中国材料科学的发展范文

中国材料科学的发展篇1

关键词：学科建设；平台建设；科学研究；人才培养

中图分类号：G647 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）29-0197-03

高等学校是知识创新和创新人才培养的基地，其核心是学科建设。大学在国际及国内的排名主要取决于该校学科的发展水平。世界上一流的院校，首先是拥有一流的学科。“材料科学与工程”学科既是基础科学，又是新技术革命的先导。津工业大学“材料科学与工程”学科近年来围绕学科建设这条主线，以学科评估为契机，在师资队伍、学科平台建设、科学研究水平、人才培养等方面开展了卓有成效的工作。但国家对新材料的要求不断提高、国际材料领域发展迅猛，学校对材料学科的总体发展寄予了更高的希望，学科建设工作仍存在较大的努力空间，如：①学科尚缺乏在国际、国内具有较大影响力的领军人物；②学科尚无国家级的科研平台；③学科在教学方面尚无国家级的教学名师及教学成果。在我校“材料科学与工程”学科现有的基础下，如何采取积极有效的措施，保持我校材料学科在市属高校现有的领先地位，实现跨越式可持续发展，尽早步入国家重点学科的行列，仍然是材料学科目前面临的紧迫任务。

一、师资队伍的现状与未来发展

1.师资队伍的现状。有了高水平的学科领军人才建设高水平学科，才能出高水平成果，提高学科的整体水平。有了高水平的学科，才能吸引高水平的学科骨干人才。因此师资队伍建设对学科水平的提升起着至关重要的作用。目前，材料学科有教职员工84人，学历层次、职称层次较高，学缘结构、年龄结构合理，已拥有国家百千万一层次人才2人、中科院百人计划入选者1人、教育部新世纪人才2人。但部分学科人员分散在学校其他部门，总人数在相同学科中仍属于中等偏少的状态。国家级人才较少，仍达不到高水平师资队伍的要求。

2.师资队伍的建设及未来发展。学科现有5个特色研究方向：高性能与功能纤维材料、膜材料与膜过程、新型功能材料物理与化学、材料设计、结构与性能和无机功能材料。2012年学科以自由组合的方式形成了7支年龄、学历、职称结构合理的学术团队，每个团队根据自己的优势科研方向建立了学术梯队，取得了显著的科研成果，有效地提升了学科的科研水平。近年来，我校材料学科积极贯彻落实校人才工作会议精神，广开引进人才渠道，坚持培养本学科优秀学术人才与选拔、引进国内外材料学科优秀中青年科研工作者相结合的方法。2010～2013年已引进加拿大滑铁卢大学、日本东北大学、中科院山煤化所等国内外著名科研院所的优秀中青年学者来校工作。2014～2015年材料学科将继续依据各方向的发展需要，适度引进树脂基复合材料、生物医用材料和金属材料方面的优秀科研、教学人才，充实和加强师资队伍。目前已意向引进美国宾州大学、加拿大卡尔加里大学等国际知名院校优秀博士毕业生。“十二五”末学科教职工总数预计达到100人左右，整合分布在院外的本学科骨干教师，总体形成专职教师95人左右的队伍。材料学科将继续对教师实行分类考核，加强完善教师的考核机制，根据教师的能力和特点，强化教师自身的特长，确定以教学、应用基础理论研究、应用研究等为重点的发展方向。重视青年教师的培养，结合青年教师的专业和科研方向，帮助青年教师尽快融入现有科研团队，促进他们专业专长的发展，做到“人尽其才、才尽其用”，充分发挥每一位人才的作用。近年来，学科通过实施国内外访问学者、中青年学术骨干教师出国访学研修等项目，着力培养了一批年轻有为、有较大科研潜力的中青年学术骨干学者，储备了学科拔尖人才和学术领军人才后备力量。目前，材料学科已具备冲击国家级人才称号的实力，将在教育部新世纪人才、国家教学名师、青年千人计划等方面有所突破，预计到“十二五”末新增国家级和省部级称号人才5人次，为材料学科建设以及整个教师队伍科研能力的提升发挥重要作用。

二、学科平台的现状与未来发展

1.学科平台的现状。“材料科学与工程”学科是天津市重中之重学科、天津市高等学校“十二五”综合投资I类建设学科，建有一级学科博士点、一级学科博士后流动站。高水平的科研创新平台和基地不仅是凝聚人才、科研工作者展示智慧的舞台，更是学科创新和进入当代国际科学研究前沿的重要基础平台。多年来，天津工业大学材料学科重视科研平台的建设和管理，目前已建有“国家级实验教学示范中心”、“中空纤维膜材料与膜过程”省部共建重点实验室、“改性与功能纤维”天津市重点实验室、天津市膜技术工程中心、膜分离技术协同创新中心等科研平台。实验室面积16000m2，设备总金额达9000万以上，万元以上设备400余台套。实验室管理体制健全，制定了一系列规章和管理制度，如《天津工业大学实验室工作规程》、《天津工业大学校级、学院（系）管实验室管理办法》等。

2.学科平台的建设与未来发展。材料学科既重视提高本学科的科研水平，还不断加强与其他学科的交叉融合，发现和形成新的学科生长点。2013年“材料科学与工程”一级学科与“环境科学与工程”学科交叉设置了“环境材料科学与工程”二级学科硕士点，与“电子信息工程”学科交叉设置了“材料检测与系统”和“生物医学工程”二级学科硕士点。通过与其他学科的交叉融合，进一步优化了“材料科学与工程”学科的结构，提高了学科整体水平，促进了相关学科的发展。目前，材料学院的“无机非金属材料工程”专业教师承担着多项国家高技术研究发展（863）计划课题、国家自然基金等国家级、省部级课题，无机功能材料与器件相关研究已处在国内该领域的前沿，已形成自己的优势与特色。2014～2015年，材料学科拟在现有工作的基础上，继续组织力量论证、筹建“能量存储材料”天津市重点实验室，加速材料学科建设的发展。材料学科及时跟踪国家重点学科建设情况，对比学科发展找差距，积极组织实施，确保全面完成天津市“十二五”综合投资I类学科建设任务，争取市重点学科建设取得更大成绩，早日具备申报国家重点学科的条件。此外，未来几年材料学科将进一步健全管理体制和激励政策，争取尽快建成省部共建国家重点实验室、国家级协同创新中心，实现市属高校国家级科研平台的突破，通过协同创新，做大、做强学科科研平台。

三、科学研究水平的现状与未来发展

1.代表性学术论文质量。代表性学术论文质量的衡量标准包括ESI情况、SCI影响因子、他引次数等几个方面。材料学科已出台激励政策加强引导、鼓励教师发表高水平科研论文、出版专著和教材。在学科奖励政策的指导下，2011～2013年教师和研究生发表的科研论文被SCI、EI、ISTP检索的数量及JCR一、二区论文数出现了较大幅度的增加，科研论文的质量迅速提高，但高影响因子和高他引次数的论文数仍相对较少，国内学术刊物论文的他引次数也有待提高。2013年材料学科制定了“材料科学与工程学院学术资助计划”，并从学科建设经费中给予支持。一年来学院教师参加国内外学术交流30余人次，提升了学院的学术氛围，同时，教师的质量也有较大提高，鼓励教师“多出成果、出高水平成果”，巩固和提高学科整体科研水平。

2.科研获奖。近年来，学科在中空纤维膜材料、功能及智能纤维、相变材料微/纳胶囊、高性能纤维等领域形成了较大的优势和特色。过去5年中连续获得了3项国家科技二等奖，2012年获得天津市科学技术一等奖和中国纺织工业协会一等奖各1项，2013年获得中国粮油学会科技奖三等奖1项，2012～2013年获得天津市滨海新区技术发明奖等省市级其他奖项9项。近几年科研获奖是材料学科的优势，但未来应注意培养新的增长点，继续引导教师培育国家和省部级科技奖励成果，保持不断有新的成果出现。

3.专利转化与签订技术合同情况。“专利转化”是我校的强项，材料学科2011年获得授权发明专利12项，2012年获得授权发明专利22项，2013年获得授权发明专利38项，取了迅猛发展的好形势。未来几年，材料学科将有计划、有组织的加强科技成果转化工作，加大对取得显著成绩的教师的奖励力度，提高成果转化率。对转化前景好的专利，积极寻找转化对象，对于暂时难以转化的专利，以授权使用的方式转让高新技术企业，为提高转化水平积累经验。近年来材料学科引进青年教师人数较多，学科通过实施“青年教师下企业”、“青年教师进企业博士后工作站”、“滨海新区科技特派员”等措施，加强培养青年教师的实践能力，加强其与企业合作的意识，及时引导青年教师进行成果转化。

