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  • 微型芯片大大提高光学精度
  • 中国工程院院士卢秉恒——增材制造技术的“拓荒人”
  • 总投资20亿元的纤维新材料产业园签约山西尧都
  • 广东“十四五”将推动航空低成本复合材料产业化发展
  • 宁波材料所在全疏水离子液体凝胶用于可穿戴水下传感与通讯领域取得进展
  • 宁波材料所在多功能空气净化器件研发方面取得重要进展
  • 柔性电子技术助力交通强国 自主科技竞速未来
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颗粒硅工艺迭代 推进光伏发电迈向零碳时代

宁夏发布2021年认定的第二批高新技术企业备案公示名单,因首次实现颗粒硅在大尺寸热场中试验成功,同时掌握了在业内最先进炉型中使用颗粒硅的技术,宁夏协鑫晶体科技发展有限公司(以下简称宁夏协鑫)上榜。   统计显示,宁夏作为我国富煤省区之一,2019年经济总量不到全国0.4%,能耗和碳排放占比却达1.6%,碳排放强度全国最大、人均碳排放量全国第二。   “我们不断强化技术创新,推进工艺迭代,最终形成产业核心竞争力,拿到了这一官方权威认证,这将对宁夏如期实现碳达峰、碳中和目标产生积极促进作用。”宁夏协鑫生产总监王思锋说。   光伏新材料创造二氧化碳当量最低纪录   “煤炭是宁夏能源消费和碳排放的主要来源。而‘十四五’期间要创建减碳零碳体系,首先离不开光伏、风能等可再生能源领域新材料的发展。”宁夏清洁发展机制环保服务中心总工程师、副研究员柳杨说。   位于黄河之滨中卫市的宁夏协鑫,就是一家专业致力于光伏新材料研发和生产的上游企业。   直径只有2毫米左右、一袋10公斤装的颗粒硅,看起来更像真空包装的小绿豆。别看它们个头小,与传统的西门子法生产的棒状硅相比,具有多个技术优势。   西门子法生产的棒状硅在使用时,需要将其人工破碎后再向炉内装填,不仅有引入杂质的风险,且人工破碎会出现不规则的情况,填装过程中也容易卡料,导致生产被迫中止。“颗粒硅完全不存在这个问题。它的流动性非常好,而且纯度高、体积密度大、使用成本低,能使自动化生产变得可控。”王思锋说。   最重要的是,颗粒硅可有效助力“双碳”目标的实现。据计算,相较西门子法生产的棒状硅,在生产过程中使用同体量的颗粒硅,二氧化碳排放量可降低74%左右,整体能耗可降低65%—70%。   “继2021年5月领到国内颗粒硅方面首张碳足迹证书后,2021年10月底,我们又取得了由法国国家能源署颁发的协鑫FBR颗粒硅产品碳足迹认证证书。”王思锋说,证书显示,每生产1000克颗粒硅的碳足迹数值仅为37.000千克二氧化碳当量,大大刷新了德国瓦克公司此前创下的每千克碳化硅57.559千克二氧化碳当量的全球最低纪录。   可解决光伏行业能耗和绿色发展难题   “宁夏协鑫下大力气研发推广颗粒硅,为的就是解决光伏行业能耗和绿色发展难题,加快推进光伏发电从平价时代迈向低价时代和零碳时代。”王思锋指出。   为让下游客户尽快批量应用颗粒硅,宁夏协鑫控股公司——江苏中能硅业科技发展有限公司(以下简称江苏中能)大胆将具有自主知识产权的颗粒硅产品交予宁夏协鑫先行先试。   试用过程中,宁夏协鑫研发团队与江苏中能保持零时空沟通,生成了大量实用数据,助力颗粒硅品质不断改进提升。团队采用相应的二次加料器及加料工艺进行不同颗粒硅投料比例验证,针对4种不同炉型,逐步摸索出一整套行之有效的生产工艺。   通过使用颗粒硅,宁夏协鑫生产经营中各项关键性指标持续向好。与去年同期相比,生产成本下降7.7%,营业收入增加81%。   小小颗粒硅生动诠释了一个道理:要想实现“双碳”目标,科技创新与工艺迭代是不二法宝。   据介绍,宁夏计划到2035年实现主要污染物排放强度达到全国平均水平,碳排放达峰后稳中有降,目前2030年前碳排放达峰行动方案的编制工作已经启动。   然而不争的现实是,作为欠发达地区,宁夏尚处于工业化和城镇化快速发展阶段,产业发展依然依赖高碳产业结构。此情此景下,实现“双碳”目标,任务艰巨。   “必须依靠科技创新,做好战略谋划,确定重点领域,才能兼顾经济社会可持续发展。”宁夏科技厅副厅长陈放指出,希望颗粒硅新工艺能够有力推动宁夏重点行业和区域相关碳减排政策举措研究,推动宁夏经济、能源、产业结构低碳转型升级。

