浅析未来材料的发展趋势(1)

北京科技大学

本科生学术报告

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目录

近现代材料的发展历史和作用 (3)

材料发展历史 (3)

材料的地位和作用 (4)

材料发展分析 (5)

电子材料 (5)

新型战略性材料 (6)

美国材料战略和发展趋势简略分析 (7)

日本材料战略和发展趋势简略分析 (8)

欧盟材料战略简略分析 (10)

其他部分国家材料发展计划 (10)

我国新材料发展战略 (11)

总结 (13)

参考文献 (14)

浅析未来材料的发展趋势

谢帅（北京科技大学，北京 2016）

摘要：步入21世纪后，科技的发展速度变得十分迅速，每时每刻都可能有新的科技成果出现。在这科技爆炸的年代，身为理工人，了解自己学科的发展状况、预测自己未来的发展方向是十分重要的。身为材料专业的学生，如果能很好的预测出未来材料的可能重点发展方向，不仅能够为选专业提供参考，还能更好了解材料这个学科，让自己成为自己未来的“指路人”。，要对材料有较为深刻的认识。材料是人类文明的里程碑，首先，我通过了解材料发展历程和地位，认识材料对国家、世界乃至人类文明发展的重要性。由于国情不同，不同国家会有不同的发展重点。所以之后对美国、日本、欧盟等国家的材料战略和其重点领域进行了解及简略分析，得出这些国家的材料发展趋势。最后当然要了解我国材料领域的重点和国家的关于材料的发展规划，展望新材料领域发展趋势：复合材料、生物材料、纳米材料、制造材料的新工艺、新流程及结构与性能的新测试方法、材料表证和评价科学技术、材料设计与性能预测科学技术。

关键词：新材料材料发展战略性材料

近现代材料的发展历史和作用

材料发展历史

材料是人类文明的里程碑，对材料的认识和能力决定着社会的形态和人类生活的质量。在人类社会发展的历程中，可以发现很多阶段都是以材料为主要标志或是材料起主导作用，如远古的旧石器时期、新石器时代、陶瓷时代、青铜器时代、铁器时代，到近现代的煤炭时代、蒸汽机时代、水泥时代、钢铁时代、石油时代、电气与化工时代、半导体时代，以及发展中的复合材料、纳米材料、绿色环保材料等新时代材料（图1）[1]4图

不同时期材料也有不同的定义。

人类与其他动物的区别是：“人是能制造和使用工具的动物。”制造工具时，需要物质；不是所有的物质都是材料，从这些概念可以定义材料：“材料是能为人类制造有用器件（或物品）的物质。”

自从人类社会采用私有财产制以后，“经济”因素进入材料领域，材料的定义必须考虑经济：“材料是能为人类社会经济地制造有用器件（或物品）的物质。”

材料的生产和使用对人类社会又带来越来越多的环境污染，材料的定义也随之改变。对于“能为人类社会”也可采用更为确切的叙述，因而现代的材料定义是：“材料是人类社会所能接受地、经济地制造有用器件（或物品）的物质。”[2]

那么，未来的时候，我们会怎样去定义材料呢？

材料的地位和作用

历史学家用不同的材料来划分时代，这也就说明材料在人类历史和文明中的重要性。而如今的社会虽早已不是那个捡起一块石头就可以当工具的时代，但是在现代社会中材料仍在各个领域中都发挥着不可替代的作用。

材料是现代文明的基石，是推动人类进步、经济和社会发展的强大“引擎”（师昌绪和徐坚，2010），是现代工业和高科技发展的基础和关键。材料科技的发展提高了劳动水平，满足了人类的物质需求，丰富了人类的物质选择，为其他产业和科技的发展提供了保障。材料科技的发展对于社会经济发展、人类医疗健康、人类生活等至关重要。

材料产业是重要的战略性新兴产业。在现代社会的经济生活中，诸多高新技术产业都与新材料技术的发展密切相关。国际竞争的热点也都离不开材料科技的支撑。材料技术是支撑工业生产和工业技术的物质基础，已成为一个国家工业水平与技术能力的十分重要的标志。

