其中介孔材料的应用转化得到了总的关注,肯定了基础研究成果的产业化应用,勉励团队要继续将介孔材料研究铺开,做好科研创新成果转化落地。
展示成果中的保温绝热介孔新材料便是来自于常州国家高新区(新北区)的常州一元介孔新材料有限公司(以下简称“一元介孔”)团队的最新研发成果,该团队由中科院院士复旦大学教授赵东元领衔。
目前,公司正在建设的保温绝热介孔二氧化硅生产线有望于明年上半年投产,这意味着,全国首套介孔材料生产线将在常州量产。
12月8日,记者走进位于滨开区的一元介孔新材料有限公司实验室,一边,研究人员正拿着膜厚仪对终端材料进行测试;另一边,介孔材料的合成实验正在进行。
看上去就和面粉差不多,这是记者看到介孔材料时的第一观感。但别小看了这些“面粉”,它并不是大自然天然存在的,而是通过化学反应“长”出来的。
“所谓介孔材料,是孔径在2-50纳米之间的多孔结构材料,具有孔径大而可调、比表面积高、孔体积大、孔结构规整均一、骨架组成多样化及表面易修饰等特性。”
复旦大学化学系青年副研究员、常州一元介孔新材料有限公司首席科学家刘玉普,是“造孔人”的一员,承担了推动介孔材料产业化的任务。
他打了个形象的比方进一步解释,一颗小石头,表面积最多不过几平方厘米,但仅仅两克介孔材料,铺开后的面积就足以覆盖一个上千平方米的足球场。孔越多,表面积越大,技术难度越高,对科研的挑战也越大。
“2020年之前,介孔材料一直推不出去,我感觉像是守着一座金山,但就是挖不出来,有点着急。”刘玉普说,尽管我国介孔材料科研成果超然,但产业化推动却遇到了种种困难。“如今团队取得了产业化成果,这是一个非常伟大的突破。”
基础研究是整个科学体系的源头,是所有技术问题的总机关。在赵东元院士的指导下,团队已经发明了20余种介孔材料,创制了有序介孔高分子和碳材料,合成了一系列结构稳定、孔径可调、有序均一的新型功能介孔材料,成为该领域中里程碑式和先驱式进展。
1992年,国外有关介孔材料的论文首次发表,当时的介孔材料只有2—3纳米的孔径,难以得到进一步应用。赵东元院士团队在1998年发表了一篇里程碑式的论文,一下就将孔径扩增到了10纳米以上,后续又将其逐步扩增到50纳米。赵东元院士也因此项目被授予2020年度国家自然科学奖一等奖获得者。
科技创新打开了“新质生产力”大门,在肉眼看不到的纳米世界,团队对介孔材料的原创突破,不仅在创新策源上发现了一座“金山”,也让新材料从“实验室”走到了“生产线”并结出了硕果。
今年年初,常州一元介孔新材料有限公司正式成立,并入驻常州滨开区碳纤维及复合材料科创港,也让介孔材料在常州这片热土落地生根、静待花开。
“项目得到了地方政府的大力支持,推进速度非常快。”一元介孔首席科学家洪锦德表示,不论从厂房租赁、水电气协调、建设审批,都让他们感受到了地方政府的诚意和效率。“从年初到现在短短时间内,原本一个空荡荡的厂房,如今实验室已经投用,生产车间2条产线也在加紧建设中,预计明年上半年就能投产,预计年产能将达到10吨。”
不仅在原材料上取得攻关,一元介孔还在本地找到了下游供应链,助力企业实现终端产品的生产,“届时终端产品年产能也将突破百吨。”洪锦德说。
在纳米材料上造孔,是为了让更多的物质在其中相互传输产生化学反应,为生活所用。据悉,介孔材料作为一种新型材料,在许多领域发挥着非常大的作用,像催化剂、电池的电极材料、电子隔热材料、生物医疗材料等,与生活息息相关,具有十分可观的市场潜力和应用前景。
近年来,常州滨开区在破解“化工围江”的同时,坚定不移地推进绿色高质量发展,突出新材料、新医药两大沿江主导产业,加快产业转型升级。2023年,1-11月份滨开区新材料产值已达485.5亿元预计全年可超530亿元。