水泥是迄今为止使用最多的人造材料。而制造这种材料的原料，却是自然界最常见的石头，石灰石。

在中国建材集团的水泥工厂中，隋同波创新团队要试制强度高达60兆帕的水泥熟料，挑战工厂生产的理论极限。

配料车间，磨碎的石灰石和黏土，经传送带进入辊压粉磨机，粉碎制得粒径80至200微米的水泥生料。

在水泥厂的制高点，水泥生料从112米的高处飘然而下。约2分钟后，热态物料到达底部，进入旋转的庞然大物。

直径5.5米的圆筒内，巨型喷火枪制造出超过20米的烈焰，温度瞬间提升到1420摄氏度。在高温烈焰的催动下，物料温度提升到1420摄氏度，完成熟化，形成硅酸盐熟料。

接下来，十多台巨型风机将高温水泥熟料从1420摄氏度迅速降温至60摄氏度左右，最终形成硅酸盐矿物和少量的玻璃体，水泥熟料制成，遇水硬化的能力已经蕴藏其中。

抽检结果显示，这一批次的熟料强度超过60兆帕。

在绿色工厂，我们见证了科学家指挥自然界最常见的石头，合成人类历史上最重要的材料之一。水泥熟料添加石膏研磨成粉，掺砂石与水混合，就变成人们最常见的混凝土。

从用于火箭发射台的超耐高温水泥，到用于建设公路铁路、跨海大桥甚至飞机跑道的高性能水泥，再到用于油、气钻井工程的超快硬水泥以及巨型水坝用的低热水泥。最近40年，中国人发明了60余种特种水泥，为一个个超级工程提供了强大支撑。

陶瓷，是中国的名片，世界的瑰宝，英文中陶瓷和中国甚至共用了一个单词。

进入现代社会，陶瓷已不只是沟通中外文化的使者。在工业领域，陶瓷早已大显身手。

山东，淄博。在中国建材集团的一个厂房里，隐藏着两个研究工业陶瓷的顶尖团队。他们的最新成果将刷新我们对于陶瓷的认识。

厂房东头的团队由李伶带领，她要挑战人类的常识，让陶瓷具有弹性。他们的作品是陶瓷弹簧。

陶瓷弹簧的秘密在于组分与外形的精巧配置。新制弹簧样品已经在测试设备上安装完毕。挑战的目标是25%的压缩量，也就是50毫米的弹簧要往下压缩12.5毫米，这几乎是陶瓷材料弹性的理论极限。

测试开始，压盘缓缓向下。

达到12.5毫米的设定值，陶瓷弹簧没有像普通陶瓷一样碎裂。松开，再次下压。经过45次冲压，陶瓷弹簧完好无损。

包括中国在内，全球只有3个国家有能力生产陶瓷弹簧。目前已知的弹性压缩量纪录是20%，李伶团队最新烧制的陶瓷弹簧，完成了25%的世界纪录挑战。

厂房另一边，制造轴承的氮化硅陶瓷球是张伟儒团队为之骄傲的作品。

这种陶瓷，硬度仅次于金刚石，重量只有钢材的三分之一，被认为是目前综合性能最好的结构功能一体化陶瓷之一。由其制成的陶瓷轴承，转速可达每分钟60万转，耐高温达到1200摄氏度，更奇特的是它具有自润滑的特性。

工厂内，即将开启新一批氮化硅陶瓷轴承球的制备。

高纯度原料，被压制成陶坯，送至热等静压机。厚重的金属门之内，可以同时产生2000个大气压的高压和2000摄氏度的高温，在这样的极端条件下，陶坯的致密度将得到显著提升。

进入氮化硅陶瓷的内部，我们可以看到一个四面体的结构，硅原子位于四面体的中心，4个氮原子分别位于四面体的顶点，这个结构之间的空隙越少，氮化硅整体的结构强度就越高。高致密化氮化硅陶瓷的强度可以超过1000兆帕。

