水泥是迄今為止使用最多的人造材料。而制造這種材料的原料，卻是自然界最常見的石頭，石灰石。

在中國建材集團(tuán)的水泥工廠中，隋同波創(chuàng)新團(tuán)隊要試制強(qiáng)度高達(dá)60兆帕的水泥熟料，挑戰(zhàn)工廠生產(chǎn)的理論極限。

配料車間，磨碎的石灰石和黏土，經(jīng)傳送帶進(jìn)入輥壓粉磨機(jī)，粉碎制得粒徑80至200微米的水泥生料。

在水泥廠的制高點，水泥生料從112米的高處飄然而下。約2分鐘后，熱態(tài)物料到達(dá)底部，進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的龐然大物。

直徑5.5米的圓筒內(nèi)，巨型噴火槍制造出超過20米的烈焰，溫度瞬間提升到1420攝氏度。在高溫烈焰的催動下，物料溫度提升到1420攝氏度，完成熟化，形成硅酸鹽熟料。

接下來，十多臺巨型風(fēng)機(jī)將高溫水泥熟料從1420攝氏度迅速降溫至60攝氏度左右，最終形成硅酸鹽礦物和少量的玻璃體，水泥熟料制成，遇水硬化的能力已經(jīng)蘊藏其中。

抽檢結(jié)果顯示，這一批次的熟料強(qiáng)度超過60兆帕。

在綠色工廠，我們見證了科學(xué)家指揮自然界最常見的石頭，合成人類歷史上最重要的材料之一。水泥熟料添加石膏研磨成粉，摻砂石與水混合，就變成人們最常見的混凝土。

從用于火箭發(fā)射臺的超耐高溫水泥，到用于建設(shè)公路鐵路、跨海大橋甚至飛機(jī)跑道的高性能水泥，再到用于油、氣鉆井工程的超快硬水泥以及巨型水壩用的低熱水泥。最近40年，中國人發(fā)明了60余種特種水泥，為一個個超級工程提供了強(qiáng)大支撐。

陶瓷，是中國的名片，世界的瑰寶，英文中陶瓷和中國甚至共用了一個單詞。

進(jìn)入現(xiàn)代社會，陶瓷已不只是溝通中外文化的使者。在工業(yè)領(lǐng)域，陶瓷早已大顯身手。

山東，淄博。在中國建材集團(tuán)的一個廠房里，隱藏著兩個研究工業(yè)陶瓷的頂尖團(tuán)隊。他們的最新成果將刷新我們對于陶瓷的認(rèn)識。

廠房東頭的團(tuán)隊由李伶帶領(lǐng)，她要挑戰(zhàn)人類的常識，讓陶瓷具有彈性。他們的作品是陶瓷彈簧。

陶瓷彈簧的秘密在于組分與外形的精巧配置。新制彈簧樣品已經(jīng)在測試設(shè)備上安裝完畢。挑戰(zhàn)的目標(biāo)是25%的壓縮量，也就是50毫米的彈簧要往下壓縮12.5毫米，這幾乎是陶瓷材料彈性的理論極限。

測試開始，壓盤緩緩向下。

達(dá)到12.5毫米的設(shè)定值，陶瓷彈簧沒有像普通陶瓷一樣碎裂。松開，再次下壓。經(jīng)過45次沖壓，陶瓷彈簧完好無損。

包括中國在內(nèi)，全球只有3個國家有能力生產(chǎn)陶瓷彈簧。目前已知的彈性壓縮量紀(jì)錄是20%，李伶團(tuán)隊最新燒制的陶瓷彈簧，完成了25%的世界紀(jì)錄挑戰(zhàn)。

廠房另一邊，制造軸承的氮化硅陶瓷球是張偉儒團(tuán)隊為之驕傲的作品。

這種陶瓷，硬度僅次于金剛石，重量只有鋼材的三分之一，被認(rèn)為是目前綜合性能最好的結(jié)構(gòu)功能一體化陶瓷之一。由其制成的陶瓷軸承，轉(zhuǎn)速可達(dá)每分鐘60萬轉(zhuǎn)，耐高溫達(dá)到1200攝氏度，更奇特的是它具有自潤滑的特性。

工廠內(nèi)，即將開啟新一批氮化硅陶瓷軸承球的制備。

高純度原料，被壓制成陶坯，送至熱等靜壓機(jī)。厚重的金屬門之內(nèi)，可以同時產(chǎn)生2000個大氣壓的高壓和2000攝氏度的高溫，在這樣的極端條件下，陶坯的致密度將得到顯著提升。

進(jìn)入氮化硅陶瓷的內(nèi)部，我們可以看到一個四面體的結(jié)構(gòu)，硅原子位于四面體的中心，4個氮原子分別位于四面體的頂點，這個結(jié)構(gòu)之間的空隙越少，氮化硅整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度就越高。高致密化氮化硅陶瓷的強(qiáng)度可以超過1000兆帕。

