有了碳納米管，人類乘電梯去太空旅游，這個(gè)昔日的天方夜譚式的夢(mèng)想，即將會(huì)變成現(xiàn)實(shí)。而由浙江大學(xué)和杭州軒愛科技有限公司關(guān)君正等人研制的碳納米管材料，已開始在電池生產(chǎn)、汽車制造、紡織、軍用裝備、導(dǎo)電塑料、隱形材料等領(lǐng)域廣泛地應(yīng)用，將對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生顛覆性的革命。
“有一部太空電梯，就可以實(shí)現(xiàn)人類從地球到月球上去的夢(mèng)想了!”美國(guó)的科學(xué)家們預(yù)測(cè)，21世紀(jì)后期，人們到太空旅游不是乘載人飛船，也不是乘航天飛機(jī)，而是乘太空電梯。
然而，修建太空電梯無疑是人類有史以來最龐大、最復(fù)雜和最困難的工程建設(shè)項(xiàng)目。
太空電梯必須有四大設(shè)備：在地球上修建一座很高的塔，有一個(gè)很重的物體圍繞著地球旋轉(zhuǎn)，還有一條很結(jié)實(shí)的纜索將高塔與重物聯(lián)結(jié)起來，最后是設(shè)計(jì)一種載人航天器能沿著纜索飛行。那么，究竟什么樣的繩索才不會(huì)在35786千米長(zhǎng)的距離中被巨大的自重重量拉斷呢?
答案是唯一的：目前只有“碳納米管”(CNTS)能制作出能從月球掛到地球表面而不被巨大重量拉斷的繩索。也就是說，有了碳納米管，人類乘電梯去太空旅游，這個(gè)昔日的天方夜譚式夢(mèng)想，將會(huì)變成現(xiàn)實(shí)。
日前，《浙商》記者了解到，浙江已經(jīng)成功研制出這種奇特的碳納米管及其生產(chǎn)設(shè)備。浙江省納米材料開發(fā)應(yīng)用協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)、杭州軒愛科技有限公司總經(jīng)理關(guān)君正和浙江大學(xué)產(chǎn)學(xué)研團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)7年的努力，終于將這一夢(mèng)想慢慢拉近現(xiàn)實(shí)。
8月22日上午，浙江省委書記趙洪祝一行來到杭州高新區(qū)視察杭州軒愛科技有限公司。在詳細(xì)了解了研究、開發(fā)碳納米管的有關(guān)情況后，趙洪祝給予了高度評(píng)價(jià)和支持，明確表態(tài)對(duì)碳納米管的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行政策扶持，并獎(jiǎng)勵(lì)科研基金。杭州市市長(zhǎng)蔡奇也表示，將由杭州市政府出面，幫助軒愛科技尋找風(fēng)險(xiǎn)投資。
納米之“王”
20世紀(jì)末，納米技術(shù)已悄然興起。在納米材料中，碳納米材料一直是近年來國(guó)際材料科學(xué)的前沿領(lǐng)域之一。而碳納米管在納米材料中最富代表性，性能最優(yōu)異，在各個(gè)領(lǐng)域引起普遍關(guān)注�？茖W(xué)家們還預(yù)測(cè)，碳納米管將成為21世紀(jì)最有前途的納米材料。
早在2002年，浙江大學(xué)和杭州軒愛科技有限公司組織了產(chǎn)學(xué)研的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，正式踏入研制碳納米管的行列。
