近日,習近平總書記在上海科技創新成果展上,關心詢問了基礎研究、生物醫藥、人工智能等領域的原始創新成果。
其中介孔材料的應用轉化得到了總書記的關注,肯定了基礎研究成果的產業化應用,勉勵團隊要繼續將介孔材料研究鋪開,做好科研創新成果轉化落地。
展示成果中的保溫絕熱介孔新材料便是來自于常州國家高新區(新北區)的常州一元介孔新材料有限公司(以下簡稱“一元介孔”)團隊的最新研發成果,該團隊由中科院院士復旦大學教授趙東元領銜。
目前,公司正在建設的保溫絕熱介孔二氧化硅生產線有望于明年上半年投產,這意味著,全國首套介孔材料生產線將在常州量產。
12月8日,記者走進位于濱開區的一元介孔新材料有限公司實驗室,一邊,研究人員正拿著膜厚儀對終端材料進行測試;另一邊,介孔材料的合成實驗正在進行。
看上去就和面粉差不多,這是記者看到介孔材料時的第一觀感。但別小看了這些“面粉”,它并不是大自然天然存在的,而是通過化學反應“長”出來的。
“所謂介孔材料,是孔徑在2-50納米之間的多孔結構材料,具有孔徑大而可調、比表面積高、孔體積大、孔結構規整均一、骨架組成多樣化及表面易修飾等特性。”
復旦大學化學系青年副研究員、常州一元介孔新材料有限公司首席科學家劉玉普,是“造孔人”的一員,承擔了推動介孔材料產業化的任務。
他打了個形象的比方進一步解釋,一顆小石頭,表面積最多不過幾平方厘米,但僅僅兩克介孔材料,鋪開后的面積就足以覆蓋一個上千平方米的足球場。孔越多,表面積越大,技術難度越高,對科研的挑戰也越大。
“2020年之前,介孔材料一直推不出去,我感覺像是守著一座金山,但就是挖不出來,有點著急。”劉玉普說,盡管我國介孔材料科研成果超然,但產業化推動卻遇到了種種困難。“如今團隊取得了產業化成果,這是一個非常偉大的突破。”
基礎研究是整個科學體系的源頭,是所有技術問題的總機關。在趙東元院士的指導下,團隊已經發明了20余種介孔材料,創制了有序介孔高分子和碳材料,合成了一系列結構穩定、孔徑可調、有序均一的新型功能介孔材料,成為該領域中里程碑式和先驅式進展。
1992年,國外有關介孔材料的論文首次發表,當時的介孔材料只有2—3納米的孔徑,難以得到進一步應用。趙東元院士團隊在1998年發表了一篇里程碑式的論文,一下就將孔徑擴增到了10納米以上,后續又將其逐步擴增到50納米。趙東元院士也因此項目被授予2020年度國家自然科學獎一等獎獲得者。
趙東元(中)
科技創新打開了“新質生產力”大門,在肉眼看不到的納米世界,團隊對介孔材料的原創突破,不僅在創新策源上發現了一座“金山”,也讓新材料從“實驗室”走到了“生產線”并結出了碩果。
今年年初,常州一元介孔新材料有限公司正式成立,并入駐常州濱開區碳纖維及復合材料科創港,也讓介孔材料在常州這片熱土落地生根、靜待花開。
“項目得到了地方政府的大力支持,推進速度非常快。”一元介孔首席科學家洪錦德表示,不論從廠房租賃、水電氣協調、建設審批,都讓他們感受到了地方政府的誠意和效率。“從年初到現在短短時間內,原本一個空蕩蕩的廠房,如今實驗室已經投用,生產車間2條產線也在加緊建設中,預計明年上半年就能投產,預計年產能將達到10噸。”
不僅在原材料上取得攻關,一元介孔還在本地找到了下游供應鏈,助力企業實現終端產品的生產,“屆時終端產品年產能也將突破百噸。”洪錦德說。
在納米材料上造孔,是為了讓更多的物質在其中相互傳輸產生化學反應,為生活所用。據悉,介孔材料作為一種新型材料,在許多領域發揮著非常大的作用,像催化劑、電池的電極材料、電子隔熱材料、生物醫療材料等,與生活息息相關,具有十分可觀的市場潛力和應用前景。
近年來,常州濱開區在破解“化工圍江”的同時,堅定不移地推進綠色高質量發展,突出新材料、新醫藥兩大沿江主導產業,加快產業轉型升級。2023年,1-11月份濱開區新材料產值已達485.5億元預計全年可超530億元。