俄罗斯
量产航空涂装材料 制备新型石墨烯薄膜
本报驻俄罗斯记者 张浩
2025年，俄罗斯新材料研发呈现出“军工优势向民用转化、极端环境材料突破”的鲜明特征。
面对航空工业与北极开发的战略需求，俄罗斯在材料工程化应用上取得实质性突破。全俄航空材料研究院开发的新一代氟聚氨酯瓷漆实现量产，其自重较同类产品减轻35%，且涂装周期缩短一半以上，显著提升了国产航空装备的维护效率。库尔恰托夫研究所展示了专为极地科考设计的耐寒钢及超低温韧性材料，确保装备在零下60℃的极端环境下仍能保持优异的机械性能。
在催化剂定向合成方向，俄罗斯科学院库尔恰托夫研究所研发出基于合成硅铝酸盐的新型催化剂，实现了木材废料向高附加值医药及香料化合物的高效转化。同时，针对能源存储痛点，科研团队通过异相溶胶—凝胶法制备的高负载双金属镍基催化剂，有效提升了液态有机储氢载体脱氢过程的选择性与稳定性，为清洁能源链条提供了核心技术支撑。
此外，尖端微观调控技术与军民融合体系的完善，进一步拓宽了材料的应用边界。莫斯科钢铁与合金学院利用高能重离子轰击技术，制备出嵌有金刚石纳米结构的石墨烯薄膜，在超硬涂层与精密电子器件领域表现出巨大潜力。随着“技术宝库”计划的推进，原用于深海与战略武器的高端材料正式转向民用，开始服务于小型核能设施、深空探测电源系统及月球空间站建设项目。这标志着俄罗斯已构建起一套以国家战略为导向、具备全球竞争力的特种材料研发体系。
美国
打破铜导线物理瓶颈 3D打印高性能超导体
本报记者 刘霞
2025年，美国在微电子领域实现了关键材料突破，包括新型高导电薄膜、半导体兼容超导材料与高弹性合金，推动芯片与量子器件发展；同时，复合材料、光电控制与3D打印技术取得革新，为散热、能源、医疗植入等领域开辟了新应用路径。
在微电子领域，斯坦福大学发明的非晶体磷化铌薄膜突破了铜导线的物理瓶颈，在原子级厚度下的导电能力超越了铜，且能与现有芯片工艺低温兼容。纽约大学领衔的国际团队制备出具备超导特性的锗材料，这一突破意味着未来量子器件有望在成熟的半导体工艺基础上直接实现大规模扩展。陆军研究实验室与理海大学联合开发出的纳米结构铜钽锂合金，成为迄今最具弹性的铜基材料，其机械强度与热稳定性已足以媲美传统高温合金。
在功能性复合材料与光电控制方向，美国科研机构同样有所突破。东北大学与陆军研究实验室研发的塑料陶瓷复合材料，实现了轻盈质感与卓越导热性的完美融合，解决了现代电子设备高功率密度下的散热难题。宾夕法尼亚州立大学则通过多层超材料在强磁场下实现了红外光发射强度超过吸收强度的逆物理常识表现，为热隐身技术与太阳能高效收集提供了新路径。罗格斯大学发现的“晶间”新型材料展现了前所未有的电子特性，而莱斯大学向二硫化钽中掺入铟元素制备出的“克莱默节点线”金属，为下一代高性能电子器件夯实了理论基础。
此外，3D打印技术的革新正加速材料向高端应用渗透。康奈尔大学研发的“一步式”3D打印法制造出性能创纪录的超导体，极大地提高了医学成像磁体与量子器件的制造效率。在生物医疗领域，莱斯大学开发的可远程控制形变的柔软高强度超材料，以及弗吉尼亚大学首创的与人体免疫系统高度兼容的3D打印材料，正共同推动可植入医疗设备、人造器官移植以及精准药物递送技术进入临床应用的“快车道”。
英国
合成“分子锁链”碳结构 提升催化剂转化效能
本报记者 张佳欣
2025年，英国科研人员在探索新型碳结构与高效催化材料领域取得了一系列标志性突破，为电子、通信及绿色化工提供了关键支撑。
在基础材料结构研究上，牛津大学领衔的研究团队合成出一种形似“分子锁链”的全新碳结构，这一突破使科学家首次能在常温环境下对环碳分子开展细致研究，有望为电子器件和量子科技领域带来革命性新材料。