2022-01-20  (点击量:19)

洋浦石化新材料院士工作站 为海南油气产业创新发展“加油”

“课题研究要关心上下游,推进项目后路要通畅,原料要落实!”在1月9日召开的海南洋浦石化新材料院士工作站2021年度工作会议上,中国工程院院士王基铭在课题项目负责人作报告时见缝插针,一针见血地指出问题关键所在。   院士工作站是各地柔性引才的重要平台。成立还不到一年的洋浦石化新材料院士工作站,发挥平台优势,汇聚高端智力,在对接海南地方特色产业、助推经济高质量发展方面,无疑具有代表性。   当日会议采用线上+线下相结合方式召开,主会场设在洋浦院士工作站,同时设置北京中国石化工程建设公司(SEI)、大连石化研究院、上海石化研究院、华东理工大学等10个分会场。海南省政协副主席李国梁,儋州市委副书记、洋浦工委副书记、管委会主任周军平等作为地方党政代表,在会场提出多条具体需求;院士工作站团队王基铭、曹湘洪、袁晴棠、孙丽丽、郭旭升、孙焕泉6位中国工程院院士和19名核心专家等,则针对课题报告、产业创新发展,以及院士工作站带动地方和企业的项目实施、基地建设、人才培养的一体化,推进科技合作的组织化、制度化、长效化等,给予思路和建议。   记者了解到,洋浦石化新材料院士工作站自2021年3月成立以来,围绕推动海南炼化一体化高质量发展、统筹推进百万吨乙烯工程项目建设、谋划洋浦石化新材料产业发展等关键问题,为海南炼化公司一体化优化升级提供咨询服务,为洋浦石化新材料产业绿色化、智能化发展出谋划策,研究确定了11项重点课题。目前,“海南炼化乙烯和芳烃原料优化咨询”“在建百万吨乙烯项目工程优化咨询”“海南炼化智能化发展战略研究”3项课题先后结题。在强化产学研合作方面,取得显著效果,比如,备受关注的海南炼化在建百万吨乙烯项目工程快速推进,有望今年9月投料试车;原料优化工程也即将审批立项。   此外,该工作站积极协同洋浦经济开发区开展石化新材料产业招商引资工作,去年在上海举行海南自贸港洋浦经济开发区新材料产业推介会,吸引了包括来自中国石化、中国中化、上海华谊、SABIC(沙特基础工业公司)、朗盛、霍尼韦尔等国内外知名石化企业在内的近50家单位116位嘉宾参加。海南自由贸易港洋浦石化园区的影响力和知名度在国内得以显著提升。   “洋浦经济发展、产业转型升级与院士工作站作用发挥密不可分。”海南省科技厅二级巡视员王贤表示,希望通过对洋浦石化新材料院士工作站组织有效、学风严谨等经验作法的推广,推动全省院士专家工作站持续健康发展。   王贤介绍,根据海南省委省政府要求和《海南省以超常规手段打赢科技创新翻身仗三年行动方案(2021—2023年)》,科技厅将加大对院士工作站支持和服务力度,切实发挥院士在重点产业战略咨询、科技创新能力提升、人才培养方面的重要作用。

2022-01-20  (点击量:17)

