哪些化工新材料最有前途?山东广东天津等省发布重点产业扶持政策

哪些化工新材料最有前途?山东广东天津等省发布重点产业扶持政策,第1张

近日,上海、广东、福建、重庆、天津、山东等多个省份发布制造业高质量发展“十四五”规划,指出要大力发展多种化工新材料

一、重庆市

1.新材料产业发展重点概述

先进有色合金:电子、 汽车 、航空航天、轨道交通等领域用新型高强、高韧、耐蚀铝合金材料及大尺寸制品,高性能镁合金及其制品,钛合金结构件及紧固件,铜合金精密带材和超长线材制品等高强高导铜合金。

高端合成材料:聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯d性体、水性聚氨酯涂料、合成革等聚氨酯产品,尼龙66、尼龙6、长碳链尼龙等聚酰胺产品,PET、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)等聚酯产品,PMMA等聚甲基丙烯酸甲酯产品,VAE、PVB树脂等聚烯烃产品,聚碳酸酯产品,聚甲醛产品,BDO产品,以及合成材料主要原料。

其他新材料:玻璃纤维及制品、 碳纤维材料、气凝胶材料、石墨烯材料、功能性膜材料等。

2.具体内容

(1)先进有色合金

加快氧化铝项目建设,积极谋划电解铝、再生铝项目,构建与后端铝加工制造能力相适应的上游材料本地供应保障体系。推动现有铝加工企业加强铝合金纯净化冶炼与凝固技术研究、高强高韧大规格型材板材加工技术等技术研发,规划实施好高端铝材系列项目,不断丰富铝及铝合金产品种类;

加快航空用高强韧钛合金工程化、产业化步伐,积极引育上游原料企业,进一步完善本地钛合金产业体系。发挥镁合金领域技术优势,推动现有企业加快高性能镁合金及变形镁合金、镁合金锻件、耐蚀镁合金等产品开发,拓展应用场景,进一步壮大镁合金产业;

推动现有铜加工企业加快精密带材和超长线材、铜合金引线框架、电子铜箔等铜合金产品开发。

(2)高端合成材料

发挥本地MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)、AA(己二酸)产能优势,加强环氧化合物、聚醚多元醇等项目规划建设,推动PTMEG(聚四氢呋喃)、聚氨酯树脂等领域现有企业进一步扩大产能,完善壮大聚氨酯产业链;

依托本地AA产能优势,加强ADN(己二腈)—HDA(己二胺)、尼龙66盐(己二酸己二胺盐)、尼龙66(聚己二酰己二胺)等产品规划建设, 积极引育长碳链尼龙、耐高温尼龙等领域企业,打造聚酰胺产业链;

依托本地MMA(甲基丙烯酸甲酯)项目优势,加强丙酮等原料项目规划建设,扩大MMA产能,积极引育PMMA(聚甲基丙烯酸)领域企业,打造聚甲基丙烯酸甲酯产业链。依托本地PTA(对苯二甲酸)条件,加强EG(乙二醇)、PG(丙二醇)、BG(丁二醇)等原料项目规划建设, 推动企业进一步提升PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)产能,加快PET工程塑料产品开发,打造聚酯产业链;

依托乙炔、醋酸乙烯产品和技术优势, 发展VAE(醋酸乙烯—乙烯共聚)、EVA(乙烯—醋酸乙烯共聚)、T-PVA(热塑性聚乙烯醇)树脂、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)树脂、EVOH(乙烯—乙烯醇共聚物)树脂等聚烯烃产业链;

依托碳酸二甲酯项目,结合规划建设的MTO(甲醇制烯烃)项目和丙酮项目, 规划发展双酚A项目,打造聚碳酸酯产业链;

依托甲醇资源和POM(聚甲醛)技术优势, 扩大POM规模;

依托本地乙炔资源, 发展BDO(1,4—丁二醇)、PBAT(聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯)/PBS(聚丁二酸丁二醇酯)等下游环节,壮大可降解塑料产品规模。

(3)高性能纤维及复合材料

利用原料基础,推动相关企业研发制造 高性能PVA(聚乙烯醇)功能纤维、差别化氨纶、特种聚酯纤维、聚酰胺纤维、PU(聚氨酯)超纤等产品。 推动现有玻璃纤维及制品企业加强无碱玻璃纤维先进池窑拉丝等技术研发,加快超细、高强高模等高性能玻璃纤维与制品,增强性复合材料,以及微纤维玻璃棉高效绝热及过滤材料、微纤维棉衍生品等产品开发。面向 汽车 、智能终端等整机产品结构件需求, 积极引育碳纤维、陶瓷纤维等其它高性能纤维及增强复合材料领域企业。

(4)气凝胶材料

以硅基气凝胶为切入,延伸上游有机硅源、无机硅源、功能性硅烷等气凝胶前驱体及基材产业链,形成气凝胶产品集群及多种硅基化学品的新型高端硅产业基地。加快气凝胶绝热毡、气凝胶隔热板、气凝胶隔热纸等产品开发,积极拓展气凝胶在航空航天、管道保温、建筑建材、新能源 汽车 、冷链物流、高 科技 服装等领域应用场景。加强超临界干燥技术、常压干燥技术、铝基气凝胶、锆基气凝胶和碳基气凝胶等技术储备,不断丰富气凝胶产品种类。

(5)石墨烯材料

推动现有石墨烯企业加强石墨烯大规模制备工艺改进优化,加快导电剂、导热膜、散热剂等产品开发,积极拓展石墨烯在环境治理、节能储能、电子信息、保温隔热等领域应用。

(6)电子化学品

发挥重庆市化工产品功能因子多的特点,发展精细化学品。面向电子、 汽车 等产业发展需求,积极引育电子用化学品、新型涂料等领域企业。

(7)未来材料

发挥重庆市在碳基材料和半导体两个领域技术积累优势,以碳纳米管材料为切入,积极引育纳米材料领域企业,搭建纳米材料在集成电路、新能源、医药等领域应用场景,争取实现工程化应用。加强智能材料、仿生材料、超材料、低成本增材制造材料和新型超导材料等领域研发布局。面向空天、深海、深地等国家重大工程建设需求,推动现有企业加强极端环境所需特种材料研发,形成一批创新成果。

