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      1. [碳纖維復材需要不斷發展和創新]
        發布日期:[22:40:02] 共閱[215]次

        碳纖維復材需要不斷發展和創新

          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鍵材料,其應用水平反映國家核心競爭力。目前在工業化生產當中,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/木質素基碳纖維分別僅占比1%和7%。

          據科學技術部高技術研究發展中心技術總師史冬梅介紹,發達國家高度重視新材料的基礎支撐、先導引領作用,積極制定新材料發展戰略,包括材料基因組計劃(美國)、工業2050戰略(英國)、納米技術和材料科技研發戰略(日本)、2030材料戰略(俄羅斯)。發達國家對高端材料壟斷加劇,集成化、集群化發展態勢突出;布局前沿新材料,繼續主導材料原始創新,搶占制高點;重視關鍵材料供應鏈安全,關鍵礦產資源成為大國競爭焦點;持續強化新材料創新支撐體系,注重產業發展模式、人才培養。從技術發展趨勢看,更加依賴計算科學、人工智能等新方法,形成了以數據驅動的新材料研發新范式,加快了技術創新速度,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、更耐極端環境、更趨近于性能極限發展;新材料的發現與性能提升更依賴基礎科學突破、學科交叉、技術融合;低碳可持續發展理念深植于材料開發各個方面,更加突出環境友好、綠色節能、成分簡約、一材多用、循環利用等。

          纖維復合材料作為國家的戰略性先進材料,在航空航天、軌道交通、能源、建筑、生活等領域具有廣闊的應用空間。相比于傳統材料,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的不斷進步。碳纖維復合材料技術的不斷發展和在多領域的廣泛應用,如輕量化技術通過減輕產品重量,降低能耗;循環利用技術通過再生利用,減少對自然資源的消耗,實現循環經濟??梢赃M一步實現降低能耗、減少環境污染,對綠色經濟的發展具有重要的意義。

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

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

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

          據悉,全國多個地方都在興建碳纖維產業基地。湖南岳陽經開區將打造“中國碳谷”,新建國內領先的高性能碳基復合材料產業園,成立碳基復合材料產業研究院,創建國家級、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域空白,力爭成為國內競爭力強的高性能碳基復合材料設計制造企業和供應商。而河北廊坊高新區以總投資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業集群已初具規模。正在打造的京津冀“碳谷”產業基地將以現有產業發展基礎和重點項目為依托,利用3~5年時間,培育引入20家以上具有較強自主創新能力和品牌競爭優勢的重點企業及若干配套上下游企業,逐步形成從“碳纖維一中間材料一復合材料一多元制品”的完整碳纖維產業鏈條,在關鍵助劑、關鍵設備研發,以及下游材料應用等方面實現突破趕超,努力打造主營業務收入超百億級、具有核心競爭力的戰略性全鏈產業。


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