大连市“十四五”石化产业发展规划出炉

大连市人民政府在其官网上发布了大连市“十四五”石化产业发展规划。规划表示,到2025年,大连市将基本形成涵盖原油加工、石油化工、精细化学品等门类齐全、基础雄厚的产业体系,全市石化工业产值争取达到5000亿级,力争使本市石化工业跻身国内前三行列,力争通过十年左右的建设,本市石化产业技术水平达到国际先进行列。基础石化产品链向下游延伸,中高端和特色产品的比重不断提高;新产品销售收入占比不断提高,化工新材料和高端化学品的产品比重争取达到30%。长兴岛(西中岛)石化产业基地建成国内一流石化开发区(片区),培育和形成若干具有国际竞争力的大型企业和独角兽企业。 根据规划,大连市在十四五期间将做强做大六大板块: 一是石油炼制板块做强做优; 二是石油化工板块做深做精; 三是化纤及纺织加工板块培育发展; 四是精细化工板块做大做强; 五是化工新材料板块培育发展; 六是橡胶塑料加工板块持续发展。 下面我们来具体看看化工新材料板块的规划内容。 十四五期间,大连市将结合本市工业升级和产业特色,积极探寻化工新材料与东北地区先进制造业及战略性新兴产业发展的契合点,弥补产业链缺失环节,提升产业整体竞争力。 依托PTA做强聚酯新材料。依托精对苯二甲酸大型生产基地,加快延伸发展聚酯系新材料,重点发展非纤用聚酯材料,包括瓶基聚酯、高性能聚酯薄膜以及新型聚酯,包括PBT、PTT、PCTG/PETG等产品。 依托烯烃资源发展高性能材料。重点依托烯烃资源和芳烃资源,择机发展聚碳、ABS、PMMA、POE弹性体等材料品种,延伸发展特种聚酯类高性能新材料和可降解新材料;规划建设己内酰胺项目,拓展半芳香族尼龙、长碳链尼龙等多种特种尼龙产品;在特种橡胶及弹性体领域,重点发展乙丙橡胶、丁腈橡胶和丙烯酸酯橡胶;在高性能纤维领域,发展超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料;在功能膜材料领域,发展液晶显示用光学膜、印刷电路板用聚酰亚胺薄膜、纳滤及反渗透膜等产品,并向OLED封装材料、碳纤维、聚砜、聚醚醚酮等独具特色的先进高分子产品系列的发展;高性能树脂领域重点发展光学级PMMA、PMI等产品。 关注新材料动向培育技术高点。从应用端和需求端入手,加大技术攻关,超前在新材料技术研发、产业化方面布局。 ——特种工程塑料。提升聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮等产品的发展规模和水平,促进聚芳醚醚腈、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲酯、特种尼龙(半芳香族尼龙、长碳链尼龙)、含杂萘联苯结构系列特种工程塑料(聚芳酰胺、聚芳醚等)、热致液晶聚合物等国内空白产品实现产业化。 ——特种合成橡胶。重点发展丙烯酸酯橡胶、高性能氟硅橡胶、特种共混类热塑性弹性体、有机硅改性聚氨酯弹性体等产品。 ——特种纤维。重点发展高强高模碳纤维、对位芳纶、超高分子量聚乙烯纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维等高端产品及其配套原料。 ——功能性膜材料。重点发展水处理用高通量纳滤膜、高性能反渗透膜以及污水治理和海水淡化用特种膜,太阳能电池用聚偏氟乙烯(PVDF)背板膜和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)封装胶膜、薄膜型太阳能电池用柔性聚合物膜,光学显示器用偏光膜、特种光学聚酯膜等光学膜,动力锂电池隔膜、燃料电池用含氟磺酸膜、锂电池软包装膜,工业用特种气体分离膜、净化膜,离子膜烧碱等电解工艺用强离子性、低电阻值全氟离子交换膜等。 ——生物基/可降解高性能材料。推进生物基增塑剂替代邻苯类增塑剂,引导发展高性能的聚乳酸、生物基聚酰胺、热塑性淀粉基塑料等生物基塑料和二氧化碳可降解塑料,加快发展聚羟基脂肪酸酯(PHA)、生物基二元酸二元醇共聚酯、生物基多元醇及聚氨酯、纤维素乙醇等产品,鼓励和引导生物基/可降解材料应用技术开发。 ——高性能复合材料。以提升高端应用性能为导向,重点发展为航天航空、轨道交通、军工、汽车、高端装备等配套的高性能复合材料产品,如复合功能纺织材料、树脂基特种纤维增强复合材料及构件、高性能工程塑料合金、石墨烯改性合成材料等。 ——电子化学品。重点发展为集成电路、平板显示器、新能源电池、印制电路板四个领域配套的电子化学品,加快品种更替和质量升级,满足电子信息产业更新换代的需求。 ——前沿新材料。探索发展储能材料、石墨烯及其应用材料、3D打印用高分子材料、智能仿生功能材料等前沿新材料。

2022-01-26  (点击量:9)