二、上海市

1.新材料产业发展重点概述

重点发展化工先进材料、精品钢材、关键战略材料、前沿新材料等制造领域,延伸发展设计检测、大宗贸易等服务领域。推动先进材料高端化、绿色化发展,加强材料基础研究、工程化转化和产业化应用衔接,系统性开展材料综合性能评价、质量控制工艺及工程化研究,加快布局公共研发转化平台和中试基地,提升材料企业创新和产学研联合转化能力。建设新材料应用中心,强化集成电路、生物医药、航空航天等重点领域关键材料的自主保障,完善上海市新材料产业重点指导目录,着力打造与战略性、基础性、高技术竞争性地位相匹配的现代化材料产业体系。

2.先进材料产业集群重点领域

(1)化工先进材料

以安全环保、集约发展为重点,支持化工先进材料产业链向精细化、高端化延伸,提高高端产品占比; 大力发展高性能聚烯烃、高端工程塑料、特种合成橡胶、黏合剂等先进高分子材料,重点突破高端表面活性剂、电子化学品、高纯溶剂、催化剂、医药中间体等专用化学品 ,加快布局创新平台,支持龙头企业搭建面向产业链上下游的中试共享平台,支持建设上海国际化工新材料创新中心。到2025年,以上海化工区为主要载体,努力建设成为参与全球竞争的绿色化工产业集群,产业规模达到2700亿元。

(2)精品钢材

以绿色转型、精品提升为重点,优化钢铁产业产品结构,巩固提高第二、三代高强度和超高强度 汽车 用钢、高能效硅钢、高温合金等产品技术优势;突破高性能能源与管线用钢、高品质耐磨等高端产品的制造与深度开发技术,发展短流程炼钢;发展以特种冶金技术为核心的耐高温、抗腐蚀、高强韧的镍基合金,以及钛合金、特殊不锈钢、特种结构钢等。到2025年,以宝山基地为主要载体,打造高附加值精品钢材产业集群,产业规模保持1000亿元左右。

(3)关键战略材料

以强化保障、应用带动为重点,围绕集成电路、生物医药、高端装备、新能源等重点领域,突出应用需求带动, 提升先进半导体、碳纤维及其复合材料、高温合金、高性能膜材料、先进陶瓷和人工晶体等关键战略材料的综合保障能力; 支持重点应用领域企业建设市级新材料应用中心,开展重大战略项目的协同攻关。到2025年,打造若干百亿级关键战略材料产业集群。

(4)前沿新材料

以前沿布局、示范应用为重点, 加快高温超导、石墨烯、3D打印材料等前沿新材料研发、应用和产业化 。建成中国首条公里级高温超导电缆示范工程,建设上海高温超导产业基地,推动高温超导带材向量产阶段转化并加快应用; 加快石墨烯在消费电子、智能穿戴、交通轻量化和环境治理等领域的应用;推进3D打印专用高分子材料、陶铝新材料、金属粉末等专用材料及成型技术的开发应用。 到2025年,建设成为国内领先的前沿新材料研发和生产基地。

(5)先进材料服务

以检验检测、平台服务为重点,推动先进材料企业提供产品和专业服务解决方案,鼓励科研机构开展早期研发介入合作和定向开发服务,加快先进材料配方、设计等环节的攻关,缩短产品研发周期;围绕原料检测、环境试验、质量检验、工艺分析等领域,发展第三方综合性检验检测服务;推进材料领域的大宗商品贸易平台和资源综合利用平台建设,提供涵盖大宗商品信息发布、采购、销售、配送、供应链金融、物流跟踪等在线服务。到2025年,打造先进材料专业化、高端化服务品牌,提升产业整体竞争力。

三、广东省

1.绿色石化发展要点概述

(1)提升炼油化工规模和水平,支持高质量成品油、润滑油、溶剂油等石油制品和有机原料发展;

(2)以工程塑料、电子化学品、功能性膜材料、日用化工材料、高性能纤维等为重点,加快石化产业链中下游高端精细化工产品和化工新材料研制。

(3)围绕安全生产、绿色制造、污染防治等重点,加快推进石化原料优化、能源梯级利用、可循环、流程再造等工艺技术及装备研发应用,加快推进单位产品碳排放达到国际先进水平。

(4)逐步形成粤东、粤西两翼产业链上游原材料向珠三角产业链下游精深加工供给,珠三角精细化工产品和化工新材料向粤东、粤西两翼先进制造业供给的循环体系。到2025年,石化产业规模超过2万亿元,打造国内领先、 世界一流的绿色石化产业集群。