4.科研项目。2012年材料学科新获批国家科技支撑计划1项、973前期预研项目1项、国家“十二五”军工配套科研项目1项、参与承担国家863计划项目1项、国家自然基金14项。2012年材料学科新增科研项目数、纵向科研立项以及项目总经费均较2011年有较大幅度的增加，总体发展较为平稳，科研经费到位相对充裕，但至今无主持承担973重大科研项目。未来几年，材料学科将继续巩固和加强在科研立项方面的成绩，组织教师培训交流，稳步提高科研经费额，年增长率保持在25%以上，到“十二五”末达到年新增科研经费2000万元，五年累计科研经费6800万元。

四、人才培养的现状与未来发展

1.教学与教材质量。近年来，笼统的“学科专业建设”已被“学科建设”与“专业建设”所取代，概念的分离反映出提高教学质量在“学科建设”中的作用日益提升。在政策的导向作用下，材料学科教师出版专著和教材的积极性逐年增加，但缺少国家级精品教材与国家级教学成果，教学与教材建设亟待加强。学科拟尽快组织开展全国调研和学科内研讨会，认真探索、总结经验、迅速研究出台相应的奖励政策，以减免工作量和学校实验教学团队建设经费，奖励教师出版国家级和省部级规划教材和实验教材，积极发展交叉学科的教材建设，使教材建设与学科建设同步发展。

2.优秀学位论文及优秀学生。学位论文作为研究生学习的最终结果，学位论文质量是研究生教育的重要体现，也是评价研究生培养质量的综合指标。本学科近年来部分优秀硕士毕业生攻读了本校纺织学科的博士研究生，累计为纺织学科培养了4名博士生获得国家优博论文提名奖，材料学科目前只获得两篇天津市优秀博士学位论文，总体上差距较大。2013年本学科分别出台了“材料科学与工程学科硕士、博士研究生优秀学位论文培育基金和助学金管理办法”和“博士研究生国际会议交流资助计划”。学科对有潜力的研究生重点培育，鼓励研究生参加高水平国际会议，加快取得发明专利等科研成果的进度，鼓励研究生安心论文工作，早出成果。材料学科将在现有水平的基础上，继续提升天津市优秀博士学位论文和硕士学位论文数量，期待在“十二五”末在国家优秀百篇博士学位论文提名奖方面取得突破。

师资队伍、科研平台建设、科学研究水平、人才培养是高校建设高水平学科长期性、基础性的工作。本论文针对天津工业大学“材料科学与工程”学科的现状进行了全面的分析与探讨，立足于充分发挥学科的优势，以政策为导向，对本学科未来的发展和建设提出行之有效的对策，也为其他地方院校材料学科的建设和发展提供了一定的参考与借鉴。

参考文献：

[1]周焕福，陈秀丽，方亮，等.地方高校材料学科建设的几点思考[J].今日南国，2010，（154）：61-63.

[2]韦春，吴志强，张发爱，等.以教师队伍建设为契机促进材料科学与工程学科建设和人才培养[J].教育教学论坛，2013，（4）：37-39.

[3]李小雷，王海娟，曹新鑫，等.坚持科学发展观，实现材料学科跨越式可持续发展[J].中国冶金教育，2009，（5）：16-18.

[4]陈益芳.高等学校教材建设和管理探究[J].福建农林大学学报（哲学社会科学版），2009，12（3）：91-93.

[5]王芬，沈可.关于提高研究生学位论文质量问题的探讨[J].教育教学论坛，2013，（46）：246-248.

基金项目：天津市教育科学“十二五”规划课题；天津工业大学2012年度学位与研究生教育改革研究重点项目；天津工业大学2013年研究生优秀课程（培育）、研究生课程优秀教材建设项目。

中国材料科学的发展篇2

关键词　协同创新　新材料　产学研合作

中图分类号：G712 文献标识码：A

《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》将新能源、新材料、高端装备制造等七个产业作为对经济社会全局和长远发展具有重大引领带动作用、极具发展潜力的战略性新兴产业。在国家“十二五”规划中，战略性新兴产业被定位为“先导性、支柱性产业”。此后，各省、市地方政府纷纷结合各地实际，相继编制出台地方性战略性新兴产业规划和子规划，把培育和发展战略性新兴产业作为各地方“十二五”时期发展的重要内容和提升区域竞争力的主要途径。

四川省德阳市是我国战略性新兴产业聚集较为集中的地区，其中新能源、新材料和高端装备制造是德阳市战略性新兴产业的三大重点优势产业。近年来，德阳市新材料产业得以快速发展，在推进过程中也暴露出一些问题。为此，通过比较和分析，本研究提出基于协同创新的新材料产业产学研合作发展模式。

一、德阳新材料产业发展面临的机遇和挑战

（一）德阳新材料产业具有良好基础和发展潜力。

德阳市作为我国西部地区工业重镇，新材料产业具有良好基础和发展潜力，主要体现在两个方面：一是规模较大，具有较明显的比较优势和较大发展潜力。新材料产业拥有中国二重、龙蟒集团、得阳科技、宏达集团、金路集团等10多家重点企业，在全国都具有重要影响。2010年，德阳市新材料产业规模以上企业23户，完成工业总产值72.15亿元。按照德阳市“十二五”规划目标，到2015年，将力争新材料产业实现工业总产值1000亿元；二是新材料种类较多。德阳新材料产业拥有一批高新技术产品，经过多年的发展，在大型铸锻件、钼材料、镀镍基纳米复合镀层材料、硬质合金密封环、新型轴套材料等方面具有较好的产业基础，优势新材料产品涉及新型金属材料、高分子复合材料、精细化工新材料、功能材料等领域。

（二）德阳新材料产业发展需要着力解决的障碍。

客观地说，国家层面的“十二五”规划目标是非常准确和符合新材料产业现状的。当前，许多地方性新材料产业规划基本编制完成，德阳新材料产业规划实施过程中，同样暴露出一些共性和个性问题，需要着力解决。

1、缺乏支持新材料产业发展的专项政策。虽然地方性规划中都提出了保障措施，但大多属于格式化内容，受官本位思想和部门利益羁绊，一些有益和有效的保障措施不能落实到位，社会资源尚未真正向新材料产业集中。政府部门和社会各方面各层次还需要进一步增强对发展新材料产业战略性和重要性的认识。

2、长效人才保障机制急需建立。新材料产业是一个人才、技术和资金三位一体的产业。高端人才引进和培养已经到了刻不容缓的地步。不少大型企业设立博士后流动站一定程度上缓解了人才荒，但高端人才的数量和梯队建设依然堪忧，特别是一批能够突破关键技术、具有国际视野、紧跟产业前沿的科技领军人才、复合型人才队伍需要着力打造。

3、从战略性高度和要求解决发展认识问题。政府、企业和社会资源持有者需要了解产业发展情况，新材料产业内部细分复杂，产业进入和发展涉及因素复杂。企业和资本都有逐利的天性，对于新材料产业战略性的认识和重视程度不可避免会受到牵制，这就需要政府这一最大社会资源掌握者的高瞻远瞩。目前，一些地方政府极易出现几种认识误区和做法：一是认为有矿产资源，就将与矿产资源生产和加工的企业视作新材料产业，而忽视了主要产品集中在产业链低端、产业集中度不够和科技支撑不足的现状；二是认为设立科技引导资金就能够以少量的引导资金撬动企业大量资金投入，从而忽视了企业市场化的特征和企业真正对于优惠政策、扶持政策（如减税）的期盼；三是一味追求产业GDP指标，将不少传统材料划入新材料产业，满足政绩考核要求，严重忽视新材料产业的战略性、基础性作用和地位。

二、基于协同创新的德阳市新材料产业产学研合作模式

为深入实施科教兴国战略、建设创新型国家，新时期的一项重要举措就是大力推进协同创新，即要“通过体制机制创新和政策项目引导，鼓励高校同科研机构、企业开展深度合作，建立协同创新的战略联盟，促进资源共享，联合开展重大科研项目攻关，在关键领域取得实质性成果”。可以看出，这种企业、科研机构和高校之间建立协同创新的战略联盟宏观层面上的表现形式就是产学研合作。因此，可以期待通过机制体制创新，在政府和行业主管部门领导和指导下，建立一个人才聚集、设施齐备、信息互通、功能完善、技术一流、资源共享的新材料产业产学研合作的平台，整合政府、企业、高校和科研院所的资源，协调各方利益，积极推动各方协同创新，全方位实施产学研深度合作，解决制约当前新材料产业发展的资金、人才和技术三大瓶颈，促进产业进步、推动产业结构调整、升级和发展方式转变。

