创新，是时代前进社会进步的永恒驱动力。

“三次工业革命”的核心科技。‖ 1785年，瓦特改良了蒸汽机，从而开创了以机器代替人工的工业浪潮。从此，使用的机器都是以蒸汽或者水力作为动力驱动，首次用机器代替人工，具有非常重要的划时代的意义，人类社会由此进入了“蒸汽时代”，即第一次工业革命——“机械化”。当用蒸汽和水力为动力的机器满足不了人类社会高速发展的需求时，1866年，德国人西门子制成了发电机，电器开始用于代替机器，成为取代以蒸汽机为动力的新能源。随后，电灯、电车、电影放映机、电话、发报机相继问世，人类进入了“电气化”时代。随后，内燃机诞生，汽车、轮船、飞机等也得到了飞速发展。新的能源动力和机器引导了第二次工业革命——“电气化”。由于电话机、发报机的发展，人类之间的通讯变得简单快捷，信息在人类之间的传播为第三次工业革命奠定了基础。第三次工业革命发生了更加巨大的变化，不再局限于简单机械，原子能、计算机、航天技术、人工材料、遗传工程等具有高科技含量的产品和技术得到了日益精进的发展。互联网几乎把地球上的每个人都联系了起来，工业生产出现诸多自动化和“机器人”，社会进入“第三次工业革命”——“自动化”。

人类“野心”不再局限于地球，而是星辰大海。1957年，苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星，开创了空间技术发展的新纪元。1959年，苏联发射的“月球”2号卫星成为最先把物体送上月球的卫星。1969年，美国人尼尔·阿姆斯特朗实现了人类登月的梦想。1981年，美国第一个可以连续使用的哥伦比亚航天飞机试飞成功；它身兼火箭、飞船、飞机等3种特性，是宇航事业的重大突破……

当今社会应处于第三次工业革命到第四次工业革命的的过渡期。2010年7月，德国政府通过了《高技术战略2020》，在《高技术战略2020》中，德国政府希望在未来10-15年，最大程度地实现生产的自动化。2015年5月，中国政府发布了《中国制造2025》，“创新驱动，质量为先，绿色发展，结构优化，人才为本”乃其基本特征。美国总统奥巴马也宣布了美国“新能源、新材料”战略。物联网＋ 、大数据在第四次工业革命中承担核心技术支持，“智能工厂、智能家电、人机交互、3D技术、移动互联网、数字化制造、大数据革命、云计算、高度数字化……”就是其显著特征。

蒸汽机引领“三次工业革命”的开端

为高超音速飞行器保驾护航的耐高温材料。‖ 随着高超音速飞行器研发的激烈竞争，耐高温防热材料已成为制约高超音速飞行器领域发展的关键性工程材料，防热材料主要包括难熔金属材料、陶瓷基复合材料、碳/碳复合材料和石墨及其复合材料等。以上传统的防热材料或防热方式，基本上不能满足在极其复杂而苛刻的高超音速飞行器飞行的要求，因此，哈工大研发了一种新的防热材料。它以石墨或C/C材料为基体，在其孔隙中渗人还原性金属，它应该有三重作用：一是依靠自身的液化、气化来消耗外界的热量，二是气化后还要消耗外界的氧，从而切断基体氧化的源头，三是高温氧化后在表面自发生成氧化物陶瓷膜，保护基体不被烧蚀。这样，以往的“忍受”高温的防热机理变成了“利用”高温和氧环境的新机理，将热能和氧化物质有效利用，从而达到一种主动防热效果。这是一种新的耐烧蚀机理，称之为耗散防热机理。这个过程包含了“热耗散”和“氧耗散”，故而称之为“耗散防热材料”。还原性金属此时不再体现为作为金属材料的机械特性而是发挥其物理和化学属性，故而称之为“耗散剂”。从防热机理上看，它综合了汇热防热、辐射防热、烧蚀防热、发汗防热等现行防热材料的各种防热方式，之外还包含变相防热的新方式。因此，这种新材料，不仅在国内领先，在国际上也处于领先地位。

