国建材集团所属凯盛科技自主研发的0.03毫米柔性可折叠玻璃,主要应用于电子显示领域,是我国在玻璃新材料领域取得的一项“卡脖子”关键技术创新成果。 中国建材集团供图

随着我国经济高质量发展和产业转型升级加快推进,以新基建、新能源为代表的战略性新兴产业对上游新材料的需求大规模增长。预计“十四五”时期,我国新材料产业将迎来产业基础再造和产业链提升的重要战略机遇期。中国建材集团坚持面向国民经济主战场推进新材料产业化,在加快科技成果转化的基础上,打造完整产业链并推动产业向高端化、量产化、全球化方向发展,让新材料更多“飞入寻常百姓家”。最常见的玻璃,是一种硅酸盐类非晶无机非金属材料,具有良好的可塑性和通透性,不仅作为日常的建筑材料使用,还被广泛用于制造显示元件、光伏发电设备等的玻璃材料上。比如,每一台智能手机上就包括高强盖板玻璃、超薄触控玻璃、内注显示液晶的两层薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)玻璃基板3种4层显示玻璃,具有很高的科技含量。中国建材集团通过加强研发和集成创新,实现了0.12毫米全球超薄触控玻璃、0.03毫米柔性可折叠玻璃、8.5代TFT-LCD玻璃基板等关键核心技术突破和工业化量产,大大推进了相关制造领域的国产化进程。自主研发的铜铟镓硒和碲化镉光伏玻璃用于建筑发电,建成世界单体规模最大的12万平方米薄膜光伏一体化建筑,总装机容量达到10兆瓦。

高性能碳纤维的研制是一个典型的例子。这是一种含碳量90%以上的新型纤维材料,强度是钢的7到10倍,密度是钢的1/4,具有强度大、质量轻、耐高温、抗疲劳、耐腐蚀、柔软可加工等优越特性,享有“新材料之王”的美誉。它应用在飞机上,对减轻飞机重量、减少燃油消耗、减少维修成本和延长飞机使用寿命有着明显优势。然而,碳纤维制备过程工艺难度大,生产流程变量多,固定资产投资成本和技术壁垒高,我国碳纤维产业长期存在高端产品少、应用开发难的问题。中国建材集团扎根碳纤维领域数十年,2021年9月在青海西宁投资建成国内最大的万吨高性能碳纤维生产基地,在国内率先实现高端碳纤维成套技术的自主可控,打破发达国家的长期技术封锁和市场垄断,保障了航空航天、重点型号装备等大国重器的应用需求,加快了我国高端应用市场碳纤维国产化进程。布局实施大飞机复合材料重大专项,联合中国商飞集团深入推动航空级T800级碳纤维及其预浸料国产化、主次承力结构等国产大飞机用关键材料研制攻关,成为国产宽体大飞机3个机身部段供应商。

随着我国经济深入发展,面对资源能源、生态环境的强约束与碳达峰、碳中和规划目标的硬任务,新材料产业加快绿色转型发展的任务更加紧迫。中国建材集团在科技体系规划与创新体系布局中,突出绿色低碳和生态环保的理念,着力解决绿色建材发展缓慢、环境负荷重、能源效率低、资源瓶颈制约等重大关键共性问题,将绿色技术研发与市场需求紧密结合,努力实现“两个转换、两个替代”,即产品低碳化转换和工艺绿色化转换、生产上提高新材料替代和新能源替代比例。产品低碳化方面,开展薄膜太阳能电池成套技术及工程化应用、海上大尺寸风电叶片研制等10余个涉及绿色低碳产业项目,加强新型胶凝材料、低碳混凝土等低碳建材产品研发应用,加快推进绿色建材产品认证和应用推广,引领建材行业加快绿色转型。工艺绿色化方面,建成72家国家级绿色工厂、45家绿色矿山,升级改造水泥窑,利用高温功能协同处置工业固废、医用垃圾、生活垃圾,在全国36个城市建成47条处置线,作为城市标配守护城市生态和居民健康。探索建材产业“双碳”实施路径,制定“减碳”、“固碳”、“管碳”时间表和路线图,联合打造首个国家原材料行业“双碳”公共服务平台。

详见:中国建材集团党委书记、董事长周育先文章《坚持创新驱动 建设材料强国》