未來賽道

3月27日-31日，2025中關(guān)村論壇年會在北京舉行?！爸嘘P(guān)村常設(shè)展”作為論壇年會配套活動之一，吸引了許多企業(yè)帶著前沿科技成果入駐。

在現(xiàn)場，本刊記者發(fā)現(xiàn)了一張帶有紋理的布，摸起來柔軟輕薄。這是北京疊加態(tài)技術(shù)有限公司自主研發(fā)的新型疊加態(tài)納米多孔材料，兼具隔熱、保溫、透氣、速干、抗菌等功能，目前已經(jīng)應(yīng)用到服裝等產(chǎn)品中。

北京疊加態(tài)技術(shù)有限公司首席科學(xué)家鐘飛鵬向《瞭望東方周刊》展示：“現(xiàn)在加熱臺大概有125℃，水滴上去瞬間就蒸發(fā)了，人的皮膚如果碰到肯定會被嚴重燙傷。我們這個材料非常輕薄，但隔著它用手接觸加熱臺，只有溫熱的感覺。這組材料是世界上首款兼具隔冷隔熱又透濕的材料?！?/p>

這款密度和導(dǎo)熱率極低的疊加態(tài)“柔性”新材料厚度不到1毫米，每1平方厘米材料由納米級空腔壁構(gòu)建出超1萬個微米級獨立空間，可強行降低熱運動與熱傳導(dǎo)。利用該種材料，未來新能源汽車電池在冬季能自動進入“保溫模式”；太空服能根據(jù)宇宙輻射強度改變防護的等級；極寒環(huán)境中，用如今廣泛應(yīng)用的保溫材料的1/4重量和厚度即可實現(xiàn)同樣甚至更強的保暖效果。

疊加態(tài)材料是典型的前沿新材料。從石墨烯到碳納米管，從非晶合金、泡沫金屬到離子液體，前沿新材料是新興產(chǎn)業(yè)中的關(guān)鍵領(lǐng)域，具備戰(zhàn)略性、先導(dǎo)性和顛覆性。目前，國內(nèi)多地密集部署前沿新材料產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)升級與材料換代的步伐日益加快。

電子皮膚

2025年，“具身智能”“智能機器人”出現(xiàn)在政府工作報告中。具身機器人這個未來產(chǎn)業(yè)想要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，新材料是繞不開的一關(guān)。

3月31日，第三屆深圳國際傳感器與應(yīng)用技術(shù)展覽會在深圳會展中心（福田）啟幕。國內(nèi)知名傳感器企業(yè)漢威科技集團攜具身智能系列傳感器與芯片、激光器、光電系列傳感器以及多行業(yè)傳感器解決方案亮相，其展出的“電子皮膚”（柔性觸覺傳感器）厚度僅0.3毫米，能在1毫秒內(nèi)感知壓力分布，適應(yīng)機器人手指、關(guān)節(jié)等復(fù)雜曲面，能夠為手術(shù)機器人、智能假肢等提供類人觸覺反饋。

具身機器人通常由“大腦”（智能）、“小腦”（具身操作+具身運控）和“硬件身體”三部分構(gòu)成，圍繞這三部分的關(guān)鍵技術(shù)突破是推動具身智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵動力。

作為具身智能機器人重要的零部件之一，柔性壓力傳感器采用了柔韌性強、可延展、可彎曲折疊、輕便的柔性基底材料，可以緊密貼合在機器人表面，并對復(fù)雜曲面實現(xiàn)高精度、高靈敏度的壓力測量。

“小小一塊‘電子皮膚’集成了許多傳感點，這些傳感點可采集多種信號，進而實現(xiàn)多種功能?！睗h威科技控股子公司蘇州能斯達董事長、總經(jīng)理周震介紹，公司自主研發(fā)的多模態(tài)柔性電子皮膚，能夠感知和響應(yīng)外界觸、壓力、溫度等刺激，賦予機器人更接近人類的觸覺感知能力。

2014年，蘇州能斯達推出國內(nèi)首款“電子皮膚”后，已發(fā)布多款核心產(chǎn)品。公司掌握了柔性壓阻、柔性壓電、柔性汗液、柔性電容等四大核心技術(shù)，柔性傳感器已向高端消費電子、泛醫(yī)療、汽車電子等多個應(yīng)用領(lǐng)域形成了穩(wěn)定的出貨能力?！拔覀冇媱澰黾觾蓷l產(chǎn)線提升產(chǎn)能，2025年上半年預(yù)計可完成新產(chǎn)線的搭建與試運行。”周震說。

超材料是通過微納光刻來實現(xiàn)“人造分子結(jié)構(gòu)”，進而編輯超越自然材料的“人造物質(zhì)”， 擁有電磁隱身、超高精度、超高強度以及輕量化等特點，能在電磁、聲學(xué)、力學(xué)等多個領(lǐng)域展現(xiàn)出超乎尋常的性能。