（一）政府主导，高校承办，提高各类资金的投资效能。

受我国国有资金投资政策限制，国有资金与民营资金对接存在体制障碍，国有资金很难直接投入民营新材料企业，民营企业必须联合国有企事业单位以项目为载体才能获得国有资金的投入，且在联合体中处于依附地位，势必极大挫伤其积极性；而国有新材料企业或科研机构在获得国有资金投入后分散性购入的大量研发仪器设备，却往往以保护企业机密为由，对外开放程度有限，共享几乎变得不可能，科技资源缺乏有效整合，国有资金投资效能低下，社会效益差，即使是在国有企业之间，这种壁垒也是不可逾越的。因此，在政府主导下，由高校作为承办主体，建立具有国际先进水平的创新示范平台和公共服务平台，作为新材料领域内的组分、质量、性能等基础性数据集散地，为关键材料开发和应用提供保障。更为重要的是该平台可以作为国有资金与民营资金互通的纽带，一方面平全适应国有资金投资政策，承担国有资金的申报、分配、监督的职能，能够合法设立国家和地方财政支持成立的新材料产业创投基金和新材料产业基金；另一方面，通过有效的政策和合同约束广泛吸纳民营资本，并且可以开展积极有效的工作与金融机构开展知识产权质押及股权质押融资，建立风险分担机制，支持新材料企业上市融资，发展私募或创投基金、中小企业互助担保或集合债券等，为各类新材料企业发展提供资金支持。

（二）共同培养，共同使用，构建科技人才的超级市场。

由于新材料产业属于人类科技发展前沿，专业细分明显，因此不论是国有还是民营新材料企业、科研机构在引进新材料科技人才方面都存在顾虑，担心引进人才的不适用性增加企业负担，而立足于企业内部培养又存在培养周期长的弊端。两难之下，企业通过建立企业博士后流动站或者与高校开展横向合作解决了部分问题，但是这种机制下的科技人才的高流动性导致企业的长期战略目标难以实现。因此，新材料产业科技人才共享机制（培养和使用）的建立只能依靠产学研公共平台来完成，由平台针对新材料产业发展需求，实现以下功能：一是产业高层次创新人才开发，根据企业需求，通过设立人才引进基金，在国内国际重点引进一批拥有自主知识产权、专利技术的高端人才，提供良好的人才的待遇政策和激励政策，建立一支能够突破关键技术、世界一流的科学家和工程师队伍；二是发挥高校在人才培养方面的优势和知识密集型特点，强化科技创新人才培养与产业的实时对接，实现科技人才培养与产业发展的高度同步与吻合；三是通畅人才共享渠道，消除企业顾虑和人才制度的消极因素、增强科技人才的事业归属感和事业忠诚度，有效发挥我国人力资源优势，形成良性人才制度。

（三）协同创新，产学研用，强化产业体系的技术支撑。

新材料产业是一个基础性行业，其研发及推广应用涉及多学科、多领域、多种人才，与上下游密切相关，依靠企业自身往往具有很大的局限性，急需产学研用紧密结合。新材料产业的发展不仅仅是新材料的研发，其转化、试制和市场化生产都需要一支专门化技术人才队伍予以保障，不断培养和提升这支专门化技术人才队伍是一项长期任务。当前新材料产业发展中已经暴露出有效市场推广和产业化方面的人才严重不足的短板，这在很大程度上制约了新材料产业的可持续发展。因此，加快产学研平台载体建设，一是促进技术交流和产学研联合，对重大关键技术问题和共性问题进行联合攻关，力求在关键技术和重大领域取得突破；二是支持企业与高校和科研院所结成技术联盟，由原来单一的项目合作转变为全面合作，形成可持续创新能力；三是通过高校将企业的需求反映在人才培养中，做到与市场相接轨，同时企业和科研院所对高校的科研进行支持，保障高校在创新上的投入，形成良性互动，提高新材料产业技术综合服务能力，提高对整个产业体系的技术支撑。

三、结束语

新材料产业作为一项战略性新兴产业，其发展事关国家经济社会全局。在实施过程中，有必要探索和建立基于协同创新的产学研合作模式，解决制约当前新材料产业发展中的资金、人才和技术三大瓶颈，形成良性发展的长效机制，是提高自主创新能力和效率的最佳形式和途径。

基金项目：四川省德阳市社科联2012年课题

（作者：唐华，四川工程职业技术学院，副教授，硕士，主要从事教学与教育研究工作；肖峰，四川工程职业技术学院，西南交通大学材料科学与工程学院；王泽忠，李志宏，四川工程职业技术学院）

参考文献：

[1]张景德．新材料领域的发展战略.发展战略，2012，（1）：37-38．

[2]刘民．北京新材料产业发展战略研究.新材料产业，2011，（11）：32-36．

[3]王友军．山东省淄博市新材料产业发展中的主要问题与对策分析.经济师，2011，（9）：203-204．

[4]易静华，郭红侠，俞红卫，等．宁夏新材料产业发展中的突出问题及建议.科技和产业，2012，（1）：12-14．

[5]汪馥郁，李敬德，文晓灵．谈产学研协同创新.中国科技产业，2012，（3）：62-65．

[6]翟向阳，潘立本，钟文乐，等．论政府在产学研合作教育中的行政功能与作用.职教论坛，2006，（2）：23-25．

[7]喻振贤，李汇，张如海，等．促进黄石市新材料产业发展的思考与建议.黄石理工学院学报，2011，（3）：17-20．

中国材料科学的发展篇3

关键词：绿色建筑材料；现状；发展应用

绿色建筑材料是环保健康的，对于人民的生活和居住是安全的，无污染的，观众居住环境的科学环保，在近年来的生活质量提高的背景下，绿色建筑材料的运用受到更多关注。怎样理解绿色建筑材料的绿色，建筑材料的应用要注意哪些问题，都是是值得研究和讨论的。

1 绿色建筑材料的概念及特点

1.1 绿色建筑材料的含义

“绿色”成为21世纪人们生活的主题。绿色建筑材料从原料的使用，生产过程的污染程度小，和对环境的保护方面来看，绿色建筑材料都是回收利用生活和生产废弃物的好方法的表现，绿色建筑物无污染、科学合理关注健康，对于人类居住环境的可持续发展是很重要的，有益于人们的健康、几乎无污染用能够重复利用废弃物的绿色环保的绿色建筑材料。这种健康又环保的建筑材料，被冠以“绿色”的含义，这种绿色建筑材料的生产技术是高科技的清洁生产，在国外，早已经应用于建筑和装饰施工方面；在我国还没有实质性的应用，只是停留在概念中而已。

1.2 绿色建筑材料具有的独特性

1.2.1 绿色家装材料的生产用料大多数是生产和生活的废弃物。

1.2.2 绿色建筑材料生产工艺和技术选取上，高科技的投入，新技术的应用。加上环保低碳的新工艺用于生产领域。

1.2.3 绿色建筑材料的生产配方的制作和生产整个流程中，不得使用对人体有害的化学物质，比如：甲醛、芳香烃类化学品；另外，产品不得含有某些有毒重金属，比如汞、镉、铅等。

1.2.4 绿色建筑材料的整体设计是有利于生产和生活环境的，以关怀人文居住环境，提高人民生活质量为最高要求，关注居住环境的改善，有益人民的身体健康。

2 绿色建筑材料发展现状

2.1 国内发展现状。随着人们开始更多关注居住环境的科学化和重视绿色环境的意识增强，建筑行业也开始使用一些污染少，节能减排的环保材料，重视应用绿色建筑材料的观念在增强。很多绿色建筑材料的研究还只是处于理论状态，没有付诸实践应用。在以后的发展过程中，我国的建筑应用绿色材料是必然，只是时间的问题。本着环保节约的生活态度，朝着健康节能的目标而奋进，相信我国的绿色建筑材料必然会得到广泛的应用。

2.2 国外绿色建筑材料的发展应用现状。绿色建筑材料在国外的发展应用由来已久，西方国家随着生活水平和国民素质的提高，对于建筑材料应用方面的环保要求更高，很多国家的建筑用上了绿色建筑材料，相比中国来看，国外的绿色建筑材料的研发和应用很系统、理论化的。对于绿色建材的检测和用料方面，都有科学的方法和理论指导，近年来，国外开发应用了绿色建筑材料的质量认证标准，国际化的质量认证标准可以保证率材料的生产质量。绿色环保材料的环保节能发展，对于国际化的原材料和环境的可持续发展是很必要的，也是很重要的。

关注绿色建筑用材，重视居住环境质量，这是国际化的一个课题，在研究和应用方面，走在世界前列的是德国，德国的政府和人民都是非常关注绿色建筑材料的应用，倡导绿色环保，节能减排，低碳生活的，对于居住质量的要求当然也是非常高的，几乎在德国的各大城市，都有专售“绿色建材”的特殊商店。美国设立专门研究空气污染的空气部，并且制定了建筑物所含化学物质检测标准，并且就建筑材料的室内空气污染进行构建数学模型的推算预测。英国提出建筑材料所含有机物散发标准的测定等方法检测空气污染程度，观众建筑材料的环保等级。

