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“因为相信,所以看见”
作者:王京生, 樊建平主编 ; 杨柳著 来源:《粤港澳大湾区战略性新兴产业研究. 新材料产业卷》 责任编辑:深小安 2022-12-26 人已围观
材料为科技的发展提供了物质基础。碳纳米管的研发与应用,诠释了 纳米技术与纳米材料的未来发展远景。
烯湾科技董事长邓飞知道,要把碳纳米管从实验室成果变成规模化量 产的材料,有很长一段路要走。在多方的质疑面前,烯湾科技之所以能够 排除万难坚持走下来,并且用颠覆性创新技术打破发达国家的垄断,实现 我国新型复合材料的跨越式发展,正是“因为相信,所以看见”。
最大的苦恼是面对各种质疑
1991 年,日本 NEC 公司基础研究实验室的电子显微镜专家饭岛澄男 (Sumio Lijima)在高分辨率透射电子显微镜下,检验石墨电弧设备中产生 球状碳分子时,意外地发现了碳纳米管。自那以后,全球科学家对碳纳米 管不断地深入研究,并发现碳纳米管在复合材料、电子、生物医药等领域可以广泛应用。 碳纳米管被称为终极纤维,是由单层石墨同轴缠绕成管或由单壁碳纳 米管沿同轴层层套构而成的管状物。碳纳米管直径一般在一到几十纳米之 间,长度则远大于其直径,具有许多超常的物理性能和化学性能。
作为人类迄今为止发现的力学性能最好的材料,碳纳米管有着极高的拉伸强度、 杨氏模量和断裂应变。碳纳米管纤维是把千千万万单根纳米管扭拧在一起 的宏观纤维,具有轻质、高强、多功能性的特点,是新一代特种纤维材料, 对高端科技发展具有重大战略意义。学界普遍认为,碳纳米管纤维作为新 一代新型高强度纤维材料,可以应用于许多对材料强度要求较高的领域, 特别是航空航天领域,也是太空电梯的必要材料。 第一个量产碳纳米管的企业是日本的,但由于当时碳纳米管量产的成 本太高,而未得到实际应用。当今国际上对碳纳米管的研究方兴未艾,并且在物理、化学、热学和电子学等基础领域的研究都取得了重大进展。而要使碳纳米管真正得到应用,首要目标是实现碳纳米管的连续批量生产, 提高纯度,使其结构均匀、可控,降低成本加速商业化生产的步伐。
根据 IDTechEx 的研究报告,碳纳米管自问世的近 30 年里,从最初被大肆宣 传炒作,到逐渐成为学术研究热点,热度攀登至顶峰后又迅速地几乎在低 谷幻灭。 世界各国对碳纳米管发展的关注,也在一定程度上助推了我国碳纳米 管研发与应用的探索进程。中国成为全球碳纳米管原材料制造能力和销售 能力最强的国家,但是中国碳纳米管的量产方法大多对碳纳米管的长短、直径无法控制,且无法有效控制原材料中金属催化剂杂质含量,从而较大 程度上影响了碳纳米管产品的优良性能。
烯湾科技董事长邓飞知道,要把碳纳米管从实验室成果变成规模化量 产的材料,有很长一段路要走。在多方的质疑面前,烯湾科技之所以能够 排除万难坚持走下来,并且用颠覆性创新技术打破发达国家的垄断,实现 我国新型复合材料的跨越式发展,正是“因为相信,所以看见”。
最大的苦恼是面对各种质疑
1991 年,日本 NEC 公司基础研究实验室的电子显微镜专家饭岛澄男 (Sumio Lijima)在高分辨率透射电子显微镜下,检验石墨电弧设备中产生 球状碳分子时,意外地发现了碳纳米管。自那以后,全球科学家对碳纳米 管不断地深入研究,并发现碳纳米管在复合材料、电子、生物医药等领域可以广泛应用。 碳纳米管被称为终极纤维,是由单层石墨同轴缠绕成管或由单壁碳纳 米管沿同轴层层套构而成的管状物。碳纳米管直径一般在一到几十纳米之 间,长度则远大于其直径,具有许多超常的物理性能和化学性能。
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▲获奖
作为人类迄今为止发现的力学性能最好的材料,碳纳米管有着极高的拉伸强度、 杨氏模量和断裂应变。碳纳米管纤维是把千千万万单根纳米管扭拧在一起 的宏观纤维,具有轻质、高强、多功能性的特点,是新一代特种纤维材料, 对高端科技发展具有重大战略意义。学界普遍认为,碳纳米管纤维作为新 一代新型高强度纤维材料,可以应用于许多对材料强度要求较高的领域, 特别是航空航天领域,也是太空电梯的必要材料。 第一个量产碳纳米管的企业是日本的,但由于当时碳纳米管量产的成 本太高,而未得到实际应用。当今国际上对碳纳米管的研究方兴未艾,并且在物理、化学、热学和电子学等基础领域的研究都取得了重大进展。而要使碳纳米管真正得到应用,首要目标是实现碳纳米管的连续批量生产, 提高纯度,使其结构均匀、可控,降低成本加速商业化生产的步伐。
根据 IDTechEx 的研究报告,碳纳米管自问世的近 30 年里,从最初被大肆宣 传炒作,到逐渐成为学术研究热点,热度攀登至顶峰后又迅速地几乎在低 谷幻灭。 世界各国对碳纳米管发展的关注,也在一定程度上助推了我国碳纳米 管研发与应用的探索进程。中国成为全球碳纳米管原材料制造能力和销售 能力最强的国家,但是中国碳纳米管的量产方法大多对碳纳米管的长短、直径无法控制,且无法有效控制原材料中金属催化剂杂质含量,从而较大 程度上影响了碳纳米管产品的优良性能。
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