玻璃材料闪耀“智慧之光”（开卷知新）(2)

　　太阳能事业同时也是玻璃事业，目前主流的太阳能发电电池基本都需要玻璃。对晶硅电池封装材料来说，透光率是决定其转换效率的关键因素之一。玻璃的透光率达91.6%以上，是晶硅电池封装的首选和必备材料。碲化镉和钙钛矿薄膜电池对前电极材料的透光率和导电率同时提出较高要求，在玻璃表面制备均匀、高透、低阻的透明导电氧化物薄膜，成为实现前电极功能的关键路径。目前玻璃在钙钛矿电池成本中的占比已超30%，是薄膜电池产业链中最重要的材料之一。当前，我国新能源玻璃的工艺、材料、应用已实现高效协同，上游玻璃全球市场占有率超过90%，中游电池组件全球占比超过80%。

　　新型显示和新能源领域的应用让玻璃“无处不在”，但玻璃还有一些“不为人知”的应用，体现其“小而美”的特性，比如在深海深空领域都有着广泛应用的空心玻璃微珠。作为一种中空的微米级玻璃粉体，它的粒径为5—150微米，密度最低仅为水的1/10。由于轻质高强，空心玻璃微珠是深海探测装置的关键浮力材料、石油领域油气田开采中最佳的密度调节材料；同时由于兼具防火阻燃性能，它还是飞船返回舱的重要隔热材料，因此空心玻璃微珠被称为21世纪的“空间时代材料”。可以看到，当前的玻璃已经不仅仅是应用于建筑上的普通材料，在信息、能源等领域也起到不可替代的作用。经联合国大会全体大会正式批准，2022年被定为联合国国际玻璃年，这也是联合国第一次以单一材料来命名一个年份，折射出玻璃在经济、社会、科技和环境等领域的重要地位。

　　前沿交叉探索，与未来科技适配发展

　　当前，新一轮科技革命和产业变革深入发展，推动颠覆性创新不断涌现，跨学科、跨领域的交叉融合逐渐成为材料研究和创新的必然趋势，催生新的学科前沿、科技领域和创新形态。玻璃新材料也持续深化与信息科学、能源科学、生命科学、空间科学等领域的交叉创新，开展前沿技术探索，将为显示技术、智慧医疗、空间科技等未来科技和产业发展提供新的路径选择。

　　万物显示引领万物互联，开启未来生活的智慧新图景。随着玻璃向极薄方向发展，玻璃可以作为透明保护层，通过功能复合显示更加清晰、更加集成的图像阵列，使手机、平板电脑、电视的显示屏幕可以像卷轴一样轻松卷起、伸缩并随身携带。未来，该技术将在保证汽车安全性能的前提下，可以让车辆近60%面积的玻璃区域具备透明显示器功能，使增强现实等前沿技术在汽车领域的应用成为现实，打造新一代HMI（人机界面）方案。此外，在智慧医疗领域，在玻璃衬片上精密置入应变传感器、超级电容器等微型电子元器件，形成可贴合在人体表面的电子皮肤贴片，能够实时监测人体生理信号，如心率、血压、体温等，实现远程诊断和治疗，同时可以用来增强智能机器人的感知能力和交互能力……玻璃正在以丰富的形态应用到人们各个生活场景，发挥多样化功能，曾在科幻电影里出现的未来画面已经照进现实。

　　2023年中央经济工作会议强调：“要以科技创新推动产业创新，特别是以颠覆性技术和前沿技术催生新产业、新模式、新动能，发展新质生产力。”我们将利用好玻璃这种古老而又现代的材料，立足新型工业化与新质生产力发展，围绕国家战略与科技前沿，走好高端化、智能化、绿色化、融合化发展之路，为加快建设科技强国、实现高水平科技自立自强作出更大贡献。

　　（作者为中国工程院院士、国家玻璃新材料创新中心主任）

　　推荐读物

　　《新玻璃概论》：彭寿著；高等教育出版社出版。

　　《光子学玻璃及应用》：干福熹等著；上海科学技术出版社出版。

　　《非晶物质：常规物质第四态》：汪卫华著；科学出版社出版。

　　《玻璃的世界》：【英】艾伦·麦克法兰、格里·马丁著；管可秾译；商务印书馆出版。

　　《 人民日报 》（ 2024年01月16日 20 版）

(责编：卫嘉、白宇)