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　　实现碳达峰ღ✿、碳中和的战略目标ღ✿，是以习近平同志为核心的党中央统筹国内ღ✿、国际两个大局后作出的重大战略决策ღ✿，是解决我国当前所面临的资源环境约束突出问题ღ✿、实现绿色可持续发展的必然选择ღ✿，这一战略目标也是构建人类命运共同体的庄严承诺ღ✿，体现了我国携手世界各国一道ღ✿，积极应对全球能源短缺与气候变化这一艰巨挑战的坚定决心ღ✿，彰显了我国作为大国的责任与担当ღ✿。

　　材料是人类社会进步的基石ღ✿。从石器时代发展到以钢铁为代表的工业时代ღ✿，以及如今以硅等半导体材料及器件为代表的信息时代ღ✿，历史的演进无不伴随著材料的进展和突破ღ✿，关键新材料的出现与应用往往是推动新技术革命的直接动力ღ✿。随著经济社会的发展ღ✿，新材料推动了人工智能ღ✿、新能源汽车ღ✿、高端装备ღ✿、生物医药等新兴领域的快速发展ღ✿，并促进著相关行业的快速迭代与进步ღ✿，显著提升了人们的物质生活水平ღ✿。鉴于新材料的重要战略作用ღ✿，世界各国不约而同将新材料作为其主要发展目标ღ✿。

　　作为材料大国ღ✿，我国目前虽具有完善的材料制造产业ღ✿，但对关键新材料的研究ღ✿、开发与应用还落后于发达国家ღ✿，导致在多个领域受制于人ღ✿。几年前ღ✿，《科技日报》列举了制约我国工业发展的35项“卡脖子”技术ღ✿，其中27项与材料密切相关ღ✿，这充分说明了我国对新材料领域发展的迫切需求和面临的巨大挑战ღ✿。

　　2016年ღ✿，我国工业和信息化部发布了《新材料产业发展指南》ღ✿，明确指出要重点发展先进基础材料ღ✿、关键战略材料和前沿新材料ღ✿，以提升我国新材料的自主创新研发能力ღ✿，实现从材料制造大国向材料研发强国迈进ღ✿。近年来ღ✿，我国材料科学研究成果显著ღ✿，如高温超导材料ღ✿、石墨烯等二维材料ღ✿、纳米材料ღ✿、光学晶体ღ✿、先进钢铁等swag台湾官网ღ✿。在竞争日益激烈的国际形势下ღ✿，实现新材料的突破并通过成果转化与应用对我国关键产业的发展具有重要的战略意义ღ✿。

　　中科院2001年成立了中国第一个院士活动基地——深圳中国科学院院士活动基地ღ✿。图为院士基地主办2024“科学与中国”湾区行——“千名院士．千场科普”暨深圳第十三届院士专家巡讲活动开幕式（本刊记者 孙艺宁 摄）

　　电脑科学ღ✿、人工智能与实验相结合ღ✿，加速了新材料的开发速度ღ✿。传统材料的研发与改进主要是基于经验和实验的积累ღ✿，以及大量重复性的“试错法”实验ღ✿，工作量大且耗时长ღ✿，新材料更新迭代速度较慢ღ✿。据统计显示ღ✿，过去一种材料从开发到工业化应用一般需要20-30 年之久ღ✿。

　　面对新材料产业竞争日益激烈的现状ღ✿，缩短新材料的研发周期成为当务之急ღ✿。利用计算机科学与大数据swag台湾官网ღ✿，建立材料结构和性能的预测模型ღ✿，对新材料进行设计ღ✿，并通过实验结果对理论模型进行修正ღ✿，能够大幅缩短新材料的研发周期ღ✿。同时ღ✿，基于实验数据和高通量理论计算结果ღ✿，建立材料资料库系统ღ✿，通过深度机器学习ღ✿，能够设计新材料或优化材料的组分ღ✿。

　　新材料发展与其他学科深度交叉融合ღ✿。结合先进的材料制备手段ღ✿，如磁控溅射ღ✿、分子束外延沉积以及3D/4D打印等技术swag台湾官网ღ✿，对不同结构和功能的新材料的研发速度大幅加快ღ✿。另一方面ღ✿，新型二维材料如石墨烯ღ✿、石墨炔ღ✿、二硫化钼ღ✿、黑磷尊龙凯时-人生就是博中国ღ✿、硅烯等新材料的发现ღ✿，使人们对未知世界的认识和理解进一步加深ღ✿。简而言之ღ✿，新材料的出现促进了物理swag台湾官网ღ✿、化学ღ✿、生物等学科的发展与进步ღ✿，而相关学科的发展与技术进步也加速了新材料的研发进程ღ✿。

　　新材料的发展更加注重绿色节能环保swag台湾官网ღ✿。能源危机ღ✿、环境污染等问题对人类的可持续发展构成了严重威胁ღ✿，因此ღ✿，新材料的开发越来越重视节能环保ღ✿。例如ღ✿，通过采用四氟乙烷等取代传统氟利昂制冷剂尊龙凯时-人生就是博中国ღ✿，使用发光二极体（LED）节能灯ღ✿，开发和应用节能建筑材料如利用绿色保温材料作建筑外墙等ღ✿。此外ღ✿，对材料研发和应用过程进行全生命周期的监测和评估ღ✿，提高材料的利用效率ღ✿，也成为重要的行业发展趋势ღ✿。

