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国家自然科学基金委员会 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030334299

商品编码：10111877886

包装：平装

出版时间：2012-03-01

基本信息

书名：未来10年中国学科发展战略 材料科学

原价：82.00元

作者：国家自然科学基金委员会,中国科学院

出版社：科学出版社

出版日期：2012-03-01

ISBN：9787030334299

字数：350000

页码：217

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.440kg

编辑推荐

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内容提要

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“未来10年中国学科发展战略”丛书是国家自然科学基金委员会和中国 科学院学部历时两年多联合开展研究的重要成果，凝聚着600多位院士、专 家的智慧和心血，对广大科技工作者洞悉学科发展规律、了解前沿领域和重 点方向及开展科技创新等有重要的参考价值，对促进我国学科均衡、协调、 可持续发展必将发挥积极作用。
《未来10年中国学科发展战略：材料科学》全面总结了近年来材料科学 的研究现状和研究动态，客观分析了学科发展态势，从学科的发展规律和研 究特点出发，前瞻性地思考了学科的整体布局，提出了材料科学的重要科学 问题、前沿方向及我国发展该学科领域的政策措施等。
《未来10年中国学科发展战略：材料科学》不仅对相关领域科技工作者 和高校师生有重要的参考价值，同时也是科技管理者和社会公众了解材料科 学发展现状及趋势的读本。

