低碳經濟與材料科學技術的發展分析

摘 要：本篇文章從低碳經濟的概念、核心以及主要內容方面進行了分析，根據低碳經濟的各項需求，介紹了國內外材料科學技術的應用狀況，并分析了材料科學和加工技術在各種材料領域的應用現狀以及未來發展前景，提出了發展低碳技術和低碳經濟的具體對策。

關鍵詞：低碳經濟;低碳技術;材料科學

低碳經濟是指減少溫室氣體排放量的一種經濟發展方式，特別是有效控制二氧化碳這種主要的溫室氣體的對外排放。低碳經濟的主要目標就是實現排放的最小化以及污染的最小化，實質在于提升資源的利用率并創設新型的清潔能源發展結構，實現技術創新、制度創新和觀念更新。同時，發展低碳經濟涉及到生活、生產方式以及價值觀乃至國家利益等多個范疇。

世界氣候變化關乎人類的生產和延續，因此各國都圍繞低碳經濟做出了努力，通過科學技術的研發以及生活方式、生產方式的轉變來減少資源消耗、降低污染排放。實現經濟發展和社會發展的雙贏，在這樣的背景下，材料科學技術的發展逐漸引起世界各國的重視。

一、低碳經濟下材料科學技術的發展概述

在當前低碳經濟環境下，很多國家為了適應經濟全球化發展，踴躍發展科學技術。材料科學技術是其中很重要的一個范疇，很多國家將材料科學技術看作國家發展策略當中重要的構成成分，應當得到重點的扶持。

在國際范圍內歐美國家較先發展材料科學技術，并且無論在科學理念還是科學研究成果方面都位居前列。其中美國的材料科技戰略的目的在于保持本國在全球范疇內的領先地位，掌握信息技術以及生命科學、環境科學乃至納米技術的發展，實現能源、信息等重要的部門和領域的要求。歐洲國家的新材料科技戰略的目標在于實現航空材料、電信材料等領域在世界范圍內的領先，在歐洲的一些國家大力發展光電材料，納米技術、超導技術等。通過產品的創新以及技術的創新，在新材料制造裝備、加工以及應用等三個方面來實現低碳經濟的發展。

在亞洲國家當中，具有代表性的國家比如日本，重視材料科學技術的實用性，同時也注重產品的先進性，追求產品的高端化發展，爭取在頂尖的領域趕超美國等發達國家。日本對于新材料的研究和傳統材料的優化采用的是齊頭并進的策略，重視對現有材料的性能提升以及對舊產品的回收利用等。在新世紀新材料技術發展籌劃當中，重視環保型以及再生型產品的發展，以資源友好特性和環境保護特性為主要的發展標準，通過開發新的材料科學技術以解決資源匱乏和環境污染的問題。

國內對于材料科學技術的發展也十分重視，具體體現在各大國家發展計劃當中，為材料領域提供了可觀的篇幅，在材料科學技術領域我國已經有了比較充分的技術體系，并且在材料領域的研發方面有了明顯的進步，在一些新材料領域的研究上取得了明顯的成效。但是我國缺乏自主創新能力，不夠重視帶有自主知識產權的材料以及技術的發展，嚴重妨礙了新材料以及技術的研究和發展。所以，我國依舊需要努力，改善材料技術的發展現狀，實現低碳經濟的發展。

二、低碳經濟對于材料產業的具體要求

（一）產業結構調整

在低碳經濟形勢下，新材料產業需要盡快調整產業結構，壓縮初始材料加工產能，推動產業鏈的深入發展，改造產業結構以及區域布局等。

（二）技術更新

當前的制造業的發展和升級對低碳材料提出了更高的要求，需要通過技術的更新來實現低碳技術的發展，需要先占據技術主導權，實現產業發展的生命力，促進新材料新技術的更新和發展。

（三）調整能源結構，改善生態環境

優化能源結構，降低碳排放，提升一些清潔能源在生產發展當中的應用，以實現經濟以及環境的持續性發展。

三、材料技術科學在低碳材料領域當中的應用展望

（一）碳纖維復合材料

碳纖維是現階段高端復合材料當中使用較為廣泛的材料。現階段工程領域對于結構的輕質化要求給碳纖維復合材料提供了更為廣闊的發展環境。主要的應用領域有航空航天、空中運輸等，利用碳纖維材料制造的飛行器有很好的實用性，比如助推力強，質量輕、噪音小等，能夠起到減少能源消耗的作用。

（二）節能建筑材料

在低碳經濟中，建筑材料逐漸走向輕質化，綠色化的發展方向。建筑中經常采用透明的絕熱材料和外部墻面復合構成透明的隔熱墻，減少了由于空氣對流產生的熱量的損耗，負荷保溫玻璃具有多重保溫的性能，能夠維持室溫的穩定，減少能源的消耗，在外界溫度變化的時候依舊能夠有效的維持室內溫度的穩定。另外，對太陽能資源的利用，太陽能可以產生綠色化的能源，可以有效地控制碳排放，實現經濟的綠色化發展。

（三）新型能源材料

隨著人們逐漸對環境和能源問題的重視，清潔能源已經成為了一種比較有競爭力的能源之一，比如汽車能源領域的氫能源，能夠實現傳統能源難以實現的高效率轉化。另外在電氣領域，應用新型的儲電裝置，能夠提升電能應用效率，應用前景十分廣泛。

結束語：

低碳經濟是當前世界經濟發展實現持續化的關鍵路徑，這也是社會經濟發展的內在要求。在全球氣候變化，環境惡化以及全球能源儲備減少的情況下，需要將材料科學技術與低碳經濟發展理念緊密融合，開發出新型材料以及先進的低碳能源技術，以實現經濟的可持續發展。

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作者簡介：

吳天宇（2000-），2017級物理學。