一顆5克拉的中國夢(mèng)，看華創(chuàng)三同如何打破納米粉體材料壟斷
核心提示：這不是普通的“白色粉末”——造得了流光溢彩的寶石，做得了烤瓷牙，更是“國之重器”不可或缺的關(guān)鍵材料……眼前這瓶看上去和面
這不是普通的“白色粉末”——
造得了流光溢彩的寶石，做得了烤瓷牙，更是“國之重器”不可或缺的關(guān)鍵材料……眼前這瓶看上去和面粉差不多的白色粉末，堪稱材料界的“六邊形戰(zhàn)士”。
它的學(xué)名叫多元納米粉體材料，按“克”賣的話，最貴可達(dá)到上百元。看似平平無奇，卻讓海歸博士靳星和團(tuán)隊(duì)成員們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里埋頭研發(fā)了10余年。
4年前，靳星回國創(chuàng)業(yè)，在被國外壟斷的高端納米粉體領(lǐng)域，闖出一條創(chuàng)新成果產(chǎn)業(yè)化之路。如今，自主研發(fā)的多元納米粉體材料終端產(chǎn)品已應(yīng)用于新能源、深空探索、精密光學(xué)等這些高科技、高附加值領(lǐng)域。
無悔的選擇
在華創(chuàng)三同的展廳里，一顆5克拉大小的寶石吸人眼球。
“這寶石，也是用多元納米粉體材料制成的？肉眼完全看不出差別！”面對(duì)記者的疑問和驚訝，靳星似乎早已習(xí)慣。
接過寶石，又拿來一瓶粉末，他介紹，人造寶石不僅外形與天然寶石無異，物理、化學(xué)性質(zhì)也幾乎沒有差別。天然的藍(lán)寶石是氧化鋁，人造藍(lán)寶石也是?！熬拖窈恿骼锏谋捅淅锏谋灰莆蘸枚嘣{米粉體材料的配方和粒徑，就能實(shí)現(xiàn)人造寶石。”
當(dāng)然，制作紅藍(lán)寶石，對(duì)于多元納米粉體材料來說，屬實(shí)是“大材小用”。對(duì)于華創(chuàng)三同來說，真正的“炫技之作”在于高端光學(xué)、電學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。
多元納米粉體材料應(yīng)用范圍廣泛，可用于電子設(shè)備、電池、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。同時(shí)根據(jù)前瞻研究院相關(guān)報(bào)道，納米粉體材料由于技術(shù)含量高、產(chǎn)品應(yīng)用廣、具有良好的市場(chǎng)前景和發(fā)展空間，在新材料行業(yè)中成長性較好，市場(chǎng)規(guī)模大約在千億元左右。
目前國際上比較常用的納米粉體材料制備方法主要包括固相法、氣相沉積法、液相沉淀法、溶膠凝膠法等，但這些方法同時(shí)也有相應(yīng)的瓶頸和缺陷。例如使用固相法制備納米粉體材料時(shí)，顆粒粒徑往往偏大，對(duì)設(shè)備的精度要求也較高，同時(shí)進(jìn)行多元材料混合時(shí)還容易出現(xiàn)不均勻的情況。
而液相法的問題在于，其往往可以在實(shí)驗(yàn)室中得到狀態(tài)較好的納米粉體，但在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)時(shí)粉體穩(wěn)定性面臨挑戰(zhàn)。
華創(chuàng)三同所研發(fā)的多元納米粉體材料，憑借納米級(jí)粒徑、原子位摻混的優(yōu)越特性，正應(yīng)用于透明裝甲、飛行器頭部紅外整流罩等核心部件，承擔(dān)起“國之重器”關(guān)鍵材料國產(chǎn)替代的重任。而這，正是靳星回國的初衷。
2020年，32歲的靳星從美國佛蒙特大學(xué)博士畢業(yè)后入職中國科學(xué)院過程工程研究所擔(dān)任副研究員。在那里，他深切感受到所做的成果缺少產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)，而做純粹的科研并不是他的理想。
在進(jìn)行大量前期調(diào)研后，靳星了解到國內(nèi)對(duì)于多元納米粉體材料的需求持續(xù)旺盛，但一直面臨著國外壟斷的“卡脖子”難題，很多制造企業(yè)、軍工單位只能依靠進(jìn)口。
一個(gè)強(qiáng)烈的“材料報(bào)國”念頭，在靳星心中冉冉升騰——“實(shí)現(xiàn)在中國沒有買不到、做不出的功能化多元納米粉體材料的夢(mèng)想！”
彼時(shí)，靳星的大學(xué)導(dǎo)師——清華大學(xué)科研院副院長李水清教授已在納米顆粒材料研發(fā)和規(guī)?；铣深I(lǐng)域深耕15年以上。當(dāng)靳星把創(chuàng)業(yè)想法告訴恩師時(shí)，立即得到了他的大力支持。
