材料，讓人們生活更美好！材料也是工業(yè)之母，是一國(guó)工業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的基礎(chǔ)。韓國(guó)在2001年就成為世界上第5個(gè)材料出口國(guó)，并且推出了“Fast-Follower”戰(zhàn)略，希望躋身四

一、什么是前沿新材料？

任何產(chǎn)品是都離不開材料，它是各種產(chǎn)品的核心元素。近年來，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)“前沿新材料”在納米技術(shù)的幫助下，可以為汽車工業(yè)、化學(xué)工廠、微電子學(xué)、光學(xué)、軍事、航空航天、環(huán)境和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的高性能工業(yè)產(chǎn)品提供改進(jìn)和發(fā)展的支撐，使人類的生活更加健康和舒適。這就是為什么“前沿新材料”成為工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的熱點(diǎn)之一?！扒把匦虏牧稀钡难邪l(fā)工作可以分為以下三個(gè)方面：

1、新材料基礎(chǔ)科學(xué)的創(chuàng)新

2、能源科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等前沿新材料的開發(fā)

3、結(jié)合多種新材料并將其融合的新技術(shù)的發(fā)展

二、韓國(guó)新材料的研發(fā)

1、材料行業(yè)快速發(fā)展背后的隱憂

韓國(guó)的材料行業(yè)在2000年實(shí)現(xiàn)了快速增長(zhǎng)，這要?dú)w功政府于對(duì)企業(yè)創(chuàng)新的大量投入以及通過一些特殊法律來推動(dòng)材料行業(yè)的支持，韓國(guó)企業(yè)在“Fast-Follower”戰(zhàn)略推動(dòng)下，逐漸趕超了原材料行業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的企業(yè)。韓國(guó)在2001年成為世界上第5個(gè)材料出口國(guó)/地區(qū)（ 2001年世界材料出口貿(mào)易額排名：1.美國(guó) 2.日本 3.中國(guó)大陸 4.中國(guó)臺(tái)灣 5.韓國(guó)）。當(dāng)年材料行業(yè)占韓國(guó)出口總額的45%以上， 2015年達(dá)到68%。

2、核心材料自主研發(fā)力度

如果我們考慮生產(chǎn)成本中材料所占的百分比，任何人都能理解“前沿新材料”的重要性。例如，太陽(yáng)能電池82%、液晶顯示器55%和鋰二次電池53%的成本都是來自原材料成本。然而，不幸的是，我們必須從海外進(jìn)口大部分重要的材料。例如，德國(guó)默克公司的液晶市場(chǎng)份額為50%，而日本富士公司在三醋酸纖維素(TAC)薄膜中占有75%的市場(chǎng)份額，用于生產(chǎn)用于液晶面板的偏振器。

下表展示了一些典型的先進(jìn)材料的例子，這些材料韓國(guó)本土資源缺乏，大部分都是從中國(guó)進(jìn)口。

因此，許多大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)以及大公司一直試圖全力開發(fā)這類新材料的高價(jià)值工業(yè)品，以適用于工業(yè)4.0時(shí)代，并使得韓國(guó)在未來十年成為在“核心材料”領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)世界第四大出口國(guó)的愿望。在大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)中，許多研發(fā)工作正在信息技術(shù)、生物技術(shù)和環(huán)境技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域取得進(jìn)展，一些高頻熱詞包括：功能性有機(jī)/無機(jī)納米雜化、納米結(jié)構(gòu)的光電材料、超分子材料、太陽(yáng)能電池和熱能轉(zhuǎn)換的有機(jī)材料、自組裝納米顆粒的藥物傳遞、能量生成和儲(chǔ)存的復(fù)合材料、氣凝膠、高性能超級(jí)電容器、二次鋰電池等。

3、做先驅(qū)者而非追隨者

我們一直關(guān)注全球新材料研發(fā)的趨勢(shì)，在韓國(guó)的新材料的研發(fā)工作也不例外。韓國(guó)的材料學(xué)家和工程師想要成為新材料技術(shù)的“First Movers”，而不是其他發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)技術(shù)的“Fast Followers”，特別是在工業(yè)4.0時(shí)代。

今天的韓國(guó)一直處于新材料研發(fā)的核心陣營(yíng)，“石墨烯”是典型例子。眾所周知，石墨烯可以廣泛應(yīng)用在許多不同的領(lǐng)域包括太陽(yáng)能電池、半導(dǎo)體、透明面板、發(fā)光材料等。雖然石墨烯是國(guó)外科學(xué)家首先發(fā)明的，但毫無疑問韓國(guó)在石墨烯產(chǎn)業(yè)研發(fā)創(chuàng)新上是一個(gè)“最早的行動(dòng)者”。2016年，韓國(guó)是擁有國(guó)內(nèi)和國(guó)際石墨烯專利最多的國(guó)家：來自三星225項(xiàng)專利，LG 180項(xiàng)，成均館大學(xué)147項(xiàng)，韓國(guó)科學(xué)技術(shù)高等研究院(KAIST)129項(xiàng)，以及首爾國(guó)立大學(xué)78項(xiàng)。雖然石墨烯仍然存在生產(chǎn)成本過高的問題，但我相信成本降低、大量生產(chǎn)以及它的應(yīng)用可以在幾年內(nèi)實(shí)現(xiàn)，這要?dú)w功于韓國(guó)要成為新材料領(lǐng)域“First Movers”的理念。

圖1. 第十九屆上海國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)展出河昌植教授團(tuán)隊(duì)在防指紋涂層材料、超疏水自清潔材料、透明聚酰亞胺薄膜材料上相關(guān)工作成果

不久的將來，韓國(guó)可以成為“前沿新材料”的四大出口國(guó)之一，可以應(yīng)用于傳統(tǒng)的核心產(chǎn)業(yè)和未來的新型融合產(chǎn)業(yè)，包括人工智能(AI)、大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)等，通過政府、工業(yè)界以及大學(xué)和科研院所的努力，引領(lǐng)第四次工業(yè)革命。

（本文根據(jù)11月21日，河昌植教授在上海大學(xué)、上海產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院和上海市納米科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)中心共同主辦的“中韓前沿新材料國(guó)際研討會(huì)”的發(fā)言稿整理。）

河昌植（Chang-Sik Ha） ，韓國(guó)科學(xué)院院士、釜山大學(xué)杰出教授、上海產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院高級(jí)訪問學(xué)者