2025年1月，英国正式启动《国家材料创新战略》（National Materials Innovation Strategy）。该战略由英国国家级材料科学研究创新机构——亨利·罗伊斯研究所起草和发布，汇聚来自270多个不同组织的2000余名专家的集体智慧，明确了英国未来材料创新优先事项，应对可持续发展、能源效率和医疗保健等关键挑战。

英国启动的《国家材料创新战略》具体内容主要包括以下几点：

一、战略背景与目标

该战略由英国国家先进材料研究所——亨利·罗伊斯研究所牵头推进，旨在利用英国在材料科学领域的世界领先专长，应对可持续发展、能源效率与医疗健康等重大挑战。其目标是巩固英国在全球材料创新领域的领导地位，为繁荣可持续的未来奠定基础，并支撑英国多元化产业发展。

二、优先事项与创新机会

战略中确定了19个具体的材料创新机会和40多个优先事项，这些机会和优先事项涵盖了多个领域，从新兴的量子技术到传统的建筑材料领域。它们是基于对市场需求、技术发展趋势、英国自身优势和面临挑战的综合评估而确定的，具有很强的针对性和前瞻性，为英国材料创新的未来发展指明了重点方向。

三、重点领域

（一）机会主题

1.能源解决方案

能源是全球关注的核心问题，材料科学的突破对于提高能源利用效率、推动低碳能源发展至关重要。英国的材料科学与成熟的能源产业紧密结合，可在以下方向取得突破：

• 电池材料：开发更高效、可持续的储能技术，如钠离子电池、固态电池等，以减少对锂离子电池的依赖。
• 氢能材料：改进氢燃料电池的催化剂，提高耐久性，减少贵金属依赖。
• 太阳能与光伏材料：提升太阳能电池的能量转换效率，并发展新型材料，如钙钛矿太阳能电池。
• 核能材料：开发耐高温、耐辐射的新型核燃料材料，支持下一代核反应堆技术。
• 废热回收材料：研究用于工业领域的先进热管理材料，提高能源利用效率。

此外，英国计划建立国家能源材料实验室，用于测试和优化新型储能与发电材料，加快技术从实验室到市场的转化进程。

2.未来医疗

全球人口老龄化加剧，医疗负担增加，材料科学在生物医学领域的突破将带来更高效、更精准的医疗解决方案。

• 生物兼容材料：研发更安全、耐用的植入式医疗材料，如人工关节、心脏支架等。
• 生物电子材料：利用石墨烯等先进材料，制造高灵敏度的神经接口设备，帮助治疗帕金森病、癫痫等神经疾病。
• 个性化医疗材料：发展3D打印技术，制造个性化医疗植入物，提高患者治疗效果。
• 高性能药物递送材料：开发纳米载体，提高药物靶向能力，减少副作用。

英国政府计划在未来五年内投资3亿英镑，用于生物医学材料的研发，推动材料在医疗行业的广泛应用。

3.结构创新

结构创新涵盖建筑、基础设施和交通系统领域，需要更轻、更强、更耐久的材料来提高安全性和能源效率。

• 低碳建筑材料：开发可替代水泥的新型建筑材料，如低碳混凝土、复合材料，以减少碳排放并提高建筑耐久性。
• 高性能合金与陶瓷材料：应用于航空、汽车、桥梁等基础设施，以提高结构强度、耐高温性和抗腐蚀能力。
• 智能自修复材料：利用纳米技术和仿生材料开发可自修复的混凝土、涂层和复合材料，以降低维护成本。

4.先进表面技术

主要目标是提升产品功能、性能和使用寿命。研发高性能表面保护材料和摩擦学解决方案、优化材料设计与测试，可降低材料腐蚀和磨损，提高产品质量，增强英国相关产业的竞争力，尤其在极端环境应用中具有重要意义。

• 摩擦学和表面处理：开发低摩擦涂层，以降低机械能耗并提高设备使用寿命。
• 极端环境耐受材料：研究耐高温、耐腐蚀、耐辐射的涂层和材料，以满足航空航天、核能和深海探索的需求。
• 智能表面技术：开发具有自清洁、防污、防冻等功能的表面材料，提高产品的可靠性和安全性。

5.下一代电子器件

电子技术的进步依赖于高性能材料的突破，未来电子、通信和传感器的发展需要更高效、低功耗和耐用的材料支持。

• 高效功率电子材料：研究宽禁带半导体材料（如氮化镓、碳化硅）以提高电力转换效率，支持电动汽车和可再生能源系统。
• 量子材料：用于量子计算、量子通信和量子传感，推动信息技术革命。
• 光电子与通信材料：开发高速光纤和5G通信技术所需的新材料，提高数据传输速率并降低能耗。

3.消费品、包装和特种聚合物

致力于为更绿色的未来铺平道路，包括可持续包装材料和特种聚合物（可持续弹性体）等。开发可持续的塑料包装和生物基包装材料、生产高性能特种弹性体，有助于减少包装废弃物，推动英国向循环经济转型，实现可持续发展目标。

• 可降解包装材料：替代传统塑料包装，减少环境污染，实现绿色循环经济。
• 可持续弹性体：提高橡胶、医用手套和轮胎等产品的可回收利用率，降低对石油基材料的依赖。
• 高性能聚合物：开发新型聚合物材料，提高耐热性、耐化学性和力学性能，满足航空、汽车、医疗等行业的需求。

