新春特輯丨全球新材料領域2025年發展態勢及2026年趨勢展望

國際技術經濟研究所全體同仁祝各位讀者朋友新春快樂、幸福安康。感謝大家長久以來的關注和支持，也期待未來我們能一直有你相伴。我們將在春節期間連續九天獻上專題文章“年度科技發展態勢總結與展望”，希望能為讀者朋友們提供些許參考。

一、2025年全球新材料領域發展態勢總結

美西方正以聯盟化加大對關鍵礦產投入力度，加速其供應鏈建設。美國先后與烏克蘭、澳大利亞、日本、馬來西亞、泰國、哈薩克斯坦等國簽署關鍵礦產合作協議，在供應、采礦和投資、許可、價格機制、地質測繪、貿易互惠等方面加強合作，以增強稀土等關鍵礦產獲取能力；與沙特阿拉伯共建稀土精煉廠，并且日前美國國防部、MP Materials公司以及沙特國有礦業公司Ma’aden已共同成立稀土精煉合資企業；推出“硅和平”倡議，強調與盟友構建硅與AI供應鏈體系。同時，推動韓國鋅業、韓國浦項制鐵集團、澳大利亞離子稀土公司、澳大利亞戰略材料有限公司等在美建設金屬工廠，以聯盟合作加速美關鍵礦產供應鏈本土化建設。日本多年來以“資金+技術”投資澳大利亞萊納斯公司稀土項目，今年完成萊納斯重稀土的首次進口；與中亞五國首次舉辦峰會，達成《東京宣言》、簽署多項協議、對中亞投資3萬億日元（約合190余億美元）等，深化關鍵礦產合作；與美國合作探討推進南鳥島深海稀土開采；與美、澳合作打造年產100噸鎵“超級工廠”；首相高市早苗表示計劃與沙特在稀土等關鍵礦產領域展開深度合作，以降低對中國供應的“過度依賴”及相關地緣風險。其他國家方面，美日印澳啟動“四方關鍵礦產倡議”；澳大利亞、加拿大簽署促進和加強關鍵礦產方面的雙邊合作和貿易的協議；韓國正式在蒙古國首都烏蘭巴托成立稀有金屬合作中心，目前已開始運行。

人工智能技術融合新材料持續發展，加速材料與礦產發現過程。美國艾姆斯國家實驗室依托百億億次級超級計算機與機器學習技術，快速篩選復雜磁性與超導材料，加速能源和信息產業的突破。麻省理工學院與谷歌DeepMind合作，利用機器學習模型預測銅基、鐵基以外的新型超導材料候選，推動“室溫—常壓超導”的探索。國家能源技術實驗室（NETL）利用地質AI預測模型快速定位懷俄明州的布魯克稀土礦。英國劍橋大學與阿貢國家實驗室合作，研發出自動化材料文獻挖掘工具并訓練領域專用語言模型（如MechBERT），用于材料性能預測；利物浦大學研究人員開發出一種用于晶體結構預測的通用算法，可應用于多種晶體結構。我國科學技術大學的AI化學家平臺，能夠根據提出的科學問題自動生成假設和實驗計劃，并執行化學合成—表征—測試完整實驗流程，應用于光催化與電催化材料、發光分子、光學薄膜等材料開發；內蒙古“智能找礦”項目通過AI整合全區多年積累的2000余份地質勘探報告數據，構建自治區首個礦產資源大數據知識圖譜和智能預測大模型，對地質找礦進行智能預測，計劃將找礦預測效率提升≥20%，成功率提升≥5%，為內蒙古新增3—5處找礦靶區。

