55602/20
cription-url="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/TPQsMW6ic4LEBy2FcPofR16ZzeDalNDg81sxxRY3pmJ5JdVyWYvgbZUCESoQicJJwI0rvGy5EaZgKIxhBuu7kImg/640?wx_fmt=png" data-copyright="0" data-ratio="0.2531041069723018" data-cropselx2="615" style="vertical-align: middle;font-size: 16px;text-align: center;white-space: normal;box-sizing: border-box;width: 100%;height: auto;" data-type="jpeg">在癸卯新年到來(lái)之際，國(guó)際技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所全體同仁祝各位讀者朋友新年快樂(lè)、幸福安康。感謝大家長(zhǎng)久以來(lái)的關(guān)注和支持，也期待未來(lái)我們能一直有你相伴。我們將在春節(jié)期間連續(xù)九天獻(xiàn)上專(zhuān)題文章“年度科技發(fā)展態(tài)勢(shì)總結(jié)與展望”，希望能為讀者朋友們提供些許參考。本文為新材料領(lǐng)域?qū)ｎ}。
一、世界新材料領(lǐng)域2022年態(tài)勢(shì)總結(jié)主要國(guó)家加大對(duì)關(guān)鍵礦產(chǎn)相關(guān)技術(shù)和設(shè)施項(xiàng)目的投資，推動(dòng)關(guān)鍵礦產(chǎn)提取、加工及回收技術(shù)的研發(fā)。美國(guó)能源部從《兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法案》中撥款28億美元支持本土電池供應(yīng)鏈，包括新建和擴(kuò)建國(guó)內(nèi)分離與加工鋰、石墨等關(guān)鍵礦產(chǎn)的工廠，以及演示驗(yàn)證利用回收材料制造組件的工藝，同時(shí)白宮發(fā)起“美國(guó)電池材料倡議”，確保用于電力、電氣和電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵礦產(chǎn)的穩(wěn)定持續(xù)供應(yīng)；美國(guó)能源部為12個(gè)州的16個(gè)項(xiàng)目提供3900萬(wàn)美元的資金，用于開(kāi)發(fā)商業(yè)上可擴(kuò)展的技術(shù)，以增加國(guó)內(nèi)清潔能源轉(zhuǎn)型所需的銅、鎳、鋰、鈷、稀土等關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)；美國(guó)能源部先進(jìn)材料和制造技術(shù)辦公室公布一項(xiàng)1200萬(wàn)美元的融資項(xiàng)目，以研究和改進(jìn)從地?zé)猁}水中安全、經(jīng)濟(jì)、高效地提取和精煉鋰的技術(shù)。英國(guó)宣布將在提茲港建設(shè)歐洲首個(gè)大型商業(yè)鋰精煉廠，為電動(dòng)汽車(chē)、可再生能源系統(tǒng)供應(yīng)鏈提供電池級(jí)材料。加拿大聯(lián)邦政府計(jì)劃投資至少20億加元（約合16億美元），用于促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)電池供應(yīng)鏈所需的鎳、鋰、鈷等關(guān)鍵礦產(chǎn)的生產(chǎn)和加工。日本政府計(jì)劃在小笠原群島和南鳥(niǎo)島附近6000米深的海床中開(kāi)采富含稀土的泥漿以尋找稀土元素，并計(jì)劃在5年內(nèi)開(kāi)始勘探工作。