高超音速飞行器。

给军用无人机插上“远航程”和“高载重”“双翅膀”的轻材料。‖ 载重，对军用无人机来说，是最为关键的指标，而改变载重的唯一办法，就是减轻军用无人机自重，这样才能增加它的载弹量和油量，从而增加续航时间和作战能力。就以翼龙-1无人机与MQ-1B“捕食者”为例，翼龙-1无人机在实战中也暴露出一些缺陷，其中最明显的就是载弹量不足。翼龙-1无人机重1.1吨、长9米、翼展14米、高2.7米，实用升限5300米、航程4000公里，总有效载荷能力200千克，除去机鼻所安装的100千克重的前视红外传感器外，每侧翼下就只能可各挂载50千克重的弹药了，所以其载弹量只在翼下挂载两枚46千克重的蓝剑-7反坦克导弹，严重限制了其持续作战能力。

翼龙-1的基本设计还有潜力可挖，通过全复合材料机身和升级发动机来降低该机自重，提高载弹量。翼龙-1的总体气动布局与通用的MQ-1B“捕食者”相仿，后者在最大起飞重量轻了80千克的同时载弹量却比翼龙-1增加了36千克，航程＞3704 公里，续航时间＞40小时，实用升限＞7620 米，其关键原因就是“捕食者”全复合材料机身的自重较轻。

MQ-1B全机除主梁外几乎全部采用复合材料制造，约为结构总重的92%。与传统铝合金相比，全复合材料比重小，在制造过程中其主机身还能整体成形，采用碳纤维/环氧预浸料手工铺叠/热压罐工艺制造，取消大量结构固定零件和机身隔框，能进一步降低结构自重。可见，轻便复合材料给MQ-1B军用无人机插上“远航程”和“高载重”“双翅膀”。

创新，层出不穷，不管是传统的“三次工业革命”，还是当今“智能化革命”，每一次重大创新、重大突破，都是时代前进社会进步的永恒驱动力。

“他山之石，可以攻玉”，超轻便复合材料，有望引领新潮流。

“逆水行舟，不进则退”。‖ 自工业革命，两百多年以来，不管是“机械化”、“电气化”、“自动化”，还是当今正在进行中“智能化”，核心还是“新材料技术”，否则，“巧媳妇难为无米之炊”。正因为如此，美国封锁“美国芯”，打压中兴、华为，打压中国产业升级，特别是《中国制造2025》的产业变革远景，触动美国科技霸凌的敏感神经，美国已开始疯狂打压中国的核心产业和核心技术，作为国民经济先导产业与高端制造及国防工业的重要保障的新材料产业，美国当然也不例外。

新材料产业肯定会首当其冲地在未来成为各国战略竞争的焦点。新材料与信息、能源、生物等高技术加速融合，互联网＋、材料基因组计划、新材料制造等新技术新模式蓬勃兴起，新材料创新步伐加速加快，国际竞争日趋激烈。欧美日等国家纷纷制定了与新材料相关的产业发展战略，启动了一百多项专业计划，大力促进本国新材料产业发展。相对而言，我国新材料起步晚、底子薄，材料先行战略刚刚起步，核心技术相对落后，关键保障能力不足，整体仍处于培育发展阶段。“逆水行舟，不进则退”，在变革风暴即将来临之际，国家政策正在大张旗鼓地扶持先导产业——新材料产业，先后通过纲领性文件中国制造2025》和指导性文件《中国制造2025》重点领域技术路线图、《新材料产业发展指南》等，构筑起新材料产业发展政策金字塔，对新材料产业予以政策倾斜、扶持。

“亡羊补牢，犹未为晚”。‖ 尽管130多种已有新材料核心技术基本上为西方发达国家所掌控，中国要么就是空白，要么就是依赖别人，自己掌控的确实少数；但是，“亡羊补牢，犹未为晚”，中国人是不甘落后的。在《中国制造2025》的产业变革远景的指引下，中国人正在“撸起袖子加油干”：哈工大“以石墨或C/C材料为基体，在其孔隙中渗人还原性金属”耐超高温新材料，解决了“高超音速飞行器”飞行的“超高温保护”问题，从而使我国“高超音速飞行器”一举处于世界领先地位，“高超音速飞行器（武器）”为保卫祖国又添一把“太空利剑”。“稀土永磁体”的研发成功，让我国成功研制出“永磁电机”，为我国潜艇换上了新的“心脏”，在不久的将来，使我国潜艇赶超世界先进水平，正如海军专家李杰所说“对于潜艇来说，控制噪音是第一位的，潜艇越安静，越不容易暴露，在海底能够隐蔽机动、快速前进。……永磁电机在潜艇上的作用会很明显”。

