新材料是人类赖以生存的物质基础，每一种新材料的出现和应用都会伴随着现代科技的巨大飞跃。从现代科技史中不难看出，每一次重大的科技突破都在很大程度上依赖于相应新材料的发展。因此，新材料是现代科技发展的基础，美国称新材料为“科技发展的血肉”。新材料技术被称为“发明之母”和“工业粮食”。
新材料产业的创新主体是美、日、欧等发达国家和地区，这些国家和地区拥有最多的大型跨国公司，在经济实力、核心技术、R&D能力和市场份额上占据绝对优势。其中，美国是全面领先的国家，日本的优势在纳米材料和电子信息材料领域，欧洲在结构材料、光学和光电材料领域优势明显。中国、韩国、俄罗斯紧随其后，现在属于世界第二梯队。中国在半导体照明、稀土永磁材料和人工晶体材料方面具有比较优势，韩国在显示材料和存储材料方面具有比较优势，俄罗斯在航天材料方面具有比较优势。从新材料市场来看， 北美和欧洲拥有目前全球最大的新材料市场，市场相对成熟，而在亚太地区，新材料市场正处于快速发展阶段。从宏观角度来看，全球新材料市场的重心正逐渐向亚洲转移。
新材料哪个国家更强？
01
美利坚合众国
美国是世界新材料领域的重要领导者。北大数字中国研究院副院长曾认为，美国在新能源、新材料、生命工程方面的技术水平远远领先于世界其他国家。
值得一提的是，美国曾将新材料列为影响经济繁荣和国家安全的六大关键技术之首。在确定的22项关键技术中，材料占5项(即材料的合成与加工、电子与光电材料、陶瓷、复合材料、高性能金属及合金)。美国新材料发展的特点是国防部和NASA的大规模研发计划，主要以国防采购合同的形式推动和保障大学、科研机构和企业的新材料研发。
早在2011年，美国总统奥巴马就宣布了一项超过5亿美元的“促进制造业伙伴关系”计划，通过政府、大学和企业的合作来加强美国制造业。投资超过1亿美元的“材料基因组计划”就是其中的一个组成部分。“材料基因组计划”意在通过新材料开发周期中各阶段团队的合作，加强“产学研”，注重实验技术、计算技术、数据库之间的合作与共享。目标是将新材料的开发周期减半，成本降至现有的几分之一，以加速美国在清洁能源、国家安全、人类健康和福祉以及下一代劳动力培训方面的进步， 提高美国在新材料领域的国际竞争力。
美国以生物材料、信息材料、纳米材料、极端环境材料和材料计算科学为主要前沿研究领域，支持生命科学、信息技术、环境科学和纳米技术的发展，特别是满足国防、能源、电子信息等重要部门和领域的需求。
由此，美国制定了一系列与新材料相关的战略计划，包括:21世纪国家纳米计划、国家纳米技术计划(NNI)、未来工业材料计划、光伏计划、下一代照明光源计划、先进汽车材料计划、化石能源材料计划、建筑材料计划、NSF先进材料与工艺计划。美国在新材料科技发展方面取得了巨大进步。
比如，在战略新材料计划下，早在2011年1月，美国科学家就研制出了一种由超媒体材料制成的“隐声服”，无法被声纳探测到；3月，高效储氢纳米复合材料问世；6月，“诱导”聚合物拟肽链自组装成纳米绳，自组装纳米绳的性能不逊于天然材料；9月，基于镱研制出一种奇怪的新超导体，在自然状态下可以达到“量子临界点”；11月，研制的超黑材料可以吸收几乎所有照射在上面的光线，吸收率超过99%；在同一个月，新开发的轻质材料，其能量吸收性能类似于人造橡胶，比聚苯乙烯泡沫轻100倍。
美国在全世界有许多新材料巨头:例如，埃克森美孚、道化学、杜邦、3M、美国铝业、美国钢铁、PPGIndustries、AirProductsChemicals、EastmanChemical、康宁等公司。
美国也有世界顶尖的新材料高等学府:比如著名的西北大学、麻省理工学院(材料科学与工程学院的课程排名第一)、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(由最早成立于1867年的陶瓷系、冶金系和矿业系合并而成；专业分生物材料、电子材料等六个方向；美国的材料专业常年排名前三。)、加州大学伯克利分校、斯坦福大学(世界优秀大学之一)、加州大学圣巴巴拉分校(学术声誉非常高的研究型公立大学)等。
美国拥有大量的研究机构和领先的实验室:例如橡树岭国家实验室、阿贡国家实验室、艾姆斯实验室等17个科研实力世界第一的国家实验室；杜邦、波音、IBM等13家顶尖技术研发公司的实验室；以及麻省理工学院、哈佛大学等180所大学。