電池材料發(fā)展迅猛，主要經(jīng)濟(jì)體持續(xù)加強(qiáng)研發(fā)力度。美國(guó)能源部西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)出一種鋁鎳熔鹽電池，其理論能量密度高于鉛酸電池和液流電池，在熱循環(huán)的情況下，12周內(nèi)可保持92%的電池容量；能源部橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)出快速充電鋰離子電池所需的鉬-鎢-鈮酸鹽化合物材料，其具有快速充電和高效率的特點(diǎn)，有可能取代商業(yè)電池中的石墨。韓國(guó)電工技術(shù)研究院下一代電池研究中心開(kāi)發(fā)出具有空心核的一維鋰限制多孔碳結(jié)構(gòu)，并在空心核中添加金納米粒子，制造出具有更高倍率性能和穩(wěn)定性的高容量鋰金屬電池。俄羅斯斯科爾科沃科技學(xué)院開(kāi)發(fā)出一種新的快速充電電池陽(yáng)極材料NiBTA，并揭示了該材料的電荷存儲(chǔ)機(jī)制。中國(guó)合肥工業(yè)大學(xué)和美國(guó)得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校合作開(kāi)發(fā)出用于鈉金屬電池的基于聚（1，3-二氧戊環(huán)）的準(zhǔn)固體電解質(zhì)，改善了全固態(tài)電池整體性能。
聚合物材料領(lǐng)域取得多項(xiàng)技術(shù)進(jìn)展。美國(guó)北卡羅來(lái)納州立大學(xué)開(kāi)發(fā)出一種新的聚合物膜技術(shù)，在現(xiàn)有膜表面接枝親二氧化碳的化學(xué)活性聚合物鏈，可以大幅提高二氧化碳選擇性。英國(guó)伯明翰大學(xué)從糖基原料中創(chuàng)造了一個(gè)新的聚合物系列，既保留了普通塑料的所有品質(zhì)，也可進(jìn)行降解和機(jī)械回收。芬蘭圖爾庫(kù)大學(xué)采用液-液相分離法開(kāi)發(fā)出一種超分子塑料，具有良好的機(jī)械性能和高度可回收性，可通過(guò)吸水進(jìn)行自我修復(fù)，未來(lái)可作為環(huán)保材料替代傳統(tǒng)塑料。澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)開(kāi)發(fā)出一種堅(jiān)固、可持續(xù)和可堆肥的自清潔生物塑料。日本理化學(xué)研究所開(kāi)發(fā)出一種堅(jiān)固、有彈性、可自我修復(fù)的聚合物材料，該材料在斷裂前可以拉伸到原始長(zhǎng)度的近14倍，切斷后可在5分鐘內(nèi)自行愈合。
生物材料成為新材料領(lǐng)域研究熱點(diǎn)，引發(fā)各國(guó)研究熱潮。美國(guó)得克薩斯農(nóng)工大學(xué)將二維納米材料二硫化鉬與改性明膠結(jié)合后開(kāi)發(fā)出一種柔韌的水凝膠生物材料，可用于創(chuàng)建復(fù)雜的3D電路，為患者提供3D打印電子紋身，監(jiān)測(cè)患者的運(yùn)動(dòng)指標(biāo)；加州大學(xué)洛杉磯分校采用紫外線光固化工藝創(chuàng)造了一種改進(jìn)的丙烯酸基材料，該材料更加柔韌且保持較高強(qiáng)度和耐用性，可以像肌肉組織一樣發(fā)揮作用，可用于軟體機(jī)器人、具有觸覺(jué)的新型可穿戴設(shè)備、觸覺(jué)技術(shù)等領(lǐng)域。西班牙Andaltec國(guó)家技術(shù)中心開(kāi)發(fā)出一種可用于再生肌肉組織的形狀記憶聚合物，可在醫(yī)院內(nèi)通過(guò)材料擠壓打印工藝制作植入物、手術(shù)器械和假肢。巴西圣保羅州立大學(xué)使用B型牛明膠制成了高拉伸強(qiáng)度、可食用、可生物降解的抗菌生物塑料薄膜，可保護(hù)包裝食品免受病原體污染。新加坡南洋理工大學(xué)使用聚己內(nèi)酯（PCL）和明膠，采用靜電紡絲方法制造PCL/明膠纖維，再將ε-聚賴(lài)氨酸摻入纖維支架制造出一種可加速傷口愈合過(guò)程的新型納米纖維復(fù)合敷料，可促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖和遷移。