尽管我国军用飞机正在“大放风筝”，诸如，直20、运20、歼20，甚至不久的将来的轰20，都在“弯道超车”；但是，它们的“心脏（发动机）”都还不是或者不完全是“中国心”，还是受制于人。而航空发动机的关键，就是发动机涡轮叶片，它必须用金属铼和镍的合金，铼的全球探明储量大约2500吨，主要分布在欧美，70%用来做航空发动机涡轮叶片，这种战略物资，一直被美国为首的西方国家“卡脖子”，前几年在陕西发现一个储量176吨的铼矿，我国才正式开始利用自己的稀缺材料资源研制出自己的航空发动机，相信在不久的将来，国之大器的飞机的“心脏”再也不会受制于人。

“他山之石，可以攻玉”。‖ 对中国高新技术的“弯道超车”，总有人不那么舒服，要么说“模仿”，要么说“山寨”，其实，他们又怎么能懂得我国老祖宗的“他山之石，可以攻玉”的博大精深的智慧呢？这绝对不是“拿来主义”，而是“有否定”、“有吸收”、“有突破”、“有创新”，正所谓“去伪存真、推陈出新”。创新不一定什么都“新”，任何知识、任何技术都是相互联系、相辅相成，“你中有我、我中有你”，“相互依存、相互促进”，“在扬中弃、在弃中扬”。在“扬弃”过程中，不断地“否定之否定”，不断地“去伪存真”，不断地累积新的“真理性”养分，当累积到一定的“度”，就会发生“质”的飞跃，科技创新的成果自然就会像种子发芽一样“破土而出”，然后“开花、结果”。瓦特改良了蒸汽机，催生了“工业革命”；为高超音速飞行器飞行保驾护航的关键性的耐超高温材料，就是在四种传统防热材料的基础上而研发出来的，从而奠定了我国高超音速飞行器（武器）的全球领先地位；辽宁舰航母，就是在瓦良格号的基础上，不断学习、不断累积，才诞生了“辽宁舰”……正所谓“他山之石，可以攻玉”。正因为如此，江南一家化工企业，才在不断学习、“扬弃”过程中，研发出一种“超轻便复合新材料”，为我国新材料发展培育出一颗新的“花蕾”，正在“含苞待放”。

“超轻便复合材料”，“军工材料之翘楚”。‖ 在军工应用上，“超轻便复合新材料”，有其独特独到的优势，主要应用在军用无人机和军用无人舰艇两大领域。

【1】正如前述所铺垫，制约军用无人机作战能力（载弹量）、续航能力（载油量）的关键指标，就是军用无人机的自重，翼龙-1的总体气动布局与通用的MQ-1B相仿，但后者优势远远超过前者，问题的关键就在于MQ-1B使用的92%的较轻的碳纤维复合材料（见下表），极大的减轻了其自重，赢得了较大载弹量、载油量，使作战能力、续航能力大幅度提升。

从表中可知，碳纤维复合材料的密度为1.6，而“超轻便复合新材料”的密度仅为0.6－0.8，不及其密度的一半，且强度、硬度等指标均有所胜出，因此，如果用“超轻便复合新材料”整体成型研制军用无人机，那将是“另外一番风景”——“飞得更远，打得更多”，因此，可以说，在一定程度上，简直就是为军用无人机“量体裁衣”而生。

【2】军用无人舰艇，同样受制于其自重，所载武器难以突破。目前，军用无人舰艇一般载重量都还小，一般在1-5吨，而以色列研制的军用无人舰艇却远远走在世界前列。以色列2006年研制的“海星”号无人舰艇，长11米，宽3.5米，自重达6吨，靠2台功率为470马力的船用柴油机提供动力，能以83千米/小时的航速巡航，能在550公里外连续10小时执行任务。凭借重达23.5吨的负载能力，“海星”号能安装一个功能全面的任务设备包，其中传感器套件包括可用于侦察、监视和目标搜索的昼夜红外/可见光传感器、声纳和可用于电子支援、电子对抗、电子侦察和通信侦察的电子战套件。它的主要攻击武器是一个带有独立目标传感器的炮座，而配备的其他非致命武器主要包括水枪、声音播放器、非放射性致晕设备等。