機器人產(chǎn)業(yè)通過明確性能需求（如輕量化、柔性化、極端環(huán)境適應(yīng)）倒逼新材料迭代，而新材料突破又為機器人開辟了醫(yī)療、太空、微觀操作等新場景。這種雙向驅(qū)動關(guān)系正加速形成萬億級產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

中國投資協(xié)會上市公司投資專業(yè)委員會副會長支培元認為，隨著具身機器人市場逐步擴大，柔性傳感器作為關(guān)鍵部件，將迎來巨大的市場需求。

據(jù)高工機器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）預(yù)測，“電子皮膚”在2024年全球市場總產(chǎn)值約為63億美元，未來十年將保持17%以上的年復(fù)合增長率，到2034年超過300億美元。

專業(yè)人士認為，目前人形機器人廠商應(yīng)用電子皮膚主要集中在手指，未來等技術(shù)成熟及成本下降后，還會應(yīng)用到手臂、腿部、身體軀干、臉部，乃至機器人全身上下。伴隨著應(yīng)用場景的拓展，“電子皮膚”的需求可能會呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。

超材料"

3月，財政部、工信部發(fā)布“2024年新一輪第一批重點‘小巨人’企業(yè)項目計劃”名單。光啟技術(shù)憑借其在超材料領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)化能力，成功入選。

超材料是通過微納光刻來實現(xiàn)“人造分子結(jié)構(gòu)”，進而編輯超越自然材料的“人造物質(zhì)”， 擁有電磁隱身、超高精度、超高強度以及輕量化等特點，能在電磁、聲學(xué)、力學(xué)等多個領(lǐng)域展現(xiàn)出超乎尋常的性能。在具身機器人等領(lǐng)域擁有關(guān)鍵地位，是諸多領(lǐng)域顛覆性技術(shù)的基礎(chǔ)和源頭之一。

在佛山順德的光啟技術(shù)超材料智能制造中心，一個個超材料結(jié)構(gòu)件在智能產(chǎn)線上被制造出來，有這些結(jié)構(gòu)件的加持，未來無人機在保證通信、探測等功能的基礎(chǔ)上，能成功躲過多重雷達系統(tǒng)探測。這里是全國最大的超材料基地，已經(jīng)實現(xiàn)了第四代超材料量產(chǎn)。

光啟技術(shù)是國內(nèi)超材料領(lǐng)域的代表性企業(yè)，由5名海歸博士于2010年創(chuàng)建。

據(jù)光啟技術(shù)董事長劉若鵬向《瞭望東方周刊》介紹，超材料領(lǐng)域技術(shù)壁壘較高。作為一門新興學(xué)科，光啟技術(shù)從十多年前開始嘗試把超材料產(chǎn)品從實驗室推向應(yīng)用場，克服了材料微觀層面的設(shè)計、配套設(shè)備和原材料的研發(fā)、成本控制等多方面的困難，在研發(fā)過程中形成了7大能力平臺。目前，光啟技術(shù)是國內(nèi)唯一實現(xiàn)了超材料大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的公司，在世界范圍內(nèi)率先完成了超材料工業(yè)體系構(gòu)建，打通了超材料從源頭創(chuàng)新到產(chǎn)業(yè)化的全鏈條，成為集“設(shè)計、制造、測試、批產(chǎn)”一體化的全球超材料龍頭企業(yè)。

和第三代超材料相比，第四代有哪些不同？“從制造角度來看，第三代超材料雖然部分融入了微電子元素，但仍以高分子材料為主，第四代超材料則幾乎完全基于微電子的微結(jié)構(gòu)制造，這一轉(zhuǎn)變極大地提升了材料精度與功能性?！眲⑷豉i說，“在性能層面，第三代超材料主要側(cè)重于‘抑制’電磁波，第四代則實現(xiàn)了‘消除’級別的提升，它的性能比第三代提升了1到2個數(shù)量級。此外，得益于納米級厚度的關(guān)鍵微結(jié)構(gòu)設(shè)計，第四代超材料在保持同等強度下，重量大幅減輕，幾乎只有原來的一半，有效提升了材料的輕量化水平。”

2024年11月，光啟技術(shù)在珠海航展上正式發(fā)布全球首款全機身超材料無人機，這是超材料技術(shù)在無人機領(lǐng)域的重大突破。

這款無人機具備諸多優(yōu)勢，它采用了先進的AI算法，具備遠程自主導(dǎo)航功能，同時創(chuàng)新性地引入了集群模式，通過智能編隊和分工合作，實現(xiàn)任務(wù)效率的最大化?！暗靡嬗诔牧系膽?yīng)用，與傳統(tǒng)無人機相比，其在續(xù)航與載荷能力方面均有所提升，并且在電磁性能、結(jié)構(gòu)強度、耐久性以及機體重量等關(guān)鍵指標上獲得了數(shù)量級的提升?！眲⑷豉i說。

