材料產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，也是未來(lái)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石和先導(dǎo)，湖南將新材料產(chǎn)業(yè)確定為加速新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)產(chǎn)業(yè)。神奇的氣凝膠這個(gè)“料”不只是新材料的“料”，更是為促進(jìn)湖南產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，育苗成林，茁壯成長(zhǎng)加的一份養(yǎng)“料”。
獨(dú)有特性，在生活中產(chǎn)生很大影響
有人稱(chēng)它是一團(tuán)“凍結(jié)的藍(lán)煙”，也有人叫它“固體空氣”，一種被譽(yù)為可以改變世界的神奇材料。它是世界上最輕的固體，10克的量就能鋪滿一個(gè)足球場(chǎng)；它是世界上密度極小的固體，是迄今為止保溫性能最好的材料。與傳統(tǒng)絕熱材料相比，它用更輕的質(zhì)量、更小的體積達(dá)到更好的隔熱效果，在航空航天、隔音降噪、節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域大有可為。
太原理工大學(xué)無(wú)機(jī)非金屬材料系主任苗洋介紹，它的名字叫氣凝膠，經(jīng)過(guò)特殊的干燥工藝，把內(nèi)部的溶劑替換后就能生出孔隙率高、密度低的新材料。在湖南巖拓新材料科技公司的嚴(yán)重氣凝膠科創(chuàng)城研發(fā)中心研究院眼里，萬(wàn)物皆可氣凝膠，氣凝膠是一種結(jié)構(gòu)，它的微觀結(jié)構(gòu)就類(lèi)似于鳥(niǎo)巢，二氧化硅顆粒支撐起骨架，中間充盈空氣，正是這樣特殊的結(jié)構(gòu)，氣凝膠在熱學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、電學(xué)、催化、吸附等領(lǐng)域有了特殊的性質(zhì)。
記者手拿丁烷噴槍?zhuān)惺車(chē)娚涠?00攝氏度的火焰炙烤氈板的過(guò)程。高溫后，氈板背面仍保持常溫。為什么會(huì)有這種效果呢？得益于氈板中添加了一層氣凝膠材料。除此以外，高層建筑的外墻保溫、消防員穿的消防服和避火服，有了氣凝膠材料加持，熱防護(hù)性能足足提升三倍。
最近，巖拓科技的零能耗小屋頻頻亮相媒體，起到保溫作用的正是氣凝膠墻板夾心層。小屋無(wú)需外接電源，就能保證屋內(nèi)恒溫，完全實(shí)現(xiàn)了零能耗。由于氣凝膠特有的物理特性，它的功能應(yīng)用可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于隔熱保溫，它的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣。比如，給儲(chǔ)氫電池加大容量、為航天飛行器減重。日常生活中住宅樓房使用氣凝膠材料后，大約2毫米的氣凝膠材料的厚度就能代替原來(lái)5到8厘米的外墻保溫材料，大大減輕樓房負(fù)擔(dān)。
當(dāng)前，氣凝膠產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為新材料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域爭(zhēng)相競(jìng)逐的產(chǎn)業(yè)高地。浙江大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)系教授高超介紹，上世紀(jì)美國(guó)首次制備出氣凝膠。由于工藝復(fù)雜及成本太高，只是被應(yīng)用到少數(shù)的宇航服、太空服裝幾個(gè)尖端領(lǐng)域。2013年左右，由于中國(guó)加入，氣凝膠算是真正地發(fā)展起來(lái)，它的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程真正開(kāi)始。目前來(lái)看，氣凝膠是學(xué)術(shù)界、工業(yè)界關(guān)注的熱門(mén)話題，2019年我國(guó)氣凝膠制品的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到14億元，預(yù)計(jì)到2029年，規(guī)模將達(dá)到30億元，中國(guó)作為新興經(jīng)濟(jì)體，它的增長(zhǎng)也可能是指數(shù)性的，氣凝膠市場(chǎng)的規(guī)模將更加廣闊。