“我們對(duì)碳納米管的應(yīng)用前景非常有信心，并確信碳納米管市場(chǎng)是一個(gè)可充分體現(xiàn)創(chuàng)新精神、具有很大增長(zhǎng)機(jī)會(huì)的領(lǐng)域�！标P(guān)君正說，作為一種理想的制造太空電梯纜索的材料，碳納米管是由一層或若干層碳原子卷曲而成的管狀“纖維”。外觀為黑色粉體的碳納米管尺寸只有頭發(fā)絲的十萬分之一，但它的強(qiáng)度是鋼的100倍而重量只有鋼的六分之一，導(dǎo)熱率為10000m/秒。由于具有韌性高，導(dǎo)電性極強(qiáng)，場(chǎng)發(fā)射性能優(yōu)良，并兼具金屬性和半導(dǎo)體性等奇異的物理化學(xué)性能，碳納米管因此被科學(xué)家稱為未來的“超級(jí)纖維”，可廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、輕工、IT、醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。
“無論是生產(chǎn)成本，技術(shù)工藝還是產(chǎn)品品質(zhì)，我們都已領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品。”關(guān)君正告訴《浙商》，由他們研制的碳納米管已取得12項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，并已進(jìn)入批量生產(chǎn)。
“顛覆”傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)
盡管碳納米管的技術(shù)性能非常好，但因制造成本過高和生產(chǎn)技術(shù)工藝等問題，21世紀(jì)初碳納米管還尚未得到廣泛性的工業(yè)運(yùn)用，全球范圍內(nèi)只有少數(shù)幾家公司生產(chǎn)商業(yè)用碳納米管產(chǎn)品，因此碳納米管有“貴比黃金”之稱。國(guó)際市場(chǎng)90%的高純度碳納米管的價(jià)格高達(dá)每克上百美元，一般純度的碳納米管價(jià)格也在60美元/克，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出黃金的價(jià)格。
不過，近年來隨著工藝技術(shù)水平的提高及生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，碳納米管的生產(chǎn)成本大幅降低，國(guó)際市場(chǎng)上售價(jià)已降至50美元/克以下。“有一些純度稍低的多壁碳納米管產(chǎn)品價(jià)格甚至只有10美元/克”。關(guān)君正說，由于世界各國(guó)越來越看好碳納米管的應(yīng)用前景，均在制備和應(yīng)用方面投入大量的研發(fā)力量，期望能占領(lǐng)該技術(shù)領(lǐng)域的制高點(diǎn)，并逐漸進(jìn)入真正的商業(yè)應(yīng)用階段，特別是全球化工巨頭紛紛掀起一股碳納米管制造熱。如德國(guó)拜耳于2007年9月，啟動(dòng)了一條年產(chǎn)能力設(shè)計(jì)為30-60噸/年的多壁碳納米管生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)2009年還要增建一座設(shè)計(jì)產(chǎn)能為200噸/年的碳納米管生產(chǎn)裝置。
關(guān)君正介紹，他們生產(chǎn)碳納米管的成本和國(guó)外相比，幾乎相當(dāng)于人民幣和美元的匯率：多壁碳納米管的成本僅為美國(guó)、日本生產(chǎn)廠家同類產(chǎn)品成本的1/8，而單壁碳納米管的銷售價(jià)格也只有歐盟同類產(chǎn)品的1/5�！坝捎诓捎昧顺杀镜土牟牧虾拖冗M(jìn)的工藝，所以生產(chǎn)出來的產(chǎn)品價(jià)格也十分低廉，僅為10元人民幣/克左右�！标P(guān)君正透露，項(xiàng)目中試開發(fā)階段采用的是成本低廉的化學(xué)原材料和十分簡(jiǎn)易的工藝，合成出催化能力超強(qiáng)的催化劑，效率是國(guó)外同類產(chǎn)品的4倍。同時(shí)，催化產(chǎn)生的初始產(chǎn)品純度和品質(zhì)都很高，不僅純度可達(dá)95%以上，長(zhǎng)度也可達(dá)微米數(shù)量級(jí)，已領(lǐng)先于國(guó)外同類產(chǎn)品。而在國(guó)內(nèi)，我國(guó)能規(guī)模制備生產(chǎn)碳納米管的企業(yè)寥寥無幾，且純度不高。
