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本文摘要：（由ai生成）中国近年来在高科技领域取得显著进步，但需注意避免沾沾自喜。瓦森纳协定限制中国获取尖端技术，尽管有“打破垄断”的报道，但需警惕夸大其词。碳纤维等材料的量产需严谨评估，确保质量稳定性和实际生产能力，避免泡沫化宣传。“打破日本垄断！中国攻克一种新型材料 六代战机有眉目了”“中国这一材料频频打破世界垄断，几脚踹翻外企铁饭碗”“中国碳纤维一举打破美日几十年垄断，为中国腾飞又添一砖”…… 近年来，我们经常看到这样的标题，甚至都有些习以为常，我们有理由为祖国的发展和进步感到骄傲，然而免不了的一些沾沾自喜容易让我们产生错觉：今后，我们再也不会落后了。实际上，行百里路半九十。从一穷二白起步或许很难，但是离别人越近的时候，越是有一股来自自身的无形阻力。甚至于，我们已经超越了别人，停下来品尝胜利的滋味却不提防对方又实现了反超。然而往往是，自己的进展被有意无意地夸大，他国的水平因为信息不完全没有得到充分估计。在通往尖端科技的道路上，没有时间停留，每时每刻都必须策马扬鞭。 瓦森纳协定——中国和西方的柏林墙 巴黎统筹委员会（简称“巴统”）的正式名字是“输出管制统筹委员会” (Coordinating Committee forMultilateral Export Controls ) ，是1949年11月在美国的提议下秘密成立的，因其总部设在巴黎，通常被称为“巴黎统筹委员会”。 巴统的宗旨是限制成员国向社会主义国家出口战略物资和高技术。列入禁运清单的有军事武器装备、尖端技术产品和稀有物资等三大类上万种产品。被巴统列为禁运对象的不仅有社会主义国家，还包括一些民族主义国家，总数共约30个。 随着前苏联1991年解体，1994年4月1日，“巴黎统筹委员会”（简称“巴统”）正式宣告解散。冷战结束后，包括“巴统” 17国在内的28个国家于1995年9月在荷兰瓦森纳召开高 官会议，决定加快建立常规武器和双用途物资及技术出口控制机制，弥补现行大规模杀伤性武器及其运载工作控制机制的不足。 柏林墙 在美国的操纵下，1996年7月，以西方国家为主的33个国家在奥地利维也纳签署了《瓦森纳协定》(简称“瓦协” Wassenaar Arrangement)，决定从1996年11月1日起实施新的控制清单和信息交换规则。与“巴统”一样，“瓦协”同样包含两份控制清单：一份是军民两用商品和技术清单，涵盖了先进材料、材料处理、电子器件、计算机、电信与信息安全、传感与激光、导航与航空电子仪器、船舶与海事设备、推进系统等9大类；另一份是军品清单，涵盖了各类武器弹药、设备及作战平台等共22类。中国同样在被禁运国家之列。 “名义”上打破垄断，成色几何？ 如果说这些“赶日超美”的成就都是吹出来的，那实在是对科研人员辛勤付出的侮辱，但是搞市场营销的可不管这么多，一个拇指般的气球能吹得比头都大。纵然这样吸引眼球的话题能够带来一时的关注，然而热度散去、泡沫破碎，没有硬实力的支撑都只不过是镜花水月。最近一年有不止一家企业声称实现了T1000碳纤维的量产，风头一过都已经没了影。实际上，捣鼓几个参数，总有碰巧一段碳纤维性能参数异常的好的，好得让人不敢相信，但这和量产完全不是一个概念。那我国比较成熟的手机制造来说，每发布一个新的机型，首发到大规模量产还得经过几个月到半年的磨合，我们2017年刚听说T800量产了，一年以后就出现了百吨T1000量产的消息，我们不禁怀疑，这量产的怕不是消息吧。现在碰到这类新闻，我们都有一种天生的警惕：您能做什么我们不管，您做出什么了我们一定不吝给予相应的名誉和利益。 严谨的企业家会在成果中加上附加条件，比如我们只是在小批量生产可以做得到，大批量生产性能就达不到了。这个前提条件要说清楚，是在实验室试验线上，还是在中试线上，或者是大批量生产中。