3 绿色建筑材料发展前景

3.1 重视环保绿色的建材应用。从思想上引起重视环保绿色建筑材料的应用。在媒体宣传和政府政策方面，都要重视绿色建筑材料的应用。开展宣传绿色理念的活动，转变人民对于绿色建筑材料的认识，推动绿色建筑材料走进千家万户的宣传活动。

3.2 在建筑行业迅速发展的今天，建筑业在国民经济中的重要性突出，关注绿色环保的建材使用，是关系到居民身体健康和生活安居乐业的保障，要保障生活的绿色环保、无污染，就必须推动建筑业使用绿色建材，随着经济的发展，人民生活的改善，可以预见到，绿色建筑材料的市场潜力是巨大的，很有发展价值。

3.3 拓展绿色建筑材料的应用领域，强化综合利用。建筑材料的应用领域可以拓展，不能仅限于建筑领域，要向更多领域拓展应用。扩大绿色建筑材料的使用。强化对绿色建筑材料的综合利用。

4 绿色建筑材料的可持续应用发展。

4.1 环保建材的绿色发展前景与可持续发展应用的内涵。可持续发展在绿色建筑材料应用方面可以这样理解：应用绿色的建材不仅仅是为了子孙后代能够有能源的持续利用，还包括在建筑材料的生产过程中要注意资料的合理再生利用，增强大众的绿色环保建筑材料的应用意识，保持原材料和人文环境的可持续利用的发展。

4.2 绿色建材的生产和应用过程要格外重视，保持环保发展具有可持续特点。绿色建筑材料的生产过程要严格把关，从用料，和原料的比例配方，要科学合理，保证无污染和绿色环保。从环境保护的发展角度来看，绿色建材的生产所用原料也要尽量使用生活垃圾和生产的废弃物来加工使用。要生产绿色的建筑材料，就必须重视使用混凝土的可持续性，采用现代混凝土的科学配方，采取使用达标的水泥、水等。绿色建筑材料的添加剂注重污染检测，选取质量达标的原材料，这样能够保障混凝土的环保绿色发展，

4.3 根据实际情况，具体问题具体发展可持续的绿色建筑材料的应用。我国发展绿色建筑材料的经验不多，几乎空白，要发展绿色建筑材料就要从各地的实际情况出发，不能盲目的一刀切，反对照搬照抄的做法，在绿色材料应用过程中，要明确具体问题的情况，结合当地实际情况来应用绿色建筑材料，从实际情况出发，应用建筑材料是非常必要的，才能保障建筑材料应用的科学合理。针对我国绿色建筑材料的研究不足的情况，实施探索性的研究，从技术和研发理论上，分析我国绿色建筑材料的运用情况；从理论上上健全我国绿色建筑材料的应用要客观、良好的灵活性，能够了解我国绿色建筑材料的评价体系、理论，达成自己质量评价体系。

5 结语

关注绿色环保，关注生命健康的绿色建筑材料的应用成为必然，绿色建筑材料收到重视和研发，本文就绿色建筑材料的含义和特点展开分析，对于建筑材料的绿色特点的发展现状进行论述，在当前的社会和谐发展中，发展可持续与绿色建筑材料的关系处理提出看法。最后，就绿色建筑材料与可持续发展的关系进行归纳总结。绿色建材的发展是提高生活居住环境标准的需要，我们要关注绿色建筑材料的应用问题，本着可持续发展的眼光看待绿色建筑材料的研发和应用，从造福子孙后代，造福人类的角度来推动绿色建筑材料的应用和发展。

参考文献

[1] 刘万锋.对绿色节能建材的探讨[J].中国建材科技，2006（2）.

[2] 贺海洋，王慧.当今“绿色建材”的研究现状[J].广东建材，2004（6）.

中国材料科学的发展篇4

一腔报国激情，尽撒中国大地。他以旺盛的生命力，真正实现了生产力与科技研发的“无缝链接”。在纳米耐火材料这个平台上，他坚守科技创新的信念。他从小小的纳米中创造了巨大的价值，在科技创新的漫漫长路上，用严谨和勤奋诠释着一名科技企业家的责任和信念。他的信念如磐石般坚定，身躯如青松般挺拔，在纳米技术的浩瀚海洋中，他是一名勇猛的弄潮者。

他将知识投于实践创造财富，又在实践中获得真知奉献社会。在诸多实力候选人中，他成功当选为第9届中国时代新闻人物十大杰出成就奖”和“时代楷模•共和国经济建设十大功勋企业家”在过去的执着里他书写下成功，在未来的执着中，必将书写下中国纳米耐火材料行业新的辉煌!

创新是社会持续发展的不竭动力，创新是建设和谐社会的助推剂。作为“第一生产力”的科学技术承载着社会和谐发展的价值，是和谐社会系统运行的核心动力。其中高科材料的纳米创新是创新中最为艰难、最为复杂却也是最有意义的，不仅是理论视角的改变，还有学科的糅合，从而为社会的发展带来新的动力。然而，在这条道路上经历的苦难和磨砺却也是难以想象。我们又不得不提的是，纳米高科耐火材料的创新所带来的效益是巨大的，新的指导实践的方式，无疑要重新整合生产力，继而带来社会的变革。那么就让我们走近纳米耐材发明专利的获得者，太原高科耐火材料有限公司董事长，山西省耐火材料工程技术研究中心主任兼首席专家，中国节能协会玻璃窑炉专业委员会副主任委员，教授级高级工程师，耐火材料行业专家――高树森。

宝剑锋从磨砺出

梅花香自苦寒来

在改革开放的年代，他在中原拉起高科耐火材料的大旗；在出奇制胜的时期，他毅然决定成立自己的品牌，剑走偏锋，成就了耐火材料领域的一颗明星。标新立异，奇峰突起，风云岁月，年华沉积，连续多年绩效稳健增长的行业奇迹，高树森用科学技术造福社会！

太原高科耐火材料有限公司于1989年成立，成立之初只是一家简易的小型耐火材料厂，设备及实验条件相当简陋，在高董事长的带领下，经过几年的艰苦奋斗，企业取得了初步的发展。1992年经山西省高新技术委员会认定、国家太原高新技术开发区管委会批准，成立了太原高科耐火材料有限公司（简称太原高科）。

公司建立了耐火材料生产厂和专门的耐火材料技术研究中心，并被山西省科技厅确立为山西省耐火材料工程技术研究中心，成为山西省耐火材料行业唯一的国家级高新技术企业，并承担山西省高端重点行业用耐火材料的技术研究与开发工作，先后研究开发出多种耐火材料高新技术产品，及时将研究成果转化为生产力，大大促进了企业的发展，同时为技术研究和自主创新提供了雄厚的资金支持，形成了生产与科研相互促进的良好局面。公司与国内多所研究院、高校形成产学研联盟，具备研究、开发、生产高技术特种耐火材料能力，形成了自主研发、自主创新和自我实现产业化的良性循环。经过二十年的发展，在实现了公司的管理升级和稳步、持续、快速发展的同时，确立了以“以科研为依托，市场为导向”的科技兴企的发展战略。

随着公司的不断发展，原有的生产能力远不能满足市场的需求，2005年公司在阳曲县投资8000余万元，建设了总占地面为150多亩的现代化工厂和企业技术研发中心，该项目被列为山西省“1311”重点工程、高科技产业化项目及山西重点引进关键科技开发项目。

新工厂于2006年竣工投入生产，特种高效不定形耐火材料年产能5.5万吨。该企业技术中心分别于2007年被山西省科技厅批准成为耐火材料行业工程技术研究中心，2009年被山西省认定为企业技术中心担负着耐火材料行业关键技术的研发和创新工作，并在自主创新方面取得多项重大创新成果。

目前，太原高科已通过了ISO9001―2000国际质量体系认证和ISO14001：2004环境管理体系认证，被山西省科委确定为“山西省科技先导型企业”、太原市科技局授予“太原市科技创新示范单位”、太原高新区授予“十佳技术创新项目企业”及“质量管理先进企业”、山西省认定为企业技术中心。最近，中国耐火材料行业协会授予太原高科耐火材料有限公司、山西省耐火材料工程技术研究中心“行业纳米材料产业化示范基地” 的称号。

实践证明，坚持科学发展观，坚持走自主研发和自主创新的道路是太原高科发展的根本。通过多年的努力，太原高科走出了自主研发、自主创新、自主生产科研成果的路子，由“中国制造”变为“中国创造”，而且实际效果十分突出。同时也从一个侧面说明，我国科技体制改革中建立以企业为主体、产学研结合的技术创新体系，并将其作为全面推进国家创新体系建设的突破口，只有以企业为主体才能坚持技术创新的市场导向，有效整合产学研的力量，确实增强国家竞争力，以企业为主体的创新机制，对科研成果迅速转化为生产力具有重要的推动作用。

