1、 1 / 47全球 60 家顶级新材料实验室引言实验室是科学的摇篮，是科学研究的基地，往往代表了世界前沿基础研究的最高水平，诞生了一大批诺贝尔奖获得者和具有划时代意义的科技创新成果。当前，美国、欧洲、日本等发达国家和地区都把发展新材料作为科技发展战略的重要组成部分，其中美国在新材料研究领域科研机构一共有 210 所科研机构，中国实验室共有128 所，而欧日韩有 123 所。本文对美、欧（德、英、法、西班牙、芬兰、瑞典、挪威、荷兰等）、亚太（日、中、韩、新加坡）、俄罗斯等地的知名材料实验室进行了大梳理，以飨读者。美国美国在新材料研究领域科研机构一共有 210 所科研机构，主要有橡树岭国家实验室、
2、阿贡国家实验室、埃姆斯实验室等 17 个科研实力全球名列前茅的国家实验室1、橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory，简称 ORNL）2 / 47据理财周报材料科学实验室数据表明，橡树岭国家实验室的科研触角主要伸向纳米与生物材料、无机非金属材料以及新型金属材料三大类别。橡树岭国家实验室(简称 ORNL)是美国能源部所属最大的科学和能源研究实验室。ORNL 主要从事 6 个方面的研究，包括中子科学、能源、高性能计算、复杂生物系统、先进材料和国家安全。2、阿贡国家实验室3 / 47（ArgonneNational Laboratory，简称 ANL）在美国，阿贡
3、国家实验室和橡树岭国家实验室同属于美国国家能源部，和橡树岭的地位不分伯仲。阿贡国家实验室是美国最老和最大的科学与工程研究实验室之一。3、美国航空航天局（NASA）4 / 47位于特拉华州的 NASA 主要涉足新型金属材料以及高性能复合材料。今年 9 月，NASA 选择了来自美国 5 个州的六家公司参与政府-行业合作，以推进复合材料的研究和认证，该项目是 NASA 航空研究任务理事会的集成系统研究计划的一部分。4、布鲁克海文国家实验室（BrookhavenNational Laboratory，简称 BNL）隶属美国能源部，由石溪大学和 BATTELLE 成立的公司布鲁克海文科学学会负责管理。5
4、 / 47开创了核技术、高能物理、化学和生命科学、纳米技术等多个领域的研究，取得多项令世界瞩目的重大成果，并数次获诺贝尔奖。BNL已成为世界著名的大型综合性科学研究基地。5、加州大学伯克利分校的劳伦斯伯克利国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory，简称 LBNL）劳伦斯伯克利实验室是 1939 年诺贝尔物理学奖得主欧内斯特奥兰多劳伦斯先生于 1931 年建立的，是美国乃至世界核物理学的圣地。6 / 47劳伦斯伯克利国家实验室现在研究的领域非常宽泛，下设 18 个研究所和研究中心，涵盖了高能物理、地球科学、环境科学、计算机科学、能源科学、材料科学等多
5、个学科。劳伦斯伯克利实验室建立以来，共培养了 5 位诺贝尔物理学奖得主和 4 位诺贝尔化学奖得主。6、美国纽约州康乃尔大学物理系的基本粒子物理实验室（Laboratory for Elementary -Particle Physics， 简称 LEPP）美国纽约州康乃尔大学( CornellUniversity)物理系的基本粒子物理实验室(LaboratoryforElementary-ParticlePhysics，简称 LEPP)是世界上著名的加速器物理研究中心之一，它位于纽约州中部芬格湖畔(FingerLakes)风景优美的伊萨卡市(Ithaca)。7 / 47LEPP 主要从事实验物
6、理和理论物理以及加速器物理的研究，拥有F.R.Newman 以及 R.R.Wilson 两个实验室。7、费米国家实验室（Fermilab）费米国家实验室（Fermilab）原名为国家加速器实验室，根据美国总统林登 B.约翰逊 1967 年 11 月 21 日签署的法案，由美国原子能委员会负责管理。为纪念费米该实验室于 1974 年 5 月 11 日重新命名为费米国家实验室。1969 年 10 月 3 日主环为 200 GeV 的质子加速器破土动工。1972 年3 月 1 日第一个能量为 200 GeV 的束流通过主环，使费米实验室产生了世界上最高能量的粒子。后来费米实验室又开始建造的质子反质子