这一前提条件不同，可是千差万别。在实验室可以稳定做出来，可以说突破核心技术，如果能在大批量生产中稳定做出来，才是真的打破贸易封锁。 除了以上附加条件，还得说质量稳定性做得如何，碳纤维性能的离散系数有多大。打个比方，12K的碳纤维，一束有12000根，每一根碳纤维的性能是否都分布在一个很窄的范围之内，每一根碳纤维的每一段性能是否一样，今天生产的碳纤维和明天生产的碳纤维性能差别是不是很小。现在没有明确的标准说，离散系数做到多大才算是合格。每一家企业质量稳定性差别很大，也都可以说自己的纤维合格，合格与合格之间差别也很大。就像一辆生产合格的奥拓和一辆合格的奥迪，差别就不是一般的大。 除了质量稳定性，还要说明成本能降到多低啊，生产速度能达到多少啊，等等。可以说从研发到量产的每一步，都充满了艰辛。 很有意思，所有的企业公布的自己的产能，一定比别人公布的产能要多，产量也多得多。产能和产量也是容易掺水分的地方，都想证明自己是老大，争不上老大也要争个老二当当，而且这里面还隐藏着一个技术水平问题。 拿千吨线来举例子。千吨线一定是大量的丝束并排生产，相互之间就会造成影响，造成碳纤维的性能参数差距非常大。这么多的碳纤维并排进入预氧化炉，放出的热量不及时排除，就会造成局部蓄热过多，温度过高而起火燃烧，如果过分冷却，预氧化又不充分。所以，做碳纤维也是要掌握火候的，这是个技术活。所以百吨线和千吨线不是一个概念，技术水平差着一个数量级。 不但有碳纤维质量的技术差别，还有走丝速度的差别。一分钟生产5米和一分钟生产10米，产能就差出一倍来。所以，比产能，比的还是技术水平。如果谁要是能保证单线千吨产能的基础上，质量稳定性做得又好，那才是真正的硬实力。由于产能问题目前还没有办法验证，导致人有多大胆，流水线有多大产。没有哪家企业可以全负荷、全天候地生产。在保证质量的前提下，一年饱和能生产多少吨碳纤维，实在说不清楚。 不然以中国这样巨大的市场，碳纤维的产量不说美国，连日本都不如呢？在产品层面，我国现已解决国产化“有无”问题，初步打破国际封锁；在公司层面，目前国内共有碳纤维企业25家，其中7家建设起11条千吨级生产线，名义产能达2.6万吨。请注意，是名义，实际上很悲催，我国一直处在有产能，没产量的尴尬境地。 问题在哪里呢？一句话：高端产品大量需求却生产不出来，低端产品有的是产能却卖不出去。 很多企业为了完成自己号称千吨线、万吨线的建设，设计的时候是按照多少K设计的，这个很重要。比如：设计的时候是一个千吨线，按照48K设计的；如果生产24K，那就成了500吨生产线了；如果生产12K，那就成了250吨生产线了；如果生产6K，那就成了125吨生产线了。扎心的是，很多“号称”的千吨线就只有最低的成色：生产6K的技术，实际产量或许都到不了125吨/年。通过简单的数字游戏，125吨的产能就这样摇身一变，成了1000吨的生产线了。这就是我们常常能看到一个企业这样宣称之后过了几个月，另一家企业也用类似的噱头重新宣传一遍，他们也不怕别人来打假，因为大家都是注水的，谁比谁更实在呢？ 除了丝束规格、走丝速度等等，很多地方都能做文章。还是说上面的例子，以现有的技术，125吨/年也只是理论值，实际生产速度呢，就要另当别论了，这就又打了一个折扣。最终一年的实际产量能不能达到所宣传的十分之一都很难说。国内很多碳纤维生产企业关于产能、产量、合格率、良品率等等一些数据都是算出来的，而不是真正做出来的，这或许已经成为某些行业的潜规则了。 终于到达了别人的高度，然而对方早已上了路 我国军事工业以苏联技术援助起家，擅长逆向仿制，在过去解决了多个领域的"有无"问题，甚至有轻武器专家以"山寨之王"自居。对于很多一般装备，逆向仿制即便"不知其所以然"，也至少做到"知其然"。