材料科技促进了新兴产业的快速发展。当代高科技产业，如节能环保产业、信息技术产业、生物产业、装备制造产业、新能源产业等，无不与新材料的发明、规模生产与广泛应用息息相关。材料已成为各个高科技领域发展的突破口，并在很大程度上影响着新兴产业的发展进程。没有半导体材料的工业化生产，就不可能有目前的计算机技术；没有高温强度的结构材料，就不可能有今天的宇航工业；没有低损耗的光导纤维，也就没有现代的光纤维通信。

不同的材料对人类有着不同的用途，根据用途可大致分为能源材料、生物材料、电子信息材料、航空航天材料、建筑材料、核材料等。新能源材料的发展将对社会经济产生重要的影响；生物材料为人类提供了新的医疗手段，并且创造着人类健康新概念，使疾病得以早期发现和有效治疗，并显著降低了重大疾病的死亡率；电子信息材料的发展促进了信息产业的发展，使信息产业成为许多国家的支柱产业；材料技术为航空工业提供了强度更高、刚性更好、质量更轻的新型材料，对航空航天器性能的提高至关重要；LED 照明使人类照明发生了划时代的变革。多种高性能新型材料，如高温结构材料；多功能材料、超导材料、激光材料、纳米材料等的开发与利用已经获得突飞猛进的发展，成为推进国家产业升级，影响产业结构变化的重要动力，成为社会经济的支柱产业。

材料发展分析

似乎材料离人们生活很远，但在人们的生活中并离不开材料，我们时时刻刻被材料包围着，不为什么，就因为材料本身就是这样定义的。人类与动物的区别就是人能够制造和使用工具，而材料正是制造工具的物质，这要人怎样离开材料？无论是国家还是产业都将材料的重点放在新型材料上，将大量的人力财力输送到新型材料的研究上，人们在生活中听到有关材料的消息以及对材料的认知大多来自新闻报道，对于普通群众，这些新型材料自然是十分神秘的，于是人们就将材料也蒙上了“神秘的面纱”。然而，将大量的人力财力投入到新材料上也是有它的道理所在的。

俗话说：“国不防不立，民不防不安。”作为一个国家，一个民族，最重要的无非两件大事。一个是发展问题，一个是安全问题。作为高新技术产业的新材料技术产业，一旦开发成功，就会具有高于一般的经济效益。并且新材料的发展将带动其他众多工业的发展，这所带来的经济效益是不可估量的。而国防是人类社会发展与安全需要的产物，它是关系到国家和民族生死存亡的根本大计。国防以军事力量为核心，随着武器等其它军事科技的快速发展，其对材料的选用会越来越苛刻。有时甚至必须要发明出一种新型的材料才能满足要求。所以新材料和军工材料必然会是材料发展的核心。

想要分析材料未来的发展方向，就要预测未来社会的需求，未来国家、企业等在哪个材料领域投入较多人力财力。

电子材料

对于社会的需求，无非是衣、食、住、行、用。在衣、食、住、行方面，由于发展时间较长，未来的发展空间将受到很大的限制，发展范围较小。而在“用”这两方面，其包含的技术多，发展、更新速度快，发展空间宽阔，尤其是电子产品。电子材料的质量好坏，直接影响电子信息产品的质量，电子材料的发展是电子产品进步的前提。

电子材料的出现和发展可以用电子材料一

树(图2)形象地表示。电子材料扎根于20一40

年代的固体基础科学和早期的固体材料和器件

研究。194。年贝尔实验室发现了半导体效应,

随后发明晶体管使电子工业发生了革命,从晶体

管到集成电路的飞速发展,从根本上改变了电子

工业的面貌。半导体材料成了电子材料树的主干,

其它三个主要分支则是光学材料、超导材料和磁

性材料。这些分支前沿又相互交错,彼此覆盖,表

示应用和各学科的互相交又渗透.从这个角度看,

光电子材料和光子材料都可以看成广义电子材

料树在其生长前沿的继续发展。[3]电子材料主要

为电子信息产业生产配套器件，具有品类多、质

量高、用量精等特点。据统计，电子材料产品品

类有2万余种，主要应用于集成电路、分件、LED、

传感器、LCD、OLED、印刷电路板、太阳能电池等领域。电子材料的质量好坏，直接影响电子信息产品的质量，而且对电子信息产业有重大影响，电子材料是世界各国为发展电子信息产业而优先开发的关键材料之一。《中国制造2025》、“互联网+”等国家战略的推进实施，制造业智能化发展趋势，集成电路等作为智能制造的基础，将迎来广阔的市场机遇。电子材料作为电子信息产业重要的生产配套，其资金投入量大、

