2024全球建材十大科技新闻揭晓

摘要：为了以全球视野推动建材行业科技创新，深入了解、跟踪并传播全球范围内具有创新性、突破性、前瞻性和应用潜力的科研成果，践行“宜业尚品、造福人类”的行业发展目标，中国建筑材料联合会开展了“2024全球建材十大科技新闻”评选活动。本次评选以2024年1月1日至12月3

为了以全球视野推动建材行业科技创新，深入了解、跟踪并传播全球范围内具有创新性、突破性、前瞻性和应用潜力的科研成果，践行“宜业尚品、造福人类”的行业发展目标，中国建筑材料联合会开展了“2024全球建材十大科技新闻”评选活动。本次评选以2024年1月1日至12月31日期间，全球媒体、企业或组织公开报道的原创新闻为征集范围，涵盖建筑材料和无机非金属材料领域的基础理论研究、新材料、新工艺、新技术、节能减排、绿色低碳以及重大工程应用等方面的原创性突破、创新性研究成果和重大科技项目进展。经过多渠道广泛征集、行业专家的初步筛选和网络公开投票，现公布评选活动最终结果（按新闻发布时间排序）。

美国莱斯大学开发出将玻纤增强塑料废弃物转化为高价值碳化硅的新技术

2024年2月29日，《自然-可持续发展》杂志报道了一种无溶剂、高效率的闪蒸碳热还原再造方法。该方法由莱斯大学James M. Tour教授联合科尔万大学赵玉峰教授研究提出，可将不同纤维增强塑料的混合物超快转化为碳化硅，转化率大于90%。通过调整操作条件，可选择性地合成具有高纯度的3C-SiC和6H-SiC两种不同相的碳化硅。利用该技术制备的碳化硅粉末可用作锂离子电池的负极材料，且成本低至0.047美元/千克，分别为溶解法和焚烧法的0.2%和3.4%。与其他纤维增强塑料处理方法相比，该闪蒸回收再造方法可大大降低能源消耗、温室气体排放和水消耗。

图1：通过FCR将FRP升级为碳化硅

图片来源：《自然-可持续发展》杂志

法国法孚与瑞士豪瑞合作在水泥生产中实现了50%以上的氢能替代

2024年3月8日，据《国际水泥评论》报道，法国法孚集团（Fives）与豪瑞集团合作，在法国拉马勒工厂成功进行了氢气煅烧水泥熟料实验，实现了50%以上的氢能替代，同时仍能保持水泥质量。

图2：法孚集团在豪瑞工厂的设备

图片来源：法孚集团

日本AGC株式会社成功回收太阳能电池板盖板玻璃生产浮法玻璃

2024年3月25日，据AGC株式会社官网报道，AGC鹿岛工厂首次成功进行了将太阳能电池板盖板玻璃回收生产浮法玻璃的示范试验。由于盖板玻璃中存在增强玻璃透射率的特殊薄膜组分，回收生产浮法玻璃一直是一项艰巨的任务。本次试验采用德山株式会社的低温热分解技术对太阳能电池板盖板玻璃进行处理，盖板玻璃处置量约5吨。随着此次试验的成功，太阳能电池板盖板玻璃回收生产浮法玻璃的技术取得显著进展。

图3：回收流程示意图

图片来源：AGC集团

清华大学提出一种片式多层陶瓷电容器高熵设计思路及方法

2024年4月11日，《科学》杂志报道了清华大学林元华团队提出的一种钛酸钡（BaTiO3）基无铅多态弛豫相片式多层陶瓷电容器（MLCC）的高熵设计思路及方法，该思路及方法通过降低磁畴翻转势垒有效减小了滞回损耗，调控晶格畸变和晶粒细化的高原子无序性，从而提高了制备的MLCC器件的击穿强度。研究团队实验室环境下制备出高能量密度达到20.8J/cm2、能量存储效率达到97.5%的MLCC。该手段及方法适用于其他储能和其他相关功能的高性能电介质材料制备。

图4：多态弛豫相（PRP）超高能量存储高熵设计策略示意图

图片来源：《科学》杂志

北京科技大学等研究团队提出了一种将陶瓷拉伸形变率提升至39.9%的策略

2024年7月26日，《科学》杂志报道了北京科技大学和甬江实验室陈克新教授、北京工业大学王金淑教授以及香港大学黄明欣教授科研团队首创性地提出的一种“借位错”从而实现陶瓷塑性拉伸的策略。该策略是通过在钼金属与氧化镧陶瓷之间构建一种有序结合界面，显著降低金属位错“传递”进陶瓷内部所需的能量，从而使陶瓷可以不断向金属“借”位错，实现在室温下陶瓷内位错的大量构建和滑移，且在相同变形量后陶瓷内位错密度与金属内位错密度值相当，最终赋予陶瓷类似金属一样的拉伸塑性。通过上述手段，该团队世界首次实现陶瓷的室温拉伸塑性，陶瓷拉伸延伸率可达39.9%，抗拉强度约为2.3 GPa。