2022年，靳星成為烏鎮(zhèn)實(shí)驗(yàn)室納米顆粒材料氣相合成研究團(tuán)隊(duì)執(zhí)行負(fù)責(zé)人，并創(chuàng)立桐鄉(xiāng)華創(chuàng)三同科技發(fā)展有限公司?！盁o論是產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)備工藝，還是生產(chǎn)線，國內(nèi)沒有任何人做過。”靳星知道，這是一條布滿荊棘的創(chuàng)新之路，但他無怨無悔。
華創(chuàng)三同火焰法
2022年華創(chuàng)三同，憑借“一種基于火焰的功能化多元納米顆粒材料的高通量合成技術(shù)”項(xiàng)目，在日內(nèi)瓦國際發(fā)明特別展上榮獲金獎(jiǎng)。清華大學(xué)能動(dòng)系李水清教授及其課題組成員為主要獲獎(jiǎng)人。
該項(xiàng)目發(fā)明了基于旋流霧化火焰的多元納米顆粒高通量合成技術(shù)，及其在線激光診斷和精確調(diào)控方法，在達(dá)到多種元素原子位均勻摻混的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)性、高產(chǎn)率的產(chǎn)業(yè)化能力，目前已完成知識(shí)產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)移，于2022年3月在烏鎮(zhèn)實(shí)驗(yàn)室落地成立桐鄉(xiāng)華創(chuàng)三同科技發(fā)展有限公司。
華創(chuàng)三同主要利用火焰法合成高端的納米金屬氧化物材料，主要包括BaTiO3、LLZO、YSZ、BCZYYb、YAG、KNN等材料，這些材料主要應(yīng)用于電子陶瓷、儲(chǔ)能、鋰電、光纖及牙科等領(lǐng)域。
華創(chuàng)三同定位的是多元氧化物的納米材料的合成，如果進(jìn)行單一的金屬氧化物納米材料制備，火焰法已是TiO2等粉體材料的主流技術(shù)，例如德國贏創(chuàng)集團(tuán)的P25產(chǎn)品，初創(chuàng)企業(yè)并不具有優(yōu)勢(shì)，但多元性納米材料符合未來納米材料發(fā)展趨勢(shì)和市場(chǎng)需求，而且技術(shù)壁壘遠(yuǎn)高于單元粉體。靳星表示：“例如在電池電解質(zhì)方面，我們使用火焰法將五種金屬氧化物摻雜得到了固態(tài)電解質(zhì)，即使放大到納米尺度其混合情況依然十分均勻?！?/span>
同時(shí)，火焰法是一種擁有較強(qiáng)“平臺(tái)性”屬性的技術(shù)，其可以靈活生產(chǎn)不同種類的納米粉體材料，并保證大規(guī)模生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室級(jí)別擁有同樣的產(chǎn)品性能。此外，由于固相法、液相法等傳統(tǒng)工藝已經(jīng)發(fā)展多年，突破空間不大，相比之下，火焰法的應(yīng)用能夠更靈活，技術(shù)迭代方向也會(huì)更多。
火焰法的生產(chǎn)設(shè)備主要包括原料調(diào)配和進(jìn)給系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、收集輸運(yùn)系統(tǒng)等。由于火焰法為新型技術(shù)，相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備沒有完善的產(chǎn)業(yè)鏈，在此方面華創(chuàng)三同進(jìn)行了原創(chuàng)開發(fā)，核心設(shè)備完全自主設(shè)計(jì)，并通過上游技術(shù)實(shí)力較強(qiáng)的供應(yīng)商進(jìn)行設(shè)備生產(chǎn)。
除了設(shè)備，火焰法合成納米材料的核心還在于對(duì)快速復(fù)雜的合成過程的診斷、建模和精確調(diào)控?；鹧娣ǖ闹苽溥^程十分迅速，通常在數(shù)秒內(nèi)完成，因此在短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定反應(yīng)區(qū)流場(chǎng)、控制火焰溫度、完成材料轉(zhuǎn)化過程的識(shí)別和判定就需要大量的經(jīng)驗(yàn)和科研能力。
靳星表示“華創(chuàng)三同在核心技術(shù)方面進(jìn)行了大量的專業(yè)布局，涵蓋了多種產(chǎn)品，火焰法的核心技術(shù)是華創(chuàng)三同最大的市場(chǎng)壁壘。同時(shí)，華創(chuàng)三同的目標(biāo)市場(chǎng)是被國外壟斷的高端產(chǎn)品，和目前國內(nèi)穩(wěn)定量產(chǎn)的中端產(chǎn)品不會(huì)產(chǎn)生沖突?！?/span>
