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简报·第191期

产业创新动态(5月)

机器人技术三大策略抢占智能制造的制高点

  纵观当今科技、产业发展态势和主要国家的战略走向,机器人技术和应用已成为各国必争领域和未来竞争的制高点。

  我国工业机器人处于产业形成和快速发展期,服务机器人、特种机器人也开始形成一定竞争力。当前,我国经济发展进入新常态,到了转型升级的关键时期。我们应当抓住这一轮的智能机器时代产业变革带来的爆炸性增长机遇期,要在新赛场建设之初就加入其中,甚至主导一些赛场建设,使我国成为第三次工业革命新的竞赛规则的重要制定者、新的竞赛场地的重要主导者。

  在国家将机器人提升至战略性新兴产业之后,国内各地陆续出台相关扶持政策,争相打造机器人产业基地。截至2014年6月,全国已建或拟建的机器人相关产业园(基地)已超过30个,规划总面积超过2.8万亩,但总体说来,国内园区同质化、低水平竞争态势较为明显。

   机器人产业研究专家罗百辉表示,我国机器人几大核心技术仍然受制于人,我国在工业机器人的诸多方面仍停留在集成层面,核心零部件长期依赖进口,尤其是在高精度减速器、伺服系统、控制器等领域。这严重制约了我国机器人产业的发展及国际竞争力的形成。同时产业链碎片化比较严重,产业园区同质化、集成化现象开始出现,亟须国家加大核心技术的联合攻关投入和力度,亟须尽快科学布局产业协同发展,打造技术链,布局产业链。为了抢占智能制造的制高点,需要在以下几个方面下大力气:

   一是加强全盘规划,实施非对称的发展战略。坚持有所为有所不为,加快制定我国机器人技术和产业发展规划,定期发布我国机器人产业发展技术路线图,把机器人技术对相关领域科学研究、技术开发、产业发展特别是基础工业水平的渗透、辐射、带动作用充分发挥出来。重点推进减速器、驱动器、控制器、传感器等关键核心零部件国产化,满足国内机器人产业基础关键需求。

   二是坚持需求导向,走中国特色的差异化机器人发展道路。工业机器人受制于国内基础工业水平整体落后、短期内难以实现重大技术突破和高端产能扩张,又受到巨大市场需求的强劲刺激,应在政府主导和产业投资双轮驱动下走收购再创新道路,一方面通过国家战略开展工业机器人本体、核心零部件、系统集成应用技术的联合攻关,同时利用市场实现全球关键技术的收购、再创新,以智能机器人为抓手推动我国工业机器人由低端向中高端发展,并以此带动提升基础工业水平和制造业综合竞争力。

   服务机器人发展方向相对模糊、全球市场刚刚起步,应在政府引导和市场配置双轮驱动下走自主创新道路,充分发挥市场机制在资源配置中的决定性作用,强化与信息、网络、材料、感知、仿生技术的融合突破,鼓励民营资本和企业参与技术研发和产业化推广,并通过原始创新不断开拓市场、培育新兴产业;特种机器人应在国家战略和重大工程双轮驱动下走自主可控的道路,坚持工程牵引、目标导向,强化用户、行业与研发集成的联合攻关,推动工程化产品与应用。

    三是破解成果转化难题,打通从科技强到产业强的通道。鼓励科研机构面向市场开展技术攻关,对近市场和远市场的科技开发活动采取不同的扶持方式,进一步健全科技成果转化激励机制。依托骨干企业或科技院所建设学科交叉、综合集成、机制创新的机器人系统仿真测试平台和基于市场发育积累的大数据中心,搭建机器人行业共性技术攻关平台和公共服务平台,面向社会提供原理验证、原型机测试、数据查询等技术服务,缩短科技成果产业化周期。

来源: 金模网 

我国首个石墨烯国家标准制定取得重要进展 

     备受业界关注的《石墨烯材料的术语、定义及代号》国家标准(征求意见稿)日在中国国家标准化管理委员会官网正式公布,并将在一个月内向社会公开征求意见。这标志着我国首个石墨烯国家标准制定取得重要进展。

  全国纳米技术标准化技术委员会纳米材料分会秘书长、冶金工业信息标准研究院高级工程师戴石锋介绍,此次制定的石墨烯材料术语国家标准对“什么是石墨烯”及其相关材料术语等进行了详细界定,是国内首次系统提出石墨烯术语体系构建方案。

  值得关注的是,此项标准创造性地提出“石墨烯材料的产品代号”。该代号由石墨烯材料的基本核心信息组成,通过让石墨烯企业以自我声明的方式主动标示石墨烯材料的一些基本信息,让公众对石墨烯材料的基本品质一目了然。

