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纳米新材料的“造孔人”
2023-12-15 11:15:00  来源:常州日报  
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在创新策源上发现一座“金山”

近日,习近平总书记在上海科技创新成果展上详细察看了基础研究、人工智能、生物医药等领域的科技创新成果。其中,介孔材料的应用转化得到了总书记的关注,他肯定了基础研究成果的产业化应用,勉励团队要继续将介孔材料研究铺开,做好科研创新成果转化落地。

成果展中的保温绝热介孔新材料,是常州一元介孔新材料有限公司的最新研发成果,该公司研发团队由中科院院士、复旦大学教授赵东元领衔。目前,公司的保温绝热介孔二氧化硅生产线正在加紧建设,有望于明年上半年投产。届时,全国首套介孔材料生产线将在常州量产。

常州一元介孔新材料有限公司位于常州滨开区。12月8日,记者在该公司实验室看到,研究人员正忙着对终端材料进行测试,介孔材料的合成实验也在有条不紊地进行。

看上去和面粉差不多,这是记者对介孔材料的第一观感。但别小看了这些“面粉”,它并不是天然存在的,而是通过化学反应“长”出来的。

“介孔材料是孔径在2—50纳米的多孔结构材料,具有孔径大小可调、比表面积高、孔体积大、孔结构规整均一、骨架组成多样化及表面易修饰等特性。”复旦大学化学系青年副研究员、常州一元介孔新材料有限公司首席科学家刘玉普,是“造孔人”中的一员,承担了推动介孔材料产业化的任务。他打了个形象的比方,一颗小石头表面积最多不过几平方厘米,但仅仅2克介孔材料,表面积铺开后足以覆盖一个上千平方米的足球场。孔越多,表面积越大,技术难度越高,对研发的挑战也越大。

“2020年以前,介孔材料一直推不出去,我感觉像是守着一座金山,但就是挖不出来,有点着急。”刘玉普说,尽管我国介孔材料领域科研成果斐然,但在产业化方面却遇到了种种困难。“如今,团队取得了产业化成果,这是一个非常大的突破。”

基础研究是整个科学体系的源头,是所有技术问题的总开关。在赵东元院士的指导下,团队已发明了20余种介孔材料,创制了有序介孔高分子和碳材料,合成了一系列结构稳定、孔径可调、有序均一的新型功能介孔材料,成为该领域里程碑式的进展。

1992年,国外有关介孔材料的论文首次发表,当时的介孔材料孔径只有2—3纳米,难以实际应用。赵东元院士团队在1998年发表了一篇重量级论文,将孔径扩增到10纳米以上,后续又将其逐步扩增到50纳米。赵东元也因此获得2020年度国家自然科学奖一等奖。

科技创新打开了“新质生产力”的大门。在肉眼看不到的纳米世界,团队对介孔材料的原创突破,不仅在创新策源上发现了一座“金山”,也让新材料从“实验室”走到“生产线”,并结出了硕果。

今年年初,常州一元介孔新材料有限公司成立,入驻常州滨开区碳纤维及复合材料科创港,让介孔材料在常州这片热土落地生根。“项目得到了地方政府的大力支持,推进速度非常快。”一元介孔首席科学家洪锦德表示,从厂房租赁、水电气协调到建设审批,都让他们感受到了地方政府的诚意和效率。“从年初到现在,公司建设进度极快,实验室已经投用,生产车间2条产线正在加紧建设,预计明年上半年就能投产,年产能将达10吨。”

不仅在原材料上取得攻关,一元介孔还在本地对接下游产业链,助力企业实现终端产品的生产。“届时,终端产品年产能将突破百吨。”洪锦德说。

据了解,介孔材料作为一种新型材料,在催化剂、电池电极材料、电子隔热材料、生物医疗材料等领域发挥着巨大作用,具有十分可观的市场潜力和应用前景。□吴燕翎 陈婕

标签:介孔;介孔材料;常州
责编:胡悦 崔欣