为不同关键核心技术“量身订制”攻关路径

习近平总书记曾多次提出,“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的”“要加强原创性、引领性科技攻关,坚决打赢关键核心技术攻坚战”。能否掌握关键核心技术事关我国产业链、供应链安全,事关我国科技水平和国际竞争力,事关新时期我国科技经济发展的主动权,必须要加强关键核心技术攻关路径设计。由于关键核心技术门类多,各自存在很大差别,因此要对不同类型的关键核心技术分类施策,更好达到预期目标。   对不同类型的关键核心技术分类施策   关键核心技术由于技术特征不同,攻关路径存在很大差别,可从关键核心技术的“市场价值”和“技术集成度”两个维度出发,将关键核心技术分为4类,不同类别采用不同的攻关路径。   第一,对于高市场价值、低技术集成度的关键核心技术要着力培养龙头企业,强化技术生态建设。此类技术攻关要以龙头企业为主,协同推进以龙头企业为中心的生态建设。要坚持市场导向,更多以市场手段如采用政府合同采购、产业基金支持等方式,激励龙头企业进行关键核心技术攻关,同时,要支持龙头企业联合上下游和用户形成产业联盟,尤其是在工业软件、操作系统等领域,要形成围绕该产品的技术和服务生态。   第二,对于高市场价值、高技术集成度的关键核心技术要发挥新型举国体制优势,以系统带动零部件共同发展。此类关键核心技术系统性、集成性强,且技术更新换代相对较慢,后进入者赶超机会较大。要发挥新型举国体制优势,以大企业为主体和平台、以商品为导向,联动相关零部件、材料中小企业供应商,以及相关高校科研院所形成创新联合体。通过对该类技术的攻关,掌握相关基础型和通用型技术,实现产业链自主可控。   第三,对于低市场价值、低技术集成度的关键核心技术要积极发挥“专精特新”企业作用。重点发挥民营中小企业运转灵活、专注细分领域的特点,积极引导民营企业参与此类关键核心技术攻关。一方面,以大企业为带动,吸引产业链中小企业参与关键零部件和元器件的研究开发;另一方面就产业共性技术和关键零部件设立相关科技创新项目,吸引有条件、有基础的企业参与,或以合同采购的方式,支持相关企业开展关键核心技术和产品的研发。   第四,对于低市场价值、高技术集成度的关键核心技术要继续强化组织机制创新,加强产学研共同合作。可借鉴我国“两弹一星”“探月工程”等实践经验,对涉及我国重大科技进步,以及国家战略安全的重大工程、项目,从国家层面进行系统规划和长远安排,加强统一领导。进一步探索完善体制机制,激发科研人员创新活力,发挥我国国有企业战略服从、民营企业战略配合的体制优势,推动关键核心技术成功攻关。   多点发力推进关键核心技术攻关   推进关键核心技术攻关是个系统工程,应从以下几个方面重点发力。   一是强化对关键核心技术攻关的长期支持。关键核心技术研发周期长、风险大,技术的构成越来越复杂,涉及领域越来越广泛。必须横下一条心,下大决心攻克和掌握关键核心技术,掌握竞争和发展的主动权。加大对关键核心技术的高强度和持续性投入,做好关键核心技术攻关的长期奋斗准备。要坚持关键核心技术攻关的战略一致性和政策一贯性,不能追求短平快的眼前效益,要规避其他可能干扰攻关进程的非技术因素。   二是充分发挥政府的关键用户作用。我国关键核心技术攻关要充分利用国内超大规模市场优势,支持关键核心技术的率先应用。要多采用政府采购和多元化商业合同等支持方式。对于面向国内外消费市场的关键核心技术产品,要广泛动员国企、事业单位和党政机关的力量,加大采购力度,尤其要精准落实对中小企业创新产品的采购政策,保障产品进入市场初期的利润,给予企业充分空间进行技术改进与产品升级,要坚定不移地以采购形式保护受到国外产品冲击的自主创新产品。   三是积极构建关键核心技术的产业生态。一方面要推动实现关键核心技术的产业群体性突破,以重要基础性、通用型技术为抓手,发展基于共同技术根基的产业群。另一方面要推动关键核心技术攻关的用户导向,吸引用户参与关键核心技术攻关,为关键核心技术产品进入市场做好充分准备。此外,还应加快推动我国自主创新产品基于国内市场的标准制定,推动我国关键核心技术快速形成规模市场效应。   四是加强企业发展基础性政策制定。关键核心技术攻关需要动员各种所有制、各种体量的企业广泛参与。要制定宏观稳定的企业发展政策,营造公平公正的市场环境,破除不同所有制、不同规模企业面临的体制机制障碍。加强放管服改革,减少为企业设计的“帽子”“名头”,避免由于“帽子”“名头”造成的更大的不公平,给企业带来科技创新之外的负担。减少科技专项、技术中心等对企业人员职称、固定资产的限制,为民营中小企业提供更多机会。深化要素市场化改革政策体系,塑造良好的知识产权申请和维权制度体系,促进攻克关键核心技术的企业大量涌现。   (作者单位:中国国际经济交流中心创新发展研究所)