（二）跨领域主题

1.Materials 4.0

材料4.0指的是利用人工智能、大数据、机器学习、数字孪生等前沿技术，加速材料的研发、测试和制造进程。该主题的核心目标包括：

• 智能材料设计：通过计算材料学和机器学习预测材料性能，减少实验成本，提高研发效率。
• 数字孪生技术：创建虚拟材料模型，实现仿真优化，提高制造精准度。
• 自动化实验室：利用机器人和AI提高材料研发效率，加快创新步伐。
• 实时数据分析：利用物联网和传感技术监测材料的性能和寿命，提高质量控制能力。

2.可持续性和循环经济

为了减少对环境的影响，材料创新需要全面采用可持续发展理念，核心内容包括：

• 绿色材料开发：设计可回收、可降解或生物基材料，减少对不可再生资源的依赖。
• 低碳制造工艺：采用低能耗、低污染的生产方法，减少碳足迹。
• 材料回收与再利用：建立高效的回收系统，提高废旧材料的再利用率。
• 生命周期评估（LCA）：全面评估材料的环境影响，确保其符合可持续发展标准。

3.技术转化与制造

从实验室到市场，材料创新的转化速度决定了其产业化的成功率，该主题的关键内容包括：

• 从基础研究到商业化的桥梁：建立试点工厂和技术转化中心，加快材料技术从实验室到市场的应用。
• 制造工艺优化：推广增材制造（3D打印）、精密制造等先进制造技术，提高生产效率。
• 供应链整合：建立高效的材料供应链，确保关键材料的可获得性和安全性。
• 促进中小企业（SME）参与：为初创企业和中小企业提供资金支持和市场准入机制，推动材料技术的商业化。

4.技能发展

材料创新需要高技能人才支持，该主题聚焦于：

• 跨学科人才培养：推动材料科学与计算机、工程、人工智能等学科的融合，培养复合型人才。
• 行业培训与认证：建立材料科学相关的职业培训体系，提高劳动力市场的竞争力。
• 大学与产业合作：推动高校与企业合作，培养符合行业需求的人才。
• 全球人才吸引与保留：通过政策激励和研究基金，吸引国际顶尖人才来英国发展。

5.政策、法规与标准

政策与法规是推动材料创新的重要支撑，核心内容包括：

• 简化材料审批流程：优化监管体系，加快新材料进入市场的速度。
• 建立行业标准：制定全球领先的材料标准，确保英国材料行业在国际市场的竞争力。
• 促进国际合作：加强与欧盟、美国、日本等国家的政策协调，共享技术标准和监管框架。
• 推动政府采购支持：政府带头采购创新材料，推动新材料的市场应用。

四、行动计划与措施

• 加速创新：打通从发现到应用的转化路径，打破行业壁垒与学科界限。
• 驱动经济增长：通过材料创新显著提升经济贡献，创造高技能就业岗位。
• 可持续与韧性发展：将可持续理念融入创新全流程，助力净零经济转型。
• 应对重大挑战：重点突破能源系统脱碳、医疗革命、循环经济等关键领域。
• 发挥既有优势：整合英国顶尖研发实力、监管环境与人才储备实现突破。
• 构建统一框架：建立跨行业协同机制应对共性机遇与挑战。
• 培育高价值产业：聚焦高潜力投资领域，以示范性创新支撑重点产业。
• 促进协同创新：搭建产学研政多方协作的创新生态。

五、未来展望与政策支持

英国政府将推出多项政策措施以确保材料创新的顺利实施，包括设立材料创新基金，支持初创企业和学术研究机构；优化监管框架，加快新材料的市场准入速度；加强国际合作，与欧盟、美国、日本等国家共同推动材料技术发展；建设国家材料数据库，整合实验数据，提高材料研发效率；提供税收激励措施，鼓励企业在可持续材料和绿色技术方面投资；加强知识产权保护，确保材料科学创新成果得到有效保护，推动产业化。

未来十年，英国将建立一体化的材料创新生态系统，推动材料科学从基础研究到产业化的全面转型。短期目标（1-3年）是推动关键技术试点和示范工程，优化监管体系，提高产业链协作效率；中期目标（4-7年）是加速高潜力材料的商业化，促进绿色制造，加强国际合作，构建全球领先的供应链体系；长期目标（8-10年）是确保英国成为全球材料创新中心，在可持续材料、先进制造、新能源和生物医疗等领域保持技术优势。

六、战略特点与意义

该战略独特之处在于聚焦具有变革性的赋能技术与方法，特别是“材料4.0”与“可持续性”两大横向主题。这些创新将彻底重塑材料创新在多领域的应用模式，通过整体性视角实现材料创新在实施、应用与规模化方面的质的飞跃。此外，战略的实施将有助于提升英国的材料创新能力，巩固其在全球材料创新领域的领先地位，并为构建可持续未来提供关键支撑。

信息来源：

英国正式启动《国家材料创新战略》，开启材料4.0时代.

http://www.ecorr.org.cn/news/industry/2025-02-07/193845.htmlU.K. launches National Materials Innovation Strategy for materials innovation. https://www.compositesworld.com/news/uk-launches-national-materials-innovation-strategy-for-materials-innovations
National Materials Innovation Strategy.https://www.royce.ac.uk/content/uploads/2025/01/National_Materials_Innovation_Strategy_FINAL_WEBSITE.pdf