2013國際新材料發(fā)展趨勢高層論壇開幕式

2013年9月8～10日，2013國際新材料發(fā)展趨勢高層論壇在成都望江賓館隆重召開。此次論壇由中國工程院化工、冶金與材料工程學部，中國材料研究學會，新材料學術聯(lián)盟和四川省科技廳主辦，電子科技大學承辦，《中國材料進展》雜志社、德陽市人民政府、成都市經(jīng)濟和信息化委員會、成都市科學技術局、成都市投資促進委員會、成都市博覽局、東方電氣集團、釩鈦資源綜合利用國家重點實驗室(攀鋼集團)、華南理工大學、四川大學國家生物醫(yī)學材料工程技術研究中心、電子科技大學成都研究院和西華大學協(xié)辦，并得到了中國工程院、國家自然科學基金委、國家科學技術部基礎司、國家科學技術部高新司、國家發(fā)展和改革委員會高技術產(chǎn)業(yè)司和四川省人民政府的大力支持。論壇同期還舉行了中國工程院電子材料發(fā)展趨勢論壇和材料基因組計劃研究進展論壇。為更好地促進新材料科技成果的有效轉(zhuǎn)化和新材料產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新可持續(xù)發(fā)展，論壇還設立了一系列產(chǎn)學研對接交流活動。

出席本次會議開幕式的有:中國工程院白玉良秘書長，中國工程院化工、冶金與材料工程學部主任曹湘洪院士，大會主席周廉院士，中國科學院葉恒強、朱靜、王崇愚、范守善、高鴻鈞、南策文院士以及中國工程院陳立泉、江東亮、張懿、屠海令、劉錦川、殷國茂、吳以成、周克崧、王海舟、徐惠彬院士，國家自然科學基金委高瑞平副主任，四川省科技廳彭宇行廳長，成都市茍正禮副市長，德陽市陳新有市長等專家和領導。周廉院士、曹湘洪院士、高瑞平副主任、茍正禮副市長分別致開幕詞。會議開幕式由大會執(zhí)行主席、電子科技大學校長李言榮院士主持。

國際新材料發(fā)展趨勢高層論壇是中國工程院在新材料領域具有重要影響力的系列高層論壇之一，本次論壇共邀請20位專家學者分別從電子材料、材料基因組、材料表征分析、涂層材料、稀有金屬冶金、納米材料及生物材料等7個新材料領域?qū)π虏牧习l(fā)展的最新動態(tài)和研究前沿進行專題討論，共同推動新材料科學和產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新和技術進步。

電子材料進展

屠海令院士在“微納電子學時代的半導體材料”的報告中指出，半導體材料是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎。半個世紀以來，半導體工業(yè)已成為全球發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)。盡管集成電路密度不斷提高，設計線寬急劇減小，半導體材料總能適應器件發(fā)展，滿足其越來越苛刻的要求。未來納米集成電路將具有更高的鐘頻，更細的線寬，更復雜的系統(tǒng)，更便宜的價格。主流半導體材料硅單晶的直徑更大，質(zhì)量更高，缺陷更少，成本更低。因此，要進一步完善半導體硅材料的晶體生長，改進晶片加工工藝并采用缺陷工程技術。同時，還須研發(fā)新一代的硅基材料以及新型半導體材料和新的制備工藝技術。

屠海令院士

高鴻鈞院士

高鴻鈞院士的“與硅基技術相融的高質(zhì)量、大面積外延石墨烯材料的構筑與特性”報告圍繞將石墨烯應用于信息器件與電路的需求，探索硅及介電襯底上高質(zhì)量石墨烯的生長和信息器件的構筑方法，實現(xiàn)石墨烯在介電襯底上的外延生長和高質(zhì)量、大面積石墨烯的可控制備，研究石墨烯信息器件的性能調(diào)控，為獲得實用化高性能石墨烯信息器件奠定了材料基礎。

邱勇教授

清華大學副校長邱勇教授的“有機電子材料與OLED”報告指出，有機電子材料是一類具有電學性質(zhì)或應用在電子產(chǎn)品中的有機材料，在復印、顯示、照明、能源等領域發(fā)揮著越來越大的作用。報告介紹了有機電子材料的發(fā)展歷史和應用情況，重點介紹了有機發(fā)光材料在顯示和照明領域的應用情況，分析了國內(nèi)外相關產(chǎn)業(yè)取得的進展及發(fā)展趨勢，并針對我國的產(chǎn)業(yè)環(huán)境，提出了具體的發(fā)展建議。