2022-01-20  (点击量:17)

宁波材料所在低粘度缩醛型可降解环氧树脂方面取得进展

热固性树脂是轻量化汽车、航天航空器、风电、电子电器等关键结构材料用基体树脂,用量巨大,每年大概6500万吨。其回收再利用对于节约资源和保护环境,进而实现人类社会的可持续发展具有重大意义,但由于永久交联,传统热固性材料回收困难,这是该领域迫切需要解决的难题,也是实现双碳目标和循环经济中关注的重要问题之一。   近年来,中国科学院宁波材料技术与工程研究所生物基高分子材料团队马松琪研究员等人基于可解离的化学键发展了一系列易回收热固性树脂。为了得到高性能且耐水的缩醛型可降解热固性树脂,设计合成了含苯联螺环二缩醛、苯联并环二缩醛和苯联单环缩醛结构的树脂,玻璃化转变温度、力学强度等与传统双酚A环氧树脂相当甚至更高(J.Mater.Chem.A,7,1233-1243(2019);Eur.Polym.J.,117,200-207(2019);Green Chem.,22,1275-1290(2020);ACS Sustain.Chem.Eng.,8,11162-11170(2020))。   近期,他们首次从成型加工角度设计合成了低粘度可降解环氧单体,可以通过真空辅助树脂传递模塑(VARTM)成型工艺,制备出性能优异的易回收碳纤维复合材料。通过分子设计,在环状缩醛结构上引入乙基或甲基后,环氧单体的规整性被打破,分子间相互作用减弱,得到了三种低粘度的环氧单体,粘度最低达到0.7Pa·s,远低于双酚A环氧单体(陶氏DER331)的粘度(10Pa·s)。三种环氧的固化活性高,以异佛尔酮二胺固化后具有优异的热学、力学性能。由于低粘度,可以通过真空辅助树脂传递模塑(VARTM)成型工艺制备碳纤维复合材料。得到的复合材料表现出优异的拉伸强度(635.9±24.1MPa)、杨氏模量(25.5±0.7GPa)和断裂伸长率(5.9±0.9%)。由于缩醛环氧树脂基体优异的降解性能,复合材料浸泡在0.1mol L-1HCl丙酮/H2O(9:1,v/v)溶液中室温24h,可回收碳纤维,回收的碳纤维表面无树脂残留。且由于回收条件温和,避免了对碳纤维表面形貌、化学成分和机械性能的损伤,使回收的碳纤维可以多次重复使用。再生得到的碳纤维复合材料,保持了原始碳纤维复合材料的优异热学、力学性能。此工作将引导可降解热固性树脂研究人员从加工和性能两方面开展分子结构的设计工作,有利于推动该类树脂的应用。相关结果已申请专利(CN201910202650.7),并发表在复合材料权威期刊Composites Science and Technology 219,109243(2022)(DOI:10.1016/j.compscitech.2021.109243)上。 以上工作得到国家自然科学基金(51773216、52073296)、宁波市公益类计划项目(202002N3091)和中科院青年创新促进会(2018335)的支持。

2022-01-24  (点击量:9)

