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碳纖維復材需要不斷發(fā)展和創(chuàng)新

　　中國科學院院士、東華大學材料科學與工程學院院長朱美芳表示，碳纖維是國家需求的關(guān)鍵材料，其應(yīng)用水平反映國家核心競爭力。目前在工業(yè)化生產(chǎn)當中，用于大飛機、高鐵的高性能PAN基碳纖維占比較大（92%），高純耐燒蝕粘膠基碳纖維和高模量瀝青/木質(zhì)素基碳纖維分別僅占比1%和7%。

　　據(jù)科學技術(shù)部高技術(shù)研究發(fā)展中心技術(shù)總師史冬梅介紹，發(fā)達國家高度重視新材料的基礎(chǔ)支撐、先導引領(lǐng)作用，積極制定新材料發(fā)展戰(zhàn)略，包括材料基因組計劃（美國）、工業(yè)2050戰(zhàn)略（英國）、納米技術(shù)和材料科技研發(fā)戰(zhàn)略（日本）、2030材料戰(zhàn)略（俄羅斯）。發(fā)達國家對高端材料壟斷加劇，集成化、集群化發(fā)展態(tài)勢突出；布局前沿新材料，繼續(xù)主導材料原始創(chuàng)新，搶占制高點；重視關(guān)鍵材料供應(yīng)鏈安全，關(guān)鍵礦產(chǎn)資源成為大國競爭焦點；持續(xù)強化新材料創(chuàng)新支撐體系，注重產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式、人才培養(yǎng)。從技術(shù)發(fā)展趨勢看，更加依賴計算科學、人工智能等新方法，形成了以數(shù)據(jù)驅(qū)動的新材料研發(fā)新范式，加快了技術(shù)創(chuàng)新速度，新材料迭代周期大幅縮減；新材料向個性化、復合化、多功能化、更耐極端環(huán)境、更趨近于性能極限發(fā)展；新材料的發(fā)現(xiàn)與性能提升更依賴基礎(chǔ)科學突破、學科交叉、技術(shù)融合；低碳可持續(xù)發(fā)展理念深植于材料開發(fā)各個方面，更加突出環(huán)境友好、綠色節(jié)能、成分簡約、一材多用、循環(huán)利用等。

　　纖維復合材料作為國家的戰(zhàn)略性先進材料，在航空航天、軌道交通、能源、建筑、生活等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間。相比于傳統(tǒng)材料，碳纖維復合材料具有更低的密度和更高的強度，并且隨著碳纖維復合材料制造技術(shù)的不斷進步。碳纖維復合材料技術(shù)的不斷發(fā)展和在多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，如輕量化技術(shù)通過減輕產(chǎn)品重量，降低能耗；循環(huán)利用技術(shù)通過再生利用，減少對自然資源的消耗，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟?？梢赃M一步實現(xiàn)降低能耗、減少環(huán)境污染，對綠色經(jīng)濟的發(fā)展具有重要的意義。

　　中國化工信息中心專家表示，在綠色發(fā)展的背景下，碳纖維復合材料也需要不斷發(fā)展和創(chuàng)新: 從源頭上看，碳纖維復合材料的生產(chǎn)需要大量的能源和原材料，因此綠色發(fā)展的關(guān)鍵在于開發(fā)新的生產(chǎn)技術(shù)和替代原材料。例如，利用生物質(zhì)制造碳纖維，采用可再生能源進行生產(chǎn)，將有機廢棄物轉(zhuǎn)化為原材料等。

　　從過程上看，碳纖維復合材料的生產(chǎn)過程會產(chǎn)生大量的廢水、廢氣和廢固體，對環(huán)境造成負面影響。因此，綠色發(fā)展的重點在于開發(fā)新的生產(chǎn)工藝和減少廢棄物的產(chǎn)生。例如，采用循環(huán)經(jīng)濟模式，將廢棄的碳纖維進行回收利用，開發(fā)高效的廢氣處理設(shè)備等。

　　從應(yīng)用上看，碳纖維復合材料的應(yīng)用也需要考慮環(huán)保因素。例如，采用碳纖維復合材料制造的產(chǎn)品需要具備可持續(xù)性和環(huán)保性，例如采用可再生能源驅(qū)動的電動車、采用可降解材料制造的運動器材等。

　　據(jù)悉，全國多個地方都在興建碳纖維產(chǎn)業(yè)基地。湖南岳陽經(jīng)開區(qū)將打造“中國碳谷”，新建國內(nèi)領(lǐng)先的高性能碳基復合材料產(chǎn)業(yè)園，成立碳基復合材料產(chǎn)業(yè)研究院，創(chuàng)建國家級、省級碳基復合材料工程研究中心，有望填補我國高性能碳基新材料領(lǐng)域空白，力爭成為國內(nèi)競爭力強的高性能碳基復合材料設(shè)計制造企業(yè)和供應(yīng)商。而河北廊坊高新區(qū)以總投資50億元的長盛科技高性能碳纖維、總投資31億元的飛澤復材碳纖維復合材料項目為龍頭的新材料產(chǎn)業(yè)集群已初具規(guī)模。正在打造的京津冀“碳谷”產(chǎn)業(yè)基地將以現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)和重點項目為依托，利用3~5年時間，培育引入20家以上具有較強自主創(chuàng)新能力和品牌競爭優(yōu)勢的重點企業(yè)及若干配套上下游企業(yè)，逐步形成從“碳纖維一中間材料一復合材料一多元制品”的完整碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈條，在關(guān)鍵助劑、關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)，以及下游材料應(yīng)用等方面實現(xiàn)突破趕超，努力打造主營業(yè)務(wù)收入超百億級、具有核心競爭力的戰(zhàn)略性全鏈產(chǎn)業(yè)。