7、对撞机 Tevatron，其低温冷却系统在 1983 年投入运行时为8 / 47加速器历史上历来建造的最大的低温系统。后续 Tevatron 能量倍增器先后第一次产生了能量为 512 GeV，800 GeV，900 GeV 的束流。8、贝尔实验室（BellLaboratories）贝尔实验室原名贝尔电话实验室，始建于 1925 年，总部在美国纽约（后迁至新泽西州的墨里黑尔）。它是一个在全球享有极高声誉的研究开发机构，主要宗旨是进行通讯科学的研究。除了无线电电子学以外，贝尔实验室在固体物理学、天体物理学、量子物理学和核物理学等方面都有很高水平。贝尔实验室自成立以来，共获专利 26000 多项（平
8、均每天一项），其中重大科研成果 509 / 47多项。在这里每年都要发表上千篇学术论文，造就了一大批优秀科学家。几十年来获得诺贝尔物理奖的先后有：发明电子衍射的戴维森，发明晶体管的肖克利、巴丁和布拉坦，发明激光器的汤斯和肖洛，理论物理学家安德逊，射电天文学家彭齐亚斯和威尔逊。9、IBM 研究实验室（IBM Research）IBM 研究实验室也叫 IBM 研究部，它专门从事基础科学研究，并探索与产品有关的技术，其特点是将这两者结合在一起。研究部下属四个研究中心：位于美国纽约的 Thomas J.Watson 研究中心；位于美国加州的 Almaden 研究中心；瑞士 Zurich 研究中心；日本
9、东京研究中心。10 / 47IBM 研究中心史上诞生了两届诺贝尔物理奖得主：一是发明扫描隧道显微镜的宾尼格（G. K. Ginnig）与罗勒尔（H. Rohrer），二是发现金属氧化物的高温超导电性的柏诺兹（J. G. Bednorz）和缪勒（K. A. Mller）。10、美国标准与技术研究院（NIST）属于美国商务部的非监管机构。NIST 总部位于马里兰州的盖瑟斯堡，约有 350 个附属研究中心。目前，NIST 共有 6 个实验室，分别为工程实验室、信息科技实验室、材料测量实验室、物理测量实验室、纳米科技中心、NIST 中子研究中心。11 / 4711、艾米斯实验室（AmesLaborat
10、ory）实验室进行研究纳入国家关注的各个领域，包括合成新材料的研究，能源资源，高速电脑设计和环境清理和恢复。材料方向的研究内容有新机械、磁性和超导方面稀土元素的实验和理论研究。12、劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）12 / 47劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）主要开展火炸药、火工品与药剂及其它高新技术含能材料的研究工作，随着实验室在国防科学技术领域地位的不断巩固与上升，除了从事军事领域的科学研究外，实验室还开展能源与环境、生物科学与生物技术以及基础应用研究，并致力与众多学会社团建立广泛的合作伙伴关系。材料方向的研究内容有金属与合金、陶瓷、激光材料、合金超塑性等。13、西北太平洋国家实验
11、室(PNNL)13 / 47西北太平洋国家实验室(PNNL)于 20 世纪 80 年代末开始从事整个基础科学研究，优势研究领域包括能源、环境、计算机、核能、放射化学等，特别是基础分子科学和计算机科学。材料方向的研究内容有金属和合金应力腐蚀裂纹、陶瓷材料高温腐蚀疲劳、陶瓷材料辐射效应。14、洛斯拉莫斯国家实验室（LosAlamos National Laboratory，LANL）洛斯阿拉莫斯国家实验室是世界上最大的科学和技术研究机构之一，它在国家安全、太空探索、可再生能源、医药、纳米技术和超级计算机等多个学科领域开展研究。材料方向的研究内容有电子材料、微结构发展理论、使表面硬度、抗腐蚀性和耐磨