  据了解,近年来,业界对石墨烯高度关注,石墨烯研究和产业化得到了快速发展。然而,对于什么是石墨烯,由于国内缺乏统一标准,一直说法不一,使得市场鱼龙混杂。

  “此项标准的制定和实施,一方面为产业界和学术界交流提供了统一的技术语言,另一方面,产品代号的出台也将为产业界自我监督和自律提供一个有效手段,避免个别虚假宣传行为,有利于引导和促进中国石墨烯产业健康、有序发展。”戴石锋说。

  他认为,此次对国家标准征求意见,既是向社会各界广泛征求意见、完善标准技术内容的过程,也是向社会宣传标准草案技术内容的一次重要机会。

  此外,我国提交的首份石墨烯国际标准提案近日已获得国际标准化组织的初步认可,有望于今年下半年立项。这将为我国石墨烯产业积极参与国际技术规则制定提供良好机遇,为我国石墨烯产业未来走出去打下坚实基础。

  石墨烯材料是具有优异的电、热、光以及强度等性质的新型纳米材料,在能源装备、交通运输、航空航天等领域已呈现良好的应用前景。目前,英国、美国、韩国等多国正着手推动石墨烯的产业化,中国也是石墨烯研究和应用开发最为活跃的国家之一。数据显示,我国申请的石墨烯专利数量最多,已超过2200项,占全世界的三分之一。

 来源: 新华社

              国际科技成果要闻精选(5月)

新型复合金属锂电极材料问世 突破大规模商业化瓶颈 可极大提高锂电池性能

    由美国斯坦福大学著名材料学家崔屹与美国前能源部部长、诺贝尔物理奖得主朱棣文组成的研究团队,最近在金属锂电极的实际应用研发方面取得重大突破。以博士生梁正为骨干的研究小组首次提出“亲锂性”这一概念,并利用表面“亲锂化”处理的碳质主体材料成功制备出一种复合金属锂电极,该电极可大大提高锂电池性能。

    近年来,随着便携式电子设备、电动汽车及可再生能源的迅速发展,高能量能源存储器件成为新能源新材料领域的研究热点之一。金属锂具有极高的理论比容量和理想的负极电位。以金属锂为负极的二次电池,具有高工作电压、高能量密度等优势,使得金属锂成为当今能源存储领域的首选材料。然而,现有锂离子二次电池各项指标诸如容量、循环寿命、充电速度等,均不能满足消费者日益增长的需求,因此,新型电极材料的研发成为重中之重。

    新研究的复合金属锂电极在碳酸盐电解液体系的循环过程中具有较小的尺寸变化、极高的比容量和良好的循环及倍率性能,其电压曲线也相对平滑,突破了当前制约金属锂电池大规模商业化的主要问题,即金属锂与电解液的副反应,循环过程中的电极尺寸变化,以及锂枝晶的形成。前者很大程度上降低了电池的库伦效率,影响了其电化学性能;后两者则会给金属锂电池带来严重的安全隐患。

    针对上述问题,该小组展开了一系列研究。经过多次尝试后,他们将目光转向了纳米技术。研究小组对材料表面特殊浸润性进行深入研究后,首次提出了“亲锂性”这一概念,并利用表面“亲锂化”处理的碳质主体材料,通过建立“亲锂”的界面材料体系,开创性地将金属锂融化之后,利用毛细作用吸入碳纤维网络的空隙中,成功制备出含有支撑框架的复合金属锂电极。

    复合金属锂电极由10%体积比的碳纤维和金属锂材料组成。碳纤维网络具有良好的导电性,超高的机械强度和电化学稳定性,因此,作为金属锂的主体框架材料是绝佳选择。与之前的相关研究相比,梁正等人将金属锂融化,并依据不同材料的浸润性所提出的“亲锂”“疏锂”概念,为金属锂电极研究提供了新思路,并且对其他领域的研究具有极高的借鉴作用。

    该团队这一研究成果经美国《国家科学院院刊》在线发表后,受到业内的广泛关注,多家媒体相继对其进行追踪报道,被认为是锂电池研究领域的重大突破。现这项研究成果已申请美国发明专利。 

      来源:科技日报 

英国大学开发新型纸质包装触屏

    英国谢菲尔德大学与印刷电子公司Novalia合作开发了一种新型纸质包装触屏,以实现消费者与产品信息的互动,该发明或将引发包装行业革命。这种新型纸质包装触屏由低成本印刷电路、便宜的纸张和LED显示屏构成,通过印刷电子技术将电路印刷在纸张上,然后使用电导粘合剂将聚合物LED显示屏与纸张粘合在一起。目前开发人员正在研制与纸质显示屏相应的触摸键盘,使消费者能够自主操控LED显示屏,方便获取所需信息。该纸质触屏由三节AA电池供电,显示屏亮度可达210cd/平方米。

    研究人员表示,这种新技术实现了塑基电子技术与纸基电子技术的结合,对于价值达数十亿美元的纸质包装行业来说意义非凡。这种新型纸质触屏除了能方便消费者获取产品信息外,还能以更为复杂的方式帮助产品生产商传达品牌意识。

      来源:科技部