2.绿色石化重点细分领域发展空间布局

(1)炼油石化

依托广州、惠州、湛江、茂名、揭阳等市,加强油气炼化,发展上游原材料。

a.广州

加快推动中石化广州分公司绿色安全发展项目投资建设,促进油品质量升级,建设园区化、集约化、技术先进、节能环保、安全高效的石化基地;

b.惠州

以中海油惠州石化炼油、中海壳牌乙烯和埃克森美孚惠州乙烯项目为龙头,大亚湾石化园区为依托,建立上中下游紧密联系、科学合理的石化产业链;

c.茂名

以中石化茂名炼油和乙烯项目为核心,茂名高新技术开发区和茂南石化区为依托,形成高质量成品油、润滑油、溶剂油、有机原料、合成树脂、合成橡胶、液蜡等系列特色产品;

d.湛江

以中科广东炼化一体化项目、巴斯夫新型一体化项目为龙头,加快石化产业园区建设,发展清洁油品、基础化工材料,形成较完整的炼油、乙烯、芳烃等石化产业链;

e.揭阳

加快中石油广东石化项目及相关石化项目建设,加强与大亚湾石化区联系合作,重点发展清洁油品、化工原料等产业。

(2)高端精细化学品和化工新材料

依托广州、深圳、珠海、佛山、东莞、江门、惠州、中山、肇庆、茂名、湛江、揭阳、汕头、汕尾、清远等市,发展下游精深加工产业。

a.广州

巩固精细化学品及日用化学品发展优势, 发展合成树脂深加工、高性能合成材料、工程塑料、化工新材料、日用化工等高端绿色化工产品;

b.深圳

重点发展高附加值精细化工产品、新型合成材料、工程塑料、特种化学品;

c.珠海

建设丙烷脱氢、顺丁橡胶、润滑油调和、丁辛醇、丙烯酸、精细深冷胶粉等天然气副产品深加工产业链, 重点发展新能源锂电池材料、功能高分子材料、新一代电子信息材料等新材料产业;

d.佛山

重点发展高档涂料、高纯试剂、粘合剂、气雾剂、专用化学品、稀释剂等;

e.东莞

着力发展日用化工材料、高附加值中间原料、氟硅材料、高性能纤维等产品;

f.江门

以珠江西岸新材料集聚区为重点, 发展涂料及树脂、油墨、造纸化学品、塑料助剂、食品添加剂等产品;

g.惠州

着力推动炼化深加工、 高端化学品、化工新材料的发展 ,加快惠州新材料产业园区的规划建设;

h.中山、肇庆

重点发展日用化学品、林产化工、合成树脂、粘合剂、涂料等产品;

i.茂名、湛江等市

依托上游炼化基础,向上中下游延伸,推动化工新材料和专用化学品发展;

j.揭阳

加快发展高性能高分子材料、功能复合材料及高端精细化学品;

k.汕头

加强精细化工、高分子材料研发和产业化。汕尾、清远加快发展玻璃钢材料、航空材料、稀散金属、光电子材料、助剂、涂料等产品。

四、山东省

1.新能源新材料产业重大项目

光威碳纤维高效制备成套装备项目、山东蓝湾功能高分子材料系列项目、石炭纪纳米材料产业园项目、尼龙12新材料及深加工项目、日照航空航天超轻材料研发生产基地项目、中材锂电池隔膜项目、航空航天用钛合金材料研发制造项目、风电叶片拉挤梁和深海设备保护装置新材料项目、潍坊增材制造产业化项目等。

2.发展内容

聚焦落实碳达峰、碳中和部署要求,推动新材料产业品类实现智能化、轻量化、高端化,建设国家新材料产业发展高地。

做大做强氟硅材料、新型聚氨酯、特种橡胶、合成树脂等高分子材料,建设万华全球研发中心,打造烟台、青岛、淄博、滨州等先进高分子材料生产基地。 大力发展高端功能陶瓷、特种玻璃、高性能玻璃纤维等无机非金属材料,依托工业陶瓷研究设计院等科研机构,推动应用于航空航天、高铁、5G、风电新能源等领域的耐磨、耐高温、低介电新材料的研发及产业化,打造淄博、东营功能陶瓷新材料和泰安高性能玻璃纤维产业基地。 大力推动碳纤维T700、T800的产业化,积极开展碳纤维T1000、T1100、M60J、M65J、M40X的技术攻关,将威海、济宁、德州、泰安打造成为全国重要的碳纤维产业基地。 开发航空航天、海洋工程和医用金属材料及重大工程结构与基础设施用镁铝合金、高品质先进铜合金、纳米金属等特种金属材料。布局新一代增材制造技术研究,研制推广使用激光、电子束、离子束驱动的主流增材制造工艺装备。

五、福建省

突出精深加工、高值应用,加强核心技术攻关,着力做大做优先进基础材料,突破一批关键战略材料,提高新材料产业的支撑能力。

1.先进基础材料

大力推进有色、石化等量大面广的基础性原材料技术提升,重突破先进基础材料关键共性技术,推进优势产能合作,提升产业整体竞争力,实现基础材料由大变强。

(1)高性能有色金属材料重点

以高强高韧铝合金、高强变形镁合金、高强高导铜合金、耐蚀耐磨铜合金等先进有色金属材料为重点,发展重大工程急需、严重依赖进口的新一代大品种有色金属材料。

(2)化工新材料重点

巩固发展高性能聚烯烃、高端工程塑料、特种合成橡胶、新型涂层材料等先进高分子材料,大力发展氟新材料;提高化工新材料整体自给率,加快精细化工的绿色工艺和产品开发,重点突破高端表面活性剂、电子化学品等高端精细化工产品。

(3)先进无机非金属材料重点

建设国家级特种陶瓷材料生产研发基地,加快碳化硅纤维、氮化硅纤维和透波/吸波材料、陶瓷先驱体材料和陶瓷基复合材料的研究及产业化应用。

(4)高性能纤维及复合材料重点

突破高性能碳纤维、对位芳纶纤维的系列化、产业化技术,提高超高分子量聚乙烯纤维、芳砜纶纤维的产能,加速研制聚苯硫醚纤维和聚四氟乙烯纤维,开发纤维增强和颗粒增强的树脂基、金属基、陶瓷基先进复合材料及构件。

2.关键战略材料

围绕国家重大战略需求及我省产业提升需要,重点发展一批关键战略材料,提高材料成品率和性能稳定性,完善原辅料配套体系,产业化和规模应用。

(1)稀有稀土功能材料重点

引导厦门钨业、星技等企业大力发展稀土永磁、储氢、发光、催化等高性能稀土材料和稀土资源高效综合利用技术,提高稀土产品附加值。加设龙岩、三明稀土工业园,延伸稀土深加工及应用产业链,推汀金龙稀土永磁材料三期项目建设,加快产业集聚。加快建设