目前，由杭州軒愛科技有限公司等研制的碳納米管材料已供電池生產(chǎn)、汽車制造等領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)企業(yè)和多家世界500強(qiáng)企業(yè)使用�！霸谑褂昧宋覀兩a(chǎn)的碳納米管材料后，鋁酸蓄電池的能量可提高18%。”另外，據(jù)關(guān)君正透露，一家生產(chǎn)手機(jī)的世界500強(qiáng)企業(yè)，由于其手機(jī)鋰電池采用了由軒愛科技提供的碳納米管復(fù)合材料，手機(jī)可待機(jī)18天之久。
同時(shí)，軒愛科技的科研人員利用碳納米管，已開發(fā)出在紡織、軍用裝備、導(dǎo)電塑料、隱形材料等的應(yīng)用成果。此外，關(guān)君正還從貼近生活、自然環(huán)保入手，積極開發(fā)用碳納米管復(fù)合材料做成的綠色環(huán)保產(chǎn)品，應(yīng)用于家居裝修裝飾環(huán)保材料等行業(yè)。如“清新寶”就是杭州軒愛科技有限公司應(yīng)用納米科技解決室內(nèi)空氣污染的產(chǎn)品。作為室內(nèi)涂料納米環(huán)保助劑，關(guān)君正說，含有天然納米材料的“清新寶”有1200個(gè)/CM3的負(fù)氧離子，能有效分解甲醛、苯、氨等有害氣體，去除各種異味，快速消除裝修建筑污染，清新室內(nèi)空氣;杭州南鴻裝潢公司征集50套全環(huán)保樣板房，采用“清新寶”后環(huán)保合格率100%，投入市場(chǎng)后，獲廣泛好評(píng)。
風(fēng)投看好碳納米科技市場(chǎng)
“當(dāng)前，我們準(zhǔn)備籌建年產(chǎn)12噸的碳納米管生產(chǎn)線，正式進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段�！标P(guān)君正告訴《浙商》記者，碳納米管有著十分廣闊的市場(chǎng)前景。據(jù)美國(guó)商務(wù)部BCC研究中心統(tǒng)計(jì)，2006年全球碳納米管市場(chǎng)達(dá)到5090萬美元，2007年達(dá)7900萬美元，增長(zhǎng)了55%。BCC研究中心預(yù)測(cè)，碳納米管未來幾年市場(chǎng)需求將達(dá)到數(shù)千噸。到2011年，全球碳納米管的產(chǎn)量將以73.8%的年增長(zhǎng)率猛增，產(chǎn)值將達(dá)到8.073億美元。
“碳納米管全球市場(chǎng)的增長(zhǎng)可能比預(yù)期的更加迅猛�！闭�?yàn)閾碛泻艽蟮氖袌?chǎng)前景，碳納米管也逐漸被國(guó)際風(fēng)險(xiǎn)投資巨頭所看好。據(jù)關(guān)君正透露，多家風(fēng)險(xiǎn)投資機(jī)構(gòu)已找上他，其中一家全球知名的風(fēng)險(xiǎn)投資巨頭已主動(dòng)與他洽談了好幾次。
按照關(guān)君正的規(guī)劃，碳納米管的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目分三期進(jìn)行，總投入需5000萬美元，其中3500萬元人民幣用于第一期的12噸生產(chǎn)線建設(shè)，二、三期為擴(kuò)產(chǎn)和終端產(chǎn)品的開發(fā)。關(guān)君正告訴《浙商》記者，由于產(chǎn)品采用了獨(dú)特的工藝，因此碳納米管所有的生產(chǎn)設(shè)備也是自主開發(fā)的。在實(shí)行多臺(tái)套設(shè)備配套后，第一期將年產(chǎn)12噸碳納米管。