百卉争妍丰华硕果

纳米科技和纳米材料是20世纪80年代末期刚刚诞生并正在崛起的高新技术，是21世纪最富有活力的高新技术，对各个领域将产生深远影响的高新技术，其研究内容涉及现代科技的广阔领域，世界各国都对纳米技术和纳米材料给予了极大关注，具有特异功能的各种纳米材料越来越多，由纳米材料制备的功能性产品也不断地开发出来，开始形成一个新型的纳米功能产品的产业领域，从而使得许多传统产业正在发生一场新的技术革命。

自2008年9月至今，在两年多的时间里，发明人高树森共申报了六项纳米耐火材料发明专利项目，前五项发明专利均已公布，并经有关部门严格筛选后评定，被列为年度国家重点发明专利项目，还被国家知识产权局出版社编入发明人年鉴中，前两项发明专利获第九届香港国际发明博览会金奖，又获第十二届中国北京国际科技产业博览会第三届中国自主创新杰出贡献奖。2010年这些纳米发明专利在第十三届中国北京国际科技产业博览会上又获“中国自主创新杰出贡献奖”，并且高董事长在“中国高新企业发展国际论坛”上做了《关于发展纳米科技和纳米耐火材料自主创新及其产业化》的重要报告。六项纳米发明专利项目分别是：

纳米耐火材料发明专利之一

纳米复合氧化物陶瓷结合铝-尖晶石耐火浇注料及其制备方法（公开号：CN 101397212A）

该发明专利成果开创了纳米耐火材料新领域，解决以往耐火材料在技术性能方面存在的问题，完全证实纳米技术和纳米材料所具有的功能特性在纳米耐火浇注料中能够充分显示出来，全面提升和改善耐火浇注料的组织结构，特别是显微结构以及各项性能指标，又具有特殊的抗渣侵蚀性和抗渣渗透性、高温结构稳定性以及耐高温性能等。

纳米耐火材料发明专利之二

纳米Al2O3薄膜包裹的碳-铝尖晶石耐火浇注料及其制备方法（公开号：CN 101417884A）

本发明的碳-铝尖晶石耐火浇注料的最突出特点是组织结构致密，显微结构明显改善，纳米结构基质得以形成。另一方面，在抗钢水、熔渣侵蚀性、抗渣渗透性、抗热震性、高温体积稳定性、高温蠕变性等方面也显示出优异的性能，这些特性为它在炼钢二次精炼炉中成功地使用奠定了良好的基础。

纳米耐火材料发明专利之三

纳米Al2O3、MgO复合陶瓷结合尖晶石-镁质耐火浇注料及其制备方法（公开号：CN 101544505A）

本发明新型纳米耐火浇注料主要优点有以下方面：一是应用纳米技术和纳米材料在耐火材料领域中得到成功的应用，制成了无团聚、分散性好的纳米尖晶石-镁质耐火浇注料；二是材质选择、加工工艺先进合理；三是生产成本相对较低，经济适应性强；四是无粉尘，无排放有害气体，特别是无纳米粉体的污染，是真正的绿色产品；五是实施套修补使残衬得到充分利用，适合于循环经济发展要求。鉴于以上优点本发明的纳米耐火浇注料，对炼钢工业二次精炼用耐火材料的发展起到了重要的推动作用。

纳米耐火材料发明专利之四

纳米Al2O3、MgO薄膜包裹的碳-尖晶石镁质耐火浇注料及其制备方法（公开号：CN 101555153A）

本发明在整体二次精炼钢包实际使用中也取得了成功的经验，它在80t钢包渣线部位使用，采用RH进行精炼处理，渣线使用寿命达90炉次以上；在195tLF精炼炉上部包壁中使用也取得了优异的使用效果；采用本发明的碳-尖晶石镁质耐火浇注料制成大型预制构件，在195t精炼钢包最苛刻的冲击区部位也显示出较高的耐用性，这就为二次精炼整体钢包应用与发展提供了方向，也为二次精炼钢包整体化奠定了良好的基础。

纳米耐火材料发明专利之五

纳米Al2O3、SiC薄膜包裹碳的Al2O3-MA-SiC-C质耐火浇注料及其制备方法（公开号：CN 101767999A）

本发明浇注料的创新点在材质的选择，是在传统用Al2O3 -SiC-C质出铁沟浇注料中引用了镁铝尖晶石的成分，这种尖晶石相不是采用预合成尖晶石，而是以加入Al2O3和MgO为原始成分，通过原位合成反应生成纳米二次合成尖晶石，使这种新型纳米浇注料的结构、性能和耐用性等方面发生根本改变，使其纳米结构基质得以形成，抗渣铁侵蚀性和抗渗透性同时得到改善，耐用性显著提高。另外，由于在生成二次尖晶石时，伴随着微膨胀，所以在约束下发生致密化，可使浇注料的抗渣铁侵蚀性和抗渗透性进一步同时显著提高，这就为这种浇注料在高炉出铁沟中成功的制造和使用奠定了坚实的基础。

纳米耐火材料发明专利之六

纳米SiO2、CaO复合陶瓷结合硅质耐火浇注料及其制备方法（申请号：201010165554.9）

本发明采用纳米技术和纳米材料，开创了一种具有特殊优异的耐高温性能、耐火度和荷重软化点、抗高温蠕变性、抗炸裂性、侵蚀性以及高耐用性的纳米SiO2、CaO复合陶瓷结合硅质耐火浇注料，以满足和适应现代炼铁高炉附属的高风温热风炉、玻璃熔窑上部结构、炼焦炉等使用的发展需求；另一方面硅质耐火浇注料是酸性耐火材料的典型代表，增加耐火浇注料主要品种特别是酸性或碱性耐火浇注料扩大浇注料使用范围，增加总体不定形耐火材料产量。

纳米耐火材料系列发明专利的公布，是纳米技术和纳米材料在耐火材料领域中成功应用的重要标志，也是纳米技术和纳米材料在传统产业中自主研发、自主创新的重要发展方向，对钢铁等高温工业的发展和高新技术的应用，作出了重要贡献。同时，发展纳米科技是转变经济发展方式，实现可持续发展的关键。具有战略性的纳米新兴产业是新兴科技、新兴产业的深度融合，代表着科技创新的方向，也代表产业发展的方向。使纳米战略性新兴产业尽早成为国民经济的先导产业和支柱产业，要大力推动自主创新，着力突破制约经济社会发展的关键技术问题。加快推进自主创新，紧紧抓住新一轮世界科技革命带来的战略机遇，更加注重创新，加快自主创新能力，加快科技成果向现实生产力转化，加强科技体制改革，加快建设宏大的创新型科技人才队伍，谋求经济增长与发展主动权，形成长期竞争优势，为加快经济发展方式转变提供强有力的科技支撑。

该系列纳米耐火材料研究项目充分利用山西省资源优势生产特种高效耐火材料，为山西省耐火材料资源的利用和行业发展提供了新思路。太原高科纳米耐火材料的研究及其发明专利成果，大大推动了我国纳米技术、纳米材料的进步与发展，为耐火材料的发展开辟了一片新天地，也为开发更长寿、更节能、无污染功能化的新型绿色耐火材料带来了发展空间。为了进一步深入发展纳米技术在耐火材料领域中的应用研究，使纳米技术在耐火材料领域中得到更广泛的应用，太原高科将研究开发更多更实用的纳米耐火材料发明专利成果，以满足钢铁等高温工业发展需求，也为钢铁等高温工业技术的实施与发展提供了最佳服务。

独树一帜开创纳米

耐火材料产业新领域

转变经济发展方式是事关经济发展质量和效益、事关我国经济的国际竞争力和抵御风险能力、事关经济可持续发展和经济社会协调发展的战略问题，也是经济领域的又一场深刻变革，更是决定中国现代化命运的重大转折。

纳米科技和纳米材料是21世纪最有发展前景的高新技术，它对国家经济发展、经济转型、传统经济改造、自主创新等均具有重要意义。为此，建立纳米耐火材料产业化示范基地，对当前和今后耐火材料工业和钢铁等高温工业的发展是非常有意义的，而且也是十分紧迫和刻不容缓的。此外，国际间纳米技术和纳米材料的竞争更多体现在工业生产的纳米产品上，太原高科对纳米科技和纳米耐火材料的研究开发和自主创新作了长期的艰苦努力，并取得多项发明专利成果，并且对纳米科技和纳米耐火材料继续开展深入研究和产业化基地建设将会取得更多、更大进展，为我国纳米科技发展作出贡献。