中国厦门钨材料生产应用和研发基地,推动硬质合金材料、涂层技术等关键技术研发与产业化,重点发展硬质合金工具、刀具、数控刀片、整体刀具等高端产品。发挥三祥新材等企业作用,开发镁铝合金轻量化产品,发展纳米陶瓷材料、氧化锆功能陶瓷、氧化锆结构陶瓷高性能研磨材料等。

(2)锂电新能源材料重点

发挥厦钨新能源、青美、杉杉等企业作用,发展正极、负极、隔膜、电解液等关键材料和电池构件、包材等配套材料,研究开发高能量密度电极材料。推动厦门、三明、宁德等新能源电池材料生产基地建设,扩大锂电正极材料生产规模。加强钴、锂资源跟踪开发,加强冶炼副产品(伴生产品)中相关元素的应用提升镍钴锰酸锂镍/钴铝酸锂、富锂锰基材料和硅碳复合负极材料安全性、性能一致性与循环寿命。建立废旧电池回收体系,为电池材料生产提供保障。

(3)石墨烯重点

以福州和厦门为创新核心区,以厦门火炬高新区、泉州晋江和三明永安为产业集聚区打造两核三区产业发展格局加强石墨烯材料规模化制备和微纳结构测量表征等共性关键技术攻关。聚焦复合材料、能源材料、导热材料、电子信息器件、环保 健康 产品等石墨烯应用材料与功能器件领域开展应用技术研发,重点突破超薄石墨烯导热膜的低成本、连续成卷生产技术,石墨烯分散技术、表面修饰技术,以及石墨烯功能材料的产业化应用技术。

六、天津市

1.新材料发展要点概述

面向制造业高质量发展要求,发展新一代信息技术材料、生物医用材料、新能源材料、高端装备材料、节能环保材料和前沿新材料六大重点领域。到2025年,产业规模达到2400亿元,年均增长8%,建成国内一流新材料产业基地。

2.发展内容

(1)新一代信息技术材料

扩大8-12英寸硅单晶抛光片和外延片产能,加快6英寸半绝缘砷化镓等研发生产。开发生产高精度、高稳定性、高功率光纤材料,提升光电功能晶体材料研究开发和产业化水平。 推动ArF光刻胶、正性光刻胶材料绿色发展,改进光刻胶用光引发剂等高分子助剂材料性能,提升抛光液材料环保性。推进聚碳酸脂类改性材料在智能硬件壳体应用,增强产品美观性、耐磨耐热性和绝缘性。

(2)生物医用材料

加大钛合金椎弓根钉、纯钛接骨板等脊柱植入材料开发力度,提高关节类、创伤类骨科植入材料性能。重点开发生物仿生纳米药物控释材料,增强纳米粒子靶向、缓释、高效性能。 发展医用苯乙烯类热塑性d性体等医用高分子材料,提升医用泌尿植入管、医用导管性能水平,提高密封塞等药用包装的安全性。

(3)新能源材料

重点突破高端钴酸锂等锂电池正极材料制备技术,发展硅碳附件、中间相炭微球等负极核心材料,推进六氟磷酸锂电解液材料生产线落地。 引入氢燃料电池关键材料企业,研发长寿命高分子质子交换膜,发展高性能碳纤维纸等气体扩散层基材。推进太阳能光伏硅材料扩大产能,加快发展铜铟镓硒等太阳能薄膜电池材料。

(4)高端装备材料

积极开展首批次应用示范,推进高强度止裂厚钢板及船用耐腐蚀钢产业化技术开发。面向国产大飞机需求,引入先进航天材料生产技术和工艺,发展飞机风扇、反推装置用碳纤、玻纤等高性能纤维材料。开展镁铝合金薄板产业化制备技术攻关,加快轻量化镁铝合金材料在 汽车 车身、底盘、轮毂等领域应用。开发综合性能稀土永磁材料,提升智能制造装备传感器、伺服电机用钕铁硼永磁体、钐钴永磁体性能。

(5)节能环保材料

发展混合基质膜、高性能中空纤维膜等气体分离和水处理膜材料,拓展膜材料在水污染、空气污染治理领域应用。推进硅气凝胶、碳气凝胶技术革新,降低气凝胶生产成本,扩大气凝胶在建筑节能、保温领域应用。重点开发低辐射镀膜玻璃、热反射镀膜玻璃等高档节能玻璃,加速产品优化升级。加快天津市生物基材料制造业创新中心建设,推进生物基聚乳酸材料技术开发及成果转化。

(6)前沿新材料

深化与中国航发北京航空材料研究院等高校院所合作,推进石墨烯材料产业基地建设,发展石墨烯防护装甲材料、石墨烯导电浆料、石墨烯d性体材料等。推进高温超导电缆材料开发,革新高温超导薄膜技术,推动超导技术实用化。发展三维(3D)打印用合金粉末材料、纳米陶瓷材料,开发粉末雾化制备关键技术和快速制模工艺。

第一批15种高度关注物质(SVHC)清单(其中不包括下面的第6项)