长春应用化学所制备出功能化聚烯烃热塑性弹性材料获进展

国内高端聚烯烃材料,尤其是聚烯烃弹性体材料的市场需求旺盛,并保持快速增长。开发高聚合活性、高共聚能力的烯烃聚合催化剂来制备聚烯烃弹性体材料,能够推动我国高端聚烯烃行业进入新阶段。 最近,基于前期对催化剂结构设计、合成、优化的探索与积累,中国科学院长春应用化学研究所研究员崔冬梅团队设计合成了一类限制几何构型的喹啉-亚甲基-芴基钪双烷基配合物。该催化剂在有机硼盐和烷基铝的活化下,温和条件下即可催化邻/间/对氟苯乙烯(o/m/pFS=SF)与乙烯(E)的共聚合,活性高达1.8×106gmolSc-1h-1,所得共聚物具有一个来自E-SF无规共聚链段的玻璃化转变温度(Tg=-22.2℃-5.1℃)和一个来自结晶性连续E-E链段的熔点(Tm=42.3℃-130.2℃),在室温下表现出热塑性弹性体(TPE)的性质,拉伸强度最高为39.5MPa,断裂伸长率为774%。将聚合物重复拉伸至300%的应变10次后,残余应变只有75%,表明E-SF共聚物具有优异的弹性恢复性能(如图)。E-SF共聚物优异的力学性能得益于其微相分离的形貌结构,E-E链段作为物理交联点,将柔性的E-SF链段连接成聚合物网络,赋予材料优异的强度和韧性。 DFT理论计算表明,配合物喹啉侧臂的电子效应和位阻作用在形成特殊序列结构的E-SF共聚物上起决定性作用:喹啉侧臂的弱吸电性增加了中心金属的Lewis酸性,提高乙烯聚合的活性,有利于形成连续的结晶性链段,由动力学控制;喹啉侧臂的位阻作用在一定程度上阻碍了体积较大的对氟苯乙烯插入,使其只能离散式地插入到聚合物主链上,不能连续插入,由热力学控制。 物序列结构的调控,高活性制备出力学性能优异的功能化聚烯烃热塑性弹性材料。相关研究成果在Angewandte Chemie International Edition上发表。研究工作得到国家自然科学基金的资助。

2022-01-20  (点击量:16)

先进制造引领“世界工厂”东莞突围升级

经济外向度极高的广东省东莞市过去两年遭遇复杂外部环境的重压。新年伊始,记者在东莞采访发现,许多企业表现出强大的生命力。加工贸易、劳动密集型曾是“世界工厂”东莞的标签,而当下,依托强大的工业基本盘,以科技创新为驱动的先进制造正在成为引领“世界工厂”突围升级的主要力量,从一个侧面彰显出复杂形势下中国经济强劲的韧性和蓬勃发展的前景。   疫情困不住生产的脚步   据最新统计数据,2021年东莞市地区生产总值实现10855.35亿元,比上年增长8.2%,跨越“万亿元”门槛。   东莞经济具有高度外向型特征。过去两年,世界经济风云变幻,疫情反反复复。然而,东莞企业展现出顽强的生命力。以外贸为例,受疫情影响,从缺订单到缺工再到缺货柜。但自2021年1月起,东莞外贸增速止跌回升,全年进出口总额实现15247亿元,比上年增长14.6%。   这是怎么实现的?面对困难,最为企业认可的,是东莞迅速成立经济运行监测调度指挥部,一厂一策对企业进行定点帮扶,出台“助企撑企15条”等措施,全力推动经济恢复。   这种韧性融入企业的基因。东莞记忆存储科技有限公司2019年产值下降到14.36亿元,2020年企稳恢复后,2021年迎来了大跨越,超过100亿元。   记忆存储负责人贾宗铭说:“企业没有因疫情停产过一天。最困难的时候,为了不耽误生产和疫情防控需要,我们把会议室改成了员工宿舍。”   2021年,东莞规模以上工业增加值达5008亿元,比上年增长10.2%,工业投资比上年增长25.3%,显示了企业对未来的坚定信心。   高技术制造业产业领跑   制造业立市,是“世界工厂”东莞的坚持。   过去5年里,东莞电子信息产业集群达到万亿级规模,食品饮料、纺织服装鞋帽也形成了千亿级规模。传统产业仍在稳步壮大,但东莞的领跑者已切换为高技术制造业产业。   东莞市天域半导体科技有限公司的创建者是造纸行业出身,从传统的造纸,转向尖端的半导体,需要很大勇气。天域副总经理孔令沂说:“就是靠其他产业撑着,虽然一直不赚钱,但就是坚持想往对的方向走。”2021年,天域的产值是前3年之和,销售额达到1.6亿元。   加工贸易、劳动密集型曾是东莞的标签。如今,东莞高技术制造业产业快速增长,技术创新活动进一步活跃,研发(R&D)经费投入强度达到3.54%。这使得东莞超过1万亿元GDP的成果不是简单的加法堆叠,而是经济结构不断优化的梯度攀升。   东莞市凯格精机股份有限公司自2005年成立之初就开始自主研发。公司董事长邱国良说:“我们最早只是做了集成,设备在别人手里,这不是长久之计,要做关键设备,把命运握在自己的手里。”   凯格精机蛰伏了10年,朝着做关键设备的目标坚实迈进。目前,凯格精机的产品精度为头发丝的五分之一到八分之一,全球市场占有率稳居前列。2021年,它的产值增长了50%。   以强大的工业基本盘为基础,东莞构建了供应链不断转型迭代的先进制造体系:超过19万家工业企业、1.1万家规上工业企业;国家高新技术企业7387家,近几年几乎以每年1000家的数量增长;154家“专精特新”企业成为供应链上的“链头”,有效连接产业链的“断头”、疏通“堵点”。   向原始创新要动力   2014年,东莞市政府明确将发展工业机器人产业、推广机器人应用作为重点工作之一。2022年,东莞聚焦数字经济高质量发展,中心工作从智能化设备转向智能化系统。   从“躯干”向“大脑”的深入拓展,是站在新起点的东莞向原始创新要发展动力和科技红利的号角。   大科学装置、先进实验室的相继落户,给东莞带来全新机遇。   成立3年来,松山湖材料实验室已布局十大前沿科学研究方向。在这里,上千名科学家除了专注实现重大技术突破外,还努力推动重大成果转移转化。如今,松山湖材料实验室已成功培育25个创新样板工厂团队。   “东莞GDP过1万亿元了,过2万亿元要怎么实现?把所有城市土地拿来建工厂不行。但靠科技的创新驱动,就会产生乘数效应。”东莞松山湖高新技术产业开发区管委会委员梁展鸿说。   立足未来,东莞布局了七大战略性新兴产业基地,开展全球揭榜招商,7个30亿元项目和97宗强链补链新兴产业项目已经入驻。未来的“世界工厂”会在哪一条赛道上再创佳绩,令人充满期待。

