近年來，一批蓬勃發展的新興產業，正在以勢如破竹的速度，成為構筑現代化產業體系的新支柱。其中，作為先進制造業的“底盤技術”，新材料是支撐高端裝備和重大工程不可或缺的物質基礎。
據測算，今年1至9月，新材料產業總產值超過5萬億元，保持兩位數增長。加速爆發的新材料，究竟“新”在何處?和傳統材料相比，又有怎樣的過人之處？
賽場上，它助力運動員刷新紀錄;生活中，它讓輕裝上陣成為習慣;太空里，它向金屬材料發起凌厲沖擊。它，就是碳纖維。一束筷子粗細的T1000級碳纖維，足以拉動兩架C919國產大飛機。世界上具備碳纖維研發和規模化生產能力的國家屈指可數，中國便是其中之一。
中復神鷹碳纖維股份有限公司副總經理 陳秋飛：5毫米寬的一束碳纖維，里面包含了12000根單絲。今年剛剛實現量產的T1100級的碳纖維和實驗室的突破不一樣。只有批量穩定化生產，質量才穩定，才可以滿足航空航天等大量工業化應用的需求。
2021年，我國首次成為全球最大的碳纖維生產國;2022年，國產碳纖維用量首次超越進口量。今年五月，全球單體最大年產2.5萬噸高性能碳纖維項目，在西寧全面投產。隨著國產化碳纖維大規模生產，曾經被進口限制推高的價格應聲回落，受限于成本的需求大量釋放。
像滑雪場一樣開闊的一片區域，是一支海上風電葉片的內腔，這支葉片的長度達到了123米。而懸在空中的是正在吊裝的主梁，主要由碳纖維制造而成，主梁在葉片中的作用相當于人的脊梁。
一支葉片的碳纖維用量大約在10噸左右，碳梁占風機葉片重量的五分之一，成本則占到三分之一以上。
鋪在巨大的風機葉片中，像海苔片一樣薄薄一層的碳梁，實際上最厚的地方是由十幾層的碳板組成。一塊重約一千克的碳板，其碳纖維含量達70%以上。今年以前，這家工廠一直使用進口碳纖維，一塊碳板的價格在150元左右。工廠從今年開始使用國產碳纖維，成本下降了一半。
成本降低讓企業有了更多選擇，產品也有了更多可能。
中材科技風電葉片股份有限公司研發總監 李成良：我們現在量產的120米級海上風電葉片，是全球最長的海上風電葉片，限制葉片長度進一步增加的主要因素是重量。現在葉片采用的是普通模量的碳纖維，如果采用更高性能的碳纖維，可以使葉片的重量進一步減輕，葉片將來有可能做到更長。
對于日后碳纖維的供應和價格，李成良從上游供應商那里得到了信心。
即便風電葉片已經是碳纖維用量最大的行業之一，但目前碳纖維也只用在了海上風電葉片的主梁上，李成良的團隊正在計劃將更高性能的碳纖維用到更多關鍵部件中，并嘗試在陸地葉片上使用碳纖維，而陸地風電葉片的市場規模，大約是海上的十倍。
用得起碳纖維的行業越來越多，用得上碳纖維的市場也在加速形成。在“雙碳”戰略的推動下，氫能作為未來國家能源體系的重要組成部分，吸引了一批未來產業的布局，儲運就是亟待破解的難題。
纏繞碳纖維的儲氫瓶，用于加氫站之間的氫氣轉運，相比傳統的儲氫鋼瓶，它中間包裹的這只鋼瓶內膽的厚度可以從兩厘米下降到一厘米，在同樣重量的情況下可以多運30%的氫氣。
用更輕便的容器，儲存更多的氫氣，是行業的發展方向，也是碳纖維可以大顯身手的地方。一條今年剛取得制造許可的產品批量生產線，目前正與車企聯合開發氫燃料電池乘用車所需的儲氫瓶。
一只63升的儲氫瓶，可以存下相當于它體積500倍的氫氣，儲氫瓶內壁則處于70兆帕的高壓狀態。
中材科技(蘇州)有限公司研發中心副主任 吉增香：70兆帕可以理解為在指甲蓋大小的面積上，要承受700公斤的重量。白色的是塑料內膽，起到密封作用，整個70兆帕的強度完全是由黑色的碳纖維提供。
無論是從0到1的突破，還是從1到100的深耕，以碳纖維為代表的新材料，不斷通過技術創新，撬動產品升級，推動產業躍遷。