全球電池需求大幅增加，汽車(chē)企業(yè)紛紛布局新能源礦產(chǎn)和電池生產(chǎn)項(xiàng)目，對(duì)全球新能源礦產(chǎn)供應(yīng)鏈帶來(lái)新挑戰(zhàn)。美國(guó)通用汽車(chē)公司與嘉能可簽訂了“為期數(shù)年”的鈷供應(yīng)協(xié)議，采購(gòu)鎳鈷礦用于制造通用的Ultium電池正極；福特汽車(chē)與必和必拓簽署了鎳供應(yīng)協(xié)議，必和必拓旗下位于西澳大利亞州的西部鎳業(yè)公司將為福特供應(yīng)鎳，同時(shí)福特將尋找其他關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)來(lái)源，以確保鋰、鎳、稀土、銅等電池關(guān)鍵原材料的供應(yīng)。英國(guó)Adamas Intelligence公司發(fā)布《充電狀態(tài)：電動(dòng)汽車(chē)、電池和電池材料》報(bào)告稱(chēng)，2022年上半年全球電動(dòng)汽車(chē)電池消耗的鋰、鈷、鎳資源量大幅高于上年同期，預(yù)計(jì)2023年還將進(jìn)一步增長(zhǎng)。韓國(guó)SK集團(tuán)宣布2023年將在本土投資73萬(wàn)億韓元（約合524億美元）提升芯片、綠色能源及生物制造的生產(chǎn)能力，其中12.8萬(wàn)億韓元投向電動(dòng)汽車(chē)電池、氫能及其他可再生能源。
生物材料、聚合物復(fù)合材料等前沿新材料領(lǐng)域的研究熱潮還將延續(xù)。美國(guó)麻省理工學(xué)院開(kāi)發(fā)出一種由纖維素納米晶體（CNC）和合成聚合物混合而成的復(fù)合材料，其中CNC約占材料的60%-90%，該材料具備優(yōu)良的機(jī)械性能，可代替部分石油基塑料，將在2023年進(jìn)一步開(kāi)展材料負(fù)載實(shí)驗(yàn)；得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校將256位加密密鑰編碼在實(shí)驗(yàn)室合成的聚合物材料上，再將聚合物材料混合到墨水中書(shū)寫(xiě)成加密信件后通過(guò)液相色譜質(zhì)譜儀進(jìn)行提取和分析，未來(lái)將進(jìn)一步探索該技術(shù)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和密碼學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。日本信州大學(xué)對(duì)天然蜘蛛絲的細(xì)胞黏附行為開(kāi)展研究，預(yù)計(jì)將在未來(lái)幾年中開(kāi)發(fā)基于天然蜘蛛絲的生物基纖維并將其應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域。中國(guó)北京航空航天大學(xué)開(kāi)發(fā)出一種基于氧化石墨烯（GO）的塊狀材料，不僅重量輕且具有較強(qiáng)的斷裂韌性和抗沖擊性能，計(jì)劃在2023年繼續(xù)開(kāi)展防電磁屏蔽、抗爆、抗彈方面的應(yīng)用研究。
國(guó)際技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所（IITE）成立于1985年11月，是隸屬于國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心的非營(yíng)利性研究機(jī)構(gòu)，主要職能是研究我國(guó)經(jīng)濟(jì)、科技社會(huì)發(fā)展中的重大政策性、戰(zhàn)略性、前瞻性問(wèn)題，跟蹤和分析世界科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢(shì)，為中央和有關(guān)部委提供決策咨詢(xún)服務(wù)?！叭蚣夹g(shù)地圖”為國(guó)際技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所官方微信賬號(hào)，致力于向公眾傳遞前沿技術(shù)資訊和科技創(chuàng)新洞見(jiàn)。
地址：北京市海淀區(qū)小南莊20號(hào)樓A座電話：010-82635522微信：iite_er