这是目前世界上最先进的小型军用无人舰艇，其优势就是自重较轻，要不也载不了那么多先进设备。不过，如果用“超轻便复合新材料”整体成型研制军用无人舰艇，其自重还有减轻的“空间”，那么，就有可能载更重要的武器，诸如小型导弹，这就真正如虎添翼。如果中东一些地区大国，采用“狼群战术”，在波斯湾霍尔木兹海峡部署几百艘这种小型无人导弹艇，就算舰艇之王的航母也会畏惧三分。

可见，“大由小生，小中见大”，“超轻便复合新材料”就是小型先进军用武器装备（军用无人机或舰艇）的基石，因为，它可以大幅度提高其承载量、载油量，从而大幅度提高其作战能力和续航能力，称之为“军工之翘楚”，真可谓名副其实。

“超轻便复合材料”，“民用材料之新宠”。‖ “超轻便复合新材料”，有一个显著的优良特性，即具有优良的“阻尼性能”，隔音、隔热、保温效果极佳。因而在民用建筑、工程材料方面，室内装修（隔热、保温）、室内隔音将有广阔的应用市场；在高铁车厢应用诸如制造厢体、厢内装修，将营造极其平稳、安静、舒适的乘车环境。另一个无可替代的特性就是“超级防腐”，在民用渔船、游艇方面应用，将有其它材料难以替代的优势。可以说，超轻便复合新材料，在民用领域的应用，将会逐步被人们认知、接受、使用，直至成为民用新材料的新宠。

【1】建筑工程装修。由于“超轻便复合新材料”，具有“阻尼复合材料”的特性。所谓“阻尼复合材料”，就是指具有把振动（诸如机械振动、声音振动等）能吸收并转化为其它形式的能量而消耗，从而减少机械振动和噪音功能的一种复合材料，其机理，高分子聚合物基体具有内部摩擦的阻尼特性，链壮大分子的链段运动要克服阻力，需要一定的时间，因此形变往往滞后于应力变化，与频率和温度有关。因此，这种新材料在室内装修房子，与传统的装修板镶嵌式室内装修房子相比，具有两大无可比拟的优势：其一，“隔热保温”，夏天外面火毒太阳的热气，不会太多“闯入”室内；冬天室内热量也不会轻易“跑出”室外，这样，就起到了“冬暖夏凉”的效果。其二，“隔音防噪”，这有“正反两面”的效果，当不需要噪音从室外跑入室内时，噪音就挡在室外，给人以“恬静、安逸、舒适”的生活享受，这就是“超轻便复合新材料”装修一般生活住房后赐予的幸福生活；当不需要噪音从室内跑出室外时，噪音就锁在室内，以免噪音影响外人，给社会以“祥和、安宁、和谐”的环境，这就是“超轻便复合新材料”在装修歌厅舞厅后赐给人们安详的生活环境。

【2】高铁车厢建造及装修。列车的高速化，必然实施车辆的轻量化；轻量化的主要途径之一，就是采用轻型高强度的新材料。目前高速列车车体采用的材料有耐候钢、不锈钢、铝合金和复合材料等。就轻量化而言，复合材料则是最佳选择。诸如，法国的TGV高速列车大量采用了纤维增强塑料，用来制造车身、地板、墙板等。因此，减轻车辆自重是机车车辆工业发展的目标之一。车厢自重减轻，实现高铁快速化、低能耗，自然在经济、时间两个方面打了“胜仗”，但是，社会的飞速发展，更需要舒适和享受，如果使用“超轻便复合新材料”来装修车厢内部，噪音同样就挡在室外，给人以“恬静、安逸、舒适”的旅途享受；如果使用“超轻便复合新材料”来建造车厢（体），由于这种“阻尼复合材料”具有“减震防噪”功能，高铁运行则更加平稳，更加给人以“平稳、安详”的旅途安全感。

【3】建造房车。房车似乎风行一时。的确，驾驶自己心爱的房车，与自己心爱的人一起来个“自驾游”，欣赏移动的靓丽风景，累了、困了，就可以寻找一个安详、宁静、美丽的风景地，将房车支撑打开，就可以在美丽的风景线上，筑一个移动的“爱巢”，尽心享受爱情，尽兴享受美景，尽力营建家庭……这是多么浪漫、惬意的快乐人生啊！