产品更新换代快、生产环境要求苛刻，一直是我国电子信息产业发展的薄弱环节。国内电子材料产品仅占30%国内市场份额，且多在中低端市场领域，高端市场由欧美、日本、韩国及台湾地区的厂商所垄断，部分产品进口依存度高达90%以上。我国需要迫切改变电子材料产业对外依存度高的现状，尽快提高其国产化率水平

据估计，目前全球电子材料产业市场容量600亿美元，年均增长率保持在8%以上，是新材料产业中发展最快领域之一。2015年，我国电子材料产业规模将达到1 700亿元，未来将保持10%年均增速（表1）。随着我国电子信息产业快速发展，与之相关的电子材料产业也迎来高速发展，成为新材料领域中发展速度最快、最具活力的行业之一。

表 1 2015 年国内电子材料细分市场规模

资料来源：电子化学品市场趋势与潜力，申万宏源研究

随着下游电子信息产业向中国转

移（见图3），激烈的制造竞争要求更

加苛刻的成本，使用性价比高的国产电

子材料产品是电子制造企业的出路之

一。另外，电子材料对于产品纯度、洁

净度有很高的要求，且多属于危险品，

长途运输不利于产品品质及安全，下游

企业倾向就近采购，因此电子材料生产

本土化是大势所趋。[4]

图3

新型战略性材料

一个国家如果没有强大的材料科技基础，就不会有强大的新材料产业，更不会有先进的产业技术。当今世界的经济强国，无一不是制造业强国，更是材料强国。材料研究与应用是衡量一个国家产业核心竞争力的重要标志，材料科技的技术与水平更是一个国家科技综合实力的重要体现，也是国家竞争力的一个重点，体现在产值和核心技术两方面。稀土原材料、碳纤维、石墨烯、纳米材料、高温超导材料、深海环境材料、航空航天材料等都体现了国际竞争的热点。因此，在激烈的国际角逐中，这些战略性材料往往成为竞争的热点，也是国家、企业等投资的热点。依据国情不同，每个国家制定不同的材料战略以顺应本国的

发展，但这些战略却也有许多的共同点。

美国材料战略和发展趋势简略分析

美国极其重视材料研究的基础地位，其材料及科技战略目标是保持本领域的全球领导地位，支撑信息技术、生命科学、环境科学和纳米技术等领域的发展，满足国防、能源、电子信息等对材料的需求。美国在2005年提出的国家五大优先领域（反恐、能源与环境、纳米技术、信息技术、分子水平上对生命的理解）战略中，材料科学占有重要的地位。以美国陆军为例，其研究预算的60%与新材料的研发有关，这足以说明材料科学的重要基础地位（美国陆军研究实验室，2012）。美国自然科学基金会（NSF）在材料领域的投入力度也很大，以2011年为例，在材料领域的实际研究经费达到2.95亿元。