“預(yù)計(jì)第一期年產(chǎn)值可達(dá)1.2億元人民幣。”談起前景，關(guān)君正充滿信心，“根據(jù)訂單情況和市場(chǎng)要求，我們的生產(chǎn)能力可以再度放大，甚至能夠達(dá)到或超過國(guó)外目前最大的生產(chǎn)企業(yè)德國(guó)拜耳60噸的年產(chǎn)量�！�
“有一部太空電梯，就可以實(shí)現(xiàn)人類從地球到月球上去的夢(mèng)想了!”美國(guó)的科學(xué)家們預(yù)測(cè)，21世紀(jì)后期，人們到太空旅游不是乘載人飛船，也不是乘航天飛機(jī)，而是乘太空電梯。
然而，修建太空電梯無疑是人類有史以來最龐大、最復(fù)雜和最困難的工程建設(shè)項(xiàng)目。
太空電梯必須有四大設(shè)備：在地球上修建一座很高的塔，有一個(gè)很重的物體圍繞著地球旋轉(zhuǎn)，還有一條很結(jié)實(shí)的纜索將高塔與重物聯(lián)結(jié)起來，最后是設(shè)計(jì)一種載人航天器能沿著纜索飛行。那么，究竟什么樣的繩索才不會(huì)在35786千米長(zhǎng)的距離中被巨大的自重重量拉斷呢?
答案是唯一的：目前只有“碳納米管”(CNTS)能制作出能從月球掛到地球表面而不被巨大重量拉斷的繩索。也就是說，有了碳納米管，人類乘電梯去太空旅游，這個(gè)昔日的天方夜譚式夢(mèng)想，將會(huì)變成現(xiàn)實(shí)。
日前，《浙商》記者了解到，浙江已經(jīng)成功研制出這種奇特的碳納米管及其生產(chǎn)設(shè)備。浙江省納米材料開發(fā)應(yīng)用協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)、杭州軒愛科技有限公司總經(jīng)理關(guān)君正和浙江大學(xué)產(chǎn)學(xué)研團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)7年的努力，終于將這一夢(mèng)想慢慢拉近現(xiàn)實(shí)。
8月22日上午，浙江省委書記趙洪祝一行來到杭州高新區(qū)視察杭州軒愛科技有限公司。在詳細(xì)了解了研究、開發(fā)碳納米管的有關(guān)情況后，趙洪祝給予了高度評(píng)價(jià)和支持，明確表態(tài)對(duì)碳納米管的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行政策扶持，并獎(jiǎng)勵(lì)科研基金。杭州市市長(zhǎng)蔡奇也表示，將由杭州市政府出面，幫助軒愛科技尋找風(fēng)險(xiǎn)投資。
納米之“王”
20世紀(jì)末，納米技術(shù)已悄然興起。在納米材料中，碳納米材料一直是近年來國(guó)際材料科學(xué)的前沿領(lǐng)域之一。而碳納米管在納米材料中最富代表性，性能最優(yōu)異，在各個(gè)領(lǐng)域引起普遍關(guān)注�？茖W(xué)家們還預(yù)測(cè)，碳納米管將成為21世紀(jì)最有前途的納米材料。
早在2002年，浙江大學(xué)和杭州軒愛科技有限公司組織了產(chǎn)學(xué)研的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，正式踏入研制碳納米管的行列。
“我們對(duì)碳納米管的應(yīng)用前景非常有信心，并確信碳納米管市場(chǎng)是一個(gè)可充分體現(xiàn)創(chuàng)新精神、具有很大增長(zhǎng)機(jī)會(huì)的領(lǐng)域�！标P(guān)君正說，作為一種理想的制造太空電梯纜索的材料，碳納米管是由一層或若干層碳原子卷曲而成的管狀“纖維”。外觀為黑色粉體的碳納米管尺寸只有頭發(fā)絲的十萬分之一，但它的強(qiáng)度是鋼的100倍而重量只有鋼的六分之一，導(dǎo)熱率為10000m/秒。由于具有韌性高，導(dǎo)電性極強(qiáng)，場(chǎng)發(fā)射性能優(yōu)良，并兼具金屬性和半導(dǎo)體性等奇異的物理化學(xué)性能，碳納米管因此被科學(xué)家稱為未來的“超級(jí)纖維”，可廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、輕工、IT、醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。