我们开发的新型纳米耐火浇注料及其整体浇注技术，大幅度提高浇注的整体炉衬的使用寿命，节省资源，且节能环保，生产成本相对较低，经济适应性强，无粉尘，无排放有害气体，特别是无纳米粉体的污染，是真正的绿色耐火材料，具有显著的经济效益和社会效益，已达到国际先进水平。该系列项目的大力推广也将为我国丰富的耐火矿产资源在现代耐火材料应用提供广阔的发展前景，将资源变为产品，推动市场效益，可带动资源产业的更快发展。

“纳米中国耐材”

战略推动经济发展模式转型

随着纳米技术的研究与发展，使其具有特异功能的各种纳米材料的制备成为现实与可能，作为纳米技术基础的纳米材料率先得到发展与应用，由纳米材料制备的功能性产品，也不断地开发出来，开始形成一个新型的纳米功能性产品的产业领域。我们在纳米耐火材料的研发和创新中，在将近两年的时间里，先后发明了六项纳米耐火材料专利项目，并且连续两届在中国北京国际科技产业博览会上获“中国自主创新杰出贡献奖”，引起媒体广泛观注，新浪财经、中国研磨网等媒体给予了报导。

实行“纳米中国耐材”战略计划，催生新型经济社会发展模式。要在高新技术产业化大潮中占据有利先机，需要从技术创新、产业创新、产业集群耦合3个维度，探索原创技术产业催生机制、技术创新扩散机制和高新技术与传统产业的融合机制，实现知识产业集群、原创产业集群和以新技术武装的传统产业集群之间耦合与升级，将国家纳米技术建设成为国家原创产业的试验基地，高端制造业、技术、产业创新的典范。

发展纳米科技，在纳米材料领域进行深入研究，对于我国经济转型、经济的快速平稳发展意义重大，纳米耐火材料系列发明专利是纳米技术和纳米材料在传统产业中成功应用的典型实例，也是发展纳米技术和纳米材料的重要方向，对于提升传统产业意义非凡；纳米材料只有真正用于工业生产才能显示出纳米科技自身的重要价值；只有用纳米技术和纳米材料才能实现传统工业结构的改变，才能使传统产业得以深层次的发展。

中国材料科学的发展篇5

关键词：建筑材料；科学发展观；节约型社会；循环经济；废弃物资源化；科学技术

我国人均资源贫乏，生态环境脆弱。建筑材料业以生产传统建筑材料居多，我国的经济增长方式至今尚未从根本上转变，在很大程度上仍是依赖资源、能源的高消耗来实现。我国资源、能源的不足和建筑材料的高消耗之间的矛盾突出，如果继续沿用粗放型的经济增长方式，资源将难以为继，环境将不堪重负。温家宝总理最近指出，建设节约型社会，要以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，认真落实科学发展观，走新型工业化道路，坚持资源开发与节约并重，把节约放在首位的方针，以节约使用资源和提高资源利用率为核心，以节能、节水、节材、节地、资源综合利用和发展循环经济为重点，以改革开放和科学技术进步为动力，推动体制创新、技术创新和管理创新。胡锦涛总书记更进一步强调，全面做好节约能源、资源工作，促进可持续的生产方式和消费模式，建立资源节约型国民经济体系和资源节约型社会。因此，在新的形势下，建筑材料业必须走科学技术含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源得到充分发挥的新型工业化道路。同时，建筑材料业也还应为发展循环经济和废弃物资源化利用及改善人类生态环境作出更大的贡献。

一、建筑材料业发展面临的关键问题

建设节约型社会，发展循环经济必然要求建筑材料业朝着节约能源、资源的方向发展。国务院21号文件布置建设节约型社会重点工作时明确指出：建筑材料工业是我国第三大耗能行业。2005年10月27日，国家发改委、环保总局等六部委下发循环经济试点的通知，建筑材料被列为国家循环经济首批试点的七大重点行业。建筑材料业主要不足在于，能源、资源消耗很大，经济增长方式尚未从根本上转变，资源、能源的有限和建筑材料消耗量巨大之间的矛盾已成为建筑材料业必须面临和解决的关键问题。

我国是一个资源相对不足的国家，耕地、淡水、森林、石油、天然气等资源的人均占有量贫乏，与世界平均水平相差较大。建筑材料业是一个能耗高、矿产资源消耗很大的行业，在我国，主要建筑材料产品水泥、平板玻璃、陶瓷砖、卫生陶瓷洁具等对能源的消耗均高于世界平均水平，目前，我国每年建成的房屋面积高达16亿～20亿㎡，但新建建筑中95％以上仍属于高耗能建筑[1，2].在我国，建筑材料的能源、资源需求与拥有，它们之间的矛盾在建设节约型社会，发展循环经济中显得尤为突出。解决这一矛盾，最根本的还是依赖于科学技术的发展。除了必须树立科学的发展观以外，只有通过科学技术的进步，才能从根本上解决这个矛盾。现有建筑材料业和建筑业的落后，虽已成为社会发展的瓶颈，但这也为我们的发展提供了很好的契机。

二、科学技术是建筑材料业发展的内驱动力

科学技术是生产力，科学技术的进步是促进资源节约和废弃物循环利用的有效手段，建筑材料业朝着节约能源、资源的方向发展，必须依靠科学技术的发展。

首先，先进的生产工艺，需要科学技术支撑。探索先进的建筑材料生产工艺，改进传统的产业，尽快淘汰高耗能，高污染的落后的生产工艺，是节约能源、资源的有效途径。以水泥生产为例，如果将新型干法预分解技术加以推广，使新型干法产量由2004年的占全国总量的33％，在2010年达到70％，就可以实现节煤1200万t，回收粉尘800万t，节约燃气30％。如在干法生产线基础上再安装配置余热发电装置，更可大大降低能耗[1].

其次，废弃物的资源化利用，需要持续的科学研究探索。建筑材料业有很强的处置利用各类固体废弃物的能力。废弃物只是放错了地方的资源，随着科学技术的发展，建筑材料业对废弃物巨大的消纳能力，必将会为建设节约型社会，发展循环经济作出新的贡献。据不完全统计，目前，全国建筑材料业每年消纳固体废弃物数量在4亿t左右，约占全国工业部门固体废弃物排放总量的80％以上。固体废弃物的资源化利用，必须经过严格的试验设计和科学研究，使其各方面性能达到相关指标，满足需求，并具有一定的重复性，在一定的试点工程中加以检验，方可进行工业大规模生产，达到综合利用和循环利用的目的。例如，同济大学等在上世纪进行了矿渣微粉和粉煤灰等废弃物等量取代30％－70％的水泥的研究，配制成C30－C80的水泥混凝土，并对其作用机理如微集料效应和微晶核效应以及界面区的结构做了相关探讨[3].现在，矿渣微粉已在全国各地成为工业产品进入市场，并已在大量工程中得以应用。今年12月刚开港的洋山深水港这一举世瞩目的工程中就大量使用了矿渣、粉煤灰等废弃物。建筑材料业不仅可以处理诸如矿渣、粉煤灰、脱硫石膏等工业副产品，而且可以利用废轮胎，废油，废油漆、涂料、石蜡、树脂渣、废塑料，城市下水淤泥、城市垃圾等做燃料。上海金山水泥厂曾成功地利用水泥窑处置各类危险废弃物至今已十余年，为上海市的环境保护事业作出了很大的贡献。北京水泥厂[4]投资建设了新型回转式焚烧炉处置城市固体废弃物，该工程采用的低NOX燃烧技术，其中无论是分级燃烧技术还是废气脱硝技术都必须进行科学试验，都需要科学技术成果的支撑。

中国材料科学的发展篇6

【关键词】第三次产业革命；新材料技术发展

中图分类号：U283.5 文献标识码：A 文章编号：

1．“第三次产业革命”与新材料技术

第三次产业革命是工业化与信息化的深度融合,是制造业的数字化和格局重塑，是新能源技术和互联网技术的融合，是数字化制造和新能源、新材料的应用。她将改变制造业的投入方式和生产方式，使生产更个性化、分散化，降低了要素配置成本，模糊了服务业和制造业产业边界；她将改变技术要素与市场要素的配置方式，改变时间和空间对生产和生活方式的局限，重塑社会经济形态。新材料技术突破是第三次产业革命的前提，新材料在第三次产业革命中将起到基础和支撑作用。

面对第三次产业革命浪潮，我国正着手规划，将新能源、信息技术等作为未来发展的重点，角逐第三次产业革命。2015年我国新材料产业总产值要达到2万亿元，年均增长率超过25%。

2．新材料在第三次产业革命的地位和作用

1．新材料是现代高新技术和产业的基础和先导。在第三次产业革命中，任何一种高新技术的突破都必须以该领域的新材料技术突破为前提。我国重大工程和项目中出现的问题和困难都可以归结为材料技术还没有取得突破。而新材料的突破往往会引发人类划时代的变革。新材料在第三次产业革命中将起到无可代替的基础和支撑作用。