顛覆性前沿材料持續突破性能邊界。超導材料方面，美國羅切斯特大學團隊在氮摻雜氫化镥體系中實現了20.6℃、10kbar條件下的超導，引發全球關注；美澳研究團隊通過摻雜鎵，制備出具有超導特性的鍺材料；德國馬克斯·普朗克研究所通過飛秒激光脈沖實現光誘導超導，展現出動態調控電子態的新路徑；我國山東大學研究人員開發了一種新鎳基超導體，創下該類材料超導轉變溫度的最高紀錄。石墨烯方面，瑞典皇家理工學院的研究人員成功從商用碳纖維中生產氧化石墨烯納米片，推動大規模生產；英國曼徹斯特大學研制石墨烯可編程表面，通過集成石墨烯調制器與大面積薄膜晶體管陣列，實現對太赫茲波（0.1～10 THz）和毫米波的高速動態調控，推動太赫茲成像與6G通信發展；英國諾丁漢大學、華威大學及鉆石光源公司等組成的研究團隊開發出一種利用分子Azupyrene的單步工藝，可在石墨烯中引入可控缺陷，改善石墨烯與其他材料的結合力，增強其在傳感器、催化劑及半導體電子特性方面的應用潛力。納米材料方面，美國陸軍作戰能力發展司令部陸軍研究實驗室與亞利桑那州立大學、里海大學和路易斯安那州立大學合作，成功研發出一種新型納米晶體銅鉭鋰合金材料，兼具抗高溫蠕變、抗輻射損傷、高導熱性、高導電性，還能夠承受極端高溫和壓力；美國能源部橡樹嶺國家實驗室研究人員利用碳納米纖維，使拉伸強度提高了50%，韌性提高了近兩倍，本質上提高了材料的耐久性。

二、2026年全球新材料領域發展態勢展望

美西方將不計成本建設“去中國化”關鍵礦產供應鏈，在推動突破重稀土技術限制上更進一步。美西方許多礦產項目因勞動力、環保、設施建設不全等產生巨額生產成本，礦產售價對比我國毫無市場化優勢，但通過聯盟化設定價格底線、深海采礦項目的興起、政府直接入股重要礦產企業等舉措，揭示了美西方不計成本建設“去中國化”稀土供應鏈的決心。2025年上半年，美國國防部支持的澳大利亞萊納斯稀土公司實現了鋱、鏑等重稀土氧化物生產，成為中國以外的首個重稀土生產商。而美國、日本在稀土金屬制備方面本有一定經驗，美西方聯盟未來有望依靠盟友突破重稀土金屬生產。

人工智能在材料科學中的作用將由輔助發現向體系化嵌入演變。世界主要經濟體已超越項目支持層面，開始進行系統性的基礎設施與生態構建。例如，美國發布的“創世紀計劃”，革命性新材料是其主要布局發展的方向之一；歐盟推出的《歐洲科學AI戰略》，強調通過材料共享平臺共享數據和結果，利用材料科學基礎模型和自動化實驗室，推進安全可再生材料、量子技術材料和高性能電池等領域創新；我國同期啟動的“人工智能驅動的科學研究”重點研發計劃，也將新材料創制列為優先方向。這些均體現了國家層面對人工智能技術助力材料科研范式轉型的前瞻性布局，人工智能也將在范式轉型的要求和推動下升級為驅動材料“設計—驗證—優化”全流程的核心基礎設施。

前沿材料在拓展性能邊界的基礎上，逐漸關注制造工藝與生態整合能力。在前沿材料領域，當前需要許多極端環境下的優異性能均在實驗室環境實現，但許多國家的政策或項目已關注到應用發展，側重制造工藝與生態整合能力：歐盟擬議的《先進材料法案》直指先進材料商業化周期漫長的痛點，旨在通過戰略框架簡化監管、加速其在關鍵領域的部署；日本啟動“前沿開發計劃”，資助古河電工、京都大學等研制高溫超導線材與組裝導體技術，以提升工業磁體性能并推廣至醫療、能源等應用；韓國通過“超創新經濟主導方案”及特化園區計劃等政策，將基礎設施和聯合測試平臺集中支持特定材料領域，推動應用發展。這些均代表材料研發關注點將逐步從單一性能指標向“系統級適配”轉變。

編輯丨鄭實

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