美国在材料领域的研究战略与计划大多数是在2000年以后支付ing的，主要研究战略与计划如表2所示

表2美国材料领域主要研究领域战略与计划

计划名称时间内容

美国国家科学基金会材料学科年度计划每年材料学科的资助计划主要包括材料科学进步重点领域，如

可持续发展科学工程和教育（SEES）、超越摩尔定律科学与

工程（SEBML）等项目。资助范围涵盖里材料研究和教育等，

资助领域广泛，包括凝聚态物质和材料物理、固体化学和

材料化学、多功能材料、电子、光子、金属、超导、陶瓷、

高分子、生物材料、复合材料和纳米结构等。

美国能源部未来工业材料计划2000-2004年重点关注以下四个领域并优先开展相关研究：○1抗衰退材

料；○2能源系统材料；○3分离材料；○4热物理学数据库与

模拟

美国能源部基础能源科学计划（材料科学与工

程）每年核心研究活动分为三个部分：○1材料发现设计及与合成，包括材料化学、生物分子材料、合成与过程科学；○2凝聚

态与材料物理；○3散射和仪器科学

美国国家纳米技术计划每年2011年，NNI的战略目标和投资的项目主体领域包括八个

方面：纳米现象与过程的基础研究；纳米材料；纳米器件

与系统；纳米技术仪器仪表研究、计量和标准；纳米制造；

主要研究设施和仪器仪表的采购；环境、健康与安全；教

育社会层面

美国环境保护署纳米材料研究战略2009 在这项战略中，EPA将研究的重点放在七种类型的纳米材料

上：单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、富勒烯、氧化铈、银、

二氧化钛和零价铁

自20世纪80年代以来，美国研发经费稳步增长，2008年达到3981.94亿美元，远远超过其他国家，较1981年增长了4.47倍，占经济合作与发展组织国家总量的41.24%。美国的研发强度（国内研发经费总额占GDP的比例）也非常高，长期稳定在2.6%左右。

材料研究在美国各科学院研究领域的低位举足轻重。美国的材料主要研究机构如表3所示。

表3 美国材料主要研究机构

机构主要研究方向

美国能源部阿贡国家实验室高温超导、高分子超导材料、薄膜磁性材料、表面科

学、纳米材料等

艾米斯实验室磁性材料、超导材料以及稀土元素的实验与理论研究

等

布鲁克海文国家实验室超导材料、先进永磁材料、电池材料的合成、金属材

料腐蚀机理、玻璃水泥材料、纳米材料、高分子导体

等

橡树岭国家实验室超导材料、磁性材料、薄膜材料、电池材料、热电材

料、表面、高分子材料、陶瓷与合金材料、纳米材料

等

续表

机构

主要研究方向

桑迪亚国家实验室 陶瓷材料、金属材料、纳米材料等、玻璃与陶瓷材料的胶粘与湿润

高

校

斯坦福大学 纳米材料、磁性材料、磁性薄膜材料、磁性记忆媒介材料

布林斯顿大学

金属与合金材料、陶瓷材料 康奈尔大学 能源材料、仿生材料

其他科研机

美国海军研究实验室 能源储存、磁性材料、辐射材料、超导材料、材料的界面于表面性质等 美国空军研究办公室 空间、航空低成本军用材料 作为各个行业发展的基础，材料领域的研究在美国科学研究中占有举足轻重的地位，美国在新材料领域的科技战略目标是保持在全球的领导地位，并掌握信息技术、生命科学、环境科学与纳米技术等领域的发展，以满足能源等部门对新材料的需求。给予美国材料战略、计划、研发机构等的分析，美国未来材料的材发展将以能源材料（如聚变材料、太阳能材料、燃料电池材料、氢能材料等）、计算机材料、高温超导材料、纳米材料、生物材料、高分子材料、多功能复合材料、特殊性能的航空航天材料等为重点研究方向。

[1]22-36

日本材料战略和发展趋势简略分析

日本历来都十分重视材料的研发，采取一系列战略和措施促进材料科技和材料产业的发展，如确定重点领域和重点科技问题、建立产业集群、知识集群、创新集群等。

日本政府连续四年制定了科学技术基本计划，确定了材料的重点发展领域。日本长期实施“科技立国”战略，1994年有“科技立国”转向“科技创新立国”，1996年开始实施第一期科学技术基本计划，目前正在实施第五期科学技术基本计划，这些计划都强调了材料等高新技术在国家发展战略中的重要地位，确定了重要的发展方向。第二期和第三期科学技术基本计划强调了优先发展生命科学、信息通信、环境科学，以及纳米技术与材料领域，有效分配研发资源，同时也要推动能源、制造技术、社会基础设施和前沿科学领域的研发。

