日本科技強大不是沒原因的_史上最全的日本材料產(chǎn)學研大解析

　　新材料是高新技術(shù)的主要組成部分，又是高新技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)和先導，也是提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)能級，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。新材料產(chǎn)業(yè)被認為是21世紀最具發(fā)展?jié)摿Σξ磥戆l(fā)展有著巨大影響的產(chǎn)業(yè)，當今世界發(fā)達國家爭奪高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點的種類中，均把新材料產(chǎn)業(yè)放到重要戰(zhàn)略地位來優(yōu)先發(fā)展。日本是新材料生產(chǎn)的主要國家，日本政府高度重視新材料技術(shù)的發(fā)展，把開發(fā)新材料列為國家高新技術(shù)的第二大目標。

　　以下就由金戈新材帶您一起來盤點日本新材料產(chǎn)學研政各界現(xiàn)狀。

　　一.日本新材料政策

　　日本政府發(fā)布的《日本產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)展望2010》的報告以新成長戰(zhàn)略為指導，將包括高溫超導、納米、功能化學、碳纖維、IT等新材來技術(shù)在內(nèi)的10大尖端技術(shù)產(chǎn)業(yè)確定為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要戰(zhàn)略領(lǐng)域，就相關(guān)領(lǐng)域的現(xiàn)狀和問題、發(fā)展方向進行了分析，并提出了相應的行動計劃。

　　1.高溫超導技術(shù)領(lǐng)域

　　為確立在未來高溫超導技術(shù)方面的技術(shù)優(yōu)勢，日本需要對現(xiàn)有的技術(shù)開發(fā)體系和社會支撐體系進行必要的改革，基于關(guān)聯(lián)企業(yè)建立共同開發(fā)系統(tǒng)，并在關(guān)聯(lián)企業(yè)間實施管理和安全等方面的相同準則。在超導電機開發(fā)方面，需開展超前性的技術(shù)開發(fā)和實證工作，以挽回在系統(tǒng)化與實用化等方面的時間損失，并盡快確立高溫超導線材的供應體系；在超導電纜技術(shù)方面，作為實現(xiàn)高度化智能電網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)，將基于示范項目推進超導技術(shù)節(jié)能效果的實證和市場準入；在管理和安全對策方面，應從目前開始著手，研究并建立相關(guān)的安全法規(guī)和管理規(guī)范，并通過上述具體行動措施，爭取在超導海上風力電機、超導發(fā)電機、超導變壓器，超導智能電網(wǎng)等新能源與低碳電力系統(tǒng)開發(fā)，以及國際標準、知識產(chǎn)權(quán)等關(guān)鍵領(lǐng)域與美國等國一爭高下。

　　2.納米技術(shù)領(lǐng)域

　　在促進納米技術(shù)的商業(yè)化方面，為大學等納米技術(shù)的開發(fā)機構(gòu)，在產(chǎn)業(yè)化過渡所需的資金等方面提供強有力的支持，特別是對向?qū)嵱没D(zhuǎn)變的應用研究給予重點扶持；在納米技術(shù)研發(fā)基地整治方面，通過產(chǎn)學官結(jié)合的方式，建立世界最高水準的研發(fā)基地，并為尖端納米技術(shù)的檢測裝置共有化及實證評價等提供更好的機會。在體制方面，一是通過強化日本各部委之間的合作，以及促進面向社會的工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域的協(xié)作、工業(yè)和商業(yè)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的協(xié)作，建立起更加有效的合作研發(fā)機制；二是建立全國性納米技術(shù)研發(fā)支持體系，通過文部省的納米技術(shù)網(wǎng)絡來實現(xiàn)研發(fā)機構(gòu)與企業(yè)的緊密結(jié)合；三是風險管理體系的整治，設立納米產(chǎn)品化及事業(yè)化專項支持基金；四是強化經(jīng)營機制，從人才、技術(shù)、資金等多個角度予以優(yōu)先支持。力爭通過強化基礎(chǔ)課題研究、技術(shù)保護及基礎(chǔ)條件支撐等手段，在納米領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)對美歐、中國和韓國的技術(shù)趕超。