2．新材料与现代科学技术深度融合是现代科学技术的组成部分，也是制约现代科学技术发展的瓶颈。第三次产业革命将以新能源、信息和新材料结合为特征，如果新材料的性能和质量不能突破，将直接影响到其它高新技术的应用和产业发展。

3．新材料对实现可持续发展起到重要作用。第三次产业革命的背景是资源、能源问题的全球性紧迫，目标是可持续发展。新能源材料是新能源、可再生能源开发利用的基础。环境友好材料对节约资源、保护环境、维持生态平衡将起到重要作用。轻质高强的新型结构材料将体现节能降耗的巨大效益。生物医用材料将提高人类生活质量和健康水平。新型绿色建材关系到资源充分利用。

3．全球新材料产业发展趋势

科技革命迅猛发展，新材料技术与纳米技术、生物技术、信息技术相互融合，结构功能一体化、功能材料智能化趋势明显，材料的低碳、绿色、可再生循环等环境友好特性备受关注。发达国家高度重视新材料产业的培育和发展，大型跨国公司以其技术研发、资金、人才和专利等优势，在高技术含量、高附加值的新材料产品中占据主导地位，对我国新材料产业发展构成较大压力。从全球来看，新材料的发展趋势可归纳为：

1．新材料与其它新技术深度融合，形成跨学科、跨领域、跨部门的发展态势。如高纯硅半导体材料是太阳能光伏材料和电子信息技术的核心材料，如生物芯片、半导体照明、仿生、通讯、遥控、数字化制造、节能等。

2．新材料上、下游产业结合更加紧密。新材料具有跨学科、领域、部门的特征，与信息、能源、医疗、交通、建筑等产业结合越来越紧密，新材料产业呈横向扩散和互相包融趋势。新材料与器件制造一体化，上下游产业纵向联合，产业链向下游应用延伸。产品高性能化、功能化和多功能化，开发和应用联系更加紧密。

3．新材料更加注重可持续发展。发展绿色、高效、低能耗、可回收再用的新材料以及发展先进的数字化制造技术是新材料发展的主要方向。未来新材料的发展将加强注重与资源、能源、环境协调发展，注重资源再生利用，发展低能高效、无污染或少污染制造技术，提高产品人性化、环保化。

4．经济需求成为主要发展动力。有关统计显示，2010年全球新材料产值8000亿美元，新材料带动的相关产业主要有能源、生物、信息、交通和环保等。

4．我国发展新材料的对策

1．应加速产业结构调整，促进新材料由资源型向集约型转变。完善产业发展的政策体系，加快资源整合，优化产业布局，根据各地优势资源及产业基础，重点培育和发展一批新材料产业骨干企业；通过支持企业强强联合、兼并重组，促进产业集聚和资源整合，培育一批具有国际竞争力的大型新材料企业集团，构建产学研用协调发展的产业模式。

2．加强企业技术创新及技术改造。鼓励支持上下游企业和科研院所建立各种模式的创新联盟，由企业、研究机构和大学共同参与，强化技术开发的实用性、先进性和集成性，通过知识产权的约定保障各自利益。

3．培育一批有典型示范效应的产业基地和园区，搭建产学研用一体化创新平台，加快技术研发、成果推广和产业化步伐。鼓励国外研究机构和公司参与产学研用联盟，在互惠互利及产权保护协议的基础上，开展合作研究、人才培训和技术交流。

4．建立和完善高效的投融资体系。建立有利于新材料产业发展风险投资扶持政策，积极引导风险资本与成长型新材料企业对接，完善市场退出机制。加大财政、金融、税收、土地等方面对新材料产业的扶持力度，设立新材料产业发展专项资金，确保对新材料产业连续、稳定的支持。

5．营造使用我国自主开发的新材料的机制和环境。鼓励优先使用我国自主开发的新材料，加大支持力度，对于战略性的重要新材料，如碳纤维等，可成立专门的工程应用研究中心，开展高端应用研究，在应用中实现改进和提高。

6．争取和创造良好的国际环境，保证国内企业健康发展。高度重视利用反专利、反倾销手段为我国新材料的发展创造公平的市场环境，保护我国新材料产业健康发展。严格控制稀缺资源和资源型初级产品出口，强化我国具有资源优势的新材料的比较优势，构建良好的供应体系，共同培育国内材料产业发展的市场环境。加大新材料领域创新型人才的培养力度，建立适合创新人才发展的激励和竞争机制，吸收国外高水平的技术和管理人才，为推动我国新材料产业科技创新体系的建设提供保障。

参考文献：

刘思华．当代社会生产领域变革及其第三次产业革命．生产力研究．2011；

钟惠波．透视技术创新与产业革命-以IT产业为主导的当代产业周期走势探析．科学学与科学技术管理．2009

杨国才．三次产业革命进程中知识要素作用的提升．生产力研究．2010

中国材料科学的发展篇7

当前，中国作为一个能源生产及消费大国，面临资源和环境双重压力。储能产业作为我国新兴行业，发展势头迅猛，尤其为应对当前电动汽车的飞速发展，高效储能电池的应用因其巨大潜力进入科技工作者的视野。“研制开发高效储能器件电极新材料并与产业相对接，是当前储能技术发展的关键”。日前带领团队成功合成出一种宽电位高效储能新材料的天津工业大学康建立认为。

技术产业化是时代所需

不可再生能源日益短缺，风电、光伏等绿色能源应用日渐广泛，但因自然原因，该能源存在间歇性、波动性，不利于我国新能源产业长期稳定高效发展。而储能产业作为一种解决方案迅速被国家重视，逐渐被应用到能源输送、电动汽车等各个领域，并作为新兴战略产业被列入“十二五”规划纲要中。但当前储能产业前端技术与后端应用尚未建立完善的链条体系，如何把各分散的储能技术与产业化对接，是储能产业亟待解决的问题，也是科研一线工作者们最为关心的问题。

“我们实验室的技术已经走在国际前列，把成熟技术应用于实践，助力于产业腾飞是目前我们正在研究的课题。”康建立说。

在日本跟随导师做助理研究员期间，康建立利用自己金属材料的学科背景，把金属掺杂氧化物与厚膜材料相融合，提出金属极化自氧化制备核壳结构金属/氧化物电极新方法，并针对目前超级电容器的研究现状拓展开来。

2015年6月，在此前研究的基础上，他带领科研团队基于水系电解液，成功开发出一种宽电位高效储能的新材料。目前超级电容器在储能产业的应用上越来越宽泛，由该新型储能材料制备的复合电极的比电容高达627Fcm-3，比目前商用电极材料高一个数量级以上。除此之外，该新型材料能够在水系电解液中1.8V宽电位稳定工作，不受水分解电压限制，比电容在上千次循环使用下仍能保持稳定。而且，采用廉价金属原材料，制备工艺简单且工业成熟度高，极大地节约了制作成本。由于采用水系电解液，无特殊环境要求，使实际的组装过程更加方便快捷。相关成果发表在Angew. Chem. Int. Ed. 2015， 54， 8100。

该新型储能材料的合成，是当前材料领域的先端发现。康建立正带领团队继续探索新材料并寻求合适的合作伙伴，使其走出实验室，实现产业化，促进储能技术的快速发展。

教学科研 乐在其中

“出国时我就想着一定要回国，因为只有回国发展才能找到一种天然的归属感。而且，当前国内的科研创新环境也越来越好，这些都将会为我创造一个广阔的发展空间。”2013年3月，康建立结束国外科研生涯，立足于天津工业大学材料学院，投身一线教育事业。

谈及目前科研工作，康建立表示“技术是第一生产力”，要着重于原创技术的开发与研制，真正做出具有中国知识产权的新技术应用于目前材料发展领域，才能快速推动该领域产业化发展进程。

经过两年多时间的发展，康建立已经组建了一支具备交叉学科背景的科研团队。在育人方面，他主张根据学生的知识结构进行针对性培养。在教学科研过程中，“没有条件创造条件”“万事不能等”是康建立常常讲的话。他鼓励学生参加学术报告会，让学生掌握解决问题的方法及思路，而不是只注重科研成果。

中国材料科学的发展篇8

关键词：材料专业；普通化学；绪论课；教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）51-0134-02

普通化学是高等学校材料专业的一门重要的理论基础课。但由于授课对象是大一新生，学生们对于这门课程在材料专业中的基础地位与重要性，以及与所学专业的内在联系缺乏了解或认识不足。如何能让学生迅速了解化学与材料科学之间的密切联系，从而激发他们学习化学的兴趣，调动他们学习的积极性，是普通化学教学过程中面临的首要课题。