在基體材料從傳統環氧樹脂向熱塑性樹脂轉化的今天，也涌現出了一大批民營企業的崛起，已經在熱固性碳纖維零部件定制服務上“開足馬力”的智上新材料之所以敢先天下之舉而舉，是因為深耕行業多年，早已預知熱固性碳纖維產品在性能上不能完全滿足下游高端應用需求，“新材料之王”也需要及時“提質升級”。
這幾年，國內制造業對低耗能、減排等目標的大力追求也帶動了碳纖維復合材料的應用和發展。”智上新材料負責人告訴記者，該公司立足于連續碳纖維增強熱塑性樹脂單向預浸帶原材料生產，開發了一系列衍生產品。
作為國內專業生產連續碳纖維增強熱塑性復合材料的企業，智上新材料科技有限公司在連續碳纖維增強PPS/PEEK等系列UD量產化基礎上，為多個行業提供相關的零部件定制服務，以多樣化、高品質的零部件產品推進連續碳纖維增強熱塑性復合材料在高端機械設備行業中的深入應用。
集聚資源協同創新
我國新材料產業進入發展新階段
作為新型材料領域的明星，碳纖維只是新材料飛速發展的一個縮影。數據顯示，2022年我國新材料產業總產值約6.8萬億元，比2012年增長了近6倍，年均復合增長率超過20%。
多項關鍵新材料取得突破性進展的背后，離不開科技創新的力量，而新材料的發展，又進一步支撐了新技術的進步，加快形成新質生產力，新材料還將如何發力?
國家新材料產業發展專家咨詢委員會主任、中國工程院院士干勇表示，一代材料決定一代技術，新材料是一個底盤技術，同時更是一個先行技術。近年來，正是在關鍵材料上的一個個突破，有力支撐了我國軌道交通、載人航天、能源工程、電子信息、生物技術等新一代技術的發展，并對上下游產業形成了有力推動。
國家新材料產業發展專家咨詢委員會主任 中國工程院院士 干勇：新的鋼鐵材料，特種合金材料，我們建造了全世界最長的4.2萬公里的高鐵，還有新材料發展推動了我們的新能源汽車在全世界引領技術發展。信息材料，特別是化合物半導體，我們已經突破了很多。這些新材料的發展，對制造強國在高質量發展中進入高質量階段，已經打下了比較好的基礎。
目前，我國新材料產業面臨重大戰略需求，進入發展關鍵窗口期。以納米材料、碳基材料、涂層材料、先進纖維材料、第三代第四代半導體等先進新材料為代表的關鍵核心領域，正成為全球未來競爭的焦點。
國家新材料產業發展專家咨詢委員會主任 中國工程院院士 干勇：特別是在集成電路14納米、22納米以下甚至到7納米以下。這方面一些材料我們要跟上。在前沿材料的布局上，很重要的一種材料就是信息新材料。它支撐了國家整體的算力底座與未來人工智能時代的國力之爭。現在量子通信、量子顯示、量子計算、量子檢測都在布局，包括未來6G材料，信息的存儲材料等。實際上對未來產業發展也提供了基礎。
近年來，在新材料領域，全球競爭越來越激烈。干勇認為，通過國家重大專項集聚創新資源，打造多主體、全鏈條、系統化的新材料體系，可以實現從材料大國向材料強國的轉變。目前，我國新材料領域的專業技能人才數量，位居世界第一。其中，中科院和工程院院士200多名，材料科技人才超過115萬人;新材料的全國重點實驗室超過60個;近期啟動的新材料重大專項逐步實施，這些都將成為全面推動我國新材料產業高質量發展的支撐。
國家新材料產業發展專家咨詢委員會主任 中國工程院院士 干勇：形成若干長久、穩定、高水平的研發平臺，去全面推動中國新材料向高端發展。在新質生產力的新的階段下，新材料會進入一個蓬勃發展的階段。而且有些材料由于需求巨大，通過超大市場拖動，發展速度會超越常規，自主國產化的材料品種越來越多，在高端材料上的突破能力就越來越強。
