國(guó)際技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所全體同仁祝各位讀者朋友新春快樂(lè)、幸福安康。感謝大家長(zhǎng)久以來(lái)的關(guān)注和支持，也期待未來(lái)我們能一直有你相伴。我們將在春節(jié)期間連續(xù)九天獻(xiàn)上專題文章“年度科技發(fā)展態(tài)勢(shì)總結(jié)與展望”，希望能為讀者朋友們提供些許參考。

一、2025年全球新材料領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢(shì)總結(jié)

美西方正以聯(lián)盟化加大對(duì)關(guān)鍵礦產(chǎn)投入力度，加速其供應(yīng)鏈建設(shè)。美國(guó)先后與烏克蘭、澳大利亞、日本、馬來(lái)西亞、泰國(guó)、哈薩克斯坦等國(guó)簽署關(guān)鍵礦產(chǎn)合作協(xié)議，在供應(yīng)、采礦和投資、許可、價(jià)格機(jī)制、地質(zhì)測(cè)繪、貿(mào)易互惠等方面加強(qiáng)合作，以增強(qiáng)稀土等關(guān)鍵礦產(chǎn)獲取能力；與沙特阿拉伯共建稀土精煉廠，并且日前美國(guó)國(guó)防部、MP Materials公司以及沙特國(guó)有礦業(yè)公司Ma’aden已共同成立稀土精煉合資企業(yè)；推出“硅和平”倡議，強(qiáng)調(diào)與盟友構(gòu)建硅與AI供應(yīng)鏈體系。同時(shí)，推動(dòng)韓國(guó)鋅業(yè)、韓國(guó)浦項(xiàng)制鐵集團(tuán)、澳大利亞離子稀土公司、澳大利亞戰(zhàn)略材料有限公司等在美建設(shè)金屬工廠，以聯(lián)盟合作加速美關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)鏈本土化建設(shè)。日本多年來(lái)以“資金+技術(shù)”投資澳大利亞萊納斯公司稀土項(xiàng)目，今年完成萊納斯重稀土的首次進(jìn)口；與中亞五國(guó)首次舉辦峰會(huì)，達(dá)成《東京宣言》、簽署多項(xiàng)協(xié)議、對(duì)中亞投資3萬(wàn)億日元（約合190余億美元）等，深化關(guān)鍵礦產(chǎn)合作；與美國(guó)合作探討推進(jìn)南鳥(niǎo)島深海稀土開(kāi)采；與美、澳合作打造年產(chǎn)100噸鎵“超級(jí)工廠”；首相高市早苗表示計(jì)劃與沙特在稀土等關(guān)鍵礦產(chǎn)領(lǐng)域展開(kāi)深度合作，以降低對(duì)中國(guó)供應(yīng)的“過(guò)度依賴”及相關(guān)地緣風(fēng)險(xiǎn)。其他國(guó)家方面，美日印澳啟動(dòng)“四方關(guān)鍵礦產(chǎn)倡議”；澳大利亞、加拿大簽署促進(jìn)和加強(qiáng)關(guān)鍵礦產(chǎn)方面的雙邊合作和貿(mào)易的協(xié)議；韓國(guó)正式在蒙古國(guó)首都烏蘭巴托成立稀有金屬合作中心，目前已開(kāi)始運(yùn)行。