　　3.碳纖維領(lǐng)域

　　為進一步鞏固并強化日本在碳纖維領(lǐng)域的技術(shù)和產(chǎn)品優(yōu)勢，在有效推進原材料開發(fā)制造、產(chǎn)品加工、市場拓展等各環(huán)節(jié)相互配合協(xié)作的基礎(chǔ)上，進一步提高出口能力及相關(guān)技術(shù)開發(fā)是關(guān)鍵，為此，應全力推進國際評價方法和標準的建立，并爭取早日建立相應的國家標準化體系。在確保日本原絲領(lǐng)域較高的市場占有率的基礎(chǔ)上，針對15%的半固化片二次構(gòu)造體市場占有率下滑狀況，進一步加強歐美等海外市場的爭奪，有效提高復合材料等加工領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)競爭力。

　　4.功能化學技術(shù)領(lǐng)域

　　盡管在功能化學領(lǐng)域日本具有很強的技術(shù)和競爭優(yōu)勢，但隨著服務業(yè)的相對弱化，能否繼續(xù)發(fā)揮自己的所長也成為懸念，因此，需在繼續(xù)推進政府和企業(yè)相關(guān)研發(fā)費用高額化的同時，鼓勵同一領(lǐng)域的多企業(yè)協(xié)作，以避免重復投資，在努力改變同一領(lǐng)域多頭研究狀況的基礎(chǔ)上，在液晶等功能性化學品領(lǐng)域進一步鞏固日本的統(tǒng)治地位。

　　5.高性能IT技術(shù)領(lǐng)域

　　為提高日本在高性能IT領(lǐng)域的整體競爭力，必須培育出國際型的企業(yè)，并結(jié)合其在日本世界領(lǐng)先水平的節(jié)能和環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域的應用，以促進可持續(xù)的IT技術(shù)創(chuàng)新，同時也應吸引國際人才和資金，并確立自身的官民結(jié)合發(fā)展路線。未來在大力推進綠色IT，走低碳型IT需求路線的同時，充分借鑒核心技術(shù)黑箱化及外圍技術(shù)標準化、公開化的國際商業(yè)經(jīng)營成功模式，促進LED照明測光、太陽能電池板和新型蓄電池等領(lǐng)域國際標準的確立，并依托內(nèi)容產(chǎn)業(yè)的龐大市場和技術(shù)優(yōu)勢，加大人才培養(yǎng)力度，以達到與美國相同的GDP產(chǎn)出比例為目標，從技術(shù)和產(chǎn)業(yè)方面提高整體國際競爭力。

　　二.日本新材料產(chǎn)業(yè)狀況

　　1.新材料工業(yè)化現(xiàn)狀

　　日本機械制造工業(yè)長期保持世界先進水平與其發(fā)達的材料產(chǎn)業(yè)密不可分。近年，隨著中國等新興國家的材料產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，日本迫切感到高端材料的實用化開發(fā)必須加快步伐。日本機械工業(yè)聯(lián)合會2007、2008年發(fā)表的“新材料現(xiàn)狀與工業(yè)化調(diào)查”對先進材料技術(shù)的種類、特性、應用可能性及工業(yè)化前景等進行評估，評估的新材料領(lǐng)域包括：耐高壓、耐腐蝕性、高敏感、超薄、超輕，具備很多金屬特性的金屬玻璃，廣泛用于電子產(chǎn)品的鎂合金，用于水力發(fā)電機組軸承的樹脂系復合材料，碳纖維復合材料，用于建筑、橋梁、船舶、汽車的超級鋼鐵材料，新光源材料有機EL、富勒烯、固體燃料電池材料、高溫超導材料、超耐熱合金、生物能源材料、硅材料、雙層電容器用碳素納米細孔電極材料等。

　　2.日本新材料優(yōu)勢領(lǐng)域

　　日本的新材料政策是以其工業(yè)政策為導向的，其目標是占有世界市場，因此選擇的重點是使市場潛力巨大和高附加值的新材料領(lǐng)域盡快專業(yè)化、工業(yè)化。目前，日本目標明確且已保持領(lǐng)先優(yōu)勢的領(lǐng)域有：精細陶瓷、碳纖維、工程塑料、非晶合金、超級鋼鐵材料、有機EL材料、鎂合金材料。

