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【科技導報】薛群基院士:創新海洋新材料,爲國(guó)家海洋戰略提供物質保障

作者:本站  /  2022-04-24

       習近平總書記指出:“建設海洋強國(guó)是中國(guó)特色社會主義事(shì)業的重要組成(chéng)部分。”爲了加快我國(guó)海洋經(jīng)濟發(fā)展、維護國(guó)家的海洋權益、保障我們的海疆安全、保護海洋生态環境,加快實施國(guó)家海洋戰略,大力推進(jìn)海洋科學(xué)和技術的創新是國(guó)家的重大需求。高水平的海洋科技自立自強是關鍵,包括認知海洋的基礎研究、科學(xué)探索和開(kāi)發(fā)海洋、保護海洋的關鍵技術創新。

  海洋領域技術創新的重要著(zhe)力點是海洋工程技術和先進(jìn)裝備,其中主要有重大海洋探測與信息技術、海洋運載與港口技術、海疆安全保障裝備、海洋油氣風電等能(néng)源裝備,海洋生物資源利用技術、海洋環境防護與修複技術、海洋礦産資源開(kāi)發(fā)技術。海洋新材料是技術與裝備創新的物質基礎與保障。和陸地相比,海洋環境是複雜和極端環境。涉海材料使役環境十分苛刻,包括高濕度、高鹽度、高低溫、複雜的海洋力學(xué)(流體、風浪、沖刷)、腐蝕(電化學(xué),力化學(xué)和生物化學(xué))、污損、磨損和疲勞等多種(zhǒng)苛刻因素。這(zhè)些複雜因素的強耦合會導緻海洋材料的損傷和海洋工程裝備的失效。

  海洋新材料主要是指海洋開(kāi)發(fā)和保護用的多類材料,當然也包括從海洋中提取制備的材料。海洋中的結構材料主要包括海洋用鋼、有色金屬合金、钛合金和複合材料,海洋工程裝備用的特種(zhǒng)混凝土材料。功能(néng)材料涵蓋了海洋信息發(fā)生、傳輸、捕集用材料,抗腐蝕和磨損用防護材料,環境治理與修複材料,海洋能(néng)源生産與存儲材料,海水淡化用材料和減阻降噪、密封、隐身等衆多高技術材料。

  我國(guó)在海洋新材料領域的研發(fā)已經(jīng)取得了令人矚目的成(chéng)就,在大型船舶、跨海大橋,深海潛航器、鑽井平台和島礁的建設中,國(guó)産新材料起(qǐ)到了支撐作用。但是,和國(guó)際上海洋強國(guó)相比,在海洋材料創新方面(miàn),中國(guó)還(hái)有很大差距。僅有爲數不多的新材料達到了國(guó)際領先/先進(jìn)水平,包括低維材料強化的防腐蝕塗層材料,深潛器用的钛合金和磁性材料、浮力材料等諸多材料。但是相當部分海洋材料,如大型LNG船用特殊鋼材和焊料、高端樹脂和複合材料、深海鑽探材料、深海高強不鏽鋼、極地超低溫鋼、水下電力連接材料以及高性能(néng)傳感器用材料還(hái)不能(néng)自主可控,有些還(hái)需要進(jìn)口,甚至成(chéng)爲“卡脖子”的材料。

  從基礎研究角度看,我國(guó)還(hái)沒(méi)有形成(chéng)完整的海洋新材料學(xué)科體系和專門從事(shì)海洋新材料的國(guó)家研發(fā)平台。同時,缺乏系統的海洋新材料的國(guó)家标準,在工程材料上沿用的多屬西方國(guó)家的标準。國(guó)外公司幾乎壟斷了中國(guó)海洋新材料的大部分市場。有鑒于此,必須牢記并踐行習近平總書記關于“海洋強國(guó)”的要求,加強加快高水平的海洋科技創新。我們要瞄準國(guó)家海洋建設開(kāi)發(fā)的重大需求,加快建設中國(guó)特色的海洋科技創新體系,實現在海洋科學(xué)探索上的領先,海洋高技術的自主創新。在海洋新材料領域:①攻克高端海洋新材料,達到技術先進(jìn)、質量穩定、自主可控;②在有優勢的材料上,形成(chéng)專精特新的海洋新材料系列,加強知識産權保護力度,提升國(guó)内市場占有率,并支持一批新材料産業進(jìn)入國(guó)際市場;③選擇切入點,在海洋防護材料和技術、信息傳輸材料和技術、環境治理材料和技術、海洋能(néng)源開(kāi)發(fā)用材料和技術及減阻、降噪、密封等特種(zhǒng)功能(néng)材料領域,建立新材料支撐體系;④加強海洋新材料科學(xué)和技術的基礎研究,研究海洋新材料的制備、材料和海洋環境的相互作用、海洋材料在使役條件下結構和性能(néng)的演化。用數字技術、納米技術助力材料的定向(xiàng)設計和精準制備;⑤加強海洋新材料創新平台的建設,加快創新人才的培養力度,建設我國(guó)獨具特色的海洋新材料的學(xué)科體系。

  世界正在經(jīng)曆百年一遇的大變局,海洋是競争最激烈的領域。從近海到遠海,從深海到極地,都(dōu)充滿了挑戰。形勢逼人,時不我待,既有壓力,也是機遇。我們應當抓住機遇,勇毅前行,加快加強海洋新材料的科學(xué)技術創新,爲實現“堅持以海富國(guó),以海強國(guó),人海和諧,合作共赢的發(fā)展道(dào)路”的大目标提供物質基礎和關鍵技術支撐。

 

  (原文發(fā)布于2022年第5期《科技導報》)

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