陶瓷球中殘留的空隙被逐漸排空，出爐的氮化硅陶瓷球已經(jīng)具備堅實的內(nèi)心，五道研磨拋光程序則幫助它獲得鏡面級的光滑外表。

合格的碳化硅陶瓷球出廠后，將被運往世界各地，踏上遙遠(yuǎn)的征途。

在這里生產(chǎn)的各種尺寸的黑色陶瓷球，被廣泛應(yīng)用于精密機(jī)床、電動汽車、能源化工、航空航天等領(lǐng)域。為我國高端裝備發(fā)展提供了堅實的材料支撐。

大尺寸顯示玻璃，是信息時代玻璃材料競爭的高點。

在中國建材集團(tuán)旗下蚌埠中光電的工廠中，超1300℃的高品質(zhì)玻璃液，緩緩流入裝滿錫熔液的錫槽，兩種溶液比重不同，如同油懸浮于水面。玻璃液在錫熔液之上均勻攤開，在拉邊機(jī)作用下慢慢變薄。

冷卻之后，經(jīng)過裁切，最終形成面積達(dá)5.5平方米，厚度卻只有0.5毫米的超薄玻璃。

這種生產(chǎn)工藝由中國自主研制，被稱為洛陽浮法，發(fā)明至今延續(xù)使用了50余年，同英國皮爾金頓、美國匹茲堡齊名，并稱世界三大浮法工藝。

而優(yōu)化洛陽浮法工藝并用其制造信息顯示玻璃是中國工程院彭壽院士團(tuán)隊的創(chuàng)舉。

如今，彭壽院士團(tuán)隊要啟動更加極限的挑戰(zhàn)。目標(biāo)是制備一種柔性顯示玻璃，這種玻璃最常見的應(yīng)用，就是眼下市場上熱銷的折疊屏手機(jī)。

為了實現(xiàn)連續(xù)折疊100萬次不破損，彎折半徑小于1毫米的目標(biāo)，工程師首先采用多道先進(jìn)工藝，制造出厚度只有0.2毫米的超薄高鋁玻璃原片。

超薄高鋁玻璃原片被整齊地固定在特制的噴淋架，藥液沖擊玻璃的表面，玻璃不堪藥液腐蝕，漸漸消瘦。

10分30秒，減薄機(jī)停止工作。超薄玻璃被再次減薄7倍，蛻變成厚度只有0.03毫米的柔性玻璃。

16個采樣點，最厚和最薄之間誤差只有一毫米的千分之二。數(shù)據(jù)表明這是一次成功的減薄。

按照一天折疊100次計算，支持百萬次彎折不破損的柔性玻璃可以讓折疊手機(jī)使用超過27年，彭壽院士團(tuán)隊創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。

隸屬于中國建材集團(tuán)的全資子公司——泰山玻纖，是中國首條萬噸池窯玻璃纖維產(chǎn)線的誕生地。15條生產(chǎn)線馬力全開，這里年產(chǎn)玻璃纖維可達(dá)138萬噸。

把這個數(shù)字放大八倍，是全球一年的產(chǎn)能。其中，中國占比超六成。今天的中國早已成為全球第一大玻璃纖維生產(chǎn)國。

1600℃高溫，玻璃瞬間熔化。重力作用下，玻璃液從鉑銠合金漏嘴中流出，下落過程中急速冷卻，0.01秒瞬間固化成纖，最細(xì)的時候，直徑只有4微米，相當(dāng)于頭發(fā)絲的十二分之一。這是材料專家祖群用玻璃做原料制備的一種具有特殊性能的纖維材料。

玻璃纖維距離我們并不遙遠(yuǎn)，它常被編制成布，層層鋪設(shè)形成骨架，再灌入樹脂加熱固化，做成強(qiáng)度模量提升10倍以上的特種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，這種材料有一個更為人們所熟知的名字，玻璃鋼。

印刷線路板是所有電子產(chǎn)品的核心器件，由玻璃纖維織成的電子布，在其中起到重要的支撐和絕緣作用。

隨著電子科技不斷進(jìn)步，電子產(chǎn)品日趨輕薄和小型化，這要求電子布要更薄，玻璃纖維要更細(xì)。

一年之前，唐志堯團(tuán)隊攻克了4微米超細(xì)絲的量產(chǎn)難題。下一步，就是利用細(xì)絲編織薄布，把超薄電子布的厚度降低到14微米以內(nèi)。

把紗線攤成扁平的絲束，是生產(chǎn)超薄電子布的關(guān)鍵，這種工藝被稱為開纖。

圓柱形的紗線互相交織，纖維布的厚度至少是單根纖維的4倍，而且存在大量孔隙，消除孔隙，正是開纖工藝要解決的難題。

40根直徑4微米的玻璃纖維被捻成紗線，經(jīng)過編織，產(chǎn)品就下線了。

顯微鏡下，最新一批生產(chǎn)的電子布，厚度只有13微米，紗線間的空隙消失不見。這正是理想超薄電子布該有的形態(tài)。

作為世界上使用最廣泛的復(fù)合材料，小到家用電器，大到汽車輪船，甚至風(fēng)機(jī)葉片，這種由玻璃纖維制成的復(fù)合材料已經(jīng)無處不在。