陶瓷球中残留的空隙被逐渐排空，出炉的氮化硅陶瓷球已经具备坚实的内心，五道研磨抛光程序则帮助它获得镜面级的光滑外表。

合格的碳化硅陶瓷球出厂后，将被运往世界各地，踏上遥远的征途。

在这里生产的各种尺寸的黑色陶瓷球，被广泛应用于精密机床、电动汽车、能源化工、航空航天等领域。为我国高端装备发展提供了坚实的材料支撑。

大尺寸显示玻璃，是信息时代玻璃材料竞争的高点。

在中国建材集团旗下蚌埠中光电的工厂中，超1300℃的高品质玻璃液，缓缓流入装满锡熔液的锡槽，两种溶液比重不同，如同油悬浮于水面。玻璃液在锡熔液之上均匀摊开，在拉边机作用下慢慢变薄。

冷却之后，经过裁切，最终形成面积达5.5平方米，厚度却只有0.5毫米的超薄玻璃。

这种生产工艺由中国自主研制，被称为洛阳浮法，发明至今延续使用了50余年，同英国皮尔金顿、美国匹兹堡齐名，并称世界三大浮法工艺。

而优化洛阳浮法工艺并用其制造信息显示玻璃是中国工程院彭寿院士团队的创举。

如今，彭寿院士团队要启动更加极限的挑战。目标是制备一种柔性显示玻璃，这种玻璃最常见的应用，就是眼下市场上热销的折叠屏手机。

为了实现连续折叠100万次不破损，弯折半径小于1毫米的目标，工程师首先采用多道先进工艺，制造出厚度只有0.2毫米的超薄高铝玻璃原片。

超薄高铝玻璃原片被整齐地固定在特制的喷淋架，药液冲击玻璃的表面，玻璃不堪药液腐蚀，渐渐消瘦。

10分30秒，减薄机停止工作。超薄玻璃被再次减薄7倍，蜕变成厚度只有0.03毫米的柔性玻璃。

16个采样点，最厚和最薄之间误差只有一毫米的千分之二。数据表明这是一次成功的减薄。

按照一天折叠100次计算，支持百万次弯折不破损的柔性玻璃可以让折叠手机使用超过27年，彭寿院士团队创造了新的世界纪录。

隶属于中国建材集团的全资子公司——泰山玻纤，是中国首条万吨池窑玻璃纤维产线的诞生地。15条生产线马力全开，这里年产玻璃纤维可达138万吨。

把这个数字放大八倍，是全球一年的产能。其中，中国占比超六成。今天的中国早已成为全球第一大玻璃纤维生产国。

1600℃高温，玻璃瞬间熔化。重力作用下，玻璃液从铂铑合金漏嘴中流出，下落过程中急速冷却，0.01秒瞬间固化成纤，最细的时候，直径只有4微米，相当于头发丝的十二分之一。这是材料专家祖群用玻璃做原料制备的一种具有特殊性能的纤维材料。

玻璃纤维距离我们并不遥远，它常被编制成布，层层铺设形成骨架，再灌入树脂加热固化，做成强度模量提升10倍以上的特种纤维增强复合材料，这种材料有一个更为人们所熟知的名字，玻璃钢。

印刷线路板是所有电子产品的核心器件，由玻璃纤维织成的电子布，在其中起到重要的支撑和绝缘作用。

随着电子科技不断进步，电子产品日趋轻薄和小型化，这要求电子布要更薄，玻璃纤维要更细。

一年之前，唐志尧团队攻克了4微米超细丝的量产难题。下一步，就是利用细丝编织薄布，把超薄电子布的厚度降低到14微米以内。

把纱线摊成扁平的丝束，是生产超薄电子布的关键，这种工艺被称为开纤。

圆柱形的纱线互相交织，纤维布的厚度至少是单根纤维的4倍，而且存在大量孔隙，消除孔隙，正是开纤工艺要解决的难题。

40根直径4微米的玻璃纤维被捻成纱线，经过编织，产品就下线了。

显微镜下，最新一批生产的电子布，厚度只有13微米，纱线间的空隙消失不见。这正是理想超薄电子布该有的形态。

作为世界上使用最广泛的复合材料，小到家用电器，大到汽车轮船，甚至风机叶片，这种由玻璃纤维制成的复合材料已经无处不在。

碳纤维凭借着细如发丝，轻如鸿毛，强如钢铁的优异性能，早已在工业领域站稳了脚跟，只是它还贵如黄金，制造难度堪比芯片，世界上能够生产它的国家屈指可数，中国是其中之一。