12、性提高的等离子体浸没离子注入技术。14 / 4715、桑迪亚国家实验室（SandiaNational Laboratories）主要从事核武器系统中非核部分的研究开发，如设计电气系统保险、解除保险、引爆、发射系统等；并从事材料、组件及仪器技术的研究和长期开发工作，以提高核武器的效力、安全性、耐受性和可靠性等性能；并承担能源开发与改进方面的工作。材料方向的研究内容有陶瓷涂料溶胶-凝胶化学、纳米晶材料发展以及金属、玻璃和陶瓷材料表面的胶粘合润湿。16、美国加州纳米研究中心（CNSI）15 / 47美国加州纳米技术研究院（CNSI）是加州大学洛杉矶分校和位置的综合研究机构，材料方向主要研究内容有纳米
13、科学和纳米技术发现的迅速商业化研究。 CNSI 开展的工作代表了纳米系统相关的研究四个目标领域包括能源，环境，健康，医学，信息技术。17、美国制造(原国家增材制造创新机构（NAMII）)16 / 47该机构旨在促进增材制造创新机构更好的引领和统一整个增材制造领域的发展。材料方向主要研究内容有新型金属材料，增材/3D 打印材料、开发梯度及可定制材料。欧盟作为世界经济发展、科技、教育等各领域水平最高的大洲之一，世界绝大部分发达国家都位于欧洲。而在材料科学研究领域，西欧的英国、中欧的德国和瑞士处于世界级第一梯队, 根据西方最近综合评定，剑桥、牛津和帝国理工学院是英国高校中三大最强材料系，同样也属于世
14、界级研究所, 地处欧洲大陆中央的德国，在材料科学研究中也是执一方牛耳。在这里有顶尖的研究所像德国马普学会、佛朗霍夫协会、海姆霍茨大研究中心联合会、莱布尼茨研究联合会。另外法国，瑞典，意大利等在材料科学领域均有杰出成就，而德国朗盛集团、西门子、英国罗罗公司、空中客车公司、德国莱茵金属17 / 47公司、大众汽车集团等一系列欧洲企业也自有实验室，在材料技术研究及工业应用上多有投入，这也让其产品因优良性能享誉全球。德国欧洲作为工业重点，金属材料的基础研究一直走在产业发展的前面，多个欧洲国家都在本国最著名的研究机构设立专门的金属材料研究中心。1、马克斯普朗克科学促进学会（International M
15、ax Planck Research School)马克斯普朗克学会，全名为马克斯普朗克科学促进协会（Max-Planck-Gesellschaft zur Frderung der Wissenschaften e.V.，简称 MPG），前身是 1911 年成立的威廉皇家学会。马普协会主要从事自然科学和人文科学的基础研究，分别设:生物医学部，化学、物18 / 47理、技术学部和人文科学学部等机构，拥有 80 个研究所。其中德国马普钢铁研究所是世界知名的钢铁、材料及腐蚀科学研究机构。2、弗劳恩霍夫协会（Fraunhofer-Gesellschaft）弗劳恩霍夫协会是德国弗劳恩霍夫应用研究促进协
16、会的简称。它成立于 1949 年 3 月，是德国也是欧洲最大的应用科学研究机构，属于德国校外三大研究组织之一（与德国科学基金会和马克斯普朗克学会并列）。其目标是通过为来自工业、服务业和公共管理领域的客户提供公共及私人企业特定用途的应用性研究，以其有效的研发服务帮助德国和欧洲的产业通过创新保持竞争力。弗劳恩霍夫协会的研究所侧重于应用技术研究，其研究成果非常受工商界的重视。弗劳恩霍夫协会在近几年已经改变其发展战略，以需求驱动技术发展。19 / 473、亥姆霍兹联合会（Helmholtz-Gemeinschaft）全称“德国亥姆霍兹国家研究中心联合会”（Helmholtz-GemeinschaftD
17、eutscher Forschungszentren）是德国最大的科学研究机构，由 17 个各自独立的自然科学、工程学、生物学和医学研究中心组成，员工总数有约 31,000 人，年经费超过 30 亿欧元。该机构着眼于德国中长期国家科技任务，在能源、地球与环境、生命科学、关键技术、物质结构以及航空航天与交通 6 大领域从事以未来应用为目的的前瞻性研究4、莱布尼茨研究联合会（Leibniz-Gemeinschaft）20 / 47一家德国各专业方向研究机构的联合会，学会成员包括 84 家大学外的研究机构（2013 年），总部位于德国首都柏林。研究领域涵盖自然科学、工程科学、环境科学、经济科学、社会