图片5：Mo-La2O3有序结合界面结构以及第一性原理计算结果，证明有序界面是化学键结合且晶面连续

图片来源：《科学》杂志

武汉理工大学开发出提升储能电池安全性能的石墨烯集流体的技术

2024年8月5日，《自然-化学-工程》杂志报道了武汉理工大学何大平教授、麦立强教授联合深圳大学杨金龙副教授研发出一种可大规模制备且具有快速热响应的非金属石墨烯集流体，该集流体可有效调节传热并显著提升电池的安全性。该集流体制备出的石墨烯箔材具有超高的导热系数（超过1400 W·m-1 K-1），比Al箔和Cu箔高出约一个数量级。采用上述石墨烯电极材料组装的软包电池具有更快的散热性能，能够有效消除电池内部的局部热集中，可有效避免快速放热导致的铝热反应和析氢反应等造成传统电池组热失控的重要诱因。

图6：石墨烯箔的大规模制备

图片来源：《自然-化学-工程》杂志

斯坦福大学开发出可有效提高建筑防火性能的新型凝胶材料

2024年8月21日，据《先进材料》报道，斯坦福大学研究人员开发出一种新型凝胶材料，由纤维素生物聚合物和胶体二氧化硅颗粒之间相互交联反应制成，具有理想的粘弹性能，并且易于制造。研究表明，在火焰冲击下，这种材料中的水分会迅速流失，纤维素链和二氧化硅颗粒之间相互作用，在水分蒸发后转变为具有高多孔性和热绝缘性的二氧化硅气凝胶涂层，成为坚固的可阻挡火焰的物理屏障。与现有的凝胶产品相比，阻隔性能提高了五倍以上。这种凝胶在储存过程中非常稳定，可以用标准设备轻松喷涂，并能很好地附着在各种表面上。凝胶由无毒成分制成，能轻易被土壤微生物分解，对人类和环境都是安全的。

图7：水凝胶在受热后会无缝过渡到坚固的气凝胶防护罩示意图

图片来源：《先进材料》杂志

中国五矿集团开发出纯度达到99.99995%以上的超高纯石墨产品

2024年9月3日，新华网报道了中国五矿集团牵头攻克了石墨高温纯化关键技术，成功开发出纯度达到99.99995%以上的超高纯石墨产品。中国五矿集团石墨科研团队联合业内装备制造领先企业自主研制开发连续式石墨纯化工艺及装备，集成物理化学提纯、低温高温连续提纯、超高真空提纯等多种技术，实现石墨产品的梯次提纯，将石墨纯度从95%提升到99.99995%以上，并保持产品质量稳定，标志着我国超高纯石墨产品达到国际领先水平。

图8：超高纯石墨

图片来源：中国五矿

中国建筑材料联合会首次集中发布六项突破性新技术新产品

2024年11月17日，央视《朝闻天下》对中国建筑材料联合会首次举行“宜业尚品”突破性新技术新产品发布会，面向行业集中发布六项重大突破性新技术新产品进行了专题报道。东南大学发布了世界首创的水泥气凝胶，首次利用水泥作为原材料，通过仿生墨鱼骨结构，制备出A级防火、轻质高强、超疏水的低成本水泥气凝胶；武汉理工大学发布了世界首创碳矿化多功能无机涂层材料，该产品制备过程低碳，使用过程可吸碳固碳，并具有抗菌自清洁功能；北京金隅新型建材产业化集团有限公司发布了世界领先的折叠式组合建筑，发布了一键伸展、设施完备、绿色节能、舒适环保、2小时后可入住的具有完整建筑元素的“平急两用”折叠建筑；中国建材装备集团有限公司牵头发布了全球首套水泥全氧燃烧耦合碳捕集技术，2024年建成了当前水泥领域全球首条、规模最大的年捕集20万吨二氧化碳生产线；安徽海螺集团有限责任公司发布了全球首个水泥行业零外购电示范工厂，首创零外购电、全绿电、负荷平衡调度控制系统，实现了绿色电力的高效稳定利用；蒙娜丽莎集团股份有限公司发布了全球首条陶瓷工业氨氢零碳燃烧技术示范线，实现氨氢清洁能源零碳燃烧技术在建筑陶瓷工业化生产线的首次应用。

图9：“宜业尚品”突破性新技术新产品发布会

图片来源：中国建筑材料联合会

凯盛科技集团生产出世界首片8.6代OLED玻璃基板

2024年12月29日，中国新闻网报道了凯盛科技集团下属单位中建材玻璃新材料研究总院和蚌埠中光电自主研发生产的世界首片8.6代OLED玻璃基板产品在安徽蚌埠成功下线。项目团队自主开发出成套核心技术装备，生产出世界首片具有完全知识产权的8.6代OLED超薄浮法玻璃基板，对引领新型显示产业高质量发展具有重要意义。