在光电转换领域，剑桥大学卡文迪许实验室开发出创新的“分子天线”技术，首次使绝缘纳米颗粒实现电致发光，并研制出超纯近红外发光二极管，这一进展将有力推动医学诊断、光通信和传感技术的跨代革新。
在绿色催化与生物技术领域，材料的转化效率得到了质的提升。诺丁汉大学与伯明翰大学合作研发出一种随使用过程增强的活性可持续催化剂，能高效将二氧化碳转化为高价值产品。曼彻斯特大学与阿斯利康公司联合开发的DiBT-MS质谱技术，将酶活性检测效率提升至传统方法的1000倍；此外，该校生物技术研究所通过将光敏分子嵌入酶结构，研制出一系列在可见光下工作的特殊光驱动酶。这些成果不仅提升了生产效能，更为药物研发和绿色化学品生产提供了环保、高效的系统性解决方案。
法国
开发通用有机硅回收工艺 揭示水的极端“物性剧变”
本报记者 李宏策
2025年，法国开发出全球首个可无限循环的有机硅无损回收工艺，为高分子材料污染治理提供方案；同时，揭示了水生成类钻石晶体的机制，为钻石合成与高效炼油开辟新路径；并在分子级动力系统上实现生物机制的人工再现，推动靶向药物与纳米机器人发展。
在循环经济方向，法国国家科学研究中心（CNRS）开发出全球首个通用有机硅回收工艺。该技术实现了废旧硅胶材料向生命周期早期状态的“无损逆转”，且支持无限次循环利用，无需添加任何原生硅胶原材料，为解决高分子材料的工业污染问题提供了颠覆性方案。
在极端物理与工业合成领域，CNRS的另一研究团队通过计算机模拟揭示了水的极端“物性剧变”。研究发现，在极端高温高压环境下（1727℃至2727℃，22至69千兆帕），普通水会转变为酸性超越硫酸万亿倍的“超强酸”，其能将甲烷等碳氢化合物分解并转化为类钻石结构的碳晶体，这不仅揭示了冰巨星内部“钻石雨”的形成奥秘，更为工业领域的钻石合成及高效炼油技术开辟了全新的物理路径。
此外，法国在分子级动力系统的研发上也实现了生物学与工程学的跨界融合。斯特拉斯堡大学与英国曼彻斯特大学合作，研发出一种模仿人体天然蛋白机制的人工微型电机。这一“驱动生命”机制的人工再现，将为未来靶向药物递送、纳米机器人构建以及分子级储能系统提供核心动力元件。
德国
单原子催化剂研究获进展 增材制造实现多元化突破
本报记者 李山
2025年，德国新材料领域在国家“高科技战略”和“绿色转型”的双重驱动下，重点攻克能源、制造和信息技术所需的核心材料瓶颈，凸显数字化、可持续化和功能复合化的趋势。
马普学会弗里茨·哈伯研究所在单原子催化剂研究上取得新进展，通过精确调控活性位点的几何结构，实现了对甲烷转化路径的极高选择性。卡尔斯鲁厄理工学院针对绿氢生产成本痛点，研发出低铱乃至无铱的质子交换膜电解槽催化剂，在保持贵金属级活性的同时显著提升了稳定性。在碳中和领域，慕尼黑工业大学开发的新型多孔材料复合催化剂，在温和条件下将捕集的二氧化碳转化为液体燃料，为工业深度脱碳提供了高效方案。
在储能与光伏技术迭代中，德国科研机构展现了极强的工程化能力。卡尔斯鲁厄理工学院与弗劳恩霍夫协会通过掺杂和界面工程，大幅降低了硫化物固态电解质与锂负极间的阻抗，并同步攻克了固态电池在涂覆、堆叠过程中的规模化制造难题。在光伏领域，纽伦堡大学有效抑制了钙钛矿电池对湿气与热应力的敏感性；马普学会则通过钙钛矿与传统硅电池的串联技术，将光电转换效率提升至创纪录的34%，进一步逼近物理极限。
此外，针对高端制造与生物医疗的需求，德国在增材制造材料上实现了多元化突破。亚琛工业大学与弗劳恩霍夫集群联合开发出耐高温合金及陶瓷的特种粉末，极大拓宽了3D打印在极端工况下的应用范围。而在生物材料方向，柏林工业大学在可降解镁合金增材制造上取得成功，为定制化医疗植入物提供了更具生物兼容性的选择。同时，德累斯顿工业大学在拓扑材料与新型超导材料的表征上持续产出，为未来的信息技术奠定了物质基础。
韩国
攻克锂电循环使用难题 量子技术赋能材料设计
本报驻韩国记者 薛严