目录

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总序（路甬祥陈宜瑜）
前言
摘要
Abstract
章 材料科学的战略地位
节 总体态势与国际竞争地位
第二节 对推动其他学科和相关技术发展所起的作用
第三节 在国家总体学科发展布局中的地位
第四节 对实施《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》的支撑
第五节 满足国民经济社会发展与国防安全的需要
一、当前十大产业振兴规划的基础和核心
二、国防工业和航空航天事业发展的关键
三、提高人民生活质量的要素之
第二章 材料科学的发展规律与发展态势
节 学科的定义与内涵
第二节 学科的发展规律与基本特征
一、多学科交叉，其发展依赖于物理学、化学等学科的发展
二、工业发展整体水平的提高牵引学科发展，反过来学科的发展推动产业升级
三、学科发展得益于科学仪器装备、检测技术和制备技术的发展
第三节 国际上材料科学的发展状况与趋势
一、注重多学科的交叉与综合
二、发展材料合成、制备与表征科学技术
三、多层次、跨尺度的多级耦合发展
四、全寿命成本约束
五、结构功能一体化
第三章 材料科学的发展现状
节 我国材料科学在国际上的地位
一、学术论文情况
二、专利申请与授权情况
三、科技计划及投入的情况
第二节 学科发展现状
第三节 人才队伍与平台建设情况
第四章 材料科学的学科发展布局
节 总体发展战略布局
第二节 结构材料
一、钢铁材料
二、轻质金属材料
三、高温合金与金属间化合物
四、传统无机材料
五、结构陶瓷及特种涂层
六、通用高分子材料
七、高性能高分子材料
八、复合材料
第三节 功能材料
一、能源材料
二、生物医用材料
三、信息、显示材料与器件
四、生态环境材料
五、其他功能材料
第四节 新材料、新工艺、新方法探索
一、基于新概念、新原理、新效应的材料及制备加工
一、材料测试和表征的新方法及其原理
第五节 材料设计与计算模拟
一、国内外研究和发展现状
二、发展趋势和科学问题
三、优先支持的研究方向
第六节 材料制备与加工
一、金属材料的制备与加工
二、无机非金属材料的制备与加工
三、高分子材料的制备与加工
四、材料结构与相变
第七节 材料结构—性能关系和使役行为
一、力学性能
二、物理性能
三、化学性能
四、使役行为
第五章 材料科学中的优先发展领域与重大交叉研究领域
节 耐苛刻服役条件的材料
一、研究背景与意义
二、关键科学问题
三、发展目标及重要研究方向
第二节 高能量转换效率与存储材料
一、研究背景和意义
二、关键科学问题
三、发展目标及重要研究方向
第三节 高效催化材料
一、研究背景和意义
二、关键科学问题
三、发展目标及重要研究方向
第四节 高效水处理材料
一、研究背景和意义
二、关键科学问题
三、发展目标及重要研究方向
第五节 可降解材料
一、研究背景和意义
二、关键科学问题
三、发展目标及重要研究方向
第六节 新型光电子材料
一、研究背景和意义
二、关键科学问题
三、发展目标及重要研究方向
第七节 高密度存储材料
一、研究背景和意义
二、关键科学问题
三、发展目标及重要研究方向
第八节 生物医用材料的表面／界面与生物相容性
一、研究背景和意义
二、关键科学问题
三、发展目标及重要研究方向
第九节 高强高塑高韧耐蚀低成本钢铁
一、研究背景和意义
二、关键科学问题
三、发展目标及重要研究方向
第十节 长寿命绿色化建筑材料
一、研究背景和意义
二、关键科学问题
三、发展目标及重要研究方向
第十一节 通用高分子材料的高性能化与功能化
一、研究背景和意义
二、关键科学问题
三、发展目标及重要研究方向
第十二节 材料多层次多尺度复合
一、研究背景和意义
二、关键科学问题
三、发展目标及重要研究方向
第十三节 材料综合力学与理化性能提升
一、材料力学性能的提升
二、材料物理性能的提升
三、材料化学性能的提升
第十四节 新结构、新性能材料探索
一、研究背景和意义
二、关键科学问题
三、发展目标及重要研究方向
第十五节 材料的基础／经典共性问题研究
一、高分子材料的多层次结构与性能控制
二、材料的极性与极性材料
三、多相体系的相变原理
四、材料烧结过程的研究
五、有机半导体材料的传输机制
六、材料的剪切带形成与剪切断裂机制
七、缺陷控制与掺杂效应
第十六节 基于大科学装置的材料结构表征和性能测试
一、研究背景和意义
二、关键科学问题
三、发展目标及重要研究方向
第六章 材料科学的国际合作与交流
节 国际合作需求和优先领域
一、材料设计及计算材料学
二、利用大型先进仪器装置和设备开展基础性实验研究
三、传统与基础材料的先进制备、处理与改进技术
四、先进材料的制备技术与设备
五、材料的器件化技术与设备
六、新材料研究探索
第二节 政策需求和措施
一、研究项目交流与人才交流相结合
二、导向性合作与科学家自由交流相结合
三、加强国内与国际团队问的学术交流
四、政策措施
第七章 保障措施与建议
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《新世纪中国科学技术发展前瞻：面向2035的学科布局与创新引擎》 本书简介 本书是一部聚焦于中国在新世纪第二个十年至第三个十年（2025年至2035年左右）科技创新版图构建与学科生态优化的深度分析报告。它并非侧重于单一技术领域的深入钻研，而是从国家战略层面、宏观资源配置角度以及跨学科融合趋势出发，描绘出一幅中国未来关键科技支柱的整体蓝图。 一、 战略视野：从“追赶”到“引领”的时代转折 本书开篇即明确指出，在当前全球科技竞争日益白热化的背景下，中国科技发展已步入关键的战略转型期。我们必须超越对现有技术体系的模仿和追赶，转向对未来可能颠覆性技术的培育和引领。 第一部分深入探讨了支撑这一转型的国家创新体系的重塑。内容涵盖了从基础研究投入机制的改革、重大科技任务的组织模式创新，到科研人员评价体系的根本性变革等核心议题。重点分析了如何通过构建更具柔性和适应性的管理架构，来激发科研人员的原创能力和长期投入的意愿。我们详细剖析了“从0到1”的原始创新链条中的薄弱环节，并提出了针对性的制度设计建议，旨在形成一个既能保障战略重点，又能鼓励自由探索的平衡机制。 