日本在材料领域的重点发展方向包括解决能源问题的材料技术、维持和加强产业竞争力的材料和设备技术、材料共性技术开发等。日本在纳米计时领域的重点发展方向包括纳米电子、纳米生物材料、与技术、纳米计测和加工技术、纳米生物系统机制等。日本的科学技术技术提出了材料领域十大战略重点科学技术。其中，解决社会问题和困难的创新材料科学和技术包括：○1解决清洁能源成本大幅降低的创新材料技术；○2解决资源问题中稀有资源和不足资源的替代材料创新技术；○3支撑安全生活的创新纳米技术和材料技术；○4以改革创新为核心的新型材料技术。新一代创科学技术包括：○1突破设备性能界限的先进电子设备；○2实现超早期诊断和微创治疗一体化的先进纳米生物医疗技术。加快创新材料和技术的基础推进研究包括：○1能被社会接受的纳米技术研究开发；○2创新研究和发展中心的纳米技术创新的商业化开发；○3纳米领域先进计测和加工技术；○4X 射线自由电子激光器和开发和共享。

[5]

20世纪80年代以来，日本的研发经费投入基本上保持稳步增加的趋势。2008年日本国内研发经费总额为1487亿美元，比1998年增长63.31%，比1988年增长173.30%。日本的研发投入强度除了20世纪90年代中期有略微下降外，一直保持增长的趋势，研发经费总额占GDP比例从1981年的2.11%增长到1998年的3.00%，到2008年已经增长到3.44%，远高于OECD国家平均水平（2.33%）。

日本的科技创新体系主要由公共科研机构、高等院校、企业科研机构和非营利机构构成。日本材料领域的主要研发机构包括国立科研机构、大学、企业等。（表

日本产业技术综合研究所纳米管研究中心、纳米系统研究部门、可持续发发展材料

研究部门、光子研究中心、柔性电子研究中心、光伏研究

中心、先进能源电子研究中心、压缩化学系统研究中心、

氢工业应用储存中心

高等院校日本东北大学材料科学综合、金属材料研究所（金属物性论、晶体物理、

此行屋里、量子表面与界面科学、低温物理学、低温电子

性质研究、材料控制学、金属结构控制、计算材料科学工

程、核材料科学与工程、材料设计与测试、随机结构材料

科学、生物材料科学等）

日本东京大学物性研究所（新物质科学研究部门、物性理论研究所、纳

米物性研究部门、极限环境物性研究部门、中性子科学研

究设施等）先端科学技术研究中心

日本京都大学化学研究所（材料性能化学、生物性能化学、环境物质化

学、复合基础化学、元素科学等）、能源理工研究所、基

础物理研究所、核反应堆研究所等

从发展战略来看：材料与纳米技术是日本科学技术基本计划战略优先研究领域之一，重点解决能源材料、环境友好材料技术、生物医用材料和利用技术、材料共性技术等重点科技问题，日本的研发经费投入基本上保持稳步增长的趋势。“新成长战略”、创新集群建设等战略措施进一步促进材料及其产业的发展。在“新成长战略”指导下，高温超导、纳米、功能化学、碳纤维、IT等新材料技术在内的十大尖端技术产业确定为未来产业发展主要战略领域。

从材料科技发展来看：日本文部科学省和经济产业省都非常住总材料和纳米科技的发展，资助和实施了一系列材料研发计划和项目。科学技术振兴机构积极提出发展材料的战略计划和建议，微量省开展和实施项目提供依据。

从材料产业化来看：日本非常注重材料的产业化，制定了详细的材料技术发展路线图，明确了发展目标和路线。注重创新集群建设，正在建设山口绿色材料集群、京都环境纳米技术集群、滨松光电集群东海地区纳米技术制造等创新集群，是日本材料研究和开发更具有全球竞争力，并吸引世界各地的人力资源、技术和资金到日本落户。

从基础设施上看：日本国立科研机构所承担的任务大都是国家急需的，一般是投资多、风险大的研究项目，民间企业不愿意承担或者无力承担，需要由政府牵头组织。日本李胡学研究所、日本物质材料研究机构、日本产业技术综合研究所等在材料和纳米科技发展中发挥着重要作用。此外，日本东北大学、日本