2022-01-26  (点击量:240)

走进二维碳石墨炔研究集体 开创碳材料家族新成员

金刚石、石墨烯、碳纳米管、富勒烯……碳材料具有庞大的家族成员,一直深深吸引着化学家和材料学家。然而,此前几乎所有风靡全球的碳材料,都是由国外学者开创和引领。 “这是我们中国人自己做的碳材料——石墨炔。”近日,在位于中国科学院化学研究所(以下简称化学所)的实验室里,中国科学院院士、中国科学院化学研究所研究员李玉良晃了晃手里的小瓶子,里面的黑色粉末发出轻微的沙沙声。 多年来,在李玉良带领下,二维碳石墨炔研究集体在这一领域默默耕耘,在国际上首次利用化学合成的方法获得碳材料家族新成员——石墨炔,开拓了碳材料研究的新领域,在国际上产生重要影响,并一直引领该领域的发展。 近日,李玉良和他的团队获得2021年度中国科学院杰出科技成就奖。接受《中国科学报》采访时,他表示:“我们在碳材料领域耕耘20多年,一直坚持初心,希望做出中国人自己的碳材料,让别人来跟着我们做。” 不甘跟踪瞄准全新碳材料 我们知道,柔软的铅笔芯和坚硬的金刚石实际上同一种物质——碳,它们被称为碳的“同素异形体”。也就是说,同样都是碳原子,只要微观上原子与原子之间通过不同的键合方式就可以产生不同的结构,宏观上就会呈现出完全不同的性质。化学家用“杂化”来区分这样的键合方式。碳原子就有sp3、sp2和sp三种杂化方式,其中sp3杂化形成金刚石,sp2杂化形成石墨、富勒烯、碳纳米管和石墨烯等。 20世纪70年代后期,李玉良就开始了碳材料的研究,探索制备高聚物全碳小球的方法。80年代后期,富勒烯的发现引起国际上的关注,化学所的科研人员在朱道本院士带领下开展了“富勒烯”相关研究。李玉良更加沉浸在碳材料的世界里。 让李玉良萌生出做一种全新碳材料的想法是在1998年前后。“当时,自然界已经存在的碳的同素异形体中,唯独sp杂化的碳材料仍然停留在理论上,自然界中并不存在。”李玉良表示。 同时,李玉良告诉研究团队:“应该做我们中国人自己的碳材料。”20世纪80年代到90年代,李玉良在国外工作和参加学术会议期间,让他感受最深的是,中国学者在国际上学术地位较低,根本原因是当时中国原创性成果较少,科学研究的引领性不强。“就拿碳材料来说,石墨烯、碳纳米管、富勒烯,全都是外国学者开创的。”他回忆。 从那时起,他和团队追求的是一定要做具有中国“标签”的碳材料。“都说做基础研究是‘坐冷板凳’,是辛苦的,这是做科研必须面对的。”李玉良告诉《中国科学报》,“相比起辛苦,我更担心自己陷入一种苦恼,苦恼于短短几十年的科研生涯只能跟在人家后面做研究。” 不惧失败10余年坚持积累 事实上,刚开始产生制备全新碳材料想法时,研究团队有些迷茫,因为通过合成化学的方法获得新结构的全碳材料在国际上并没有先例。 李玉良曾在一次学术会议上从物理学家的思想中得到启发。话题是由富勒烯引发的,与会专家对这种球形材料充满期待。一些物理学家认为想要在物理上能解决问题,还得靠平面薄膜材料。“有一位物理学家找到我讨论,如果用化学方法,能不能考虑做一种类似打开富勒烯球形结构而形成全碳平面材料?”李玉良回忆起当时的情景。 