二、 核心技术领域布局：跨越式发展的关键赛道 本书对未来十年中国亟需重点攻克的七大前沿技术集群进行了系统梳理和前瞻性预测。这些集群的选择标准是：它们必须具备巨大的经济社会潜力，同时也是当前国际竞争的焦点，以及对国家安全具有基础性意义。 1. 新一代信息技术与算力基础设施： 本章超越了对现有硬件的关注，侧重于“可信赖、高能效、通用化”的下一代计算范式。内容包括量子计算原型机的实用化路线图、类脑计算的算法与硬件融合、以及全球数据要素市场的规则制定中的中国角色。我们探讨了如何构建面向复杂系统的、高可靠性的智能体（Agent）技术栈。 2. 生命健康与生物制造的范式革命： 聚焦于“精准干预与合成生物学”的深度结合。详细阐述了高精度基因编辑工具（如多靶点系统）在复杂疾病治疗中的应用前景，以及合成生物学如何驱动生物基材料、可持续能源和新型药物的大规模、低成本制造。书中特别强调了生物信息学与人工智能结合，以加速新药靶点发现和临床前验证的模式创新。 3. 能源系统的深度脱碳与韧性构建： 本章不局限于可再生能源的装机规模，而是探讨能源系统的“源网荷储”一体化的智能化管理。深入分析了先进核能技术（如快堆、小型模块化反应堆）的商业化路径，以及高效储能技术（长时储能、电化学与非电化学储能）的成本下降曲线。同时，本书也讨论了氢能作为关键载体在工业脱碳中的战略地位。 4. 智能制造与复杂系统集成： 关注点从“自动化”转向“自适应、自优化”的制造单元。本书描绘了数字孪生技术在整个产品生命周期中的深化应用，尤其是在极端环境下的自主维护与远程操作能力。内容涵盖了高精度传感器网络、先进机器人本体设计（柔性机器人、协作机器人）的最新进展，以及工业软件生态的自主可控战略。 5. 空间技术的新边疆与深空探测： 讨论的重点在于“天地一体化信息网络”的构建与应用。这不仅包括低轨卫星星座的部署，还涉及深空通信、在轨服务与维护（OSAM）技术的成熟，以及利用空间资源进行地球观测和资源勘探的商业模式探索。 6. 新材料的基础支撑与应用突破： 本章侧重于“功能化、极端条件适应性”的新材料体系。例如，面向下一代半导体的高性能宽禁带材料的规模化制备，以及在极端温度、高压、强辐射环境下运行的功能性复合材料的研发前沿。 7. 基础科学的前沿课题： 探讨了物理学、数学、化学等基础学科中，哪些是驱动上述应用技术突破的“隐形基石”，例如，拓扑物理的前沿现象探索、复杂网络理论在新兴领域的应用等。 三、 人才生态与国际合作：构建开放而有韧性的创新环境 本书的第三部分转向了支撑这些学科发展的“软环境”建设。 人才方面， 本书提出“全周期人才培养”的概念，涵盖了从中小学科学素养普及、通识教育改革，到博士生培养的国际化与工程化并重。特别关注了如何通过有竞争力的研究环境和清晰的职业发展路径，留住和吸引全球顶尖的复合型人才。 国际合作方面， 本书主张在基础研究领域保持开放姿态，积极参与全球科学议程的制定；而在具有高度战略敏感性的“卡脖子”技术领域，则强调构建更具韧性和自主性的供应链与知识产权体系。书中分析了不同国际合作模式的利弊，并提出了在当前地缘政治背景下，确保中国核心创新利益最大化的务实策略。 四、 结论：面向2035的风险与机遇评估 本书最后总结了未来十年中国科技发展的主要潜在风险，包括：基础研究成果向产业转化的效率瓶颈、人才结构的失衡、以及全球技术标准制定中的话语权缺失等。同时，本书也明确指出了最大的机遇在于对新兴交叉学科的早期布局，以及利用中国超大规模市场优势进行颠覆性技术的快速验证和规模化应用。 总体而言，《新世纪中国科学技术发展前瞻：面向2035的学科布局与创新引擎》是一部为政策制定者、科研管理者和行业领袖提供的战略地图，它旨在指导资源配置，明确优先方向，确保中国在全球科技浪潮中占据制高点。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我对材料科学的未来充满期待的书。我一直在关注新能源领域，这本书正好深入探讨了未来十年在储能材料、氢能材料以及可再生能源转化材料等方面的战略部署。作者没有仅仅停留在理论层面，而是结合了我国在这些领域的具体科研项目和产业化进展，为我提供了一个非常具体和实际的图景。我尤其对书中关于固态电池材料的讨论感到兴奋，书中详细分析了不同固态电解质的优缺点，以及未来十年可能实现的技术突破方向，这对我理解当前新能源汽车技术的发展瓶颈和未来走向有着极大的启发。 此外，书中对于高性能复合材料的论述也给我留下了深刻的印象。作者分析了航空航天、高铁以及高端装备制造等领域对轻质高强、耐高温、抗腐蚀等特性的复合材料的需求，并提出了我国在这一领域需要重点突破的关键技术和发展方向。我了解到，未来十年，我国将大力发展碳纤维、陶瓷基复合材料以及金属基复合材料等，以满足国家重大战略需求。这种对具体应用场景的细致描绘，让我对材料科学的实际价值有了更直观的认识，也让我更加相信，材料科学的发展是国家综合实力提升的重要支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计相当吸引人，深邃的蓝色背景搭配着流动的金属质感线条，隐约勾勒出原子结构或者能量场，给人一种科技感和未来感。我一直对材料科学的发展趋势抱有浓厚的兴趣，尤其是在当前全球科技竞争日益激烈的背景下，了解中国在这一前沿领域未来的战略布局，对我来说意义非凡。虽然这本书的题目是“未来10年中国学科发展战略 材料科学”，但翻开第一页，映入眼帘的并非是枯燥的理论推演或生涩的技术术语，而是对当下材料科学研究热点及其背后社会需求的深刻剖析。 作者以一种非常宏观的视角，首先回顾了过去几十年材料科学在人类社会进步中所扮演的关键角色，从蒸汽机的钢铁，到信息时代的半导体，再到新能源时代的先进电池材料，每一次材料的革新都带来了生产力的巨大飞跃和生活方式的根本性改变。他强调，新材料的发现和应用，往往是突破技术瓶颈、实现产业升级的核心驱动力。在这本书中，我看到了作者对中国本土材料科学研究现状的客观评估，既肯定了我们在某些领域取得的显著成就，也指出了与国际顶尖水平存在的差距，这种坦诚的分析让我对后续的战略规划有了更清晰的预期，也对国家在此领域投入的决心和方向产生了好奇。