人工智能技術(shù)融合新材料持續(xù)發(fā)展，加速材料與礦產(chǎn)發(fā)現(xiàn)過(guò)程。美國(guó)艾姆斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室依托百億億次級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，快速篩選復(fù)雜磁性與超導(dǎo)材料，加速能源和信息產(chǎn)業(yè)的突破。麻省理工學(xué)院與谷歌DeepMind合作，利用機(jī)器學(xué)習(xí)模型預(yù)測(cè)銅基、鐵基以外的新型超導(dǎo)材料候選，推動(dòng)“室溫—常壓超導(dǎo)”的探索。國(guó)家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（NETL）利用地質(zhì)AI預(yù)測(cè)模型快速定位懷俄明州的布魯克稀土礦。英國(guó)劍橋大學(xué)與阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作，研發(fā)出自動(dòng)化材料文獻(xiàn)挖掘工具并訓(xùn)練領(lǐng)域?qū)Ｓ谜Z(yǔ)言模型（如MechBERT），用于材料性能預(yù)測(cè)；利物浦大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)出一種用于晶體結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的通用算法，可應(yīng)用于多種晶體結(jié)構(gòu)。我國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的AI化學(xué)家平臺(tái)，能夠根據(jù)提出的科學(xué)問(wèn)題自動(dòng)生成假設(shè)和實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，并執(zhí)行化學(xué)合成—表征—測(cè)試完整實(shí)驗(yàn)流程，應(yīng)用于光催化與電催化材料、發(fā)光分子、光學(xué)薄膜等材料開(kāi)發(fā)；內(nèi)蒙古“智能找礦”項(xiàng)目通過(guò)AI整合全區(qū)多年積累的2000余份地質(zhì)勘探報(bào)告數(shù)據(jù)，構(gòu)建自治區(qū)首個(gè)礦產(chǎn)資源大數(shù)據(jù)知識(shí)圖譜和智能預(yù)測(cè)大模型，對(duì)地質(zhì)找礦進(jìn)行智能預(yù)測(cè)，計(jì)劃將找礦預(yù)測(cè)效率提升≥20%，成功率提升≥5%，為內(nèi)蒙古新增3—5處找礦靶區(qū)。

顛覆性前沿材料持續(xù)突破性能邊界。超導(dǎo)材料方面，美國(guó)羅切斯特大學(xué)團(tuán)隊(duì)在氮摻雜氫化镥體系中實(shí)現(xiàn)了20.6℃、10kbar條件下的超導(dǎo)，引發(fā)全球關(guān)注；美澳研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)摻雜鎵，制備出具有超導(dǎo)特性的鍺材料；德國(guó)馬克斯·普朗克研究所通過(guò)飛秒激光脈沖實(shí)現(xiàn)光誘導(dǎo)超導(dǎo)，展現(xiàn)出動(dòng)態(tài)調(diào)控電子態(tài)的新路徑；我國(guó)山東大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)了一種新鎳基超導(dǎo)體，創(chuàng)下該類材料超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的最高紀(jì)錄。石墨烯方面，瑞典皇家理工學(xué)院的研究人員成功從商用碳纖維中生產(chǎn)氧化石墨烯納米片，推動(dòng)大規(guī)模生產(chǎn)；英國(guó)曼徹斯特大學(xué)研制石墨烯可編程表面，通過(guò)集成石墨烯調(diào)制器與大面積薄膜晶體管陣列，實(shí)現(xiàn)對(duì)太赫茲波（0.1～10 THz）和毫米波的高速動(dòng)態(tài)調(diào)控，推動(dòng)太赫茲成像與6G通信發(fā)展；英國(guó)諾丁漢大學(xué)、華威大學(xué)及鉆石光源公司等組成的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種利用分子Azupyrene的單步工藝，可在石墨烯中引入可控缺陷，改善石墨烯與其他材料的結(jié)合力，增強(qiáng)其在傳感器、催化劑及半導(dǎo)體電子特性方面的應(yīng)用潛力。納米材料方面，美國(guó)陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部陸軍研究實(shí)驗(yàn)室與亞利桑那州立大學(xué)、里海大學(xué)和路易斯安那州立大學(xué)合作，成功研發(fā)出一種新型納米晶體銅鉭鋰合金材料，兼具抗高溫蠕變、抗輻射損傷、高導(dǎo)熱性、高導(dǎo)電性，還能夠承受極端高溫和壓力；美國(guó)能源部橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究人員利用碳納米纖維，使拉伸強(qiáng)度提高了50%，韌性提高了近兩倍，本質(zhì)上提高了材料的耐久性。