但涡扇发动机这个"工业王冠"，应用有各种新理论、新材料、新工艺，要做到"知其然"都难，可以说是无法简单复 制的。甚至，在没有操作手册的情况下，要将涡扇发动机正确拆开都困难。例如，我们非常熟悉的CFM-56，其使用在波音737、空客A320这些主流商业客机上，是世界上使用范围最广的涡轮风扇发动机之一，但是拆解CFM-56的难度仍然很大，几平方厘米的叶片上分布着许多小孔，这些孔隙的作用是散热的，小孔的位置设置极为讲究，是根据气路走向而定的……因此CFM-56的维护都是由专业公司来完成的。即便是能制造出各种类型的发动机构件，但是在装配上仍然需要技术、工艺支撑，同一生产线上制造出来的不同批次发动机都存在差别，推比相差甚至可以达到0.2。随着推比达15以上的发动机开始研制，各种新材料被大量应用，发动机结构也越来越复杂，对加工工艺要求也更高。你要仿制别人的新型发动机，所要花的时间可能比自己从零开始研发还要多，而且仿制产品的性能还很可能不及原型机。 这方面我国是有惨痛教训的，例如"太行"涡扇发动机，其核心机就源于CFM-56，太行发动机在05年完成设计定型，但8年过去了仍然问题不断，只用在双发的歼11战斗机上。单发的歼10战斗机对发动机可靠性要求高，直到歼10B量产，歼10系列战机都只能采用俄制AL-31FN发动机。 从科研体制来看，我国以前航空发动机的研发是跟随型号的，即要研制一款飞机，才会去研发一款配套的发动机；飞机如果下马了，发动机也就随之下马了。但美英等发达国家，发动机与飞机研发基本是分开的，发动机核心机的研发提前很多。例如，美国F-22战机所用的F-119发动机属于第四代发动机，但美国的核心机技术已发展到第六代，用于接替F-119的第五代发动机核心机也已制造出来。我们往往对标的是对方的战机，往往没有注意到“兵马未动粮草先行”的各项部件，已经远远地走在了我们前面。 但正因为难，没有任何捷径可走，才更要完全自主研发上下工夫、花时间、砸银子在所不惜。 低水平的仿制，只会让差距越来越大 上世纪五六十年代，我们根据劳斯莱斯仿制出了红旗。到了80年代，我们甚至还仿造过仿造过intel 8080，然而随着产品精度越来越高，仿制电子设备的难度越来越大。什么，有人要仿制Core i7？根本没戏！ 虽然各种发动机的技术也并不难，只要有一定知识水平的人都可以看的懂汽车发动机构造和原理，但是为什么目前国内还是无法生产出一流的发动机来呢？ 其实对于汽车厂来说，购买竞争对手的产品，进行测试，测量甚至拆解分析。这种事情非常正常，几乎每个厂家都有类似于对标模块，拆解模块这样的组织。 产品经理在立项的时候，也一定会横向和竞争对手比较，纵向和历史产品比较，指定自己产品的定位。横向对比的数据怎么来，就是靠测量测试对手车辆来的。但是测量测试甚至拆解并不是简单地复 制对方的产品，而是找差距，找思路，看配置。为什么难以复 制呢，除了没有技术图纸和各项测试数据外，还有一些供应商是人家专属的。有一些技术是人家专有的。甚至你能发现，很多汽车主机厂在不断的投资零部件厂，交叉控股。 新机马力测试 但是拆解和对标的用处非常大，很多时候，学习先进厂家的布置方式。很多问题，也许就是一个想法，一个思路的事情。内行人一看就晓得原来困扰自己的问题，能看到对方是怎么解决的，是否则也存在一样问题。 在两个技术能力差别不大的竞争对手面前，很多技术并不存在代差，很多时候，就是想法的问题，想得到和能否做的到。一个念头可能就攻占了市场。后来者只能分一些残羹。 对于后来者，照抄和学习，是快速进步的方式，但是所有人都明白，如果一直照抄，竞争对手永远快你一步，甚至在某些阶段，人家可以凭借技术门槛，迅速摆脱你。在It行业，这样的事情其实更明显，你看到英特尔不断的更新芯片工艺，更换CPU接口架构。苹果则是不断的完整自己的产品体系。三星地Amoled技术改进了近十年，终于成为了市场的主流。