材料
被称作发明之母、工业粮食
材料的研制水平和产业化规模
直接决定了
中央广播电视总台财经节目中心大型工业纪录片《栋梁之材》，聚焦材料这一大国竞争的利器、企业竞争的法宝、美好生活的支撑，凝聚近20位顶级材料科学家、院士的智慧和心血，首次以全景式的视角和史诗般的格局，对支撑中国制造高质量发展的材料产业体系进行了一次深入的探访、立体的呈现和全面的展示。大型工业纪录片《栋梁之材》7月17日至20日，7月24日至25日，每天19:43在CCTV-2央视财经频道播出。今晚播出第四集《天工开物》，为您讲述材料制备过程中巧夺天工的超级工艺。
微球之于乒乓球，就像乒乓球之于地球，如同蜉蝣于天地，仅沧海之一粟。纳米级的微小，赋予微球特殊的性质。一克的微球表面积堪比一个足球场面积，巨大的表面积使微球具备极强的吸附能力，超强的吸附性让微球在生物制药领域无可替代。
对生物制药而言，最首要的瓶颈、最重要的环节是提纯。具体方法是把微球集结到纯化装置，当发酵液从上面进入，微球决定谁有资格通过，有时它吸住杂质，过滤出高纯药物，有时它吸住药物有效成分，排除杂质。药物和杂质由此分离，微球直接决定药物的纯度。低纯的药物会引发过敏反应，甚至危及生命。
此前，中国无人能够生产这种微球，如今，中国科学家江必旺凭借种子法超越国际上的强劲对手，他的客户已经遍布全球。戳视频，跟随江必旺，揭开用种子法制备微球的奥秘↓
圆满无瑕的微球，不仅能给人们带来更高纯度的药物，还广泛应用于电子产品制造领域。
其中，微球和热敏胶混合，可以制造导电胶。日本曾垄断这种材料30年以上，以至于在阪神大地震后，导电胶膜供货受影响，全球的电子制造业一度陷入恐慌。
取一段导电胶带，粘贴到显示面板上，高强压力下，黏合效果被强化。
此时，附着在胶带上的导电微球，在显示面板和线路板间架起电信号流通的桥梁，仅2毫米宽、2厘米长的胶带上，连通数百条电路，微球没有团聚、重叠，电路没有短路、断路。这意味着中国最新研制的导电微球能够走进电子制造领域。
1纳米相当于把一根头发劈成五万根，其中单根直径的大小。江必旺正是在微缩到这般小的世界里，带着想象和创造力，对触不可及的微球实现精准控制。这是中国人在纳米世界创造的又一个里程碑。
到今天，中国苏州，已经建成国家级纳米新材料产业集群，核心技术相继取得突破，科技成果正在加速转化，一个个与纳米有关的学科和产业方兴未艾，它们是现代科学的热点，也是人类材料加工的未来。2022年北京冬奥会速度滑冰男子500米比赛现场，高亭宇脚踩冰刀，反复切入冰层，利用冰面的反作用力获得向前的加速度，赛时最快时速约60公里每小时。
最终，高亭宇以34秒32的成绩夺得冠军，打破冬奥会纪录。冰的硬度接近石英石，反复切入必然会对冰刀造成一定程度的磨损，即便是微米级的磨损也会增加滑行阻力，从而影响比赛成绩。
这种钢材拥有极高的硬度，以及耐磨、耐高温、耐腐蚀性能，它更大的用途在工业刀具领域，是制作工业切削刀具的必备材料。
工欲善其事，必先利其器。工业刀具被誉为“工业制造的牙齿”，其制造能力直接决定着一个国家机械加工的精度和效率。因此，不断提升刀具材料性能，是制造强国一致追求的目标，中国也不例外。戳视频，让我们走进世界最大的高速工具钢生产基地，见证一炉工具钢是怎样炼成的↓制造高速工具钢，必须用到一种特殊的工艺：粉末冶金工艺。在四年之前，中国的高端粉末冶金材料还处于实验室阶段，高端工业刀具材料几乎全部依赖进口，今天已经实现突破。不仅如此，我们还熟练掌握了粉末冶金工艺。
世界范围内绝无仅有！中国工程师，找到铝锂合金制备秘籍！
添加了锂的铝合金统称为铝锂合金。铝合金中每加入1%的锂，密度可以降低3%，弹性模量上升6%。异常的减重优势让铝锂合金在材料界声名显赫。尤其对于把减重作为持久挑战的航空航天领域，减重意味着节约燃料，由此，铝锂合金一诞生就立即成为包括国产大飞机C919在内的众多先进航空航天装备的标配。
锂的化学性质活泼，储存使用难度极高，截至目前，世界上可以生产铝锂合金的国家不超过5个。中国工程师独辟蹊径，找到制备它的秘籍！这是一种鲜为人知的材料制备工艺。戳视频，一探究竟↓
高压惰性气体使合金流在空中雾化成细小液滴，液滴在飞行过程中逐步降温凝固，有的液滴来不及完全凝固则保持部分液态，它们统统落座旋转的底盘，沉积、黏结、凝固，最终将形成连续致密的铝合金锭坯。
这种通过喷射合金溶液制造金属锭坯的工艺被称为喷射成形。用喷射成形的工艺生产铝锂合金，世界范围内绝无仅有。
喷射成形可以把凝固单元从厘米级精细到微米级，最大限度保证了大规格铝锂合金锭坯的成分均匀和性能稳定。中国工程师最新制造的铝锂合金，将被用于中国自主研制的大飞机、运载火箭、大型载人登月飞船等国之重器。3D打印，让材料加工从削足适履到量体裁衣，人们甚至用它制造“工业皇冠上的明珠”航空发动机叶片，可以说3D打印已经在工业制造领域引发深刻变革。
不仅出现在工业领域，3D打印，早已现身医疗领域，为骨肿瘤患者带来新的治疗路径！打印3D模型，可以让医生和患者家属在手术之前，对肿瘤的解剖形态以及手术将要进行的操作都能有非常直观而精确的了解。对于一位骨盆肿瘤患者来说，精准切除肿瘤，并用3D人工半骨盆假体替代切除部位，这样的治疗方案不仅可以让他免受截肢之苦，肢体的功能也尽可能得以保留。
世界范围内率先把3D打印技术带入医疗领域的正是戴尅戎院士和郝永强教授。迄今为止，3D打印已经在骨盆、肩关节、膝关节等全身复杂骨关节及大段骨缺损手术中多次使用，让无数病人得到康复，打印的材料也从金属到陶瓷，再到高分子材料。
郝永强教授团队已将含细胞因子的生物材料应用于临床。取自患者的干细胞、细胞因子，与可降解的高分子聚合物融合制成新型生物材料，科学家正在用这种材料打印人体骨骼。
如果把这种有生命的3D打印体植入人体，那么细胞因子会诱导干细胞分化为成骨细胞，促进患者自身的骨骼愈合，高分子聚合物则会随着时间的推移慢慢降解。取之于人，用之于人，中国已经利用生物3D打印，将医疗推向全新的时代。求木之长，必固其根本
欲厦之高，必牢其基础