“無論是生產(chǎn)成本，技術(shù)工藝還是產(chǎn)品品質(zhì)，我們都已領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品。”關(guān)君正告訴《浙商》，由他們研制的碳納米管已取得12項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，并已進(jìn)入批量生產(chǎn)。
“顛覆”傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)
盡管碳納米管的技術(shù)性能非常好，但因制造成本過高和生產(chǎn)技術(shù)工藝等問題，21世紀(jì)初碳納米管還尚未得到廣泛性的工業(yè)運(yùn)用，全球范圍內(nèi)只有少數(shù)幾家公司生產(chǎn)商業(yè)用碳納米管產(chǎn)品，因此碳納米管有“貴比黃金”之稱。國(guó)際市場(chǎng)90%的高純度碳納米管的價(jià)格高達(dá)每克上百美元，一般純度的碳納米管價(jià)格也在60美元/克，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出黃金的價(jià)格。
不過，近年來隨著工藝技術(shù)水平的提高及生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，碳納米管的生產(chǎn)成本大幅降低，國(guó)際市場(chǎng)上售價(jià)已降至50美元/克以下。“有一些純度稍低的多壁碳納米管產(chǎn)品價(jià)格甚至只有10美元/克”。關(guān)君正說，由于世界各國(guó)越來越看好碳納米管的應(yīng)用前景，均在制備和應(yīng)用方面投入大量的研發(fā)力量，期望能占領(lǐng)該技術(shù)領(lǐng)域的制高點(diǎn)，并逐漸進(jìn)入真正的商業(yè)應(yīng)用階段，特別是全球化工巨頭紛紛掀起一股碳納米管制造熱。如德國(guó)拜耳于2007年9月，啟動(dòng)了一條年產(chǎn)能力設(shè)計(jì)為30-60噸/年的多壁碳納米管生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)2009年還要增建一座設(shè)計(jì)產(chǎn)能為200噸/年的碳納米管生產(chǎn)裝置。
關(guān)君正介紹，他們生產(chǎn)碳納米管的成本和國(guó)外相比，幾乎相當(dāng)于人民幣和美元的匯率：多壁碳納米管的成本僅為美國(guó)、日本生產(chǎn)廠家同類產(chǎn)品成本的1/8，而單壁碳納米管的銷售價(jià)格也只有歐盟同類產(chǎn)品的1/5�！坝捎诓捎昧顺杀镜土牟牧虾拖冗M(jìn)的工藝，所以生產(chǎn)出來的產(chǎn)品價(jià)格也十分低廉，僅為10元人民幣/克左右�！标P(guān)君正透露，項(xiàng)目中試開發(fā)階段采用的是成本低廉的化學(xué)原材料和十分簡(jiǎn)易的工藝，合成出催化能力超強(qiáng)的催化劑，效率是國(guó)外同類產(chǎn)品的4倍。同時(shí)，催化產(chǎn)生的初始產(chǎn)品純度和品質(zhì)都很高，不僅純度可達(dá)95%以上，長(zhǎng)度也可達(dá)微米數(shù)量級(jí)，已領(lǐng)先于國(guó)外同類產(chǎn)品。而在國(guó)內(nèi)，我國(guó)能規(guī)模制備生產(chǎn)碳納米管的企業(yè)寥寥無幾，且純度不高。