材料基因組研究進展

陳立泉院士

陳立泉院士在“材料科學系統(tǒng)工程在二次電池材料研究中的應用實例”的報告中，以鋰離子電池為實例，說明“材料基因組計劃”如何對現(xiàn)有材料進行改性，使之滿足2015年前電動汽車對電池能量密度的需求。如何發(fā)現(xiàn)性能更好的新材料和新的電池體系，以滿足電動汽車和其它儲能器件對二次電池的長遠要求。他強調(diào)“材料基因組計劃”是多學科專家協(xié)同創(chuàng)新，“材料基因組計劃”絕對不是以研究人員個體為主的傳統(tǒng)意義上的理論計算，而是在先進材料的發(fā)現(xiàn)、開發(fā)、制造和服役的全過程中的每一步都要強調(diào)研究團隊整體性，強調(diào)理論與實驗緊密結(jié)合，實現(xiàn)材料創(chuàng)新的全程數(shù)字化。

魯曉剛教授

魯曉剛教授的“‘材料基因組’集成計算方法探討”報告指出，在當今科學理論和計算技術突飛猛進的背景下，融合電子、原子和分子尺度的高通量量子力學計算、熱力學計算、動力學模擬以及有限元分析等方法的集成計算，將極大地推進新材料的理性設計和應用進程。計算熱力學從早期的以計算不同成分、溫度、壓力條件下材料的熱力學性質(zhì)和相圖為主，逐漸向動力學領域擴展，建立起有機集成了計算熱力學理論的以擴散相變模擬、形核析出模擬和相場模擬為特色的計算動力學方法。進一步以其為橋梁，將微觀尺度和宏觀層次的計算模擬聯(lián)系起來，構建多尺度集成計算平臺，建立多元多相材料的成分工藝－組織結(jié)構－性能之間的定量關系。同時，結(jié)合大量實驗數(shù)據(jù)及第一性原理計算、統(tǒng)計學方法、經(jīng)驗半經(jīng)驗理論數(shù)據(jù)，運用CALPHAD優(yōu)化評估技術，建立熱力學、動力學、物理性質(zhì)以及力學性能等材料設計基礎數(shù)據(jù)庫。這種面向多元多相材料體系的計算熱力學/動力學方法和專用數(shù)據(jù)庫的結(jié)合，使模擬真實材料在生產(chǎn)制備和服役過程中的相變過程和微觀組織結(jié)構演化成為可能。

趙繼成博士

趙繼成博士的“材料基因組計劃的高通量實驗方法”報告匯報了材料基因組研究進展特別是實驗工具平臺方面的現(xiàn)狀和未來。介紹了他和合作者們在過去幾年中開發(fā)的一套新的基于飛秒激光表面反射的測量技術用于準確掃描測試幾個關鍵物理性能，如熱導率、比熱容、彈性模量及熱膨脹系數(shù)。這些新掃描性能測量工具與擴散多元節(jié)技術相結(jié)合能數(shù)量級的提高材料性能測試的效率，從而快速建立材料的成份－結(jié)構－性能關系以加速新材料開發(fā)和研究，為建立新的預測成分－相－結(jié)構－性能的理論體系提供大量的實驗結(jié)果和理論驗證。高通量實驗和理論計算相結(jié)合的方法可用來建立系統(tǒng)的材料成分－相－結(jié)構－性能關系和理論，以實現(xiàn)快速材料設計。

單智偉教授

材料表征分析

西安交通大學單智偉教授的“微納尺度材料的結(jié)構與力學性能”指出，系統(tǒng)、定量地研究微納尺度結(jié)構材料的變形特性和相關機理對納米器件的設計、優(yōu)化及可靠使用至關重要。但是由于技術條件的限制，該領域的研究目前尚處在起步階段。作者研究團隊選取微納尺度的典型金屬和半導體為研究對象，以原位、定量的透射電鏡變形技術為主要手段，在前期工作的基礎上，對這些樣品在熱、電以及微量氣氛條件下的變形特性及內(nèi)在機制進行了探索。報告著重介紹作者研究團隊目前在該領域所取得的一些研究成果。

上海交通大學陳明偉教授的“Atomic-Scale Structure Property Relationship of Advanced Materials”指出，非晶和納米結(jié)構材料性能一般由納米或亞納米尺寸結(jié)構控制。為了研究這些先進材料中結(jié)構和性能的關系，原子結(jié)構特征就成為研究的要點。新近發(fā)展的球差校正透射電子顯微鏡給這一領域工作者提供了新的有力工具以研究先進材料中原子尺度結(jié)構和材料性能的關系。報告綜述了作者課題組使用球差校正投射電子顯微鏡研究金屬玻璃、納米多孔金屬、析出強化鋼中析出相的原子結(jié)構特征及取得的一系列新成果。

陳明偉教授

中國科學院金屬所馬秀良研究員的“金屬結(jié)構材料經(jīng)典科學問題的新認識”報告概述了現(xiàn)代透射電子顯微鏡的基本功能，著重用奧氏體不銹鋼的點蝕和工程合金形變過程中第二相分解機制的新認識兩個實例講述如何利用透射電子顯微技術研究金屬結(jié)構材料中的基本科學問題并由此帶來的新認識。作者課題組發(fā)現(xiàn)在形變條件下復雜合金相內(nèi)部位錯的運動致使其滑移經(jīng)過的區(qū)域發(fā)生成分及結(jié)構的變化，進而導致局域相分解。這項工作不但使人們對復雜合金相中的位錯及其滑移行為有了新的理解、為位錯理論增添新的知識，同時也使人們對工程合金在形變過程中第二相的分解機制有了新的認識。對探索長期處于高載荷條件下的金屬結(jié)構材料的性能、結(jié)構、以及成分設計具有重要意義。

馬秀良研究員

涂層技術進展及應用

周克崧院士的“新型涂層技術及其應用前景”報告指出先進涂層技術在國防建設和國民經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用，而日益惡劣的服役工況(高溫、高載等)對涂層性能有著更高的要求，開發(fā)新型涂層技術，獲得先進涂層一直是表面工程研究者的目標。報告介紹了近年來新型涂層技術的研究熱點，包括冷噴涂、溫噴涂、液體噴涂和低壓等離子射流薄涂層4種新型的涂層技術，闡述了新型涂層的沉積機理和典型涂層的特征，介紹了新型涂層技術在航空航天、能源、生物等領域的潛在應用前景。

周克崧院士

電子科技大學鄧龍江教授的“多頻譜電磁輻射控制涂層研究進展”報告針對國內(nèi)外電磁輻射控制涂層發(fā)展面臨的核心問題，介紹了團隊在雷達吸波涂層、紅外低發(fā)射率涂層以及多頻譜兼容涂層等關鍵電磁輻射控制涂層的工作機理、材料特性以及應用技術方面取得的研究成果;重點關注先進材料體系和設計方法對涂層材料的牽引，包括各向異性磁性材料、納米結(jié)構動態(tài)磁化理論、紅外兼容設計以及材料復合技術等;最后通過對各種材料技術的分析，提出多頻譜電磁輻射控制涂層材料未來發(fā)展的趨勢。

鄧龍江教授

北京航空航天大學材料學院院長宮聲凱教授的“燃氣渦輪發(fā)動機葉片熱障涂層現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢”介紹了作者課題組研發(fā)了使用溫度達到1200℃的微量活性元素改性NiAl-Dy金屬涂層，闡明了涂層與單晶高溫合金界面擴散和阻擴散機理，設計了RuNiAl/NiAl-Dy雙金屬層結(jié)構阻擴散涂層;研發(fā)了使用溫度達到1400℃的LaCeO陶瓷涂層，設計制備了具有自適應特性的LCO/YSZ雙陶瓷層結(jié)構熱障涂層和新一代具有自適應特性的超高溫熱障涂層，并對其服役行為開展了系統(tǒng)研究。

宮聲凱教授

稀有金屬冶金技術進展

張懿院士的報告題為“稀有金屬冶金與材料一體化集成技術”。主要介紹了中國科學院過程工程研究所針對我國難處理兩性金屬礦產(chǎn)資源鉻、釩、鈦、鈮、鉭、鋯等高效清潔轉(zhuǎn)化利用的需求，突破了新反應介質(zhì)活化資源高效清潔轉(zhuǎn)化的亞熔鹽新化學體系的構建，化學場與物理場多場耦合的過程強化技術和鹽析相分離/萃取分離/氫還原等新分離技術，新型反應器替代和高效分離設備的計算優(yōu)化放大及全過程污染控制等，由提取冶金中間體直接制備高純金屬材料，包括純度＞99.9%的高純五氧化二釩、釩鉻鈦功能材料、高純金屬鉻、碳化鉻、高純氧化鋁等，大幅度提高了資源利用率，降低了能耗與成本，實現(xiàn)了源頭減排與綜合利用，為我國稀有金屬冶金與材料一體化集成提供了新路徑和工程示范。

張懿院士

攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司副總經(jīng)理程興德的“攀鋼釩鈦資源綜合利用最新研究進展”指出，攀鋼正以高效率、低成本、清潔生產(chǎn)為目標，以具有戰(zhàn)略性、前瞻性、獨創(chuàng)性、可形成我國釩鈦資源綜合開發(fā)利用核心技術競爭力的重大科研項目為載體，著力推動解決制約我國釩鈦產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大瓶頸技術，全力提高我國釩鈦資源綜合利用效率和總體技術水平。