评分☆☆☆☆☆

这本书的论述逻辑非常清晰，从宏观的战略愿景，到微观的技术路径，再到具体的实施保障，层层递进，引人入胜。我尤其喜欢作者在分析具体学科方向时，所采用的“问题导向”和“需求驱动”的论证方法。他并没有仅仅从学科自身的发展规律出发，而是紧密结合了国家经济社会发展面临的重大挑战和前沿科技竞争的需要。例如，在探讨新一代信息技术所需的关键材料时，书中详细分析了集成电路、显示技术、通信技术等领域对高性能半导体材料、光电材料以及磁性材料的需求，并提出了我国在这些领域亟需加强的基础研究和技术攻关方向。 我最欣赏的是，书中并没有回避我国在材料科学领域存在的短板和挑战，而是以一种务实的态度，对症下药，提出了切实可行的解决方案。例如，在人才培养方面，书中强调了建立跨学科人才培养体系、吸引和留住高端科研人才的重要性，并提出了一系列具体的政策建议。这种全面而深入的分析，让我对我国材料科学的未来发展充满了信心，也让我看到了国家对此领域的重视程度和决心。这本书不仅仅是一份战略规划，更是一份对未来科技创新力量的动员令。

评分☆☆☆☆☆

这本书并非一本单纯的技术手册，更像是一本为中国材料科学未来十年发展描绘蓝图的战略指导。当我深入阅读下去，我发现作者并非仅仅罗列枯燥的数据和报告，而是用一种讲故事的方式，生动地阐述了未来十年材料科学可能出现的颠覆性变革。例如，在生物医用材料领域，书中详细描绘了3D打印技术如何与新型生物相容性材料结合，有望实现个性化器官定制和更有效的疾病治疗。同时，书中也触及了极端环境下材料的应用，比如深海探索、太空行走以及核能安全等领域对高性能、高可靠性材料的迫切需求，这些都是我之前从未深入思考过的应用场景，极大地拓展了我的视野。 更令我印象深刻的是，作者在书中反复强调了跨学科融合的重要性。他认为，未来的材料科学不再是孤立发展的学科，而是需要与人工智能、生物技术、纳米技术等多个领域深度融合，才能催生出革命性的新材料和新应用。书中对这些交叉领域的研究方向进行了详细的展望，并引用了一些前瞻性的科研案例，让我看到了材料科学发展的无限可能性。这种前瞻性的思考和对未来趋势的精准把握，让我对这本书的价值有了更深的认识，它不仅仅是一本关于材料科学的书，更是一本关于科技创新如何驱动国家发展的思考录。

评分☆☆☆☆☆

这本书的视角非常独特，它不仅仅关注了材料科学本身的发展，更将其置于国家整体科技发展战略的大背景下进行审视。我了解到，未来十年，我国将把材料科学作为支撑国家战略性新兴产业发展和保障国家安全的关键学科之一，在多个重点领域进行战略性布局。书中对量子材料、拓扑材料以及智能材料等前沿方向的阐述，让我大开眼界。我之前对量子计算和量子通信等概念有所耳闻，但从未深入了解过它们对材料科学提出的特殊需求，这本书则清晰地解释了超导材料、磁性材料以及光学材料等在这些领域扮演的核心角色。 此外，书中还探讨了材料科学在环境保护和可持续发展方面的巨大潜力。作者分析了生物可降解材料、高效催化剂以及新型吸附材料等在解决环境污染、能源危机等全球性挑战中的重要作用，并描绘了未来十年我国在这些绿色材料领域的发展蓝图。这种将科技创新与社会责任紧密结合的思路，让我对这本书的价值有了更深层次的理解。它不仅仅是一本关于技术发展的书籍，更是一本关于如何用科技力量塑造美好未来的思考。