李玉良和团队受到启示,回到实验室开始尝试。不过,最初的尝试以失败告终。“我们用传统的化学方法去合成,合成到10几个碳原子的时候,由于表面张力太大,难以控制合成过程。”李玉良说。 与此同时,相对落后的碳材料表征技术也成为最大的掣肘。研究人员用低倍的电子显微镜去观察实验做出来的碳材料全是黑乎乎的一片,更不用说看到原子级的分辨了,当然在那个时期也不具备其它更为先进的结构表征手段。 很长一段时间里,李玉良带着团队成员做做停停,进展缓慢。不过,一次又一次失败,并没有击垮整个团队的信心。10多年来,他们没有急于出结果,而是不断在理论和实验中积累“经验值”。研究团队坚信,只要心中有目标,就要想办法把这种新材料做出来。 另辟蹊径做“活”新材料 传统的化学合成方法行不通,让李玉良意识到,可能需要突破传统和模式化的方法,另辟蹊径,走出一条自己创造的路。于是,他们开辟了“共轭有机纳米结构可控生长与自组装”新方向,尝试在化学合成中把“有机”和“纳米”两个概念结合起来。用一个形象的比喻来说,这项工作的目标是让有机分子中的碳原子“自己”“裸露“出来,有序地“生长”成二维全碳网络结构。 直到2000年后,随着科学技术的进步,高分辨电子显微镜和先进的光谱测试仪器的出现,推动碳材料表征技术向前快速发展。同时,研究团队在“有机纳米结构”方向上的耕耘也有了初步收获,先是在铜基上生长出系列有机纳米结构,经过反复实验进一步获得了具有sp杂化碳的聚丁二炔纳米线阵列,为后续合成出石墨炔奠定了基础。 结合化学反应和可控纳米结构生长十多年来积累的丰富经验,李玉良带领团队提出了固液两相铜表面催化偶联新方法。2010年,他们终于在国际上首次通过合成化学方法获得的新的碳同素异形体,因为其中碳原子具有sp、sp2杂化,李玉良将其命名为“石墨炔”,碳材料家族从此诞生了一个新成员。 “石墨炔是一种‘活’的碳材料。”李玉良介绍。石墨炔表面分布无限多π键,sp和sp2杂化使表面电荷分布非常不均匀,表面活性很高。基于此,他们提出了全新的“炔烯互变”、“自扩充载流子通道”和“新模式化学能转换”等概念,拓展了化学、材料和物理学等领域研究的发展空间。 目前,石墨炔已在催化、能源、光电、生命科学、信息智能和新模式物质转化与转换等领域获得了系列突破性进展。让李玉良感到欣慰的是,“活”的石墨炔已经成为一个活跃的研究领域,研究团队实现了为“中国牌”碳材料代言。如今世界上已经有60多个国家和地区的500多个研究团队对石墨炔开展研究。中国科学院科技战略咨询研究院、中国科学院文献情报中心与科睿唯安等联合向全球发布的《2020研究前沿》报告中,也将石墨炔列为化学与材料科学Top10前沿之一。 回顾石墨炔研究过程,李玉良体会到“另辟蹊径”对于原创研究的重要性。“长期在单一研究领域,会制约我们的创新能力。”他经常教导团队的青年科研人,“做科研必须学会拓展和吸纳多种学科的知识,并融合到自己的研究中,这样才能不落窠臼,取得更快的进步。”

2022-01-24  (点击量:9)

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