目前，由杭州軒愛科技有限公司等研制的碳納米管材料已供電池生產(chǎn)、汽車制造等領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)企業(yè)和多家世界500強(qiáng)企業(yè)使用�！霸谑褂昧宋覀兩a(chǎn)的碳納米管材料后，鋁酸蓄電池的能量可提高18%。”另外，據(jù)關(guān)君正透露，一家生產(chǎn)手機(jī)的世界500強(qiáng)企業(yè)，由于其手機(jī)鋰電池采用了由軒愛科技提供的碳納米管復(fù)合材料，手機(jī)可待機(jī)18天之久。
同時(shí)，軒愛科技的科研人員利用碳納米管，已開發(fā)出在紡織、軍用裝備、導(dǎo)電塑料、隱形材料等的應(yīng)用成果。此外，關(guān)君正還從貼近生活、自然環(huán)保入手，積極開發(fā)用碳納米管復(fù)合材料做成的綠色環(huán)保產(chǎn)品，應(yīng)用于家居裝修裝飾環(huán)保材料等行業(yè)。如“清新寶”就是杭州軒愛科技有限公司應(yīng)用納米科技解決室內(nèi)空氣污染的產(chǎn)品。作為室內(nèi)涂料納米環(huán)保助劑，關(guān)君正說，含有天然納米材料的“清新寶”有1200個(gè)/CM3的負(fù)氧離子，能有效分解甲醛、苯、氨等有害氣體，去除各種異味，快速消除裝修建筑污染，清新室內(nèi)空氣;杭州南鴻裝潢公司征集50套全環(huán)保樣板房，采用“清新寶”后環(huán)保合格率100%，投入市場(chǎng)后，獲廣泛好評(píng)。
風(fēng)投看好碳納米科技市場(chǎng)
“當(dāng)前，我們準(zhǔn)備籌建年產(chǎn)12噸的碳納米管生產(chǎn)線，正式進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段�！标P(guān)君正告訴《浙商》記者，碳納米管有著十分廣闊的市場(chǎng)前景。據(jù)美國(guó)商務(wù)部BCC研究中心統(tǒng)計(jì)，2006年全球碳納米管市場(chǎng)達(dá)到5090萬美元，2007年達(dá)7900萬美元，增長(zhǎng)了55%。BCC研究中心預(yù)測(cè)，碳納米管未來幾年市場(chǎng)需求將達(dá)到數(shù)千噸。到2011年，全球碳納米管的產(chǎn)量將以73.8%的年增長(zhǎng)率猛增，產(chǎn)值將達(dá)到8.073億美元。
“碳納米管全球市場(chǎng)的增長(zhǎng)可能比預(yù)期的更加迅猛�！闭�?yàn)閾碛泻艽蟮氖袌?chǎng)前景，碳納米管也逐漸被國(guó)際風(fēng)險(xiǎn)投資巨頭所看好。據(jù)關(guān)君正透露，多家風(fēng)險(xiǎn)投資機(jī)構(gòu)已找上他，其中一家全球知名的風(fēng)險(xiǎn)投資巨頭已主動(dòng)與他洽談了好幾次。
按照關(guān)君正的規(guī)劃，碳納米管的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目分三期進(jìn)行，總投入需5000萬美元，其中3500萬元人民幣用于第一期的12噸生產(chǎn)線建設(shè)，二、三期為擴(kuò)產(chǎn)和終端產(chǎn)品的開發(fā)。關(guān)君正告訴《浙商》記者，由于產(chǎn)品采用了獨(dú)特的工藝，因此碳納米管所有的生產(chǎn)設(shè)備也是自主開發(fā)的。在實(shí)行多臺(tái)套設(shè)備配套后，第一期將年產(chǎn)12噸碳納米管。
“預(yù)計(jì)第一期年產(chǎn)值可達(dá)1.2億元人民幣。”談起前景，關(guān)君正充滿信心，“根據(jù)訂單情況和市場(chǎng)要求，我們的生產(chǎn)能力可以再度放大，甚至能夠達(dá)到或超過國(guó)外目前最大的生產(chǎn)企業(yè)德國(guó)拜耳60噸的年產(chǎn)量�！�
