從全球氣候變化、制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、國家安全及材料基因工程維度探討材料科學(xué)發(fā)展趨勢

林偉堅(jiān) 張博文 汪衛(wèi)華*

1 松山湖材料實(shí)驗(yàn)室 東莞 523808

2 中國科學(xué)院物理研究所 北京 100190

當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局，各類技術(shù)、理念和產(chǎn)業(yè)都發(fā)生著日新月異的變化。材料是現(xiàn)代文明的三大支柱之一，新材料被視為新技術(shù)革命的基礎(chǔ)和先導(dǎo)，其發(fā)展和趨勢將深刻影響時(shí)代的變化。近年來，全球氣候變化造成的影響已經(jīng)涉及人類生活的方方面面，環(huán)境保護(hù)日益成為各國發(fā)展戰(zhàn)略的核心議題，我國也將生態(tài)文明建設(shè)作為“五位一體”總體布局的重要組成部分。同時(shí)，新一輪技術(shù)革命正在如火如荼地進(jìn)行當(dāng)中，隨著制造技術(shù)高速迭代，全球制造業(yè)均面臨著巨大的升級(jí)壓力，多個(gè)主要制造業(yè)國家提出了工業(yè)升級(jí)戰(zhàn)略，產(chǎn)業(yè)博弈進(jìn)入新時(shí)代。此外，國家安全始終是各個(gè)國家發(fā)展的核心戰(zhàn)略，在總體國家安全觀下國家安全戰(zhàn)略也有了更豐富的內(nèi)涵，面臨著巨大的發(fā)展機(jī)遇，具有重大意義。材料科學(xué)發(fā)展在應(yīng)對(duì)全球氣候變化、制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、國家安全等方面發(fā)揮不可替代的關(guān)鍵作用。現(xiàn)有的材料研發(fā)速度已經(jīng)難以滿足社會(huì)的發(fā)展需求，材料科學(xué)的研發(fā)方式本身也必須要做出變革，因此材料基因工程理念和方法應(yīng)運(yùn)而生。本文從全球氣候變化、制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、國家安全、材料基因工程 4 個(gè)方面，對(duì)材料科學(xué)發(fā)展的趨勢進(jìn)行研判和預(yù)測。

1 全球氣候變化背景下的材料科學(xué)發(fā)展

能源清潔、低碳化趨勢已經(jīng)成為全球共識(shí)。《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和 2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中將“持續(xù)改善環(huán)境質(zhì)量”單獨(dú)成章，進(jìn)行規(guī)劃與布局。……