湖南建立亞洲最大生產(chǎn)基地，打造產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)
我國(guó)生產(chǎn)氣凝膠主要包括碳?xì)饽z、有機(jī)聚合物氣凝膠以及氧化硅氣凝膠、硅鋁氣凝膠等，價(jià)格已經(jīng)從百萬(wàn)元每噸下降到萬(wàn)元每噸，這體現(xiàn)出我國(guó)在這個(gè)行業(yè)趕超發(fā)展所帶來(lái)的影響。
在這個(gè)行業(yè)的趕超者當(dāng)中，我們看到了我省企業(yè)巖拓科技的身影。巖拓科技前身陽(yáng)煤集團(tuán)以煤炭為主業(yè)，但目前巖拓科技已經(jīng)建起了亞洲最大的氣凝膠生產(chǎn)基地。從煤炭企業(yè)到世界最先進(jìn)的新材料產(chǎn)業(yè)企業(yè)，如何邁出這第一步？胡博說(shuō)，新材料產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，也是未來(lái)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石和先導(dǎo)。按照省委推動(dòng)高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展的戰(zhàn)略要求，巖拓科技立足研發(fā)尾部，量產(chǎn)首部，發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)，由此開(kāi)展氣凝膠新材料應(yīng)用研究，成立氣凝膠科創(chuàng)城研發(fā)中心這一高端科技創(chuàng)新平臺(tái)；企業(yè)設(shè)立了陽(yáng)泉、北京、深圳三個(gè)研發(fā)基地，近期還計(jì)劃在杭州、太原設(shè)立新材料聯(lián)合研究院，在上海和廣州設(shè)立了聯(lián)合研究室；聘請(qǐng)清華大學(xué)、北京大學(xué)、浙江大學(xué)、東華大學(xué)、武漢大學(xué)、深圳大學(xué)等國(guó)內(nèi)知名院校學(xué)術(shù)帶頭人共同開(kāi)發(fā)氣凝膠新產(chǎn)品。
前不久，記者走進(jìn)巖拓科技在上海和深圳兩地的研發(fā)基地，在引領(lǐng)和支持著巖拓科技不斷前行的研發(fā)基地里有什么新動(dòng)向？“新材料”是東華大學(xué)的頭部學(xué)科、王牌學(xué)科。2018年，東華大學(xué)制備出了世界首創(chuàng)的柔性陶瓷納米纖維氣凝膠，徹底顛覆了傳統(tǒng)氣凝膠的“硬漢”形態(tài)。這款新材料拿在手里又輕又軟，輕輕觸碰，就像要騰空而起。東華大學(xué)丁彬教授向記者介紹：“傳統(tǒng)氣凝膠材料用在飛機(jī)上，飛行時(shí)帶來(lái)的震動(dòng)會(huì)把表面材料震碎，失去了隔熱性能，非常危險(xiǎn)。換成彈性陶瓷纖維氣凝膠后，新材料具有非常好的彈性，飛機(jī)震動(dòng)后仍保持完整形態(tài)，持續(xù)為飛機(jī)隔熱。纖維氣凝膠和羽絨材料相比，保暖效果更好。”
在深圳大學(xué)，徐堅(jiān)教授及其團(tuán)隊(duì)制備的聚酰亞胺納米纖維氣凝膠具有超強(qiáng)的韌性。徐堅(jiān)教授認(rèn)為：“料要成材、材要成器、器要好用，這個(gè)是我們發(fā)展的一個(gè)目標(biāo)。我們從一開(kāi)始在這個(gè)設(shè)計(jì)上就非常明確，以需求為牽引、以市場(chǎng)應(yīng)用場(chǎng)景為目標(biāo)，來(lái)設(shè)計(jì)課題。我們希望經(jīng)過(guò)三到五年的努力，把氣凝膠這個(gè)產(chǎn)品能夠推向市場(chǎng)、推向應(yīng)用、產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益?！?/p>
與能人攜手，與巨人同行，開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品
如何利用好浙江大學(xué)的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，來(lái)助力湖南氣凝膠新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展？高超給出建議，把企業(yè)、高校和轉(zhuǎn)化平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)融會(huì)貫通起來(lái)。