华为也不断地研发旗舰，凭借领先科技甩开对手…… 中国材料的强与弱 近年来，中国在科研领域的发展很快，但中国科技被“卡脖子”的领域，一大半都是材料问题，这说明中国材料工业水平确实还很落后。但是与此同时我国科研人员近十年来在AM、AFM、AEM、EES、Nano Lett、AcsNano、Nano Energy、Angew Chem、JACS等世界知名材料领域学术期刊上发表的文章数不胜数。无论是数量还是质量恐怕都令任何一个国家感到汗颜，其中包括美国、日本和德国。 根据全球最大、覆盖学科最多的综合性学术信息资源平台ISI Web of Science（类似于我国的知网）统计，2015年中国研究者每发表十篇高水平英文论文中就有一篇来自于材料科学领域。事实上，即使是2006年，中国作者发表的材料科学领域论文数量就已经大大超过了美国。而06年-15年间，这一数字又增长了将近两倍。 在多发 论文，发好论文的指挥棒下，我国科研人员更热衷于研究新奇材料，摘取这些“低垂的果实”，而这些成果可能几十年内都难以进行工业应用。而在国际学术期刊主编的口味影响下，中国材料科研人员热衷于研究国外的学术热点。这样的研究，纵然能做出一些成果，还是不免为他人做了嫁衣裳。 名称所属国家研发机构永远不会变干的材料NEVERDRY美国麻省理工学院可编程水泥美国莱斯大学让皱纹消失的材料美国麻省理工学院无限可回收的塑料美国科罗拉多州立大学人造蜘蛛丝日本Spiber公司，巴西基因资源与生物技术研究所，美国Bolt Threads公司，英国剑桥大学研究院，瑞典农业大学仿生塑料美国哈佛大学木材海绵中国中国林业科学研究院高强生物材料瑞典斯德哥尔摩KTH皇家理工学院自修复（愈合）材料麻省理工学院，美国伊利诺伊大学，米其林，日本国家材料科学研究所（NIMS），横滨国立大学，东京大学铂金合金美国桑迪亚国家实验室微晶格美国HRL实验室分子强力胶英国牛津大学超薄铂美国美国国家标准和技术研究所Karta-Pack（棉纤维）美国PulpWorks石墨烯气凝胶中国浙江大学，哈尔滨工业大学，中科院等可阻挡阳光的玻璃涂层澳大利亚澳大利亚皇家墨尔本理工大学灵活的电池美国Jenax Inc，苹果，松下，美国加州大学圣地亚哥分校，哥伦比亚大学等从生物体中生长的可生物降解的纺织品美国纽约市时尚技术学院，iknit公司坚如岩石的涂层美国橡树岭国家实验室，Lawrence Livermore国家实验室，Colorado矿业大学等真菌泡沫美国Ecovative设计公司2019年潜力巨大的20大新材料 科研人员很委屈，我们付出了这么多，产出与世界各国相比都不落下风。然而重科研轻应用的风气，使得材料行业的学者，越是殚精竭虑、废寝忘食，他们的付出和收益就越是不成正比。甚至有的搞科研的打心眼里看不上应用，觉得science和technology是完全不同的两个领域。诚然，不是每个科学家都必须得是工程师，但是每个科学家都需要工程师给予帮助。如果science本身无法应用，也会拖累science的研究者，没有可见的效益，就很难得到客观公正的尊重和待遇，这一点不得不让我们深思。 想解决材料行业领域的这些问题，必须要有高瞻远瞩的顶层设计和合理科学的产业布局。这样的布局必须是在中国现阶段国情下各行业联合的集约化布局，而且还应该有一定的弹性，可以随时针对变化的情况进行把资源向急需研发也能研发成功的领域集中。 在材料行业外，我国目前也还有许多工业部门，甚至是关键工业的材料问题没有完全解决。同时，作为世界市场竞争中相对弱势的一方，我们也没有资金和人才方面的突出优势，未来，我们只有不断改变优化思路才能实现弯道超车。来源：材料+特别声明:公 众号部分文章和图片来源于网络，发布的目的在于传递更多信息及分享，并不代表本公 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