02
日本
日本是一个新材料生产技术先进的国家。日本政府非常重视新材料技术的发展，把发展新材料列为国家高技术的第二大目标。因此，日本材料企业在全球新材料行业形成了“一枝独秀”的局面。
日本的机械制造业长期保持世界先进水平，与其发达的材料工业是分不开的。例如，日本的新材料产业凭借其先进的R&D优势、先进的R&D成果和实际发展，在世界环境和新能源材料市场占据绝对领先地位。
日本新材料巨头:比如享誉世界的京瓷株式会社；三菱化学等。
日本也有世界知名的顶尖大学，比如著名的东京大学。东京大学培养了16位首相，21位(日本)国会议长，13位世界500强企业首席执行官。11位诺贝尔奖获得者，6位沃尔夫奖获得者，1位菲尔兹奖获得者，3位罗布·科霍奖获得者，4位盖尔德纳国际奖获得者，4位普利兹克建筑奖获得者。和日本名古屋大学。是日本顶尖、世界一流的研究型国立综合大学，也是日本中部的最高学府。名古屋大学培养了六位诺贝尔奖获得者和一位菲尔兹奖获得者。
日本在新材料领域遥遥领先于其他国家。比如用于制造洲际弹道导弹喷管和外壳、飞机骨架的高强度碳纤维材料，用于全球高性能有源相控阵军用雷达的宽带隙半导体收发组件，用于制造新型涡轮发动机涡轮叶片的高性能单晶叶片，日本在这三大高精尖材料领域遥遥领先于其他国家。
此外，日本的碳纤维材料也处于领先地位。全球碳纤维厂商中，日本有东丽、东邦、三菱三家顶尖公司，都代表着高科技水平。据悉，在碳纤维有机复合材料领域，前苏联国家石墨结构材料研究所、前苏联聚合物纤维研究所和全俄航空材料研究所可生产抗拉强度为2500-3000 MPa、拉伸模量为250GPa的高强度碳纤维，以及模量为400-600 GPA的高模量碳纤维。特别是后期开发了4000-5000 MPa的中模量碳纤维。尽管如此，俄罗斯碳纤维产品的性能和水平仍然没有超过日本的技术水平。
03
德国
德国的新材料产业得到了全世界的认可和好评。2012年6月，德国启动了长期研究项目“纳米材料的安全性”，旨在了解各种纳米材料对周围环境可能产生的影响，通过定量的方法对纳米材料进行安全风险评估。2012年11月，德国启动了“原材料经济战略”科研项目，旨在开发能够高效利用和回收原材料的特殊工艺，加强稀土、铟、镓和铂族金属的回收利用。
值得一提的是，2013年4月，德国发布了白皮书《关于实施工业4.0战略的建议》。之后，德国将“工业4.0”项目纳入“高科技战略2020”未来10大项目，推动以智能制造、互联网、新能源、新材料、现代生物为特征的新工业革命。德国企业界普遍认为，确保并扩大其在材料研发领域的领先地位是其在国际竞争中取得成功的关键。2016年3月，德国发布的《数字化战略2025》确定了实现数字化转型的步骤和具体实施措施，其中重点支柱项目包括工业3D打印。
04
不列颠，英国
英国是世界上传统的新物质大国之一。英国HenryRoyceInstitute由9个先进材料研究机构组成，与剑桥大学物理研究所和制造研究所共同确定了5个绿色技术“路线图”，描述了如何在关键材料领域减少温室气体排放。具体包括:
光伏系统的材料，这将增加太阳能电池板的发电量。
制氢和化工原料低碳工艺用材料。
热电能量转换材料主要用于供热、制冷和空调系统。
热转换材料可以避免在加热和制冷系统中使用碳。
用于电子设备的低损耗材料可以使电子设备和计算更加节能。
研究人员还提出了一系列建议，包括呼吁增加对材料研究和测试设施的投资，制定新的法律以确保采用新的绿色技术，并将可持续发展作为任何新的先进材料的核心。
05
中国
中国是全球新材料产业领先的国家，产业规模约2万亿元。我国在金属材料、纺织材料、化工材料等传统领域有着良好的基础，稀土功能材料、先进储能材料、光伏材料、有机硅、超硬材料、特种不锈钢、玻璃纤维及其复合材料等产能居世界前列。经过几十年的奋斗，我国新材料产业从无到有，在体系建设、产业规模和技术进步等方面取得了显著成就，为国民经济和国防建设做出了巨大贡献，具有良好的发展基础。预计到2025年，我国新材料产值有望突破10万亿元。
