西媒：新材料重塑未來(lái)經(jīng)濟(jì)
參考消息網(wǎng)3月19日?qǐng)?bào)道西班牙《阿貝賽報(bào)》網(wǎng)站1月24日發(fā)表文章稱新材料將構(gòu)建未來(lái)經(jīng)濟(jì)，這種前景將該行業(yè)列為未來(lái)十年增長(zhǎng)潛力最大的行業(yè)之一。全文摘編如下：
在技術(shù)革命中，應(yīng)用于研發(fā)具有特定性能的新材料的創(chuàng)新取得了巨大的飛躍。實(shí)驗(yàn)室、技術(shù)研發(fā)中心、大公司的新技術(shù)部門和蓬勃發(fā)展的初創(chuàng)公司，正在努力尋找石墨烯以外的材料，這將有助于下一步的創(chuàng)新行動(dòng)。它們代表了一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)影響力尚不為人知的壯舉的先鋒。這種前景將該行業(yè)列為未來(lái)十年增長(zhǎng)潛力最大的行業(yè)之一。
公共、學(xué)術(shù)和私人領(lǐng)域之間的協(xié)同作用至關(guān)重要。這方面的一個(gè)例子是“加泰羅尼亞先進(jìn)材料研發(fā)集群”。它涵蓋了大學(xué)、技術(shù)研發(fā)中心和公司，其路線圖遵循的是具有工業(yè)應(yīng)用性的創(chuàng)新和研發(fā)戰(zhàn)略，以便獲得先進(jìn)材料的高附加值。
該研發(fā)集群的項(xiàng)目經(jīng)理奧納·邦比指出：“新材料的應(yīng)用是許多領(lǐng)域的關(guān)鍵，其中包括醫(yī)療、環(huán)境、建筑和智慧城市等?！彼貏e提到了新材料的應(yīng)用對(duì)出行和能源的影響，并強(qiáng)調(diào)該集群中65%的成員是中小企業(yè)。加泰羅尼亞地區(qū)的先進(jìn)材料行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)由589家公司組成，年收入達(dá)到25億歐元，擁有員工約9800人。
“加泰羅尼亞先進(jìn)材料研發(fā)集群”明確了挑戰(zhàn)該行業(yè)的四大趨勢(shì)：人口變化、資源受限、脫碳化和數(shù)字化。具有更高可回收性的工業(yè)化產(chǎn)品、新技術(shù)和制造工藝的引入以及采用更高效的能源解決方案，催生了尋找新材料的需求。
整合多種技術(shù)
沿著這樣的思路，西班牙Imdea材料研究所的工作得以開(kāi)展。這是一個(gè)由馬德里自治區(qū)推動(dòng)的研究機(jī)構(gòu)。馬德里自治區(qū)也在積極推動(dòng)新材料領(lǐng)域的公共-私人合作。
Imdea材料研究所的負(fù)責(zé)人何塞·曼努埃爾·托拉爾瓦說(shuō)，他們目前擁有范圍廣泛的項(xiàng)目，涉及醫(yī)療、汽車、航空航天和能源等。在交通運(yùn)輸方面，他們正在開(kāi)發(fā)硅納米纖維來(lái)替代電池中的碳，以便使電池更環(huán)保、存儲(chǔ)容量更大。該研究所還創(chuàng)建了研發(fā)分支機(jī)構(gòu)Floatech。利用3D打印技術(shù)，他們正在研發(fā)具有形狀記憶的材料。在醫(yī)療領(lǐng)域，他們正在研發(fā)可生物吸收的植入材料。該研究所表示，近年來(lái)新材料技術(shù)領(lǐng)域正在突飛猛進(jìn)地發(fā)展。
在西班牙，有許多項(xiàng)目正在這方面尋找答案。最先進(jìn)的領(lǐng)域之一是“超級(jí)材料”。塞維利亞大學(xué)電磁學(xué)教授曼努埃爾·何塞·弗萊雷說(shuō)，他的團(tuán)隊(duì)正在用銅、銀等傳統(tǒng)材料打造一種“超級(jí)材料”。得益于構(gòu)成新材料的元素的幾何特性以及它們之間的相對(duì)位置，這種“超級(jí)材料”產(chǎn)生了現(xiàn)有材料無(wú)法實(shí)現(xiàn)的奇異特性。
這種新材料最先進(jìn)的應(yīng)用與電信部門（提高衛(wèi)星天線的性能）、醫(yī)學(xué)和光學(xué)等領(lǐng)域有關(guān)。在這些領(lǐng)域中，它被應(yīng)用于制造高分辨率顯微鏡或機(jī)載光學(xué)監(jiān)視系統(tǒng)。弗萊雷的團(tuán)隊(duì)研制的鏡片可以提高醫(yī)療磁共振圖像的質(zhì)量。另一個(gè)引人注目的應(yīng)用與軍事領(lǐng)域的聲學(xué)和電磁隱身性有關(guān)，但它還處于起步階段。
未來(lái)，裝甲車和護(hù)衛(wèi)艦可能會(huì)被“超級(jí)材料”所覆蓋。除這方面的應(yīng)用外，還值得一提的是其在城市防震方面的應(yīng)用，因?yàn)椤俺?jí)材料”能使地震波發(fā)生偏轉(zhuǎn)。弗萊雷說(shuō)：“西班牙是‘超級(jí)材料’研發(fā)貢獻(xiàn)比較突出的國(guó)家之一。我們將與由英國(guó)教授喬治·帕利卡拉斯創(chuàng)建的Kymeta公司合作，該公司生產(chǎn)基于‘超級(jí)材料’概念的微波通信天線?！?/p>
利用太空資源
