人類社會(huì)存在了多久，對(duì)材料的開發(fā)和使用就有多久！

所謂材料，是指經(jīng)過某種加工，具有一定結(jié)構(gòu)、成分和性能，并具有一定用途的物質(zhì)。“沒有金剛鉆，別攬瓷器活”！這個(gè)諺語就強(qiáng)調(diào)了材料的重要性。 從人猿揖別的石器時(shí)代到文明濫觴的青銅時(shí)代，從工業(yè)洪流的鐵器時(shí)代到蓬勃發(fā)展的新材料時(shí)代，材料的進(jìn)步見證了人類適應(yīng)自然改造自然的每一個(gè)歷史注腳。

制圖：凱聯(lián)資本新周期創(chuàng)新研究院

進(jìn)入20世紀(jì)下半葉特別是21世紀(jì)以后，新材料已成為各個(gè)高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的突破口，并在很大程度上影響新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

近幾十年，全球最具革命性的工業(yè)突破當(dāng)屬是信息產(chǎn)業(yè)，而信息產(chǎn)業(yè)的基石就是半導(dǎo)體材料。并且隨著人工智能浪潮的接續(xù)，對(duì)于新材料的要求還在不斷升級(jí)。

現(xiàn)如今，能源、材料和信息并列為現(xiàn)代文明和生活的三大支柱，而材料又是能源和信息的基礎(chǔ)。可以說，任何一項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的突破，都要有相應(yīng)材料的發(fā)展作為前提。

資料來源：Defense Visual Information Database System

為此，凱聯(lián)資本新周期創(chuàng)新研究院發(fā)布《2023年度全球前沿科技監(jiān)測(cè)與發(fā)展報(bào)告(材料篇)》。

本報(bào)告通過回顧材料技術(shù)的歷史，論證了材料科學(xué)形成的必然已經(jīng)對(duì)新材料技術(shù)的指導(dǎo)和促進(jìn)作用，并指出下一代材料主要在先進(jìn)表面技術(shù)、高性能材料和新范式制造工藝幾個(gè)方面得到發(fā)展。

本報(bào)告詳細(xì)闡述了新材料、新工藝、新技術(shù)之間的密切聯(lián)系，介紹了各個(gè)環(huán)節(jié)的重點(diǎn)前沿技術(shù)，試圖給讀者提供一個(gè)較為宏觀全面的材料行業(yè)未來圖景。

以下為報(bào)告核心內(nèi)容：

一、物質(zhì)根基：人類文明演進(jìn)中的材料

材料是物質(zhì)，但不是所有物質(zhì)都可以稱為材料。自從人類誕生以來，材料科學(xué)已經(jīng)塑造了文明的發(fā)展，如鋼鐵和鋁等材料的生產(chǎn)或加工技術(shù)仍持續(xù)影響著當(dāng)今的社會(huì)。

歷史學(xué)家認(rèn)為材料是文明的一個(gè)重要元素，因此用整個(gè)時(shí)期的主要材料為時(shí)代命名，比如石器的廣泛使用是“石器時(shí)代”，相似的還有“青銅時(shí)代”和“鐵器時(shí)代”等等。

材料的性能可分為兩類，一種是特征性能，屬于材料本身固有的性質(zhì)。另一種是功能物性，指在一定條件和一定限度內(nèi)對(duì)材料施加某種作用時(shí)，通過材料將這種作用轉(zhuǎn)化為另一形式功能的性質(zhì)。

隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，人們?cè)趥鹘y(tǒng)材料的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)代科技的研究成果，開發(fā)出新材料。新材料是指新近發(fā)展或正在發(fā)展的具有優(yōu)異性能的結(jié)構(gòu)材料和有特殊性質(zhì)的功能材料。

二、從單一向多元：21世紀(jì)材料技術(shù)發(fā)展

從1960年代中期“材料科學(xué)”形成開始直到現(xiàn)在，材料進(jìn)入了一個(gè)走向高技術(shù)發(fā)展的新時(shí)期。這便是材料發(fā)展的現(xiàn)代階段。這個(gè)階段也可以稱作“高技術(shù)新材料”或“先進(jìn)材料”階段。

在這一階段里，材料發(fā)展出現(xiàn)了一個(gè)主要特征，即結(jié)構(gòu)材料與功能材料的分野開始更加鮮明、確實(shí)。

結(jié)構(gòu)材料就是具有較好的力學(xué)性能（比如強(qiáng)度、韌性及高溫性能等等）用作結(jié)構(gòu)件的材料。功能材料則可以明確與結(jié)構(gòu)材料區(qū)別開來，具有特殊的電、磁、熱、光等物理性能或化學(xué)性能的材料可以統(tǒng)稱為功能材料。

隨著高科技的發(fā)展，下一代材料主要在以下幾個(gè)方面得到發(fā)展：先進(jìn)表面技術(shù)、高性能材料和新范式制造工藝。

三、30項(xiàng)前沿材料技術(shù)概覽

報(bào)告從下一代材料核心發(fā)展方向先進(jìn)表面技術(shù)、高性能材料和新范式制造工藝中篩選出30項(xiàng)具有代表性和可實(shí)現(xiàn)性的前沿技術(shù)，針對(duì)每項(xiàng)技術(shù)的概念定義、技術(shù)特點(diǎn)、發(fā)展脈絡(luò)、預(yù)計(jì)成熟期和市場(chǎng)展望等核心要點(diǎn)進(jìn)行展示，以圖幫讀者建立起對(duì)每項(xiàng)技術(shù)的宏觀認(rèn)知。