当然，房车的发展似乎更兼具“动产”、“不动产”本性。“动产”，就是说，它仍然是房车，是“移动的资产”；“不动产”，也就是用房车组合，在风景宜人、秀色可餐的世外桃源摆设几台房车，就建成了别具一格的别墅小院，只要有自己心永久在这里，它就是自己的永久性的“不动产”，在世外桃源生活，那也是别有一番风味。

当今房车设计，一般采用四种材料结构：隔热材料、钢材框架、三胺板拼接、木漆结构，其中隔热材料和三胺板运用最为广泛。隔热材料，最好不过的就是“超轻便复合新材料”，因为它具有优良的阻尼性能，用它建造的房车，自然隔热、隔音效果最好，以确保室内“恬静、安逸、舒适”的美好环境；用它建造的房车，同时还有一个非常独到的优势，即房车自重轻，自然而然在同样速度行使的状况下，可以省油、轻轻松松。

【4】建造游艇或渔船。豪华游艇，那是富豪“奢侈”生活的象征；但是，随着社会发展，一般游艇，对沿海“小资”阶层来说，好像也不是什么太难事，不过也是购买车子、房子那样的事情，因此，游艇的普遍性越来越被人们特别是沿海地区的人认同。玩游艇，首先追求的就是“刺激”，那么就需要两个关键要素，一个是安稳，一个是速度。

如果用“超轻便复合新材料”建造游艇，这两个问题都会迎刃而解，因为其优良的阻尼性能，可以起到减震防噪功效，可以有效地减震而让游艇安稳运行；另外，由于其“超轻便”，可以大大减轻游艇自重，从而可以让游艇轻轻松松飞速行使。

当然，渔船也有很多地方跟游艇类似，但它却必须具备两个既简单而又让人头疼两个问题：一个是承载量，一个是耐腐蚀。如果用“超轻便复合新材料”建造渔船，这两个令人头疼的问题就会彻底解决，因为用它建造的渔船乃非金属材料，自然就不存在海水腐蚀问题；因为用它建造的渔船，由于自重大大减轻，载油量自然大增，续航能力大大提高，同时，可承载的捕鱼量也大大提高，从而获得可观的经济效益。

“超轻便复合新材料”，具体特性及其应用。

【1】高性能：本项目，研制出了一种“三超”——“超轻便、超强度、超级应用”的新材料。

A：超轻便：比重为0.6～0.8g/cm³，可在水中自浮。

同体积的两种材料的比重比为：

新材料：铝合金＝1：4；

新材料：钢板＝1：9～10；

新材料：碳纤维板＝1：2～3。

B：超强度：强度远大于木材，强度（刚度）类似于铝合金。

C：超级应用：由于新材料具备“超轻便、超强度”的优良特性，故具有超级广阔的应用范围。

【民用建筑】“超轻便复合新材料”，可颠覆传统建筑模式，只需完成建筑框架，则可用新材料（板）镶嵌即可。因此，一是极大地缩短建筑工期，大量节省人工成本；二是可节省大量水泥砂浆成本；三是建筑墙具备很好的隔热、隔冷、隔音效果；四是根据建筑风格需要可喷涂各式花样的图案。由于“超轻便复合新材料”，具有“阻尼复合材料”的特性，具有优良阻尼性能，因而具有优良的隔热、隔音功效，因此，特别适合房子、车厢的室内装修，可以营造“恬静、安详、舒适”的居居或工作环境。

【军用工业】由于新材料具备“超轻便、超强度”的优良特性，新材料非常适用于生产军用无人机、军用无人舰艇（当然也可生产民用渔船、游艇）等无人载具。这种载具的承载量空前增大，可以大幅度提高其载弹量、载油量，从而大幅度提高其作战能力、续航能力。

【2】低成本：由于成本低（150元/千克），故所生产的载具（舰艇、渔船、无人机等）的材料成本就超低。诸如，生产一架二百公斤的无人机，其理论材料成本仅30000元。

【3】高性价比：由于超轻便，因此，新材料所产载具——一方面所耗材料成本低，自然价格就低；另一方面，自重轻，其承载量自然大增，功能也增加。“一低”、“一高”，其性价比当然也无与伦比。