中国建材集团所属中复神鹰是中国首个万吨级碳纤维生产基地，主要生产T700级、T800级及以上碳纤维，T，是指拉伸强度，是衡量碳纤维的关键指标。

今天，中国工程师连峰要向T1000发起挑战。

拉伸工艺，是隔膜制备的关键环节。

被夹子固定的膜片，以50米每分钟的速度通过产线。膜片在纵横两个方向被同步进行拉伸，面积扩大七倍，厚度逐渐变薄。分子链之间巨大的作用力，确保了膜片不撕裂。

这种湿法双向同步拉伸工艺，可以让微孔接近圆形，大小更均匀，从而提升隔膜的性能和安全性，代表着全球领先的技术水平。

这一批次检测结果显示，隔膜的厚度仅5微米，可以让锂电池的能量密度提升5%。这正是塑料薄膜在电池内部施展的“魔法”，也是中国科学家在高分子材料领域的又一次重要突破。

如今，中国石化合成橡胶材料专家邵明波团队也已经成功研制出新型氢化丁腈橡胶，这种橡胶既能耐受零下40摄氏度的极寒，也能承受150多摄氏度的炎热。

据《山海经》记述，中国早在六七千年前就发现和使用煤。燃烧，是它最普遍的应用，剧烈氧化释放的热量，推动了动力变革，进而开启了工业时代。

长久以来，煤炭极力地满足人们的需求，足迹遍布全球。事实上，煤的碳氢比例通常在1.5到1左右，在石油、天然气等众多化石能源中煤的热值较低，但含碳量明显高于其他能源。这表明，我们聚焦煤炭的燃料属性时，忽略了它还适合做材料。

国家能源集团副总工程师闫国春，用煤做原料生产化工产品，开辟了煤炭清洁高效利用新途径。

通过复杂的化学反应，煤炭朴素黝黑的形象消失殆尽，显现清澈透明。在催化剂的作用下，它神奇地结出晶体。

通过催化，聚合，生成固态颗粒。白色颗粒再经过特殊的催化，终于成为PGA（聚乙醇酸）。

PGA可不是一般的化学品，而是材料界的稀有物种。利用PGA（聚乙醇酸）可以生产许多塑料制品，阻隔性比传统塑料高10倍以上，使用后的PGA制品，还可以在土壤、海水等环境中自然降解。

过去几年，中国利用优势煤炭资源，让煤化工再度复出，煤制聚乙烯、聚丙烯树脂颗粒等石油化工中熟悉的身影，经全自动化包装线被源源不断地送出车间。

中国人不仅激活了煤炭做材料的潜能，更拓宽了人类使用材料的边界，未来，面向碳达峰、碳中和战略目标，我们必将持续探索煤炭高效清洁利用新路径。

安徽蚌埠，拥有世界上单体规模最大的光伏建筑一体化项目。

项目充分利用中国建材集团自主研发的发电玻璃取代了大部分外墙材料和屋顶材料，12万平方米建筑表面，覆盖了68079块发电玻璃。

仅这一栋建筑，每年可以发电超过1100万千瓦时，可以节约燃煤约4700吨，减排二氧化碳1.06万吨。

这种发电玻璃，被誉为“挂在墙上的油田”。它们能够发电的秘密，隐藏在玻璃表面3微米厚的铜铟镓硒薄膜上。

当太阳照射时，薄膜内部会产生电子运动，从而实现发电。这种薄膜的核心层由铜、铟、镓、硒四种元素组成，它们经过复杂的化学反应，能够合成一种特殊的化合物，以高光学吸收半导体材料的身份承担起光电转换的重任。