　　金ღ✿、产ღ✿、学ღ✿、研ღ✿、用合作加速新材料的研发与产业化ღ✿。新材料的发展不仅需要基础科学的研究ღ✿，同时也需要结合市场的需求ღ✿；此外ღ✿，政策和资金的支持也是新材料发展不可或缺的一部分ღ✿。因此ღ✿，为实现新材料的创新发展ღ✿，加强金产学研用合作尊龙凯时-人生就是博中国ღ✿，结合科研机构和大学ღ✿、金融机构ღ✿、创新企业以及政府多方的优势ღ✿，推动新材料产业全面发展ღ✿，是加速新材料研发及产业应用的重要途径ღ✿。

　　社会快速发展和人类物质文明高度发达的同时ღ✿，能源和环境等问题也愈发突出ღ✿。随著能源需求的增加ღ✿，煤ღ✿、石油ღ✿、天然气等化石燃料的消耗与日俱增ღ✿；然而ღ✿，化石燃料资源有限ღ✿，快速ღ✿、持续ღ✿、大量的消耗导致化石燃料面临日益枯竭的严峻形势ღ✿。与此同时ღ✿，化石燃料消耗所排放的二氧化碳等温室气体导致的温室效应ღ✿、极端天气等气候问题ღ✿，对人类社会的可持续发展造成严重威胁ღ✿。

　　为应对上述全球性问题ღ✿，世界各国纷纷采取行动ღ✿。早在1992年ღ✿，联合国促成了《联合国气候变化框架公约》以应对气候变化ღ✿，此后世界各国又相继签订了《京都议定书》（1997年）ღ✿、《哥本哈根协议》（2009年）ღ✿、《巴黎协定》（2015年）等ღ✿，旨在通过节能减排ღ✿、发展清洁能源等手段ღ✿，最终实现碳排放与碳吸收的平衡——即碳中和发展目标ღ✿。

　　当前ღ✿，我国大力发展非化石能源ღ✿，能源消费结构优化成效明显ღ✿，能源绿色低碳转型步伐加快ღ✿。据国家统计局数据显示swag台湾官网ღ✿，天然气ღ✿、水电ღ✿、核电ღ✿、新能源（风电ღ✿、太阳能及其他能源）等清洁能源消费增长加快ღ✿，占能源消费总量比重从2012年的14.5%提高到2023年的26.4%ღ✿，煤炭占能源消费总量比重从68.5%降至55.3%ღ✿；石油消费占比保持在18%左右ღ✿。

　　为保障我国能源安全ღ✿、实现碳中和ღ✿，亟待大力发展新型能源材料ღ✿，强力支撑清洁能源科学与技术ღ✿，实现能源的高效生产与利用ღ✿。想要实现碳达峰ღ✿、碳中和的目标ღ✿，就要求我们努力实现“六化”ღ✿，即能源生产低碳化ღ✿、能源使用电气化ღ✿、工业过程氢能化ღ✿、能源网络智能化ღ✿、二氧化碳资源化以及资源利用循环化ღ✿。作为能源高效生产与利用的关键和重要组成部分ღ✿，新材料的发展与应用在实现碳达峰ღ✿、碳中和的进程中起到至关重要的作用ღ✿。

　　在此背景下ღ✿，中国科学院深圳先进技术研究院碳中和技术研究所（碳中和技术研究所）应势而生ღ✿。碳中和技术研究所围绕可再生能源生产ღ✿、能源存储ღ✿、能源利用创新链条中的核心科学与技术问题进行布局ღ✿，重点开展颠覆性离子膜技术ღ✿、钙钛矿光伏ღ✿、超宽温域电池ღ✿、水系安全储能电池ღ✿、固态电池ღ✿、二氧化碳的转换与利用ღ✿、理论设计与人工智能ღ✿、碳足迹与碳中和战略ღ✿、能源材料回收及再利用等重要科技成果的产业化攻关ღ✿，建立碳中和技术高端智库ღ✿，打造全链条技术创新平台ღ✿。

　　碳中和技术研究所以科学问题与市场需求为导向ღ✿，培育和完善碳中和技术创新链条ღ✿，通过技术成果转移转换和多方合作共建机制ღ✿，打造碳中和产业集群ღ✿，驱动产业升级ღ✿，有效推进湾区“双碳”科技创新链ღ✿、产业链ღ✿、资金链与人才链的深度融合ღ✿，助力深圳打造具有全球影响力的产业科技创新中心ღ✿。同时ღ✿，深入剖析低碳与无碳能源供给模式ღ✿，为城市能源结构转型升级提供坚实理论根基ღ✿，积极支撑双碳战略决策ღ✿，紧密结合本地产业特色与城市发展诉求ღ✿，提出针对性的战略咨询决策建议ღ✿，激发全社会参与碳中和行动的热情尊龙凯时-人生就是博中国ღ✿，让绿色发展理念深入人心ღ✿。

　　（作者系中国科学院院士swag台湾官网ღ✿、深圳中国科学院院士活动基地主任尊龙凯时-人生就是博中国ღ✿、中国科学院深圳先进技术研究院碳中和技术研究所所长ღ✿，本文发布于《紫荆》杂志2025年3月号）尊龙凯时人生就是博·(中国)官网尊龙凯时ღ✿。尊龙凯时 - 人生就是搏ღ✿！ღ✿。