东京大学、日本京都大学等在材料领域也非常强的实力。[1]37-64

欧盟材料战略简略分析

欧盟提出欧洲应该在尽可能多的新材料技术领域中成为世界第一。欧盟建立欧洲材料委员会，该委员会与各国材料协会、研究所和科技委员会一起工作，以保证欧洲可以发展一流的科研设施，同时避免成员国各研究小组的重复性，提高资源利用率，并寻找合作的可能。如果欧洲政府的经济可以在21世纪持续强劲，欧盟将会给予增加对基础科学的投资以使其达到美国和日本的水平。欧盟材料委员会需要给予材料研究与生物技术、信息技术同样的优先权，因为材料科学在这些领域及其他领域，特别是交通、化学、能源、电子及航空工业的发展和竞争中扮演着至关重要的角色。

欧盟及其成员国均已制定了多个与材料相关的整体计划：在已经完成的FP6中，总经费达到175亿欧元，其中智能型多功能材料、纳米技术领域占13亿欧元，此外，信息社会技术、航空航天、可持续发展、全球变化和生态系统四个领域也与新材料有关。正在进行的、自2007年启动的FP7中，材料仍是十大主题研究领域之一，在NMP领域的资助总额为34.75亿欧元。欧盟近年来的其它计划还包括：欧盟纳米计划、COST计划、尤里卡计划等。另外欧盟各成员国也都有自己的材料相关发展计划，主要工业国家如德国、法国、英国等都有自己的纳米计划、光产业发展计划等，其他国家，如瑞典、芬兰等都根据自己的优势制定了相关材料发展规划。

欧盟的材料科学规划中，未来的研究方向和优先发展领域主要有以下几个方面。

（1）材料合成与制备技术，该领域开展的研究包括：材料合成与制备的微观形化、仿生合成、复杂结构的建模与组装、界面工程。

（2）先进表征技术，新材料设计和制备的未来目标、新现象新性能的检验和控制，依赖于衍射学、显微技术以及光谱学等方面的新概念和新进展。

（3）材料理论和模拟，该领域开展的研究包括：纳米材料新结构和功能的预测；复杂材料优化解决方案的设计；材料合成、制备、微结构和性能的模拟；复杂材料及其制备的建模等。

（4）新材料体系，仿生、自组装、复杂复合材料体系以及纳米科技的不断发展，加上计算机建模提供的更深层次的理解和预测能力，未来不断将有新材料涌现出来，以满足各种新的需求。

[1]77

其他部分国家材料发展计划（如图4）

图4

我国新材料发展战略

“十二五”以来，我国政府高度重视新材料产业的发展，随着《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》和《新材料产业“十二五”发展规划》等国家层面战略规划的出台，工信部、发改委等有关部委相继发布了新材料产业及其他战略性新兴产业的相关发展规划（见图5）。

图5

面对新一轮世界科技革命与产业变革与我国经济社会发展方式转型升级交汇的关键机遇期，有必要加速新材料重大技术突破，重视颠覆性技术和替代性技术等创新与应用，遴选支撑经济社会发展和国防工业重大需求的重点领域，营造适宜产业发展的环境，促进产业结构升级，形成良好产业生态，推动经济社会可持续发展。图6列出了经专家投票汇总的新材料产业培育与发展的重点方向与技术。在培育和发展过程中，要更加注重提升产品质量，推动发展方式向质量效益型转变，提升核心竞争力；要更加注重资源型新材料的发展，并与生态保护相结合；要更加注重与新一代信息技术、新能源和环境、生物和健康以及智能制造等国家重点领域的协同发展，为实现创新驱动发展战略提供新材料支撑；要更加注重材料从研发、设计、生产到应用的全链条产业体系的系统发展，增强可持续发展能力；要更加注重新材料产业的能源消耗以及成本费用，建立资源节约、环境友好型的技术体系、生产体系和效益体系，实现绿色协同可持续发展。

[6]