從“0到1”
多元納米粉體材料的科技含量，就在一個(gè)“細(xì)”字上。
將粉體從500納米做到200納米、300納米相對(duì)來說比較容易。但從200納米再做到幾十納米，難度呈幾何級(jí)數(shù)的增長。
如何“做”出這些肉眼都看不見的納米級(jí)粉體？“市面上沒有生產(chǎn)設(shè)備，那就自己造！”
從“0到1”的突破，總是伴隨著“在希望和絕望中煎熬”的經(jīng)歷。那段時(shí)間，靳星和研發(fā)團(tuán)隊(duì)在吃透機(jī)器構(gòu)造原理、控制設(shè)計(jì)思路等基礎(chǔ)上，完成了自主樣機(jī)的設(shè)計(jì)方案，并突破關(guān)鍵部件研制難題，最終造出首臺(tái)樣機(jī)。
同年，華創(chuàng)三同核心技術(shù)獲得日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎(jiǎng)，并完成國家招商局領(lǐng)投的數(shù)千萬元天使輪融資。
從樣機(jī)到市場(chǎng)，其間路途漫漫。今年開年，靳星和他的團(tuán)隊(duì)很忙。一邊研發(fā)生產(chǎn)相關(guān)企業(yè)下單定制的多元納米粉體材料，一邊對(duì)接廠址搬遷事宜。
“開年后就有很多客戶陸續(xù)找來，想跟我們團(tuán)隊(duì)定制新產(chǎn)品的開發(fā)和迭代。”靳星說，對(duì)于今年的市場(chǎng)形勢(shì)，他們非常有信心。
短短2年多，華創(chuàng)三同將科技成果迅速轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，并與航天科技八院、航天科工二院等單位建立緊密合作，洲泉工業(yè)園產(chǎn)線建成后，年產(chǎn)值預(yù)估可達(dá)近億元。
文章來源： 36氪，信息新報(bào)，發(fā)布第一時(shí)間的故事
原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_550840.html
來源：賢集網(wǎng)
著作權(quán)歸作者所有。商業(yè)轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系作者獲得授權(quán)，非商業(yè)轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
造得了流光溢彩的寶石，做得了烤瓷牙，更是“國之重器”不可或缺的關(guān)鍵材料……眼前這瓶看上去和面粉差不多的白色粉末，堪稱材料界的“六邊形戰(zhàn)士”。
它的學(xué)名叫多元納米粉體材料，按“克”賣的話，最貴可達(dá)到上百元。看似平平無奇，卻讓海歸博士靳星和團(tuán)隊(duì)成員們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里埋頭研發(fā)了10余年。
4年前，靳星回國創(chuàng)業(yè)，在被國外壟斷的高端納米粉體領(lǐng)域，闖出一條創(chuàng)新成果產(chǎn)業(yè)化之路。如今，自主研發(fā)的多元納米粉體材料終端產(chǎn)品已應(yīng)用于新能源、深空探索、精密光學(xué)等這些高科技、高附加值領(lǐng)域。
無悔的選擇
在華創(chuàng)三同的展廳里，一顆5克拉大小的寶石吸人眼球。
“這寶石，也是用多元納米粉體材料制成的？肉眼完全看不出差別！”面對(duì)記者的疑問和驚訝，靳星似乎早已習(xí)慣。
接過寶石，又拿來一瓶粉末，他介紹，人造寶石不僅外形與天然寶石無異，物理、化學(xué)性質(zhì)也幾乎沒有差別。天然的藍(lán)寶石是氧化鋁，人造藍(lán)寶石也是?！熬拖窈恿骼锏谋捅淅锏谋灰莆蘸枚嘣{米粉體材料的配方和粒徑，就能實(shí)現(xiàn)人造寶石。”
當(dāng)然，制作紅藍(lán)寶石，對(duì)于多元納米粉體材料來說，屬實(shí)是“大材小用”。對(duì)于華創(chuàng)三同來說，真正的“炫技之作”在于高端光學(xué)、電學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。
多元納米粉體材料應(yīng)用范圍廣泛，可用于電子設(shè)備、電池、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。同時(shí)根據(jù)前瞻研究院相關(guān)報(bào)道，納米粉體材料由于技術(shù)含量高、產(chǎn)品應(yīng)用廣、具有良好的市場(chǎng)前景和發(fā)展空間，在新材料行業(yè)中成長性較好，市場(chǎng)規(guī)模大約在千億元左右。