二、2026年全球新材料領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢(shì)展望

美西方將不計(jì)成本建設(shè)“去中國(guó)化”關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)鏈，在推動(dòng)突破重稀土技術(shù)限制上更進(jìn)一步。美西方許多礦產(chǎn)項(xiàng)目因勞動(dòng)力、環(huán)保、設(shè)施建設(shè)不全等產(chǎn)生巨額生產(chǎn)成本，礦產(chǎn)售價(jià)對(duì)比我國(guó)毫無(wú)市場(chǎng)化優(yōu)勢(shì)，但通過(guò)聯(lián)盟化設(shè)定價(jià)格底線、深海采礦項(xiàng)目的興起、政府直接入股重要礦產(chǎn)企業(yè)等舉措，揭示了美西方不計(jì)成本建設(shè)“去中國(guó)化”稀土供應(yīng)鏈的決心。2025年上半年，美國(guó)國(guó)防部支持的澳大利亞萊納斯稀土公司實(shí)現(xiàn)了鋱、鏑等重稀土氧化物生產(chǎn)，成為中國(guó)以外的首個(gè)重稀土生產(chǎn)商。而美國(guó)、日本在稀土金屬制備方面本有一定經(jīng)驗(yàn)，美西方聯(lián)盟未來(lái)有望依靠盟友突破重稀土金屬生產(chǎn)。

人工智能在材料科學(xué)中的作用將由輔助發(fā)現(xiàn)向體系化嵌入演變。世界主要經(jīng)濟(jì)體已超越項(xiàng)目支持層面，開(kāi)始進(jìn)行系統(tǒng)性的基礎(chǔ)設(shè)施與生態(tài)構(gòu)建。例如，美國(guó)發(fā)布的“創(chuàng)世紀(jì)計(jì)劃”，革命性新材料是其主要布局發(fā)展的方向之一；歐盟推出的《歐洲科學(xué)AI戰(zhàn)略》，強(qiáng)調(diào)通過(guò)材料共享平臺(tái)共享數(shù)據(jù)和結(jié)果，利用材料科學(xué)基礎(chǔ)模型和自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室，推進(jìn)安全可再生材料、量子技術(shù)材料和高性能電池等領(lǐng)域創(chuàng)新；我國(guó)同期啟動(dòng)的“人工智能驅(qū)動(dòng)的科學(xué)研究”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，也將新材料創(chuàng)制列為優(yōu)先方向。這些均體現(xiàn)了國(guó)家層面對(duì)人工智能技術(shù)助力材料科研范式轉(zhuǎn)型的前瞻性布局，人工智能也將在范式轉(zhuǎn)型的要求和推動(dòng)下升級(jí)為驅(qū)動(dòng)材料“設(shè)計(jì)—驗(yàn)證—優(yōu)化”全流程的核心基礎(chǔ)設(shè)施。

前沿材料在拓展性能邊界的基礎(chǔ)上，逐漸關(guān)注制造工藝與生態(tài)整合能力。在前沿材料領(lǐng)域，當(dāng)前需要許多極端環(huán)境下的優(yōu)異性能均在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境實(shí)現(xiàn)，但許多國(guó)家的政策或項(xiàng)目已關(guān)注到應(yīng)用發(fā)展，側(cè)重制造工藝與生態(tài)整合能力：歐盟擬議的《先進(jìn)材料法案》直指先進(jìn)材料商業(yè)化周期漫長(zhǎng)的痛點(diǎn)，旨在通過(guò)戰(zhàn)略框架簡(jiǎn)化監(jiān)管、加速其在關(guān)鍵領(lǐng)域的部署；日本啟動(dòng)“前沿開(kāi)發(fā)計(jì)劃”，資助古河電工、京都大學(xué)等研制高溫超導(dǎo)線材與組裝導(dǎo)體技術(shù)，以提升工業(yè)磁體性能并推廣至醫(yī)療、能源等應(yīng)用；韓國(guó)通過(guò)“超創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)主導(dǎo)方案”及特化園區(qū)計(jì)劃等政策，將基礎(chǔ)設(shè)施和聯(lián)合測(cè)試平臺(tái)集中支持特定材料領(lǐng)域，推動(dòng)應(yīng)用發(fā)展。這些均代表材料研發(fā)關(guān)注點(diǎn)將逐步從單一性能指標(biāo)向“系統(tǒng)級(jí)適配”轉(zhuǎn)變。

編輯丨鄭實(shí)

研究所簡(jiǎn)介

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