納米材料進展及產(chǎn)業(yè)化趨勢

程興德副總經(jīng)理

范守善院士在“Carbon Nanotubes:A Road to Applications”報告中指出，在碳納米管的可控制合成、生長機理、生長速率的研究工作中發(fā)現(xiàn)碳納米管具有超順排陣列特點，可形成連續(xù)的碳納米管薄膜和碳納米管線的特殊類型，具有導電性良好，拉伸強度高等特點。重點介紹了應用于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)所取得的研究成果，目前已應用于透射電鏡、揚聲器、電子觸摸屏等。

范守善院士

中科院金屬所成會明研究員的“石墨烯的大量制備與應用探索”報告主要闡述了石墨烯的宏量控制制備與應用方面的研究進展，包括化學剝離方法和CVD方法制備高質(zhì)量石墨烯納米片、石墨烯三維網(wǎng)絡宏觀體以及毫米尺寸的六角形石墨烯單晶。并針對儲能和柔性器件應用，考察石墨烯基復合材料及其在柔性鋰離子電池、超級電容器、電磁屏蔽材料、彈性導體、氣體傳感等方面的應用。這些進展將推動石墨烯基材料的進一步發(fā)展及實際應用。

成會明研究員

中科院蘇州納米技術與納米仿生研究所國際實驗室張躍鋼研究員在“高密度電化學能量存儲器件中的新材料探索”的報告中指出，下一代高能量密度二次電池的開發(fā)一直是人們關注的熱點，但下一代高能量密度二次電池的電極材料的充放電循環(huán)過程涉及很復雜的固體－固體相變、以及電解質(zhì)－電極界面的副反應，造成了電極材料利用率、循環(huán)壽命低等問題。報告以鋰硫電池為例，介紹了作者課題組利用合理的復合電極及電解液設計，如利用多孔的碳納米纖維對硫的物理吸附效應、氧化石墨烯對硫的化學吸附效應、活性碳膜對硫化鋰的包敷效應、以及離子液體對鋰枝晶的阻擋效應等，大大改善了鋰硫儲能體系的穩(wěn)定性、提高了硫的利用率，為新型鋰硫電池的實用化打下了基礎。

張躍鋼研究員

生物材料進展

華南理工大學校長王迎軍教授的“仿生新型骨修復材料的生物適配基礎研究與臨床應用”介紹了作者課題組針對臨床應用量大面廣骨修復材料的問題，開展生物適配基礎研究，并通過對天然骨本身的成分、結(jié)構特性及礦化過程的模仿，應用先進材料制備技術，對材料的組成、結(jié)構進行功能化設計與調(diào)控，發(fā)展仿生新型骨修復材料，實現(xiàn)臨床對病損或缺失的骨組織的有效修復和功能重建。報告還討論了仿生新型骨修復材料從基礎研究到臨床應用的最新進展。

王迎軍教授

國家生物醫(yī)學材料工程技術研究中心(四川大學)主任顧忠偉教授的“生物醫(yī)用高分子材料的研究現(xiàn)狀與科學前沿”報告主要從生物醫(yī)用高分子新材料設計及制備(新型生物降解高分子的設計合成、生物醫(yī)用智能高分子、納米生物醫(yī)用高分子)，生物活性物質(zhì)(藥物、多肽與蛋白、生長因子、核酸類藥物、細胞等)控釋/傳遞系統(tǒng)的高分子載體材料，用于組織工程的高分子材料，生物醫(yī)用高分子表面與界面，用于分子診斷的高分子材料，人工器官及介入治療高分子材料，體外醫(yī)用高分子材料等方面介紹了國內(nèi)外生物醫(yī)用高分子材料研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。

顧忠偉教授

清華大學生物制造工程研究所所長孫偉教授在“生物三維打印(Bio－3DP)——生物材料的挑戰(zhàn)和機遇”報告中指出，生物三維打印不僅是制造學從使用單一結(jié)構材料，功能材料，到使用生物材料和生命體材料學科的拓展延伸，也代表了由工程、材料、信息和生命科學等多學科的交叉融合，是三維打印技術領域的一個新方向。報告簡述當前生物三維打印國內(nèi)外發(fā)展的動態(tài)及生物打印技術的廣泛應用，特別是生物材料在生物三維打印中所面臨的挑戰(zhàn)和機遇。他指出，生物三維打印的發(fā)展和應用將對生物材料提出更高的要求和新的挑戰(zhàn)，也將催生新穎生物材料和生命體材料的創(chuàng)新研發(fā)。

國際新材料發(fā)展趨勢高層論壇旨在把脈新材料發(fā)展方向，擴大新材料發(fā)展視野，加強國內(nèi)外新材料領域?qū)＜抑g的合作與交流，實現(xiàn)基礎研究、工程應用和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的大合作，促進我國新材料研究產(chǎn)業(yè)的共同發(fā)展。相信本次論壇將為新材料領域的學者、科研人員和科學家搭建一個交流學術的國際平臺，對促進新材料領域高水平發(fā)展具有十分重要的意義。

孫偉教授