一個(gè)剛起步的未來(lái)主義壯舉來(lái)自重新獲得推動(dòng)力的太空競(jìng)賽以及Hypate等創(chuàng)新項(xiàng)目。這個(gè)想法是用太空中發(fā)現(xiàn)的材料制造打擊樂(lè)器。巴倫西亞理工大學(xué)的研究員安帕羅·博雷利說(shuō)：“與美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）合作的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室為我們提供了我們所說(shuō)的這種打擊樂(lè)器，他們復(fù)制了月球或火星上的物質(zhì)，并與陶瓷微?；旌显谝黄稹Ｓ辛诉@種樂(lè)器，我們就能得到此前沒(méi)聽(tīng)過(guò)的聲音。音樂(lè)家和科研人員正在合作推進(jìn)這個(gè)項(xiàng)目，在現(xiàn)階段，所有可能性都是存在的?！?/p>
博雷利表示，有了這些新材料，“餐具或工具也可以在其他星球上的定居點(diǎn)就地制造，還可以制造眼鏡、桌子或扳手，以滿足未來(lái)的日常基本和必要需求”。由于在太空任務(wù)中將每公斤材料送入軌道要花費(fèi)100萬(wàn)歐元，這可不是一件小事。他們將嘗試使用微波輻射來(lái)制造陶瓷材料，以達(dá)到需要的高溫生產(chǎn)條件，這比使用傳統(tǒng)窯爐更節(jié)能。只需很少的能量，就可以通過(guò)一種新式窯爐來(lái)達(dá)到高溫，該窯爐可以加工這些新材料，并由太陽(yáng)能電池板提供動(dòng)力。
另一種未來(lái)材料是被認(rèn)為將改變電子產(chǎn)品行業(yè)的氮化鎵。西班牙航天企業(yè)SENER公司的空間與科學(xué)主管迭戈·羅德里格斯說(shuō)：“我們?cè)谑褂玫壯兄朴糜陔娦判l(wèi)星的新型射頻放大器方面做出了巨大努力。這種半導(dǎo)體的特性是極為重要的，我們的目標(biāo)是能夠傳輸更大的數(shù)據(jù)量，因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)的發(fā)展對(duì)寬帶服務(wù)的需求正在不斷增長(zhǎng)?！?/p>
推進(jìn)材料創(chuàng)新
建筑業(yè)也在尋求通過(guò)材料創(chuàng)新來(lái)支撐其未來(lái)發(fā)展。一個(gè)例子是西班牙Tecnalia公司的研究人員伊杜雷·卡爾茨科爾塔和埃杜爾內(nèi)·埃爾基齊亞聯(lián)手研發(fā)的一種自愈合水泥?？柎目茽査榻B說(shuō)，這種材料可以修復(fù)自身內(nèi)部產(chǎn)生的裂縫。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，他們將一種能夠彌合裂縫的“膠水”引入水泥中。這種“膠水”由硬化劑和樹(shù)脂組成，并被注入二氧化硅膠囊。也可以將其他一些物質(zhì)加入這些微膠囊中，以便它們可以為材料提供必要的特性，例如能夠積聚熱量并減少建筑物中的熱量消耗。這種“膠水”也可用于石膏板墻壁或道路工程?！ ?/p>
與此同時(shí)，在歐洲的Smartincs項(xiàng)目中，西班牙科爾多瓦大學(xué)的研究員梅賽德斯·桑切斯與其他科學(xué)家正在從不同的角度研發(fā)可以防止隨時(shí)間流逝而老化的新材料。他說(shuō)，可以將細(xì)菌添加到混凝土中以獲得生物混凝土，從而研制出填充裂縫的產(chǎn)品?！澳茏晕倚迯?fù)的材料對(duì)于保護(hù)古跡或遭受極端條件損傷的基礎(chǔ)設(shè)施（例如在海上作業(yè)的平臺(tái)）方面特別有用，因?yàn)樵谶@些地方進(jìn)行修復(fù)工作是很困難的?！鄙Ｇ兴拐f(shuō)。
在這一研發(fā)方向上，還有一種被研究人員非正式地稱為“終結(jié)者”的新型塑料。Cidetec組織開(kāi)發(fā)了這個(gè)開(kāi)創(chuàng)性的項(xiàng)目，使用的就是自愈合塑料。該組織說(shuō)，它可以在24小時(shí)內(nèi)完成自我修復(fù)，其主要優(yōu)勢(shì)是可以憑借這種能力延長(zhǎng)使用壽命。
同樣有趣的還有能夠凈化水和空氣的新材料。據(jù)世界衛(wèi)生組織稱，全球每年大約有700萬(wàn)人死于與空氣污染相關(guān)的疾病。這就是為什么今天人們對(duì)這類材料產(chǎn)生濃厚興趣的原因。
格拉納達(dá)大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)教授豪爾赫·羅德里格斯表示，他的團(tuán)隊(duì)正在研究能夠選擇性捕獲氮氧化物、二氧化碳和更多有毒氣體（例如一些化學(xué)武器）的材料。為此，他們使用了由積木式構(gòu)件（就像樂(lè)高積木一樣）組成的多孔有機(jī)金屬化合物網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了一種多孔的腳手架結(jié)構(gòu)。分子可以選擇性地被放置在這些空腔內(nèi)，并且可以進(jìn)行不同的組合，按需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。此外，他們最近與巴倫西亞大學(xué)合作成立了一家多孔材料公司，旨在生產(chǎn)和銷售這種新材料。