物质英文名称 物质中文名称 应用场合

1 Anthracene蒽 染料

2 4,4'- Diaminodiphenylmethane4,4'-二氨基二苯甲烷 染料

3 Dibutyl phthalate 邻苯二甲酸二丁酯 可塑剂

4 Bis (2-ethyl(hexyl)phthalate) (DEHP) 邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯 可塑剂

5 Benzyl butyl phthalate 邻苯二甲酸丁苄酯 可塑剂

6 Cyclododecane 环十二烷 胶水,阻燃剂之原物料

7 Cobalt dichloride 氯化钴 阿摩尼亚吸收剂,防毒面具,医药,橡胶,电镀,漆类

8 Diarsenic pentaoxide 五氧化砷 染料,玻璃,冶金

9 Diarsenic trioxide 三氧化二砷 脱色剂,玻璃制品,木头防腐剂,冶金

10 Sodium dichromate, dihydrate *** 二水合物 颜料,防腐蚀镀层,维他命,玻璃处理用,陶瓷光亮处理用

11 5-tert-butyl-2,4,6-trinitro-m-xylene (musk xylene) 二甲苯麝香 气味物

12 Hexabromocyclododecane (HBCDD) 六溴环十二烷 阻燃剂

13 Alkanes, C10-13, chloro (Short Chain Chlorinated Paraffins) 短链氯化石蜡 阻燃剂

14 Bis(tributyltin)oxide 三丁基氧化锡 电子电机产品,绝缘剂,纺织品镀层

15 Lead hydrogen arsenate 酸式砷酸 杀虫剂,农药

16 Triethyl arsenate 三乙基砷酸酯

目前很多企业选择做15项的检测,若需要检测,可以和厦门SGS联系:

Tel:0592-5765865

核磁共振(1946)

Edward Purcell和Felix Bloch分别用共振吸收和核磁感应法测量核磁矩,实现了核磁共振。二人因此获得1952年Nobel物理学奖。

Lamb位移(1947)

由Willis Lamb和Robert Retherford发现。Lamb位移是量子电动力学的第一个实验证据。其说明即便最简单的氢原子,量子力学也不能完整描述,而需要用量子电动力学。Lamb因此获得1955年Nobel物理学奖。

电子反常磁矩(1947)

反常磁矩包括电子和μ子的反常磁矩。前者由Polykarp Kusch精确测量,并因此获1955年Nobel物理学奖。反常磁矩同Lamb位移一起,是量子电动力学的最重要的实验支柱。

π介子(1947)

由Cecil Powell等人在宇宙线中发现。Powell因此获得1950年Nobel物理学奖。而在1949年,汤川秀树则因为理论预测π介子存在获得Nobel奖。π介子是最轻也是最重要的介子,对研究低能强相互作用有重要作用。

晶体管(1947)

由Bell实验室的John Bardeen、Walter Brattain和William Shockley发明。三人因此获得1956年Nobel物理学奖。没有晶体管就没有现代文明。

全息摄影(1947)

Dennis Gabor于电子显微镜技术中发现全息技术的原理,并因此获得1971年Nobel物理学奖。全息技术在激光发明后才有实质进展。Yuri Denisyuk在1962年拍摄了世界上第一张全息照片。

微波激射器(1953,1955)

即激光的前身,和激光的区别是前者为可见光,后者是微波。由美国的Charles Hard Townes和前苏联Nikolay Basov和Aleksandr Prokhorov两组人各自独立实现。三人因此分享1964年Nobel物理学奖。

反质子(1955)

是继正电子之后,发现的第二个反粒子。由Owen Chamberlain和Emilio Gino Segrè发现,二人因此获得1959年Nobel物理学奖。

反中子(1956)

由Bruce Cork发现。因为中子整体不带电,反中子指的是内部的三个夸克与中子内部的三个夸克相反。

中微子(1956)

中微子由W. Pauli于1930年理论上提出。1956年,Clyde Cowan和Frederick Reines在β衰变中首次证实电子型中微子的存在。

弱相互作用中宇称不守恒(1957)

由杨振宁、李政道1956年理论上提出,吴健雄等人于1957年1月做出实验验证。前二位得了同年的Nobel奖。「宇称」是指波函数/场在空间坐标反号下的变换性质。电磁和强相互作用不改变这种变换性质,被称作「宇称守恒」;弱相互作用改变,被称作「宇称不守恒」。

半导体/超导体量子隧道效应(1957,1960)

量子力学中物体有一定概率穿过经典上无法穿过的势垒,即量子隧道效应。1957年Sony公司的江崎玲於奈在高频晶体管中发现负电阻现象,1960年Ivan Giaever证实超导体中存在隧道效应。二人因此与Josephson效应的提出者B. Josephson分享了1973年Nobel物理学奖。

Mössbauer效应(1958)

由Rudolf Mößbauer发现,并因此获得1961年Nobel物理学奖。Mössbauer效应是Gamma射线的无反冲共振吸收,本质上也是一种核磁共振。其可用于研究原子核与周围环境的超精细相互作用,是一种非常精确的测量手段。

Pound-Rebka实验(1959)

广义相对论最早的精确实验、同时也是三大经典验证(另两个是水星进动和光线偏折)之一。Robert Pound及其研究生Glen Rebka通过测量哈佛大学Jefferson塔顶端和底端两个辐射源频率,得到了与广义相对论预言一致的相对论红移。

光泵(1950s)

光泵即是用光将原子或分子中的电子从低能级激发到高能级。由Alfred Kastler在1950年代发展,并因此获得1966年的Nobel物理学奖。

红宝石激光器(1960)

1960年5月16日,Theodore Maiman利用红宝石(掺铬的氧化铝结晶)获得了波长为0.6943微米的激光。这是人类有史以来获得的第一束激光。

电子双缝衍射(1961)

这是Thomas Yang光的双缝衍射的电子版。1961年由Claus Jönsson第一个做出,是电子波动性的最直观体现。1974年Pier Merli进一步将电子一个一个单独发射,同样观测到了衍射。

μ中微子(1962)

1962年,Leon Lederman,Melvin Schwartz和Jack Steinberger证实了μ中微子和电子型中微子是不同的中微子。三人因此获得1988年Nobel物理学奖。

合成孔径射电望远镜(1962)