目前國際上比較常用的納米粉體材料制備方法主要包括固相法、氣相沉積法、液相沉淀法、溶膠凝膠法等，但這些方法同時(shí)也有相應(yīng)的瓶頸和缺陷。例如使用固相法制備納米粉體材料時(shí)，顆粒粒徑往往偏大，對(duì)設(shè)備的精度要求也較高，同時(shí)進(jìn)行多元材料混合時(shí)還容易出現(xiàn)不均勻的情況。
而液相法的問題在于，其往往可以在實(shí)驗(yàn)室中得到狀態(tài)較好的納米粉體，但在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)時(shí)粉體穩(wěn)定性面臨挑戰(zhàn)。
華創(chuàng)三同所研發(fā)的多元納米粉體材料，憑借納米級(jí)粒徑、原子位摻混的優(yōu)越特性，正應(yīng)用于透明裝甲、飛行器頭部紅外整流罩等核心部件，承擔(dān)起“國之重器”關(guān)鍵材料國產(chǎn)替代的重任。而這，正是靳星回國的初衷。
2020年，32歲的靳星從美國佛蒙特大學(xué)博士畢業(yè)后入職中國科學(xué)院過程工程研究所擔(dān)任副研究員。在那里，他深切感受到所做的成果缺少產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)，而做純粹的科研并不是他的理想。
在進(jìn)行大量前期調(diào)研后，靳星了解到國內(nèi)對(duì)于多元納米粉體材料的需求持續(xù)旺盛，但一直面臨著國外壟斷的“卡脖子”難題，很多制造企業(yè)、軍工單位只能依靠進(jìn)口。
一個(gè)強(qiáng)烈的“材料報(bào)國”念頭，在靳星心中冉冉升騰——“實(shí)現(xiàn)在中國沒有買不到、做不出的功能化多元納米粉體材料的夢(mèng)想！”
彼時(shí)，靳星的大學(xué)導(dǎo)師——清華大學(xué)科研院副院長李水清教授已在納米顆粒材料研發(fā)和規(guī)?；铣深I(lǐng)域深耕15年以上。當(dāng)靳星把創(chuàng)業(yè)想法告訴恩師時(shí)，立即得到了他的大力支持。
2022年，靳星成為烏鎮(zhèn)實(shí)驗(yàn)室納米顆粒材料氣相合成研究團(tuán)隊(duì)執(zhí)行負(fù)責(zé)人，并創(chuàng)立桐鄉(xiāng)華創(chuàng)三同科技發(fā)展有限公司?！盁o論是產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)備工藝，還是生產(chǎn)線，國內(nèi)沒有任何人做過。”靳星知道，這是一條布滿荊棘的創(chuàng)新之路，但他無怨無悔。
華創(chuàng)三同火焰法
2022年華創(chuàng)三同，憑借“一種基于火焰的功能化多元納米顆粒材料的高通量合成技術(shù)”項(xiàng)目，在日內(nèi)瓦國際發(fā)明特別展上榮獲金獎(jiǎng)。清華大學(xué)能動(dòng)系李水清教授及其課題組成員為主要獲獎(jiǎng)人。
該項(xiàng)目發(fā)明了基于旋流霧化火焰的多元納米顆粒高通量合成技術(shù)，及其在線激光診斷和精確調(diào)控方法，在達(dá)到多種元素原子位均勻摻混的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)性、高產(chǎn)率的產(chǎn)業(yè)化能力，目前已完成知識(shí)產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)移，于2022年3月在烏鎮(zhèn)實(shí)驗(yàn)室落地成立桐鄉(xiāng)華創(chuàng)三同科技發(fā)展有限公司。
華創(chuàng)三同主要利用火焰法合成高端的納米金屬氧化物材料，主要包括BaTiO3、LLZO、YSZ、BCZYYb、YAG、KNN等材料，這些材料主要應(yīng)用于電子陶瓷、儲(chǔ)能、鋰電、光纖及牙科等領(lǐng)域。
華創(chuàng)三同定位的是多元氧化物的納米材料的合成，如果進(jìn)行單一的金屬氧化物納米材料制備，火焰法已是TiO2等粉體材料的主流技術(shù)，例如德國贏創(chuàng)集團(tuán)的P25產(chǎn)品，初創(chuàng)企業(yè)并不具有優(yōu)勢(shì)，但多元性納米材料符合未來納米材料發(fā)展趨勢(shì)和市場(chǎng)需求，而且技術(shù)壁壘遠(yuǎn)高于單元粉體。靳星表示：“例如在電池電解質(zhì)方面，我們使用火焰法將五種金屬氧化物摻雜得到了固態(tài)電解質(zhì)，即使放大到納米尺度其混合情況依然十分均勻?！?/span>