18、科学、地球科学和人文科学，基础科学研究与应用相结合，与高等院校、工业界及其它国内外研究机构合作紧密。5、联邦德国航空航天研究试验院（Deutsche Forschungs-und Versuchsanstalt fr Luft-und Raumfahrt）总部设在科隆，建于 1969 年，属于德国政府研技部。DLR 下设科隆的材料研究所、斯图加特的设计研究所以及结构研究所，研究领域包括金属材料、陶瓷材料以及各类复合材料等。英国1、曼彻斯特材料科学研究中心（Manchester Materials Science Center）21 / 47它是由曼彻斯特大学冶金系和曼彻斯特科技大学材料与高分子
19、科学系共同组建的，是全英材料科学研究规模最大中心之一。曼彻斯特材料科学研究中心的主要研究项目包括金属与合金，在欧洲乃至全球材料科学的研究方面占有重要位置。2、英国国家物理实验室（NPL，National Physical Laboratory）创建于 1900 年，坐落在英国伦敦特丁顿的 Bushy Park，它是英国国家测量基准研究中心，也是英国最大的应用物理研究组织。198122 / 47年分 6 个部：即电气科学、材料应用、力学与光学计量、数值分析与计算机科学、量子计量、辐射科学与声学。英国国家物理实验室共有科技人员约 1000 人，1969 年最高达 1800 人。先进材料事业部（Ad
20、vanced MaterialsThe Materials Division，NPL）主要研究领域：1、多功能材料，纳米材料，燃料电池，电子互连，有机电子，有机太阳能电池和催化2、航空航天和风力涡轮机的复合材料3、涂料及表面工程材料4、应用于电力工程，石油、天然气开采以及日益恶劣的环境中材料的寿命预测3、帝国理工学院（Imperial College London）23 / 47在复合材料研究领域，帝国理工学院是首屈一指的，甚至在全世界也是声名赫赫。根据泰晤士报的大学排名，帝国理工学院在全英综合排名第三，世界排名也稳居前十位。该校复合材料中心成立于 1983 年，下设航空航天学院，学院共有八个
21、部门：航空、化工、化学、土木工程、机械工程、材料、数学和物理。4、英国国家复合材料中心（NCC）成立于 2011 年的英国国家复合材料中心是英国高值弹射中心的七项研究与技术设施之一，旨在为英国航空和汽车等产业开发复合高级材料。历经三年发展，英国商业、创新与技能部通过英国创新署和高值弹射中心投入资金 2800 万英镑对该中心进行增扩。新增设施包括欧洲最大的开放式复合材料高速制造机等。24 / 47NCC 由英国布里斯托尔大学拥有并托管，由大学、韦斯特兰公司、空中客车公司、罗尔斯罗伊斯公司、吉凯恩、Umeco 和维斯塔斯组成的督导委员会进行经营，从事大规模的复合材料研发和生产。法国1、法国国家科研
22、中心工程与系统研究所（ Institute for Engineering and Systems Sciences ，INSIS）法国国家科研中心成立于 1939 年，是法国最大的科学技术研究机构，也是欧洲最大的基础研究机构之一，目前隶属于法国国民教育、研究与技术部。法国国家科研中心的主要任务是从事自然科学、人文科学和社会科学等各个领域的基础研究和应用研究，此外还承担如下任务：科研成果推广和人才培养，跟踪和分析国内外科技形势及发展动向，参与政府的科技政策和科研计划的制订工作，为全国科技界提供大型科研设备。25 / 47工程与系统研究所是其下属研究机构。该所的目标是针对知识生产和人类需求制定科