绪论课是普通化学课堂教学的第一课，在引导学生认识化学的重要性、激发学生学习化学的兴趣方面起着非常重要的作用[1，2]。对于材料专业的学生来说，最感兴趣的莫过于各类材料对人类文明、社会发展所起的重要作用。通过讲解化学发展简史、材料在社会发展中所起的作用，增加学生学习化学的兴趣，激发学生的学习热情。近几年，笔者通过对绪论课内容的不断更新完善，以及对多媒体课件的精心设计，使学生及时认识到学习化学的必要性和重要性，取得了良好的教学效果。现就绪论课的教学实践做几点总结。

一、从材料发展对社会进步的巨大作用讲述材料发展史，增强学生的专业自豪感和自信心

材料是人类赖以生存和发展的物质基础，一种新材料的应用往往成为人类进步的重要里程碑。例如，历史上的石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作为时代特征标志的。一种新型材料的研制成功，可以引起社会生活的新变化。如石器、陶瓷、铁、铜、玻璃、水泥、单晶材料、有机高分子材料等的发明与创造，都曾为社会进步提供了重要的物质基础。因此，可以说，没有半导体材料，就不可能有计算机技术；没有耐高温、高强度的特殊结构材料，便没有宇航工业；没有低损耗的光导纤维，也就没有现代光通讯；没有有机高分子材料，人们的生活也不可能这样丰富多彩。特别是到了现代，国际竞争日趋激烈，各国都想在生物、信息、空间、能源、海洋等技术领域占有一席之地。而开发这些高新技术的关键往往与材料的发展有关。

通过一个个生动鲜明的事例，让学生了解不同材料在人类文明进程中所起的巨大推动作用，增加他们对自己所学专业的自豪感；通过介绍材料在高新技术领域的价值及应用前景，激发学生学习材料科学的兴趣。同时，结合笔者的科研经历、科研体会，讲述一些新型材料设计合成的案例，激发学生的求知欲，增强学生的自信心。

二、介绍化学发展史，激发学生的学习兴趣，培养学生正确的价值观

人类化学知识的获得，是从认识自然现象开始的：动植物的腐烂、火山爆发、空气和水对物质的侵蚀等。远古时代人类通过摩擦生火和钻木取火等方法学会了利用火，不仅增进了健康，发展了智力，而且利用火能产生各种化学反应这个特点，开始了制陶工艺。制陶过程实际上就是在高温下，使粘土中的二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙、氧化镁等成分发生一系列的化学变化。制陶工艺不仅提供生活必需品，改进农耕工具，而且改善了人类的居住条件。人们逐渐走出岩洞，住进了砖瓦房，并用陶制农具开展农业生产。同时，人们从烧陶工艺中掌握了高温技术，并该项技术应用于冶炼铜矿和铁矿。如将铜矿石和木炭混合加热得到了金属铜；但纯铜质地较软，不利于制造工具和兵器。在冶炼铜时掺入锡、铅，可制得硬度很高的青铜。青铜器如铜币、编钟、青铜鼎的出现，推动了当时农业、兵器、金融、艺术等方面的发展，把社会文明向前推进了一大步。除了冶炼铜以外，人们用木炭不完全燃烧产生的一氧化碳，还原铁矿石中的氧化铁为金属铁。战国时期铁制工具如犁铧、铁D、铁锛等农具得到广泛应用，带动了农业和手工业的发展。这样，随着冶金技术的不断进步，生产工具的不断革新，在人类历史上相继出现了青铜器时代和铁器时代[4]。

此后到了炼丹术和炼金术时期。虽然炼丹家和术士的目的没能达到，但他们为化学学科的建立积累了丰富的经验。通过做原始的化学实验，发明了大批实验器具，制造出很多化学药剂，记录了大量的实验方法，写下了许多炼金著作。正是这些理论、实验方法、化学仪器以及丹术著作，开创了化学学科的先河。与此同时，人们对物质结构本质的探索与论证也从未停息过。但直到1661年英国化学家波义耳给元素下了明确的定义、1803年英国化学家道尔顿创立原子学说、1811年意大利化学家阿伏加德罗提出分子学说，人们才逐步认识到物质的组成、结构以及发生的化学变化，逐渐形成了完整的化学体系，化学才真正成为一门科学。

到了19世纪末，随着X射线和电子的发现，人们对物质结构的认识逐渐深入，打破了道尔顿原子不可分割的观念。此后，随着建立在卢瑟福有核原子模型、普朗克量子理论和爱因斯坦光子学说基础之上的波尔原子结构理论的提出，标志着现代化学的兴起；薛定谔方程的建立，更直接揭示了微观世界微粒运动的深层奥秘；而在量子力学基础上发展起来的化学键理论，使人类进一步了解到分子结构与性能之间的关系，大大地促进了化学与材料科学的联系，为发展材料科学提供了理论依据。通过化学发展史的介绍，使学生丰富化学历史知识，了解各个时期化学发展的标志性成果及对社会发展所起的巨大作用，由此激发学生学习普通化学的兴趣，为以后的专业课学习打下坚实的基础。

除了激发学习兴趣，化学史的讲授还可以给人以智慧，即尊重事实、追求真理的科学情感和态度，百折不回、锲而不舍的科学品德和情操，勇于探索、勤奋创新的科学精神和方法。如讲述诺贝尔这样的伟大科学家的奋斗历程、学术成就、品德修养，描绘科学家实事求是、一丝不苟的科学态度，锲而不舍、持之以恒的拼搏精神，对提高学生的科学素养会起到潜移默化的作用，更为重要的是，在这个过程中还可以培养学生优良的道德品质，以及正确的人生观和价值观[5]。

三、阐明材料专业只有以化学为基础，方能引领科技的发展，进一步激发学生的学习热情

材料是人类生存、社会发展、科技进步的坚实基础，是现代化革命的先导，人们把信息、材料、能源作为社会文明的支柱。如今，材料已成为与国民经济、国防建设和人民生活息息相关的重要组成部分。通过功能材料的设计合成，如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料等，制造各种高科技功能元器件。发展功能材料正在成为国家提高国际竞争力，增强经济实力，甚至是强化军事优势的重要手段。

当前，化学在推动人类进步和科技发展中起到了核心作用。化学首先是基础的核心科学，它不仅可以制造或创造出自然界已有的或不存在的物质，提供分析手段，还可以预测、裁剪、设计分子，揭示物质结构、性质和功能之间的关系；其次化学还在相关学科的发展中起了牵头作用，化学研究不仅带动了其他学科的过程研究（工业、农业、环保、能源），而且极大地带动了材料科学的发展。材料学科的发展、功能材料的设计，只有以化学为基础，才能合成出具有特殊物理性能、化学性能、力学性能等的功能材料。通过讲解材料领域的前沿知识，使学生了解材料与化学之间的密切联系，提高学生对学习化学重要性的认识，激发学生学习化学的热情，为材料专业课的学习奠定扎实的理论基础。

四、多种教学手段的综合运用，进一步改善教学效果

兴趣是学好知识的基础和保障，也是学生学习的源动力。为吸引注意力，提高兴趣，在课堂教学中，笔者运用多种教学技巧提高教学质量，改善教学效果。首先是充分发挥多媒体教学的优势。多媒体课件可以综合多种教学艺术效果，根据绪论课的特点，结合学生的专业特色，通过精心设计，恰当使用图片、文字、声音、动画等形式，充分发挥多媒体形象、直观、交互性强的优势，创造生动的教学氛围，增强趣味性，激发学习兴趣，达到最佳教学效果。其次，通过查阅相关历史及文献资料，以材料知识为主线，以化学知识为背景，通过讲授化学史上的中国人及中国化学史上的世界第一，激发学生的学习热情。最后，结合自己的科研方向和研究成果，讲授材料领域的前沿学科进展，让学生产生共鸣，拉近师生间的距离，提高他们学习的主动性。总之，通过多种教学技巧的运用，增加课堂表现力和感染力，从而有效地激发学生的兴趣。

普通化学基础理论教学是材料专业学生学习的一项必修课程，是培养专业人才的一个关键环节。培养高素质的合格人才，激发学生的求知欲，增强学生的自信心，培养学生正确的人生观和价值观，做好绪论课教学，至关重要。俗话说，“良好的开端是成功的一半”，“学贵刻苦、教贵善诱”。教师通过不断充实教学内容、渗透科研前沿、总结教学经验，讲授一堂重点突出、条理清晰、内容翔实，集科学性、历史性、趣味性、艺术性于一体的生动的绪论课，不仅可以培养学生对普通化学的学习兴趣，还将对学生专业课的学习以及综合素质的提高打下良好的基础。

参考文献：

[1]周春生，王书民.论无机化学绪论课教学的加强与改进[J].商洛学院学报，2013，27（6）：25-27.

[2]王淑涛.上好绪论课，培养大学化学的学习兴趣[J].广州化工，2010，38（4）：247-249.

[3]张艺，雷艳虹.绪论课对大学化学课堂教学的重要性[J].保山师专学报，2006，25（2）：29-30.

[4]张德生.化学史简明教程[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2009.