碳纖維憑借著細(xì)如發(fā)絲，輕如鴻毛，強(qiáng)如鋼鐵的優(yōu)異性能，早已在工業(yè)領(lǐng)域站穩(wěn)了腳跟，只是它還貴如黃金，制造難度堪比芯片，世界上能夠生產(chǎn)它的國家屈指可數(shù)，中國是其中之一。

中國建材集團(tuán)所屬中復(fù)神鷹是中國首個萬噸級碳纖維生產(chǎn)基地，主要生產(chǎn)T700級、T800級及以上碳纖維，T，是指拉伸強(qiáng)度，是衡量碳纖維的關(guān)鍵指標(biāo)。

今天，中國工程師連峰要向T1000發(fā)起挑戰(zhàn)。

拉伸工藝，是隔膜制備的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

被夾子固定的膜片，以50米每分鐘的速度通過產(chǎn)線。膜片在縱橫兩個方向被同步進(jìn)行拉伸，面積擴(kuò)大七倍，厚度逐漸變薄。分子鏈之間巨大的作用力，確保了膜片不撕裂。

這種濕法雙向同步拉伸工藝，可以讓微孔接近圓形，大小更均勻，從而提升隔膜的性能和安全性，代表著全球領(lǐng)先的技術(shù)水平。

這一批次檢測結(jié)果顯示，隔膜的厚度僅5微米，可以讓鋰電池的能量密度提升5%。這正是塑料薄膜在電池內(nèi)部施展的“魔法”，也是中國科學(xué)家在高分子材料領(lǐng)域的又一次重要突破。

如今，中國石化合成橡膠材料專家邵明波團(tuán)隊也已經(jīng)成功研制出新型氫化丁腈橡膠，這種橡膠既能耐受零下40攝氏度的極寒，也能承受150多攝氏度的炎熱。

據(jù)《山海經(jīng)》記述，中國早在六七千年前就發(fā)現(xiàn)和使用煤。燃燒，是它最普遍的應(yīng)用，劇烈氧化釋放的熱量，推動了動力變革，進(jìn)而開啟了工業(yè)時代。

長久以來，煤炭極力地滿足人們的需求，足跡遍布全球。事實上，煤的碳?xì)浔壤ǔＴ?.5到1左右，在石油、天然氣等眾多化石能源中煤的熱值較低，但含碳量明顯高于其他能源。這表明，我們聚焦煤炭的燃料屬性時，忽略了它還適合做材料。

國家能源集團(tuán)副總工程師閆國春，用煤做原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品，開辟了煤炭清潔高效利用新途徑。

通過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，煤炭樸素黝黑的形象消失殆盡，顯現(xiàn)清澈透明。在催化劑的作用下，它神奇地結(jié)出晶體。

通過催化，聚合，生成固態(tài)顆粒。白色顆粒再經(jīng)過特殊的催化，終于成為PGA（聚乙醇酸）。

PGA可不是一般的化學(xué)品，而是材料界的稀有物種。利用PGA（聚乙醇酸）可以生產(chǎn)許多塑料制品，阻隔性比傳統(tǒng)塑料高10倍以上，使用后的PGA制品，還可以在土壤、海水等環(huán)境中自然降解。

過去幾年，中國利用優(yōu)勢煤炭資源，讓煤化工再度復(fù)出，煤制聚乙烯、聚丙烯樹脂顆粒等石油化工中熟悉的身影，經(jīng)全自動化包裝線被源源不斷地送出車間。

中國人不僅激活了煤炭做材料的潛能，更拓寬了人類使用材料的邊界，未來，面向碳達(dá)峰、碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)，我們必將持續(xù)探索煤炭高效清潔利用新路徑。

安徽蚌埠，擁有世界上單體規(guī)模最大的光伏建筑一體化項目。

項目充分利用中國建材集團(tuán)自主研發(fā)的發(fā)電玻璃取代了大部分外墻材料和屋頂材料，12萬平方米建筑表面，覆蓋了68079塊發(fā)電玻璃。

僅這一棟建筑，每年可以發(fā)電超過1100萬千瓦時，可以節(jié)約燃煤約4700噸，減排二氧化碳1.06萬噸。

這種發(fā)電玻璃，被譽(yù)為“掛在墻上的油田”。它們能夠發(fā)電的秘密，隱藏在玻璃表面3微米厚的銅銦鎵硒薄膜上。

當(dāng)太陽照射時，薄膜內(nèi)部會產(chǎn)生電子運動，從而實現(xiàn)發(fā)電。這種薄膜的核心層由銅、銦、鎵、硒四種元素組成，它們經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，能夠合成一種特殊的化合物，以高光學(xué)吸收半導(dǎo)體材料的身份承擔(dān)起光電轉(zhuǎn)換的重任。