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重磅：2021年中國新材料產(chǎn)業(yè)重大科技創(chuàng)新成果盤點
來源：高新院 achie.org 日期：2022-01-25 點擊：次
2021年是“十四五”開局之年，這一年，我國重大創(chuàng)新成果競相涌現(xiàn)，創(chuàng)新能力持續(xù)提升。
01
我國首個3.35米直徑火箭長筒段貯箱問世
2021年2月26日消息，我國首個3.35米直徑火箭長筒段貯箱在八院800所問世，經(jīng)過各項檢測和強度試驗考核合格，基本具備工程應用條件。
該貯箱采用了5米級長筒段，首次實現(xiàn)了國內(nèi)近2米級筒段向5米級筒段的重大跨越，標志著我國已初步掌握長筒段研制技術(shù)，火箭在高質(zhì)量、高效率、低成本研制上又取得重大突破。
長筒段將現(xiàn)有多個筒段整合為一，以5米級長筒段為例，可消除2條環(huán)向焊縫、縮短焊縫長度21米，有效提高了火箭結(jié)構(gòu)的可靠性。
尤為重要的是，生產(chǎn)效率可提高30%以上，研制成本可降低20%以上。該技術(shù)符合航天產(chǎn)品研制的發(fā)展趨勢，是應對高密度發(fā)射任務、高質(zhì)量
人造鉆石，中國產(chǎn)能約占全球一半
地球上的鉆石儲備并不少。中國地質(zhì)調(diào)查局曾表示，全球的已探明的天然鉆石儲量大約有25億克拉，而目前每年全世界天然鉆石產(chǎn)量不過9000萬-1億克拉。而全球人造鉆石產(chǎn)能大約在600萬到700萬克拉之間。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，全球珠寶級別的實驗室人造鉆石原石產(chǎn)量中約50％的產(chǎn)能來自中國，達到300萬克拉左右，壟斷了幾乎所有高溫高壓法產(chǎn)能。
以2020年價格為例，一克拉金剛石單晶的價格僅為0.2元，而一克拉人造鉆石的價格則達到了273元，后者價格是前者的1300多倍。高毛利率和相對成熟領先的科研水平將中國人造鉆石在近兩年中逐漸推上一個新的高度。伴隨最近幾年原石成本的上漲，個人奢侈品相關(guān)的潘多拉、施華洛世奇等“非鉆石”品牌開始向培育鉆石拋出橄欖枝。
另外，工業(yè)端的未來同樣值得期待。鉆石不僅可以承受高于硅5倍的熱量，還能讓電子傳遞過程中的能量損失減少90%。盡管人造鉆石在未來很難完全替代硅半導體，但很有可能在半導體封裝的熱管理等領域催生出數(shù)百億美元的小眾市場。比如，向蘋果公司提供由金剛石加工的芯片就需要大規(guī)模、高品質(zhì)的人造鉆石。
中國人造鉆石，一個閃閃發(fā)光的時代，正在到來。
03
我國成功合成新型材料，可劃傷鉆石
2021年8月14日從國家重點實驗室之一的燕山大學亞穩(wěn)材料制備技術(shù)與科學實驗室獲悉，新型非晶材料（AM－III）近日在該實驗室成功合成。非晶材料也叫玻璃態(tài)材料，是一大類剛性固體，人們生活中常見的玻璃即是一種典型的非晶材料。據(jù)專家介紹，AM－III密度與金剛石相當，維氏硬度HV高達113GPa，可劃傷單晶金剛石。
04
成功研發(fā)！能靠衣服給手機充電了
復旦大學科研人員近日通過系統(tǒng)揭示纖維鋰離子電池內(nèi)阻隨長度的變化規(guī)律，成功制備出兼具良好安全性和綜合電化學性能的新型纖維聚合物鋰離子電池，相關(guān)研究成果已發(fā)表于《自然》主刊。
據(jù)介紹，長度為1米的纖維聚合物鋰離子電池，就可為智能手機、手環(huán)、心率監(jiān)測儀等可穿戴電子設備長時間連續(xù)有效供電。目前科研人員通過紡織方法，已獲得高性能大面積電池織物。今后出門不帶充電器、充電寶，依靠衣服對手機進行無線充電可能不再是夢想。
05
比A4紙稍厚的0.12毫米超薄玻璃
連轎車都撞不碎
中國相關(guān)科研團隊卻在經(jīng)過長期的技術(shù)攻關(guān)之后，成功研制出了厚度僅有0.12毫米的世界上最薄的電子觸控玻璃，這款玻璃，不僅透光率高，而且韌性極好，即使被卷成環(huán)形也不會有一絲裂痕，在電子設備生產(chǎn)領域，厚度在0.55到1毫米的玻璃是制造主要電子設備液晶顯示器的重要材料，超薄電子觸控玻璃的誕生，不僅極大程度上減輕了許多電子設備的重量，讓其變得更加輕便，同時它還會為未來智慧城市以及國防科技等領域帶去巨大的價值。
06
直徑僅為頭發(fā)絲1/10的高性能碳纖維
強度是鋼的7至10倍
9月8日，我國首個萬噸碳纖維生產(chǎn)基地在青海西寧投產(chǎn)。這種碳纖維直徑只有0.005毫米，不足頭發(fā)絲直徑的1/10，每平方毫米面積卻能承受500公斤的拉力，比重不到鋼的1/4，強度卻是鋼的7至10倍。
同時具有耐高溫、抗摩擦、耐腐蝕等優(yōu)點，可用于航空航天、風力發(fā)電等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，被稱為“材料黑金”。
07
耐摩擦、耐高溫的黑色氮化硅陶瓷軸承球
黑色氮化硅陶瓷軸承球，能耐得住每分鐘60萬次的摩擦以及上千攝氏度高溫的炙烤。
繼美國闊斯泰、日本東芝之后，中材高新氮化物陶瓷有限公司成了全球第三家，也是國內(nèi)首家且唯一形成批量生產(chǎn)熱等靜壓氮化硅陶瓷材料的企業(yè)，研制成功的G3級軸承球已在航天、航空工程上應用，在國內(nèi)多個軸承企業(yè)實現(xiàn)大批量供貨。