　　3.新材料市場占有狀況

　　目前，多數(shù)工業(yè)化國家已針對節(jié)能減排，應對氣候變化問題達成基本共識，并積極推動建立減少污染、資源可回收利用的循環(huán)型經(jīng)濟模式，制定經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展政策措施。形勢的發(fā)展為新材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了巨大市場空間。日本的新材料產(chǎn)業(yè)憑借其超前的研發(fā)優(yōu)勢和研發(fā)成果的實用化開發(fā)力度，在環(huán)境、新能源材料世界市場占有絕對的優(yōu)勢地位，具體如下：鋰電池隔板50%，飛機、汽車用碳纖維70%，海水淡化逆滲透薄膜50%，高端多層陶瓷電容器用納米級鈦酸鋇80%，300mm太陽能電池半導體電路板70%，有機EL材料90%，聚乙烯醇膠卷80%，用于燃料電池的氧化鋯60%，用于汽車、電子的合成鎂氧70%。

　　4.產(chǎn)官學合作體制推動新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展

　　1995年日本制定了《科學技術(shù)基本法》，次年開始實施為期5年的科學技術(shù)基本計劃。為推動循環(huán)經(jīng)濟，建立循環(huán)型社會，日本制定了一系列相關(guān)法規(guī)如《環(huán)境基本法》、《循環(huán)型社會形成推進基本法》、《資源有效利用促進法》、《綠色購入法》等，為新材料的研發(fā)、實用化起到了積極的推動作用。此外，日本的產(chǎn)官學合作體制即產(chǎn)業(yè)界、政府和學術(shù)界合作的科技發(fā)展體制在促進科研成果產(chǎn)業(yè)化方面發(fā)揮了重要作用。

　　在日本的產(chǎn)官學合作體制中，政府處于主導地位，依據(jù)上述法規(guī)，政府和民建成立了一些科技中介機構(gòu)，在科研成果和企業(yè)間牽線搭橋。獨立行政法人科學技術(shù)振興機構(gòu)和獨立行政法人新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)，是分別隸屬于文部科學省和經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省的科技中介機構(gòu)，它們通過公開募集的方式，委托企業(yè)完成各項新技術(shù)開發(fā)，并提供所需的研發(fā)費用，研發(fā)成果歸國家所有，參與的企業(yè)享有優(yōu)先使用權(quán)。據(jù)統(tǒng)計，上述機構(gòu)每年把上百項重要科研成果成功轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。

　　三.上世紀八九十年代日本對開發(fā)新材料采取了以下相應的對策

　　1.重視新材料的基礎(chǔ)研究

　　日本為了給未來的科學技術(shù)進步打下基礎(chǔ)，以保證在今后的尖端技術(shù)中發(fā)揮其主導作用，日本認識到基礎(chǔ)研究的重要性。所以在1984年的科學技術(shù)白皮書中大力強調(diào)基礎(chǔ)研究，尤其是新材料方面的研究。

　　2.新建一批新材料研究所

　　新建了一批新材料研究所，主要是為了進入新的階段，著重對電子、新材料、生物工程等方面開展研究活動。其中對新材料的研究，日本給予相當重視。

　　3.確保發(fā)展新材料所需的人才資源

　　日本認識到培養(yǎng)材料科學家和材料工程師的重要性，也認為現(xiàn)有的大學中許多課程遠遠滿足不了當前培養(yǎng)高級科技人才的需要，必須加以調(diào)整。此外，日本為了發(fā)展新材料所需的資源業(yè)采取以下政策:

　　(1)政府出資儲備，(2)政府對民間企業(yè)的庫存給予資助，(3)與國外資源國建立鞏固關(guān)系;(4)鑒于國際形勢的穩(wěn)定，采取各種渠道輸人資源的政策;(5)加強礦渣的綜合利用和回收有用金屬，(6)開發(fā)錳團礦等海洋資源。