2025年，韩国在新材料研发上展现出强烈的“效率革命”与“技术自守”色彩。
针对磷酸铁锂电池回收这一行业难题，韩国原子能研究院于2月开发出一种颠覆性的环保提取技术。研究组通过将正极粉末与氯气在200℃下反应，以氯化锂形式提取锂，回收率高达99.8%。与传统的酸处理方法不同，该工艺不仅不产生酸性废水，还能使磷酸铁结构免受损伤，实现材料的无损闭环再利用。为确保技术可靠性，研究组动用了韩国唯一的研究用核反应堆“Hanaro”进行中子衍射精密分析，证实了所提取锂的高纯度与结构完整性。
在材料设计的范式转移上，韩国正加速拥抱量子技术。9月，韩国科学技术院推出多组分多孔材料设计平台。该平台利用量子计算机模拟有机分子与金属簇的组合，将设计高效储能与碳捕获材料的周期从数月缩短至数小时。团队将这种“乐高式”创新应用于催化剂与分离膜领域，旨在通过量子算法筛选出数千种结构中的最优解，以应对AI时代对绿色能源材料的爆发式需求。
韩国在下一代信息技术材料上也取得了底层突破。11月，韩国材料研究院开发出一种具有超高存储密度的范德华磁性材料。该团队通过异质结结构实现了自旋半导体性能，其信息存储能力较传统材料提升了10倍。这一成果不仅有望推动半导体存储密度的跨越式增长，也为未来量子计算和超大规模数据中心的硬件革新提供了关键支撑。
南非
初创企业加速成长 绿色催化降本增效
本报驻南非记者 冯志文
2025年，南非在新材料领域取得了一系列科研进展，主要集中在可持续发展、能源转型、催化以及工业和社会应用的功能性材料方面。
在政策层面，南非将先进材料指定为“主权能力”，并实现了12亿兰特的拨款目标。通过技术创新署的支持，14家专注于石墨烯复合材料及稀土磁铁再生的初创企业正加速成长，构建起一套具有南非特色的新材料创新生态。
在清洁能源催化方向，开普敦大学研发的铁-氮-碳电催化剂，在性能达到铂基系统90%的同时，成本大幅降低至10%以下，有效减轻了对贵金属的依赖。同时，科学与工业研究理事会与Sasol合作，实现了利用双金属催化剂将捕集的二氧化碳与绿氢高效转化为甲醇。而在光催化领域，斯坦陵布什大学合成的异质结构材料创下了4.2%的太阳能制氢效率地区纪录。
在储能与功能材料的工业应用上，南非展现了极强的本土适配性。西开普大学通过钒掺杂技术，使锰氧化钠阴极材料的循环寿命突破4000次，为利用本地矿产进行大规模块网储能奠定了基础。茨瓦内理工大学设计的生物矿化复合材料能自主修复混凝土裂缝，已在干旱地区通过实地测试。此外，科学与工业研究理事会引入的被动日间辐射冷却涂料，利用本地硅材料实现了建筑表面8℃的降温效果。
日本
构建三维范德华开放框架 研制钛铝基超弹性合金
本报驻日本记者 李杨
2025年，日本文部科学省公布的战略创新研究计划中，将“量子材料研究”和“通过控制和利用波来创造新材料”列在前两位。日本经产省则持续将全固态电池等下一代电池技术列为重点，同步推进材料体系研发、可靠性评估与回收利用的协同发展。
京都大学构建出三维范德华开放框架，其不仅具有高比表面积，还能在高达593K的温度下保持稳定，展现出在气体储存、碳捕获、水处理和催化等领域广阔的应用前景。冲绳科学技术研究所联合德俄科研团队合成出首个拥有20个电子的稳定二茂铁衍生物。这项突破有望为化学研究带来新的可能性，并催生新型催化剂。
东北大学科学家领衔的国际团队研制出一种钛铝基超弹性合金。该研究不仅为超弹性合金材料树立了新标杆，还为合金材料设计引入了全新的理念和方法，有望激发材料科学的更多创新和突破。京都大学成功研发出一种兼具高强度与高延展性的新型合金，有望催生新一代高温结构材料——新型耐火金属合金。
北海道大学研究人员开发了一种由人工智能模型辅助设计的超黏水凝胶。这种胶以自然界存在的黏附蛋白为灵感，能修补水管漏洞并在水下黏住物体，具有一系列潜在应用。