由Cavendish实验室的Martin Ryle发明。用相隔两地的射电望远镜接收同一天体的射电,等效分辨率最高等于一架口径为两地距离的射电望远镜。目前广泛应用的长基线干涉技术,将全球的射电望远镜综合起来,从而获得等效口径为地球直径的射电望远镜。M. Ryle与脉冲星的发现者A. Hewish分享了1974年Nobel物理学奖。

Josephson效应(1963)

电子通过两块超导体中间一层薄绝缘材料的量子隧道效应,由Brian Josephson于1962年预言。Bell实验室的Philip Anderson和John Rowell在实验上验证了的这一效应。Josephson因此与另两位隧道效应发现人江崎玲於奈和I. Giaever分享了1973年Nobel物理学奖。

星际有机分子(1963)

星际有机分子是20世纪60年代天文学四大发现之一。1963年,于仙后座探测到了羟基(OH)。随后1968年在银河系中心区探测到了氨(NH3)和水,1969年发现了甲醛(HCHO)。到1991年,科学家已经陆续发现了超过100种星际分子。星际有机分子可供研究星系及恒星的演化,以及探索地外生命。

宇宙微波背景辐射(1964)

宇宙早期曾经被光充满,这些光就变成今天的背景辐射,峰值在微波波段。1964年由Bell实验室的Arno Penzias和Robert Wilson第一个探测到。二人因此获得1978年Nobel物理学奖。微波背景辐射是大爆炸理论的直接推论,对其的观测是目前早期宇宙学的主要实验手段之一。

CP破坏(1964)

电荷共轭和宇称的联合对称性被称为CP对称性。James Cronin和Val Fitch在中性K介子的衰变(弱相互作用)中首次发现CP对称被破坏。二人因此共享了1980年Nobel物理学奖。CP破坏对解释今天宇宙中物质的数量超过反物质的数量有极其重要的意义。

脉冲星(1967)

脉冲星是一种快速旋转的中子星,其快速旋转的强磁场使得带电粒子发出同步辐射。Cavendish实验室的Antony Hewish及其研究生Jocelyn Burnell发现了第一颗脉冲星PSR1919+21。Hewish因此与合成孔径射电望远镜的发明者M. Ryle共享了1974年Nobel物理学奖。

Gamma射线暴(1967)

天空中某一方向Gamma射线强度突然增强又迅速减弱的现象,由美国的帆船座卫星于1967年首次观测到。普遍认为Gamma暴是来自超新星、恒星塌缩或者黑洞。Gamma暴是目前天文学、宇宙学中最活跃的领域之一。

深度非d性散射(1968)

指用轻子(电子、中微子等)轰击强子(质子、中子等)的过程。深度非d性散射提供了夸克(强子内部结构)存在的第一个证据。这一实验由Jerome Friedman,Henry Kendall和Richard Edward Taylor领导完成,三人因此获得1990年Nobel物理学奖。

中微子振荡(1968,1998)

1968年,在以Raymond Davis和John N. Bahcall领导的「Homestake实验机」中,发现观测到的中微子流量与标准太阳模型预测的不符。这是实验中人们第一次观测到和中微子振荡有关的现象。1998年6月5日,日本超级神冈探测器首次发现了中微子振荡的确切证据。R. Davis和神冈探测器负责人小柴昌俊因此获得2002年Nobel物理学奖。

电荷耦合器件(1969)

这是现在所有光学成像设备的基础。相机、手机、摄像头中都有一块电荷耦合器件(CCD)。由Bell实验室的Willard Boyle和George Smith发明。二人与光纤通讯发明人高锟一起,分享了2009年Nobel物理学奖。

光纤(1970)

1966年,英籍华人高锟首次利用无线电波导通信的原理,提出了低损耗的光导纤维(光纤)的概念。1970年,美国Corning公司首次研制成功石英光纤。同年,Bell实验室研制成功室温下连续振荡的半导体激光器。光纤通信时代从此开启。高锟因此与电荷耦合器件的发明人W. Boyle和G. Smith一起分享了2009年Nobel物理学奖。

Hafele-Keating实验(1971)

Joseph Hafele和Richard Keating通过安装在商业飞机上的铯原子钟,比较了绕地球向东、向西各飞行一圈和呆在原地三种情况下的时钟快慢,结果与相对论预言一致。

Bell不等式实验(1972-)

Bell不等式简言之,即是说任何定域隐变量理论不可能重复量子力学的全部统计预言。其所要验证的,是量子力学和爱因斯坦的「隐变量」(局域实在论)哪个才是真实世界的理论。这是非常基础的物理乃至哲学问题。1972年,Stuart Freedman和John Clauser做了第一个Bell不等式实验。1981-82年,Alain Aspect等人第一次在精确意义上对EPR作出检验,证实了「量子纠缠」的存在。至今40年间,大量实验表明Bell不等式不成立,即量子力学才是正确的理论,世界在本质上是非局域的。

弱中性流(1973)

弱中性流是由Z玻色子传递的弱相互作用形式。由F.J.Hasert领导下在CERN发现。弱中性流的发现支持了支持了Abdus Salam、Sheldon Glashow和Steven Weinberg的电弱统一理论,并最终导致了W±和Z0玻色子的发现。以上三位理论家因此分享了1979年Nobel物理学奖。

射电脉冲双星(1974)

Russell Hulse和Joseph Taylor发现了第一颗射电脉冲双星PSR 1913+16,它们是两颗互相环绕的脉冲星。通过精确地测量射电脉冲双星轨道周期的变化可以间接检测引力波的存在,从而验证广义相对论。二人也因此获得1993年的Nobel物理学奖。

J/Psi粒子(1974)

由丁肇中与Burton Richter各自领导的小组分别独立发现。二人因此分享1976年Nobel物理学奖。

引力探测器A(1976)