　　4.在研究經(jīng)費方面給予支持

　　1985年日本政府在新材料方面的研究經(jīng)費預算金額共計為7,810百萬日元，占科學技術(shù)振興費的2.04%。日本政府在新材料方面的研究開發(fā)費相當于大型工業(yè)技術(shù)研究開發(fā)費(7,698百萬日元)和海洋開發(fā)經(jīng)費(7,984百萬日元)，比太陽能、地熱能、氫能等新能源的開發(fā)研究費3,022百萬日元高50%以上，比電子計算機產(chǎn)業(yè)的研究開發(fā)費4,779百萬日元高38.7%。此外，為促進新材料的發(fā)展，日本開始采取歐美各國所采取的在稅制上支持的政策。對研究經(jīng)費的增加額減稅20%減稅限額最多只能相當于所得稅的10%，對新材料試驗研究費的稅收，若有理由延期繳納，可延至任何時候償還，對新材料的開發(fā)投資減稅10%，以鼓勵民間從事新材料的技術(shù)開發(fā)活動。

　　5.日本的新材料研究體制采取了新方式

　　日本企業(yè)對新材料的開發(fā)采取產(chǎn)學結(jié)合或企業(yè)間合作的體制。產(chǎn)學結(jié)合就是企業(yè)與學校結(jié)合，1984年大學和住友電公司就開發(fā)新材料方面進行合作研究，成功地開發(fā)出瞬時合成燒結(jié)精細陶瓷的方法。在日本這樣的產(chǎn)學合作事例不勝枚舉。企業(yè)間的合作。新材料廠商是進行材料開發(fā)，用戶廠商是進行機器、設備的開發(fā)。對生產(chǎn)廠商和用戶廠商的關(guān)系是非常密切的。在競爭劇烈的時代，日本許多企業(yè)認識到，為了縮短開發(fā)周期，為了企業(yè)的生存，應共同進行研究。所以現(xiàn)在許多新材料生產(chǎn)廠商和用戶廠商以對等形式進行共同開發(fā)，共同生產(chǎn)。日本認為這是尖端技術(shù)時代的一個有效的開發(fā)戰(zhàn)略。

　　由此可見，日本對材料這一行業(yè)極為重視，同時，日本在材料領(lǐng)域的發(fā)展也是越來越進步。希望我們國家能夠在材料領(lǐng)域也有如此多的措施，促進材料行業(yè)的發(fā)展。

　　四.近年來日本新材料重大科學進展

　　1.開發(fā)出世界上最耐熱的生物塑料、高強度醫(yī)用凝膠和更節(jié)省稀土的磁石制造技術(shù)。

　　2.北陸先端科技大學院大學與筑波大學的研究人員利用轉(zhuǎn)基因大腸菌制造出具有堅硬構(gòu)造的桂皮類物質(zhì)，并使用光化學手段對其進行加工，成功制造出世界上最耐熱的生物塑料。該物質(zhì)有望在未來成為汽車和電器零部件中金屬和玻璃的替代品。

　　3.東京大學的研究人員成功開發(fā)出一種即使放入水中也不會膨脹的高強度醫(yī)用凝膠，這種物質(zhì)未來可用于制造人工軟骨等醫(yī)療器材，并在干細胞治療中發(fā)揮作用。

　　4.立命館大學的研究人員開發(fā)出一種低費用的深紫外發(fā)光體，該發(fā)光體使用LED光源，未來作為殺菌處理的新型光源代替目前使用的水銀燈。

　　5.產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所的研究人員用沙子的主要成分硅石與酒精進行反應，成功制出了硅化學產(chǎn)業(yè)的主要原料四乙氧基硅烷。這種新技術(shù)不但效率高，而且由于是直接合成，也相對簡便，對未來的硅化學產(chǎn)業(yè)可能產(chǎn)生重大影響。

　　6.九州大學的研究人員開發(fā)出一種新工藝，通過減少作為觸媒的白金粒子直徑和其在固體表面上的固化密度，大大減少燃料電池中白金的使用量，達到目前的十分之一。這項成果的出現(xiàn)意味著未來燃料電池的費用可能會大大削減。

　　7.物質(zhì)材料研究機構(gòu)的研究人員成功合成一種新的磁石化合物NdFe12Nx，這種新型磁石與目前在混合動力汽車驅(qū)動馬達中使用的釹磁石相比，使用的稀土量更少，而且具備更優(yōu)良的磁力特性。

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