他被誉为“新时期的钱学森”，他的企业是2012年习近平总书记考察深圳高科技企业的第一站。是什么原因吸引了习大大在他的研究院停留了一个多小时？是什么样的技术让这家企业被誉为未来的苹果？让我们一起通过本文来一探究竟。

 

2017中国深商大会暨全球龙商大会“大道至简，问鼎商时代”论坛环节，80后海归科学家、光启集团总裁刘若鹏现场分享“智能超材料”相关新观点。

 

 

超材料并不等于隐身材料

 

我们一直在谈论超材料这个概念，其实超材料不是材料，它是一种通过搭积木盖房子的方式，重新搭建或堆砌出一个全新的物质，这个物质具备原先难以具备的综合多功能属性。超材料技术从本质上来讲是使用和应用材料，包括把材料内部结构和属性发生改变和改造的产品设计技术，它并不是传统意义上的材料科学。

 

 

回过头来看传统材料工业体系，我们会发现无论超导材料、石墨烯，还是碳纤维、钛合金，都可以成为超材料的原料，因为可以将这些材料的内部结构重构化，而组装在一起，一体化成形，来实现我们远远想象不到的事情。最近大家也看到非常多关于隐身衣的进展，实际上超材料并不等于隐身材料，甚至于隐身一定不是由材料做成的最终产品功能和属性，它是全方位综合产品设计的结果，极大程度上得益于过去十五年材料反向设计制造加工形成产品的工业体系的发展。

 

产业化的第一站在军事工业

 

自然界的物质中，元素周期表有118种元素，元素定了，我们所能制造出来的产品形态和属性的极限也就定下来了。但是利用人造结构重新造物质的话，它可以形成全新材料的发展和材料应用。现在在人造物质基因库数据库里已经有500多亿种不同的人造微结构，这么多人造微结构相当于500多亿种分子结构。

 

 

从2001年这个学科独立诞生，到早期利用这个技术实现物质设计材料，也就是光学的反物质，再到09年我们用6000种不同的微纳米人造微结构形成隐身衣的实验原型，在实验室测试出来，它能扭曲光线、扭曲电磁波，2010年美国《科学》杂志把它评选为全球十大科学技术突破和进展。

 

到后来超材料进入到尖端装备工业，从航空航天开始，到海洋，到其他装备。过去十几年的过程中，是学术界先产生突破的，因为这是一个源头创新，并不是由市场应用创新牵引起来的任何微创新，它是对材料、结构、装备底层设计的根本颠覆。03年是十大科技进展、06年是十大科技进展，07年是材料领域五十年点十大进展，2010年是21世纪前十年的十大进展。

 

 

这样一个源头科技创新领域的产业化有着天然的规律，无论是超材料，还是激光、半导体、互联网，抑或是无线通信，或者是飞机、汽车，无一例外，这些源头科学实验室创新的东西，产业化的第一站一定是在最尖端的军事工业，如果链条不是这样发展的话，只能说明我们不是源头创新产业。

 

国外相关进展也是率先进入军事工业，最先进、最尖端的装备，这个规律的有意思之处就在于国防军工是所有源头科技创新完成工程化0到1，完成产品化0到1，完成所有实用性0到1最主要也是第一站市场。经过这样的洗礼，再把这个能力复制到各行各业，形成各行各业的融合、变革、交叉，从而催生更大规模范围内经济领域的变革。

 

 

超材料核心能力：深度计算、超级制造

 

超材料的背后有两个核心能力，第一个能力是深度计算，深度计算是超算，跟我们经常谈到的云计算是两件事情，超算是非常复杂的计算，通过极其复杂的计算能得到极具有价值的结果。这一类计算所形成的能力可以让我们得到一个结论，就是我们首先要知道我们要做什么装备，是什么作战任务，根据作战任务反向通过计算定制出每一个材料、每一个微结构应该长什么样子。

 

另外一个是超级制造，这种超级制造相当于我们把原来所有做微纳米加工、所有做芯片的能力，结合这样的设计真正融合在一起，让这么一个像造芯片的工艺，在造一栋楼、造一艘船的规模尺度下，还能低成本批量输出。

 

 

超材料所带来的15个前所未有的特性

 

智能超材料带给我们15个前所未有的特性，而这15个特性的任意组合就变成了由超材料所驱动的，小到一张桌椅板凳，大到一艘战舰、高速公路和飞机，包括柔性制造柔性设计，相当于3D打印，包括轻量化和结构简单，把几万个结构变成一个结构，并且用一个工位一次性成型，还可以自带物联网射频标签，天然具有防腐蚀和耐用耐磨的功能，没有甲醛和其他有害物质的挥发，包括对环境的控制，比如材料本身具有制冷或制热的功能，对辐射、声音、强度、表面的控制，以及材料本身具备无线通信的功能，具备雷达的功能，还可以感知周边，这15个功能合在一起，你尽可能做创意，变魔术，让凳子怎么样智能，让高速公路怎么样智能，让管道怎么样智能。

 

 

比如在最尖端的飞机上使用超材料，使得飞机结构本身既具有超音速飞行的所有要求，同时还具有通信、识别、隐身、电子战、组网等一系列要求，所有这些东西可以在一个材料上实现，这样的话飞机结构就不再是传统意义上机械结构的概念。

 

今年元旦公安部率先起用一种新型利用超材料制成的智能头盔，这个智能头盔既是电话，又是执法记录仪，还是AI识别，并且还是空调。这些例子都是在安全领域率先应用的，把它改造成车，也是同样的应用，包括怎么样让车的重量降低，当车发生撞击时，所有材料在发生撞击的一瞬间变成海绵，把所有能量吸掉，让车内的人保持安全，以及大型舰船怎么样保证所有工艺。

 

超材料能修路并感知道路结构变化

 

超材料还能修路，可以让新型高速公路上面的任何一个人，任何一辆车，哪怕是小动物，都能感知他踩上去了，而且知道他在哪里，以什么速度行驶，这样我们就能知道道路的结构变化。下一代高速公路在2018年全面进行修饰，我们在山东省的一段高速公路已经试行超材料高速公路。它还会形成各种各样水、气、煤管道，对管道内流动的物质可以进行天然的检测和相应的传输。

 

我想超材料从2018年开始会进入到全新的时期，我们可以用这样一种新的能力和技术与所有不同的产业进行融合和叠加，让我们在不同产业领域发生一次基于物联网、新材料和人工智能综合在一起的变革，对于这样的变革，我们正在与非常多的合作伙伴形成一个生态，推出跨时代产品。

 

 

最后做一个总结，材料工业经过四个大的阶段的发展，从最开始的原材料，采矿、砍树时代，到单一材料化工工业材料时代，这个时代PK的就是怎么样把纯度、精度提高。第三个时代是面向材料不同功能设计的功能材料时代，现在进入到第四个时代，超材料不再是材料设计技术，它是产品设计技术，用刚才说的15条特质可以组合出各种各样新一代产品，它是面向最终应用场景，为用户创造最终价值的产品设计方案。

 

青春充满着激情和梦想，而对于刘若鹏而言，青春是不悔，更是牛掰。80后海归、名校博士、高科技领军人才、前沿交叉领域研究者……与这些所有炫目的关键词相关，刘若鹏并没有就此止步，他心中藏着一个更大的梦想——用科技创新改变人类生活，而在他微博的简介里，也正醒目的写着这样几个字——“致力于改变世界的创新”。