同時(shí)，火焰法是一種擁有較強(qiáng)“平臺(tái)性”屬性的技術(shù)，其可以靈活生產(chǎn)不同種類的納米粉體材料，并保證大規(guī)模生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室級(jí)別擁有同樣的產(chǎn)品性能。此外，由于固相法、液相法等傳統(tǒng)工藝已經(jīng)發(fā)展多年，突破空間不大，相比之下，火焰法的應(yīng)用能夠更靈活，技術(shù)迭代方向也會(huì)更多。
火焰法的生產(chǎn)設(shè)備主要包括原料調(diào)配和進(jìn)給系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、收集輸運(yùn)系統(tǒng)等。由于火焰法為新型技術(shù)，相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備沒有完善的產(chǎn)業(yè)鏈，在此方面華創(chuàng)三同進(jìn)行了原創(chuàng)開發(fā)，核心設(shè)備完全自主設(shè)計(jì)，并通過上游技術(shù)實(shí)力較強(qiáng)的供應(yīng)商進(jìn)行設(shè)備生產(chǎn)。
除了設(shè)備，火焰法合成納米材料的核心還在于對(duì)快速復(fù)雜的合成過程的診斷、建模和精確調(diào)控?；鹧娣ǖ闹苽溥^程十分迅速，通常在數(shù)秒內(nèi)完成，因此在短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定反應(yīng)區(qū)流場(chǎng)、控制火焰溫度、完成材料轉(zhuǎn)化過程的識(shí)別和判定就需要大量的經(jīng)驗(yàn)和科研能力。
靳星表示“華創(chuàng)三同在核心技術(shù)方面進(jìn)行了大量的專業(yè)布局，涵蓋了多種產(chǎn)品，火焰法的核心技術(shù)是華創(chuàng)三同最大的市場(chǎng)壁壘。同時(shí)，華創(chuàng)三同的目標(biāo)市場(chǎng)是被國外壟斷的高端產(chǎn)品，和目前國內(nèi)穩(wěn)定量產(chǎn)的中端產(chǎn)品不會(huì)產(chǎn)生沖突?！?/span>
從“0到1”
多元納米粉體材料的科技含量，就在一個(gè)“細(xì)”字上。
將粉體從500納米做到200納米、300納米相對(duì)來說比較容易。但從200納米再做到幾十納米，難度呈幾何級(jí)數(shù)的增長。
如何“做”出這些肉眼都看不見的納米級(jí)粉體？“市面上沒有生產(chǎn)設(shè)備，那就自己造！”
從“0到1”的突破，總是伴隨著“在希望和絕望中煎熬”的經(jīng)歷。那段時(shí)間，靳星和研發(fā)團(tuán)隊(duì)在吃透機(jī)器構(gòu)造原理、控制設(shè)計(jì)思路等基礎(chǔ)上，完成了自主樣機(jī)的設(shè)計(jì)方案，并突破關(guān)鍵部件研制難題，最終造出首臺(tái)樣機(jī)。
同年，華創(chuàng)三同核心技術(shù)獲得日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎(jiǎng)，并完成國家招商局領(lǐng)投的數(shù)千萬元天使輪融資。
從樣機(jī)到市場(chǎng)，其間路途漫漫。今年開年，靳星和他的團(tuán)隊(duì)很忙。一邊研發(fā)生產(chǎn)相關(guān)企業(yè)下單定制的多元納米粉體材料，一邊對(duì)接廠址搬遷事宜。
“開年后就有很多客戶陸續(xù)找來，想跟我們團(tuán)隊(duì)定制新產(chǎn)品的開發(fā)和迭代。”靳星說，對(duì)于今年的市場(chǎng)形勢(shì)，他們非常有信心。
短短2年多，華創(chuàng)三同將科技成果迅速轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，并與航天科技八院、航天科工二院等單位建立緊密合作，洲泉工業(yè)園產(chǎn)線建成后，年產(chǎn)值預(yù)估可達(dá)近億元。
文章來源： 36氪，信息新報(bào)，發(fā)布第一時(shí)間的故事
原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_550840.html
來源：賢集網(wǎng)
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