興業(yè)證券分析師李博彥表示，低空經(jīng)濟的發(fā)展需要對現(xiàn)有產(chǎn)品“降本增效”，更需要以成本控制、批量制造為出發(fā)點對飛行器進行全新設(shè)計，而光啟技術(shù)發(fā)布的超材料高性能無人機正好契合了市場需求，因此具有廣闊的市場前景。

目前，第四代超材料產(chǎn)品的應(yīng)用場景也比此前一代實現(xiàn)了“質(zhì)的飛躍”，不僅能應(yīng)用于航天航空裝備，還應(yīng)用于電子裝備、艦艇制造、無人機、智能汽車等多個先進制造領(lǐng)域。

AI+新材料

2025年，“AI+新材料”正在激發(fā)出更多創(chuàng)新火花。

1月，《北京市加快推動“人工智能+新材料”創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2025-2027年）》（以下簡稱《行動計劃》）印發(fā)。

目前，北京一批“AI+新材料”融合創(chuàng)新成果加速涌現(xiàn)，形成了一批AI賦能的標桿性新材料典型案例，中國鋼研6個月內(nèi)設(shè)計開發(fā)出世界上強度最高（800MPa級別）的高性能抗氫厚板材料；北京科學(xué)智能研究院引入AI分子表示學(xué)習模型，設(shè)計出不含貴重金屬的新一代OLED發(fā)光材料……

據(jù)悉，北京已聚集“人工智能+新材料”創(chuàng)新型企業(yè)近10家，占全國總量的1/3，引領(lǐng)著這場AI與新材料的時代風口。

“AI+新材料”不僅能大幅縮短新材料的研發(fā)周期，降低研發(fā)成本，顯著提高研發(fā)效率，還能利用AI技術(shù)在處理高維度、跨尺度復(fù)雜體系問題方面的強大計算能力，實現(xiàn)材料成分、結(jié)構(gòu)與性能的預(yù)測、模擬和分析，賦能研發(fā)、制造和應(yīng)用等環(huán)節(jié)，對于材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重大意義。

北京深勢科技有限公司政企事務(wù)副總裁劉會師介紹：“有一個客戶，致力于新能源汽車電解液的開發(fā)，一直在尋找更有效的研發(fā)方案。在傳統(tǒng)的研發(fā)模式下，客戶需要在眾多化學(xué)分子中一個個進行驗證，耗時耗力，效率極低。當我們引入AI for Science大模型體系后，通過機器學(xué)習產(chǎn)生的數(shù)據(jù)集，能夠兼顧微觀尺度分子模擬的精度和效率，原本需要18個月左右的研發(fā)周期，縮短為12個月左右?！?/p>

“AI推動新材料研究范式從‘經(jīng)驗驅(qū)動’轉(zhuǎn)向‘預(yù)測驅(qū)動’?！敝袊?lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司上海市分公司AI技術(shù)總監(jiān)劉澤雷認為，AI正成為新材料產(chǎn)業(yè)升級的核心引擎。

當前，國家和多個地方政府部門已出臺政策措施支持AI與新材料融合發(fā)展。

2024年10月，工業(yè)和信息化部等部門聯(lián)合發(fā)布了《新材料大數(shù)據(jù)中心總體建設(shè)方案》，提出充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)、人工智能對新材料產(chǎn)業(yè)的技術(shù)支撐作用，支持新材料大數(shù)據(jù)中心建設(shè)，培育材料研發(fā)與應(yīng)用的全新發(fā)展模式。

2024年11月，上海市多部門聯(lián)合印發(fā)了《上海市加快培育材料智能引擎發(fā)展專項方案（2025-2027年）》，提出立足材料基因組工作基礎(chǔ)，深化人工智能與新材料融合發(fā)展。到2027年，建設(shè)1個AI賦能材料中心，建成一批高通量、智能化實驗室，支撐高分子樹脂、合金、無機材料、有機化合物4個細分領(lǐng)域垂類模型開發(fā)；培育20個應(yīng)用人工智能設(shè)計材料的“進化中心”（材料研發(fā)主體）；聚焦光刻膠原料、固態(tài)電解質(zhì)、環(huán)氧樹脂、高熵合金等方向，開發(fā)10個左右通過人工智能設(shè)計的新材料產(chǎn)品。

上海市新材料協(xié)會秘書長何扣寶認為，人工智能與新材料的融合需要雙向賦能，共同促進新材料行業(yè)的快速發(fā)展，即產(chǎn)業(yè)界企業(yè)要借助人工智能加快研發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)品，人工智能技術(shù)團隊也要擁抱產(chǎn)業(yè)界的市場應(yīng)用場景，通過應(yīng)用與實踐，優(yōu)化完善模型，從而不斷提升行業(yè)服務(wù)的本領(lǐng)。