23、学方法，开发出更安全，更智能更高效更环保的系统。因此强调跨学科研究领域的增加,促进所内各研究部门的协调合作以及与外界其他学术研究机构开展各类合作。2、法国国家科研中心化学研究所（Le Centre national de la recherche scientifique ，Institut de chimie，CNRS, INC）化学研究所是其下属研究机构。该研究所的使命是研究并发展新的化合物，了解其化学反应,并在原子水平上研究、阐明、预测化合物的结构和性质。其他1、芬兰国家技术研究中心(VTT Technical Research Centre of Finland，VTT)26 / 47
24、该研究所是北欧地区最大的综合研究机构，主要研究方向包括数字信息系统、能源和纸业、建筑业和通讯业等。VTT 建立于 1942 年，作为该国创新体系的重要组成部分，该所的职责是以新技术的形式，帮助芬兰的高科技公司解决在发展过程中遇到的问题。主要材料相关研究领域：1、应用材料（功能性纤维产品、新材料、新兴能源技术材料、发电站材料和设备如燃料电池和氢燃料技术）、智能印刷）2、生物和化学过程（与健康有关的生物技术、信息技术，如生物信号和医学图像处理、分子诊断和免疫技术、生物处理的可再生天然材料等）27 / 473、能源（可再生能源、生物能源、风能、燃料电池、核能和核废料处理、交通运输能源效率、替代燃料、
25、电动汽车尾气排放控制技术等）2、挪威科技工业研究院（SINTEF）挪威科技工业研究院（SINTEF）成立于 1950 年，是斯堪的纳维亚最大的独立研究机构。宗旨是通过运用知识、研究和创新创造价值，致力于创造更多的新公司以及工作岗位。价值观为忠诚、慷慨、勇敢、团结。主要材料相关研究领域：1、能源研究（主要集中于电力生产以及能源转换，传输，分配和使用，此外还涉及生物能源，天然气技术，制冷工程技术等）2、材料与化学（应用力学和腐蚀、生物技术、能源转换与材料、海洋环保技术、冶金、过程化学、工艺技术、合成与性能）28 / 473、荷兰应用科学研究组织（The Netherlands Organizati
26、on For Applied Scientific Research，TNO）1930 年荷兰国会通过了 TNO 议案以此来规范荷兰的应用科学研究活动 1932 年依法成立了 TNO 修订更新后的 TNO 议案于 1986 年 5 月开始生效 TNO 作为一个合同研究组织在作为知识源泉的基础研究和可商业化知识的实际应用的创新过程中起桥梁作用。主要研究领域：产业创新（高技术设备和材料、大面积电子印刷、高科技半导体、海洋系统/海洋微生物腐蚀、生物基材料、化学工艺工程强化）4、巴塞罗那材料科学研究所(Institute of Materials Science of Barcelona,ICMAB)
27、29 / 47所在地：西班牙主要研究领域：1、 信息科学和电子材料 （磁性纳米材料和新型功能氧化物、半导体和电子，光电和磁功能高分子材料）2、 能源与环境材料 （超导材料和电力应用、化学和电化学产生的能量收集，储存，燃料的使用，传感和催化材料）3、 用于药物传递、治疗、诊断和传感的生物材料（包括对外界刺激敏感或有反应的生物相容性智能材料、微/纳米颗粒材料的制备、纳米生物传感器）4、 材料科学和纳米技术（纳米材料和属性的理论，模拟和建模、自下而上的策略组装和功能分子和/或无机（纳米）材料的制备、先进材料的散射和显微镜方法）30 / 475、伊比利亚固际纳米技术实验室（The International Iberian Nanotechnology Laboratory）所在地：西班牙2010 年正式开始科研活动，是欧洲第一家也是唯一一家专门研究纳米以及纳米技术的国际研究组织，由葡萄牙和西班牙两个国家共同成立国际伊比利亚纳米技术实验室的 INL 是创建一个政府间组织，以推动在纳米技术和纳米科学的跨学科研究。目标是成为欧洲的科学领域的一个重要组成部分。6、SP 瑞典国家技术研究所（SPTechnical Research Institute of Sweden）