图6

总结

随着全球技术革命的不断纵深发展，新材料也随之不断推陈出新。与此同时，新材料的发明和应用有引发全球的技术革命。计算机的普及是以“单晶硅”的产业为前提的；太阳能的广泛应用也是基于“单晶硅”材料的发明使用为前提的；电动汽车的普及必须要以充电电池的产业化为前提；人造卫星要以高温复合材料的发明为基础条件，如此这些都表明信息技术、新能源技术、航空航天技术等战略性新兴产业的突飞猛进都离不开材料领域的突破和变革。展望未来，新材料将向着高性能、低成本和复合化、集成化、低维化、智能化的方向发展，一批重大的、深远影响的先进材料相继涌现，对社会发展和人们生活水平的提高发挥着重要作用。新材料领域有以下发展趋势。

（1）复合材料是结构材料发展的重点。其中主要包括树脂基高强度、高模量纤维复合材料，金属基复合材料，陶瓷基复合材料及碳碳基复合材料等。表面涂层或改性是一类复合材料，其量大面广、经济实用，具有广阔的发展前景。

（2）生物材料将得到更多应用和发展。一是生物医学材料，可用以代替或修复人的各种器官、血液及组织等；二是生物模拟材料，及模拟生物的机能。

（3）纳米材料科学技术的发展特别引人关注纳米材料科学技术是当前以及未来一段时间内纳米科学技术的研究重点之一，在未来还会有重大的发展，并可能导致经济、科技甚至生活的重要变化。

（4）制造材料的新工艺、新流程及结构与性能的新测试方法往往成为发展新材料和研究材料的突破点，并越来越受到人们的高度重视。

（5）材料表证和评价科学技术是新材料发展的重要基础。对材料性能及其成分和结构的理解是现代材料科学技术的重要研究内容，对材料性能的各种测试和对材料结构与组织从宏观到微观不同层次的表征是材料科学技术的重要组成部分，对材料的寿命周期评估与预测受到重视，与材料表征和评价相关的新的方法、技术和装备层出不穷。

（6）材料设计与性能预测科学技术发展迅速。在微观、介观和宏观等不同层次上，在分子、原子、电子等不同层面，按预定性能设计和制备新材料日趋成熟；以“按需设计材料”为目标的多尺度、跨层次材料设计受到重视；材料微观结构的协同设计与制造受到关注。材料设计与仿真、制备工艺仿真与控制、材料结构形状测试与分析将更多地采用物质科学与信息科技新成就、新方法、新工具和新手段。

（7）在物质科学技术的大学科背景下，材料技术更加重视多学科的交叉与综合，不断创新，并突破无机与有机、无生命与有生命之间的壁垒与界限，综合利用现代科学技术的最新成就，发展新的材料科学技术。

（8）重视新材料发展与基础材料及传统材料的改进、更新、提高之间的相互促进。新材料的发展带动促进了基础材料和传统材料的改进与更新，新材料技术促进了新兴产业的发展，也对传统产业的改造和升级发挥越来越重要的作用。

（9）计算材料科学与工程正在改变着新材料的发现、开发和应用。开发贯穿材料合成、制造、表征、理论、模拟与仿真等全周期的材料集成计算与模拟工具，将提高新材料中高级科学发现的能力。通过材料计算等工具的应用，材料的开发到产业化的周期将大大缩短。高级计算设备和中心是有效将庞大实验数据阵列转换成有用科学认识的重要基础措施。[1]296

参考文献

[1]中国科学院武汉文献情报中心，材料科学战略情报研究中心.材料发展报告.北京：科学出版社，2014

[2]肖纪美.宏观材料学导论.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2014.

[3]蒋民华.从电子材料到光子材料.材料导报，1999-12-15

[4]张镇，宋涛，王本利.我国电子材料产业发展研究.新材料产业.2016，（05）.

[5]第三期科技技术基本计划纳米材料领域.[2016-12-10].http//www.cao.go.jp/cstp/lihon3/bunyabetu6-2.pdf

[6]屠海令，张世荣，李腾飞.我国新材料产业发展战略研究.中国工程科学, 2016,04期