人类文明的坐标系里，材料从不是沉默的注脚，人类文明的每一次跃迁，本质都是材料维度的升维。历史的褶皱里，材料的重量总在关键时刻压舱。每一次经济范式的更迭，都始于材料的突破：钢铁的大规模生产催生工业革命，硅的提纯技术引爆信息时代，石墨烯的问世预示着碳基文明的未来。
近期，由中央广播电视总台和国务院国资委联合制作的大型系列纪录片《大国基石》第七期推出《为国建材》，其中又隐藏着哪些材料“密码”呢？
石英玻璃是应用日益广泛的高新技术材料。石英玻璃的成分为二氧化硅，具有透光性高、耐温性好、膨胀系数低等优越的物化性质，因此被广泛应用于半导体、光伏、光学、光纤和军工等高新技术领域。新材料领域的专家们把石英玻璃称为“玻璃王”，无论从制造的高指标或工艺的复杂性，还是应用场合的技术难度来看，石英玻璃堪称玻璃材料的“皇冠”。
石英玻璃的密度小，抗压能力强且光学性能好，满足太空窗口材料滤紫外耐辐射的要求，避免高能射线照射下形成“色心”，被广泛应用于卫星及宇宙飞船，耐辐照的石英玻璃可以有效控制航天器姿态，高强度抗辐照玻璃盖片能为宇宙飞船的太阳能电池能源系统提供有效保护。
来源：《大国基石》纪录片
在
中国建筑材料科学研究总院有限公司
展厅一角，看似不起眼的石英样品，蕴藏着中国建材上天、入地、探海的超级力量。中国建材总院所属石英院制造的耐辐照石英玻璃，具有耐宇宙射线截紫外的功能，特别适用于高轨卫星的太阳敏感器光学窗口，具有在轨服役时间长、性能稳定等优点。这种耐辐照石英玻璃在“嫦娥”“北斗”“神舟”都有应用。
2024年6月4日，携带月球样品的嫦娥六号上升器自月球背面起飞，随后成功进入预定环月轨道，嫦娥六号完成世界首次月球背面采样和起飞。中国建材所属中国建材总院北分石英所研制的
低渗氦耐辐照高纯石英玻璃
更是首次应用于嫦娥六号上升器激光陀螺仪。作为激光出射窗口和在线监测窗口，低渗氦耐辐照高纯石英玻璃经受住了宇宙极端环境的考验，不仅能够有效抵御宇宙射线的强烈辐照，还具备高膨胀系数适配性，能够阻挡氦气的扩散，确保了激光陀螺仪对角速度测量的高精度，进而保证了飞行定位准确性，使得探测器能在月球的极端条件下稳定作业，为采样任务的圆满完成提供了有力的技术支撑。
对于工业产品而言，玻璃纤维就像水泥里的钢筋，添加后使材料更加牢固。玻璃纤维是一种由硅酸盐等无机非金属材料制成的合成纤维，俗称玻璃丝，具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、强度高等优异的性能，被广泛用作增强聚合物基复合材料。它的主要成分是二氧化硅、氧化铝和氧化钙等，是由叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石和硼镁石等矿石在高温下熔制后，通过拉丝和络纱工艺制成。
来源：《大国基石》纪录片
在
泰山
玻璃纤维有限公司
生产线上，经过高温熔制的玻璃纤维单根直径仅有4微米，相当于一根头发丝的二十分之一，但它的强度却很高，被广泛应用于交通运输、电子电气及人工智能等一些新兴产业领域。此外，用
4微米超细玻璃纤维纺织布料是电子级玻璃纤维的另一极限突破
。
低介电玻璃纤维具有低的介电常数和介电损耗的特性，用其织造成的电子布有着更好的信号传输和更强的电路支撑，从而提高手机通信质量和耐用性，在5G/6G、人工智能、自动驾驶等尖端电子信息领域被广泛应用。
来源：中国巨石官网
作为中国另一家玻纤核心企业，
中国巨石股份有限公司
拥有浙江桐乡、江西九江、四川成都、江苏淮安、埃及苏伊士、美国南卡六大生产基地，已建成玻璃纤维大型池窑拉丝生产线20多条，玻纤纱年产能已达270万吨，产品种类超3000个，均位居全球第一，其产能约占全球玻纤总产能的27%。
碳纤维，被誉为“新材料之王”，碳纤维细如发丝，却比铝密度低比钢强度高，比不锈钢更耐腐蚀。碳纤维作为一种高性能纤维材料，具有低密度、高强度、高刚度、耐疲劳等多种特性，在现代工业如航空航天、汽车制造、体育器材以及建筑结构等多个领域占据着举足轻重的地位。其不仅显著提升了产品的力学性能和耐用性，而且实现了产品轻量化，有效提高了能源效率并降低了对环境的负面影响。然而，由于碳纤维复合材料应用领域的特殊性，国外对高性能碳纤维技术与高端工艺装备实施市场垄断和技术封锁，导致国内企业一度在竞争中处于不利地位。
来源：《大国基石》纪录片
中复神鹰碳纤维股份有限公司
的研发团队通过干喷湿纺技术，经过反复测试，
新一批碳纤维产品成功登顶T1100高峰
，中国的碳纤维生产技术跻身世界一流行列。近年来，中国碳纤维市场持续扩大，截至2024年中国碳纤维市场规模达171.4亿元，国产化率达到80%左右，应用于航空航天、风电叶片、低空经济、汽车制造等多个领域。
随着太阳能发电等新兴技术的不断成熟与进步，如何将其与大面积的玻璃立面、门窗相结合，使建筑玻璃也能够产能发电，实现建筑光伏一体化成为了国内外科研机构、高校以及企业研究与产品开发的热点。其中，利用碲化镉薄膜太阳能电池技术与玻璃结合制成的“发电玻璃”最具竞争力和发展潜力，且已在国内外多个建筑项目得到应用，在降低建筑能耗及成本、减少二氧化碳排放、缓解建筑电力需求等方面具有显著优势。有“挂在墙上的油田”之称的发电玻璃，不仅拓展了偏远乡村的用电方式，也为城市的用电带来革新。