我国在一些先进基础材料、关键战略材料、前沿新材料等方面实现了与国际先进水平的“并驾齐驱”甚至“领先”。比如，在关键战略物资方面，SMIC实现了七大耗材中六类物资的国内采购；南山集团铝合金厚板通过波音公司认证，签订供货合同；与传统电机相比，CSIC兆瓦级稀土永磁电机体积小50%，重量轻40%。液态金属在3D打印、柔性智能机器、血管机器人等领域实现了初步应用。
中国的石墨烯技术处于世界领先水平。2017世界石墨烯创新大会在中国常州召开，标志着中国石墨烯技术开始引领世界。值得一提的是，石墨烯材料最早是由英国科学家发现的。石墨烯是世界上最薄最硬的材料，被誉为“黑金”和“新材料之王”。据悉，石墨烯的厚度可以达到头发的1/20万，强度是钢的200倍。科学家预测，石墨烯将是21世纪最重要的新材料，市场应用前景不可估量。石墨烯技术已被世界上许多国家列为优先发展的材料技术。虽然中国接触石墨烯技术才几年，但是发展势头很猛，中国有巨大的潜在市场。
我国人工晶体材料经过多年发展，偏硼酸钡、三硼酸锂等紫外非线性光学晶体研究达到国际领先水平并实现产业化；激光晶体和太阳能电池关键技术指标达到国际先进水平，光伏发电成本降至1元/千瓦时以下。
中国拥有世界上最完整的液态金属产业链。从原材料到制造，从专利到技术，中国已经可以大规模生产Zr基非晶合金，尤其是在块体成形技术上，中国已经掌握了液态金属的核心技术。值得一提的是，中国的材料配方、装备制造、成型技术等三大核心技术均拥有自主知识产权，也是世界上唯一可以宣布具备形成大块非晶金属能力的国家。
06
俄罗斯
俄罗斯是传统制造业大国，在新材料等新兴产业的技术创新方面具有独特优势。值得一提的是，俄罗斯在航空航天、能源材料、化工新材料等领域处于领先地位。据了解，俄罗斯国立科技大学的材料科学家研发出一种氰化铪陶瓷，理论上可以承受4200摄氏度的高温。在此之前，世界上公认的最耐高温、最难熔化的人造物质是碳化钽铪。此外，俄罗斯SHS(自蔓延燃烧技术)合成的化合物多达700种，居世界领先地位。
俄罗斯研发新材料的战略目标是:一方面，力争在一些材料领域保持世界领先地位，如航空航天、能源工业、化学工业、金属材料、超导材料、高分子材料等。另一方面，大力发展对促进国民经济发展和提高国防实力有影响的领域，如电子信息产业、通信设施和计算机产业。
俄罗斯一直把与新材料相关的科技产业作为国家战略和国民经济的主导产业。如俄罗斯2012年4月公布的《到2030年材料与技术发展战略》中，将18项重点材料战略列为发展方向，包括智能材料、金属间化合物、纳米材料与涂层、单晶耐热超级合金、含铌复合材料等。同时，俄罗斯还制定了新材料产业主要应用领域的发展战略。此外，俄罗斯科学院2015年发布的《至2030年科技发展预测》将7项技术列为科技优先发展方向，分别是信息和通信技术、生物技术、医疗和安全、新材料和纳米技术、 自然资源的合理利用、运输和航天系统、能源效率和节能等。
07
韩国
韩国是新材料的世界级强国之一。2020年10月，三星先进技术研究院EunjooJang团队报道了一种无镉蓝光ZnTeSe/ZnSe/ZnS量子点的合成，量产率100%。该器件显示EQE高达20.2%，亮度为88，900 CDM-2，100 cm-2时T50 = 15，850 h，这是迄今为止世界上报道的蓝色QD LED的最高值。
韩国早在2001年就成为世界第五大材料出口国，并推出“快速跟随”战略，希望跻身前四。在“快速跟随”战略的推动下，韩国企业在原材料行业逐渐超越发达国家。韩国在2001年成为世界第五大材料出口国。当年，材料行业占韩国出口总额的45%以上，2015年达到68%。
韩国一直处于新材料研发的核心阵营。例如在韩国，石墨烯被广泛应用于太阳能电池、半导体、透明面板、发光材料等不同领域。虽然石墨烯最早是由外国科学家发明的，但韩国是石墨烯产业研究和创新的“最早演员”之一。2016年，韩国已经成为石墨烯专利数量最多的国家:韩国三星拥有225项专利，LG拥有180项专利，成均馆大学拥有147项专利，韩国科学技术院(KAIST)拥有129项专利，首尔国立大学拥有78项专利。
值得一提的是，在2013年发布的《第三次科学技术基本计划》中，韩国政府提出在5个领域推进120项国家战略技术的开发，包括先进技术材料、知识和信息安全技术、大数据应用技术等30项关键技术。