巖拓科技有市場(chǎng)和制造的優(yōu)勢(shì)；巖拓科技科創(chuàng)城是以氣凝膠核心材料為主的產(chǎn)業(yè)園，有轉(zhuǎn)化、孵化和培育的優(yōu)勢(shì)；浙江大學(xué)、東華大學(xué)、太原理工大學(xué)等高校有人才和智力的優(yōu)勢(shì)，也有原創(chuàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。這樣三方面強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，一是可以把現(xiàn)有的硅基氣凝膠技術(shù)不斷深入，應(yīng)用方向不斷拓展；二是可以開(kāi)發(fā)新的氣凝膠品種，比如鋁基、陶瓷基、石墨烯基氣凝膠等，為氣凝膠全生態(tài)鏈和產(chǎn)業(yè)集群打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。下一步，將以項(xiàng)目、股權(quán)投資等多種合作方式，圍繞節(jié)能建筑、綠色建材、石墨烯等新材料以及科創(chuàng)城園區(qū)企業(yè)需要解決的核心技術(shù)難題和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研合作，協(xié)同高效推進(jìn)，聚集優(yōu)勢(shì)資源，助力湖南打造新材料科創(chuàng)高地和新產(chǎn)業(yè)高地。
巖拓科技前身是一家以煤炭為主營(yíng)業(yè)務(wù)的企業(yè)，高大上的研發(fā)創(chuàng)新是怎樣和傳統(tǒng)企業(yè)結(jié)合到一起的呢？在這里要給大家介紹一個(gè)新名詞：“PPT”，一種產(chǎn)學(xué)研結(jié)合向高端攀升的新模式。
第一個(gè)“P”就是Paper，它翻譯成中文就是紙張，但是它還有另外一個(gè)解釋?zhuān)褪侵卮笤紕?chuàng)新；第二個(gè)“P”是指Patent，就是指顛覆性的技術(shù)，最后這個(gè)“T”是Transformation，它指的就是技術(shù)轉(zhuǎn)化。這并不是普通的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，而是直接對(duì)接研發(fā)前沿，對(duì)接顛覆性領(lǐng)域的一個(gè)趕超模式。
氣凝膠產(chǎn)業(yè)正是圍繞著“PPT”，也就是實(shí)現(xiàn)了重大的原始創(chuàng)新以及顛覆性的技術(shù)，并且實(shí)現(xiàn)了技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化。苗洋說(shuō)，近年來(lái)，我省圍繞著新、特、高、專(zhuān)、精、尖的目標(biāo)，實(shí)施產(chǎn)業(yè)能力提升、延鏈補(bǔ)鏈招商、產(chǎn)品應(yīng)用保障三大措施。這種模式對(duì)于我省新材料發(fā)展來(lái)說(shuō)是必經(jīng)之路，只有通過(guò)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，通過(guò)高校與企業(yè)相結(jié)合，才能讓新材料產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)落地生根，發(fā)展壯大。胡博認(rèn)為，創(chuàng)建氣凝膠科創(chuàng)城以后，通過(guò)與行業(yè)領(lǐng)域的高端人才、研發(fā)團(tuán)隊(duì)共同建立科研平臺(tái)，巖拓科技就把這些科研前沿成果和技術(shù)掌握在了自己手里，這樣就實(shí)現(xiàn)了“PPT”的前兩個(gè)“P”，也就有了實(shí)現(xiàn)“T”技術(shù)轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)。
當(dāng)前，全國(guó)各地都在加緊布局新材料產(chǎn)業(yè)，搶占先機(jī)、謀求突破。湖南如何在氣凝膠領(lǐng)域率先突破，努力把新材料產(chǎn)業(yè)打造成轉(zhuǎn)型發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)？國(guó)家建筑材料測(cè)試中心副主任蔣荃認(rèn)為，湖南省布局新材料產(chǎn)業(yè)抓住了歷史的最佳契機(jī)，我國(guó)到2030年要實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，到2060年要實(shí)現(xiàn)碳中和。建材是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，也是高碳產(chǎn)業(yè)，在政策的引導(dǎo)下，綠色低碳的新材料必然得到巨大發(fā)展。（ 沈佳）
