2025年第7期卷首語特邀——

高級(jí)工程師，大纖維產(chǎn)業(yè)工作組總協(xié)調(diào)人王健撰寫

“編材制造”+“大纖維”

文/王鍵

“大纖維”是由中國科技自動(dòng)化聯(lián)盟未來紡織工作組于2016年在國際上率先提出的創(chuàng)新材料科技與產(chǎn)業(yè)理念，旨在對具有智能、綠色、超能等特征的下一代纖維及其構(gòu)成的織物和系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)括定義。該工作組隨之更名為大纖維產(chǎn)業(yè)工作組，持續(xù)推動(dòng)“大纖維”技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并在2019年首倡了“編材制造”這一全新的制造范式，以應(yīng)對以“大纖維”為基本對象之一的復(fù)雜自主系統(tǒng)的制造挑戰(zhàn)。

“大纖維”作為一種前瞻性的材料科學(xué)理念，與“編材制造”這一創(chuàng)新的多層次、多技術(shù)集成的制造范式相結(jié)合，共同描繪了未來工業(yè)發(fā)展的新藍(lán)圖。“編材制造”的核心價(jià)值在于其“從原子到超系統(tǒng)”的整體設(shè)計(jì)與制造思想，通過對物質(zhì)在不同尺度上的精密“編輯”與“編排”，賦予材料和產(chǎn)品前所未有的功能集成度與性能表現(xiàn)。

“編材制造”的革命性潛力源于其從根本上改變價(jià)值創(chuàng)造方式的能力——將智能和功能直接嵌入材料的“肌理”之中，而非僅僅將分立的部件組裝起來。從“部件組裝”模式到“材料內(nèi)功能編纂”模式的轉(zhuǎn)變是深刻的，可能催生出在質(zhì)量上而非僅僅在增量上有所不同的產(chǎn)品——更集成、更具適應(yīng)性和響應(yīng)性。這與第四次工業(yè)革命中物理、數(shù)字和生物世界邊界融合的愿景相一致，而“編材制造”的定義本身就體現(xiàn)了這種融合。其戰(zhàn)略價(jià)值在于這種重新定義產(chǎn)品架構(gòu)和制造范式的潛力。

盡管面臨材料成本、工藝集成、設(shè)計(jì)工具、供應(yīng)鏈成熟度、回收利用和標(biāo)準(zhǔn)化等方面的挑戰(zhàn)，但人工智能、數(shù)字化、可持續(xù)發(fā)展理念及制造工藝的持續(xù)創(chuàng)新，為“編材制造”的未來發(fā)展指明了方向。通過跨學(xué)科的深度融合與協(xié)同創(chuàng)新，“編材制造”有望克服現(xiàn)有瓶頸，在航空航天、汽車交通、醫(yī)療健康、能源環(huán)境、智能可穿戴等眾多領(lǐng)域催生革命性的產(chǎn)品與應(yīng)用。

展望未來，“編材制造”和“大纖維”將沿著智能化、綠色化、功能集成化和應(yīng)用普適化的方向持續(xù)演進(jìn)。

“編材制造”和“大纖維”不僅是對傳統(tǒng)材料科學(xué)和制造工程的拓展，更代表了一種全新的發(fā)展哲學(xué)和技術(shù)路徑。它通過將材料設(shè)計(jì)與制造過程從原子尺度直至復(fù)雜系統(tǒng)層面進(jìn)行一體化整合，為解決人類社會(huì)面臨的重大挑戰(zhàn)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，以及開啟一個(gè)更智能、更高效、更以人為本的新工業(yè)時(shí)代，提供了至關(guān)重要的戰(zhàn)略支撐和實(shí)現(xiàn)途徑。持續(xù)的研發(fā)投入、開放的國際合作以及對新興業(yè)態(tài)的積極培育，將是充分釋放其革命性潛力的關(guān)鍵。

2025年第7期封面及本期卷首頁

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2025年《科學(xué)畫報(bào)》