未来材料 由传统性能迭代迈向学科范式革新

  作为新一轮科技革命和产业变革的物质基石 ,材料科学正从传统性能迭代迈向学科范式革新的关键阶段 。碳纳米管 、介孔材料、智能纤维……这些名词似乎只属于实验室,但在2026浦江创新论坛期间,通向未来的问题被反复追问:从实验室发现到产业化落地 ,这条路有多长?从单一学科到全球协同,这道坎怎么跨?

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  走向“超越材料”

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  当前,材料科学发展已跳出单一性能迭代、参数优化的传统研究范式 ,迈入以微观界面精准调控 、多学科深度跨域融合、材料器件系统一体化、产学研全链条贯通为核心的全新发展阶段。论坛期间,与会专家围绕“超越材料 ”展开热议。

  复旦大学副校长汪源源表示,所谓“超越” ,不只是材料性能指标的提升 ,也意味着突破传统材料研究的边界和范式:一是从“性能材料”迈向“智能材料 ”,发展具备感知 、响应、自适应能力的新一代物质体系;二是从“单一学科”走向“深度交叉”,推动材料科学与人工智能、生命科学 、量子科技 、未来能源双向融合;三是从“材料创新 ”升级为“系统创新” ,打通基础研究、技术创新与产业转化全链条 。

  深耕碳基电子学领域研究的中国科学院院士、北京大学电子学院院长彭练矛认为,传统硅基芯片发展已趋近物理极限,性能提升缓慢 ,每代仅提升约10%至15%,而碳纳米管有望带来几百至几千倍的性能跃升。

  被问及碳基芯片如何适配AI时代时,彭练矛对上海证券报记者表示 ,“硅碳融合”可通过直接在硅电路上方制备碳纳米管器件,大幅提升AI芯片的存算一体功能,解决存储瓶颈 ,有望在高密度存储领域率先落地。此外,碳纳米管的全表面原子特性 、可达1000GHz以上的截止频率以及低温性能优异等特点,使其可被用于高速数模混合电路、5G/6G通信、量子计算控制等领域 。

  新加坡国立大学教授 、中国工程院外籍院士拉马克瑞斯纳·西拉姆提出引领未来智能可穿戴设备与系统的五个关键技术方向:超越传统五感的“第六感 ”、多模态信息整合与柔性电子、能量收集与自供电系统 、智能纤维或传感器控制智能机器、生物计算与数据存储。

  从实验室到产业化

  材料的技术前景令人振奋 ,但一个现实问题随之而来:如何将实验室的发现转化为生产线的产品?记者注意到 ,这种对落地的关切,贯穿了材料相关论坛台上台下的讨论。

  2026未来科学大奖“物质科学奖 ”得主、中国科学院院士赵东元发布了介孔材料合成“单胶束组装”新策略 。他坦言,介孔材料走向大规模实用仍面临如何实现更快的材料生长速度 、如何拓展更多金属及氧化物等化学组分、如何降低成本放大制备等“关卡” 。未来的突破在于 ,全面理解界面组装机制,确定组装过程的关键控制因素,并实现规模化生产。

  2026浦江创新论坛正推动从基础研究到成果转化的链路不断完善。9月12日 ,上海概念验证平台联盟成立 。上海市科学技术委员会副主任翟金国表示,面向“十五五 ”,上海将坚持原始创新、技术驱动 、场景牵引 ,对材料领域的培育布局将更加注重以终为始,立足未来颠覆性应用场景及其战略价值,统筹推进先进材料前沿布局 、技术攻关、平台建设和成果转化 ,推动材料前沿探索与国家未来需求紧密衔接,充分发挥材料在产业发展中的基础性、先导性作用。

  专家们还认为,面向未来 ,全球材料创新正走向开放协同的发展格局 ,需要构建跨国界 、跨领域科研协作体系,打通基础研究、技术攻关与产业落地的创新链路,推动材料科学、前沿技术与未来产业场景深度适配。

(文章来源:上海证券报)