关注纳米硅土新材料所引发的革命

纳米技术、信息技术和生物科技一起被公认为21世纪的三大高新科技。纳米材料的出现也在悄悄改变我们的生活方式,比如一个小小的纳米微晶片可以容纳50亿个电子晶体管,人们现在可以将健康监测装置佩戴在身上,随时了解自身的状况

纳米技术、信息技术和生物科技一起被公认为21世纪的三大高新科技。纳米材料的出现也在悄悄改变我们的生活方式,比如一个小小的纳米微晶片可以容纳50亿个电子晶体管,人们现在可以将健康监测装置佩戴在身上,随时了解自身的状况。如果进一步将这种技术微缩,那么,借助于纳米技术将传感器植入或注射入人体内,捕捉患者更详尽的信息,监测人体炎症的发展、术后恢复等,从而有利于医生诊治;甚至还能诞生一种干预人体信号的电子装置,具有控制器官的功能。不仅如此,纳米材料目前在传统化工、生物医学、半导体、网络、催化化学、医疗应用、国防科技等诸多行业已经开始了深入的研究和利用,部分产品已经具备了对目前产业结构产生颠覆性影响的潜力。

由于2010年诺贝尔物理学奖而被称为“2010年度新材料”的石墨烯,近几年成为了储能新材料领域的明星材料,甚至还有科学家将其称为新材料之王,将彻底改变21世纪。过去7年时间,科学被当成了一种噱头,被当成了资本市场追逐的热点,一些企业、科研机构、资本投资等趋之若鹜,前赴后继。在无数资本涌入,耗费巨额经费的同时,又有多少人真正研究过其高昂的成本与匮乏的应用技术所赋予材料真正的价值,甚至更有企业千方百计将自己的产品跟纳米技术扯上关系,拿炙手可热的技术给自己的产品贴金,比如纳米油、纳米冰箱、纳米水等等。一时间“纳米”似乎成为了科技的代言人,这是否是科学的本真,是否是科学带给我们的意义?

这里仅以笔者熟悉的“无机填料”为例,管中窥豹,谈谈对纳米无机填料的理解。目前我国的无机粉体行业,资源贱卖,缺乏科研理论知识,市场恶性竞争,使得无机粉体行业无法得到健康、有序的发展。除此之外还有外国技术封锁,用低廉的价格收购我国的资源,然后经过加工高价卖回我国。

以碳酸钙为例,碳酸钙是我国重要的战略资源,2017年国内碳酸钙需求4000多万吨,主要用于化工、食品、医药等行业,目前国内生产厂家约300余家,但产能严重过剩。2017年达到8000多万吨,其中98%的企业是中低端产品的轻质碳酸钙或重钙生产企业。我国市场轻质碳酸钙售价约600~700元/吨,而发达国家高端纳米碳酸钙售价约为680美元/吨,约合人民币4600元,是我国的6~7倍。如此重要之资源过度开发,即将面临消耗殆尽,简直暴殄天物。

但市场中也有一些企业通过自主研发,达到物尽其用。比如福建长泰万泰矿物制品有限公司自主研发的纳米硅土系列产品,该产品利用一种片状二氧化硅矿石做出最细可达到中心粒径400nm,片层厚度6nm的材料,该产品在橡胶中应用,代替了污染严重的炭黑材料,使浅色或彩色橡胶第一次完全达到了黑色橡胶制品的性能要求。该产品在电池绝缘涂层的应用,将涂层厚度降低50%的情况下,耐击穿电压提高20%,仅仅从绝缘涂层厚度就将大幅度提高汽车锂电池的容量与续航能力!该产品在水性绝缘涂料的应用,将水性绝缘涂料代替油性绝缘涂料,极大地改善了漆包线的环保问题与生产工人的安全问题。该产品在环保可降解塑料薄膜的应用,将降解塑料的阻水、阻气性提高至可与聚乙烯、聚酰胺媲美,将降解塑料薄膜的性能提高至完全达到或超越传统塑料的水平。该产品在轮胎方面的应用,大幅度提高天然橡胶的力学性能与动态性能,远远超过目前所有轮胎的动态性能,将绿色轮胎提高至前所未有的高度。该产品在许多化工领域走在了世界的前沿,将有机和无机化学结合,重新定义了传统材料,将交叉科学应用到传统行业。

世界上并不缺少材料,只是缺少发现材料的人;世界上并不缺少科学家,只是缺少滋养他们的土壤。这个领域的科学家和企业家们秉承了科学的本真,他们的研究成果的意义并不亚于石墨烯的发现,这些系列产品的问世,应引起国家相关部门的高度重视,并加大在知识产权保护、深度研发、推广应用等多方面的扶持力度,以推动多个应用领域的工业革命。

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