NASA和哈佛Smithsonian天文台于1976年发射「引力探测器A」火箭,上面携带一个了氢原子钟(hydrogen maser,氢原子微波激射器)。其证实了天上的钟走得比地球上的慢,即广义相对论的引力时间膨胀效应。

红移巡天(1977-)

通过测量大量天体红移值,可以确定其距离,从而研究宇宙的大尺度结构。始于1977年的CfA红移巡天是第一个红移巡天实验。目前最大的两个红移巡天项目是:始于2000年的「Sloan数字巡天」(Sloan Digital Sky Survey)和「2度视场星系红移巡天」Two-degree-Field Galaxy Redshift Survey(1997-2002)。

激光冷却(1978)

通过吸收和自发辐射光子,可减少原子的动量,获得超低温原子。这一技术由Dave Wineland,Robert Drullinger和Fred Walls首次实现。D. Wineland后来因单量子态测量与 *** 控与S. Haroche共享了2012年Nobel物理学奖。

引力透镜(1979)

引力能将光线扭曲,于是就有引力透镜。Dennis Walsh,Robert Carswell和Ray Weymann通过对类星体Q0957+561的研究,发现了第一个引力透镜。

整数量子Hall效应(1980)

处于磁场中的导体,因内部电子受Lorentz力偏转而产生垂直电压的现象即Hall效应。量子Hall效应则是其量子版本。其是过去20多年凝聚态物理最重要的进展之一。由Klaus von Klitzing于高强磁场的二维电子气体中观测到,并因此获得1985年Nobel物理学奖。

扫描隧道显微镜(1981)

一种利用量子力学隧道效应探测物质表面结构的仪器。由Gerd Binnig和Heinrich Rohrer在IBM的实验室中发明。两人因此与电子显微镜的发明者E. Ruska共享了1986年Nobel物理学奖。

分数量子Hall效应(1982)

量子Hall效应的分数版本。这一发现揭示了凝聚态物理中准粒子的重要性,以及Landau对称性破缺理论的局限。由崔琦、Horst Störmer和A. C. Gossard发现。前两人与这一现象的理论解释者Robert Laughlin共享了1998年Nobel物理学奖。

W±和Z0中间玻色子(1983)

类似于光子是电磁相互作用的媒介粒子,W±和Z0玻色子是弱相互作用的媒介粒子。这一发现极大支持了电弱统一理论(类似Hertz发现电磁波是Maxwell电磁理论的绝佳证据一样)。由Carlo Rubbia和Simon Van der Meer领导下在欧洲核子研究中心发现,二人因此获得1984年Nobel物理学奖。

激光冷却与捕获原子(1985)

由朱棣文和William Daniel Phillips于1985年首次实现,获得了极低温度(240μK)的钠原子气体。Claude Cohen-Tannoudji等人于1995年也将铯原子冷却至2.8nK。由于热运动被消除,从而可以实现原子的囚禁和捕获原子。这一技术极大提高了光谱分析和原子钟的精度,并导致了真正的Bose-Einstein凝聚。朱棣文等三人因此共享了1997年Nobel物理学奖。

高温超导(1986)

IBM的Karl Müller and Johannes Bednorz使用铜氧化物首次获得高温超导。两人因此获得1987年Nobel物理学奖。

超新星SN 1987A(1987)

1987年2月,在大麦哲伦星云发生了超新星1987A的爆发。日本的神冈探测器和美国Homestake探测器几乎同时接收到了来自超新星1987A的19个中微子,这是人类首次探测到太阳系外的中微子。

COBE卫星(1989)

1989年升空的COBE(Cosmic Background Explorer)卫星,是专门探测宇宙微波背景辐射的第一颗卫星。COBE证实了宇宙背景辐射的高度各向同性,且精确符合温度约为2.726K的黑体辐射谱;同时银河系相对于背景辐射存在相对运动。COBE最重要的发现是证实了微波背景辐射温度涨落的存在。COBE的领导者John Mather和George Smoot因此获得2006年Nobel物理学奖。

量子Zeno效应(1989-)

「芝诺效应」的量子版本,由George Sudarshan和Baidyanath Misra于1977年在理论上提出。量子Zeno效应的实质是认为观测会延缓乃至「冻结」量子系统的演化。1989年David Wineland在一个双能级量子系统中观测到了量子Zeno效应的存在。至今有大量实验表明观测(环境)会抑制量子系统的演化。

单量子态测量与 *** 控(1980s-)

对单量子态的测量与 *** 控,是量子力学的最直接的检验。Serge Haroche以中性原子为研究对象,实现了原子辐射的腔增强效应、量子退相干、量子纠缠、Fock态光场的产生、单个光子的量子非破坏测量以及单个光子从产生到湮灭的整个过程的观测等等。David Wineland以带电离子为对象,将单个离子冷却到其质心运动的基态,实现了薛定谔猫态、位置-动量空间负值Wigner函数量子态的产生、物质粒子间的量子隐形传送等。二人共享了2012年Nobel物理学奖。

顶夸克(1995)

由美国Fermi实验室发现,是粒子物理标准模型中最后一个被发现的夸克。三代夸克的预言者,小林诚和益川敏英因此(与南部阳一郎一起)分享2008年Nobel物理学奖。

Bose-Einstein凝聚(1995)

一种新物态,为玻色子原子在冷却到绝对零度附近时所呈现出的一种气态的、超流性的状态。1995年6月5日,Eric Cornell和Carl Wieman利用铷-87原子首次制成,四个月后Wolfgang Ketterle利用钠-23也独立制成。三人因此分享2001年Nobel物理学奖。

Casimir效应(1996)

真空中两块靠近的平行不带电金属板会互相吸引。Casimir效应是真空量子涨落的直接结果,由Hendrik Casimir于1948年预言。Casimir效应虽然很早就被证实存在,但直到1996年才首次被精确测定。

量子隐形传输(1997)

量子隐形传输传递的是量子态而非经典的状态。因为量子纠缠的存在,量子态可以瞬间传递。奥地利的Anton Zeilinger等人于1997年首次实现了单量子比特的量子隐形传输。目前中国在这一领域的研究处于世界一流。2005年,潘建伟院士领导的小组在合肥创造了13公里的双向量子纠缠分发世界纪录;2012年首次成功实现百公里量级的自由空间量子隐形传输和纠缠分发。目前量子隐形传输的世界记录是143公里,由奥地利科学家于2012年9月实现。

宇宙加速膨胀(1998)

Saul Perlmutter,Brian Schmidt和Adam Riess分别领导的三个小组,通过对Ia型超新星的观测,发现宇宙正在加速膨胀。三人因此获得2011年Nobel物理学奖。

τ中微子(2000)

τ中微子是粒子物理标准模型最后一个被发现的轻子,也是倒数第二个被发现的粒子(最后一个是Higgs玻色子)。2000年7月21日,美国Fermi实验室宣布发现τ中微子存在的证据。

夸克-胶子等离子体(2000)

由渐进自由的夸克和胶子组成,是一种高温高密的物质形态。由欧洲核子研究中心(CERN)于2000年宣布制成。

WMAP卫星(2001)

宇宙微波背景的探测始于COBE。但是2001年升空的WMAP(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe),才真正开始精确测定微波背景的温度涨落,从而开启了精确宇宙学时代。近十年来,WMAP卫星是宇宙学研究数据的主要来源之一。

费米子凝聚(2003)

所谓物质的第六态。费米子通过Cooper对结合呈现玻色子性质,从而实现量子态的凝聚。由Deborah Jin于2003年12月16日首次实现,将50万个钾-40原子冷却至5×10−8 K。

引力探测器B(2004-)

由NASA和Stanford大学于2004年发射,目的是测定地球周围时空曲率,从而直接验证广义相对论。其证实了「测地线效应」,即陀螺在引力场中的进动;以及「坐标系拖拽」,即地球自转的同时,会带着周围时空一起旋转。

石墨烯(2004)

一种由碳原子组成的、只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯是目前最薄、最坚硬、电阻率最低的纳米材料。通过石墨烯可在常温下实现量子Hall效应。由Andre Geim和Konstantin Novoselov于2004年发现,二人因此获得2010年Nobel物理学奖。

隐形材料(2006)

如果光线可以绕过物体,然后继续沿原来的方向传播,则物体看上去如隐形。2006年,John Pendry等人用超颖材料首次制造出一个可以让微波弯曲绕道的圆柱,即隐形斗篷的原型。目前隐形材料仍然是热门研究领域。

大型强子对撞机(2008-)

位于欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)是目前世界上最大、能量最高的粒子加速。其用以将质子加速对撞,从而进行高能物理研究。LHC于2008年9月10日开机运行。2012年7月4日,CERN根据LHC的数据宣布了Higgs玻色子粒子存在的证据。

Planck卫星(2009-)

Planck卫星是WMAP卫星的后继者,于2009年升空,2013年刚刚开始发布数据。Planck的观测精度已经逼近所谓「宇宙方差」(cosmic variance)的极限。

Alpha磁谱仪(2011-)

Alpha磁谱仪是丁肇中领导、安装于国际空间站上的粒子物理实验设备。其目的在于探测宇宙中的奇异物质,包括暗物质及反物质。2013年4月4日,丁肇中在CERN公布了初步的暗物质探测结果。

Higgs玻色子(2012)

欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)。Higgs粒子是粒子物理标准模型最后一个待发现的粒子,因此被称为「天杀的粒子」(Goddammed particle)。后为和谐起见,被媒体称为「上帝粒子」(God particle)。2012年7月4日,CERN宣布了Higgs玻色子粒子存在的证据。2013年3月14日,CERN正式宣布此前发现的粒子是Higgs玻色子。2013年10月8日,Nobel奖委员会宣布,2013年Nobel物理学奖授予Higgs机制的(部分)提出者Peter Higgs和François Englert。

大亚湾中微子振荡(2012)

2012年3月8日,大亚湾实验组宣布发现一种新的中微子振荡。这大概是到目前为止,中国本土做过的最有影响的高能物理实验。

量子反常Hall效应(2013)

量子反常Hall效应同量子Hall效应本质不同。其并不需要外界磁场,而是通过拓扑非平庸的能带结构产生具有手征性的边缘态实现。由中国科学院物理研究所和清华大学物理系于2013年成功实现,并发表在2013年3月15日的《科学》杂志上。一些人认为这是目前中国本土作出的最接近Nobel奖级的物理实验。

四夸克物质(2013)

目前所知的所有由夸克组成的物质,都只包含三个或两个夸克,前者如质子,后者如π介子。但理论上,「四夸克态」或者说「四夸克物质」确实是可以存在的。位于北京中科院高能物理研究所的正负电子对撞机「北京谱仪」合作组(BES III)和位于日本高能加速研究机构(KEK)的Belle合作组分别宣布发现一个(相同的)新的共振结构,其极有可能是介子分子态或四夸克态。2013年底,在美国物理学会公布的2013年国际物理领域重要成果中,这一发现位居榜首。

原初引力波(2014)

描述经典电磁场的Maxwell方程的波动解对应电磁波,描述经典引力场的Einstein方程同样预言了引力波的存在。2014年3月17日,美国BICEP2实验组宣布在5个σ的置信度上,探测到了宇宙微波背景的“B-模式”极化(或偏振),而B-模式极化通常即认为来自原初引力波。此一方面是对广义相对论理论预言的证实,也是对原初引力波的产生机制——宇宙学暴涨——的支持。

作者:著微

链接:http://www.zhihu.com/question/20812258/answer/16681725

来源:知乎

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