先进材料是一种影响我们生活方方面面的交叉技术,如绿色能源、先进药物、量子技术和电信的未来。先进原材料的制造业为英国经济贡献了约144亿英镑的全球价值,对所有制造业的创新至关重要。
尽管全球对先进材料的投资不断增加,但整个供应链的创新步伐往往受到对材料技术准备水平的信心限制。例如,这可能是在学术研究环境中测量的先进材料增强性能的再现性,或者是证明对消费者和环境安全的测量数据。
稳健的计量提供了这种信心,降低了投资风险,实现了先进材料的创新和商业化。随着创新步伐的加快,新的更复杂的材料变得可用,人们越来越需要发展所需的材料计量能力,以加快先进材料的使用,并为英国公司在全球市场上提供竞争优势。
本先进材料计量战略是通过深入审查英国和国际先进材料和计量战略以及一系列全面的利益相关者访谈制定的。它确定了包括能源和数字转型在内的变革的关键驱动因素如何需要测量能力的创新和提供英国材料计量基础设施的新方法。
材料计量学的主要趋势已被确定并分为两大主题:
?前沿测量:随着材料变得更加复杂,并在不同和具有挑战性的条件下使用,计量学需要进行调整,以允许在多个尺度(从非常小到非常大,从超快过程到长期变化)和模拟现实应用的复杂条件下进行测量;
?智能和互联计量:单一的测量方法往往不足以充分表征先进材料。通过混合计量的概念,将多种测量技术和先进的数据融合相结合,以提取比目前使用单独方法所能获得的更多信息和更高的置信度,测量将需要变得更智能、更互联。
这些趋势将允许高效实施数字和虚拟测试、快速的材料信息学创新和对先进材料的稳健选择。所有这些都将支持多个行业的颠覆性创新,同时减少对环境的影响。
该文件还提供了三项关键建议,以提高英国在这一重要领域的竞争力,巩固英国的科学超级大国地位,并促进需要高技能劳动力的行业的经济增长。这些是英国应该建立的:
?国家材料验证和保证中心,汇集材料计量、材料科学和行业专业知识;
?一个全国性的材料数据库,通过材料信息学和数字驱动的设计-制造-测试-使用周期来实现创新;
?保持英国在国际材料计量领域领先地位的战略和资金框架,旨在针对和影响基于先进材料的新兴技术的标准、规范和监管的发展。