自研下一代纤维资料这家公司要量产将来“玄色     DATE: 2018-11-07 02:04

  目前学术界并没有处理碳纳米管纤维量产的问题,而企业界尚未冲破手艺研起事题,烯湾科技无望在该范畴率先突围,实现新材料范畴的弯道超车。

  材料为科技的成长供给了物质根本。最弘大的布局,往往由最细小的物质所缔造。

  在过去,秒速赛车技巧碳纤维作为一种高强度、高模量纤维的新型纤维材料,在财产中获得了普遍的使用。现在,碳纤维材料的下一代——碳纳米管纤维的研发和量产已不再高不可攀,它有一个霸气的称号——终极纤维材料。

  “碳纳米管纤维的力学机能和分量比,比现有的碳纤维要有更大的劣势。机能方面和现有的碳纤维相当,但分量是此刻碳纤维的30%。”烯湾科技董事长、首席科学家邓飞博士暗示。

  烯湾科技是一家原材料研发制造商,于2016年在深圳成立,旨在开辟新一代高机能纤维基材。除深圳总部外,烯湾科技在美国特拉华、日本东京也设有研究所。

  在开办烯湾科技之前,邓飞博士在美国做了四年研发,冲破了相关的手艺瓶颈后回国创业。在他看来,目前学术界并没有处理碳纳米管纤维量产的问题,而企业界尚未冲破手艺研起事题,烯湾科技无望在该范畴率先突围,实现新材料范畴的弯道超车。

  碳纳米管是制造碳纳米管纤维的根本材料。上世纪90年代初,日本发觉了碳纳米管这种新型材料,全球范畴对碳纳米管的研究和研发构成一个庞大的潮水。

  据邓飞博士引见,碳纳米管是材料范畴导电机能、导热机能和力学机能最好的材料,除此之外,它仍是最轻的材料。

  碳纳米管降生之初最次要的用处是航空航天器件,将粉末状的碳纳米管分离到树脂中,能够制造出比金属更轻同机会能更好的航天器件。

  可是这种制备工艺具有一个问题,由于碳纳米管是纳米材料,当它在纳米尺寸的时候,所有机能都是最抱负的,可是将它变成肉眼可见的宏观材料后,就会丧失掉90%以上的机能。

  “在学术界有个尺寸效应:从纳米尺寸到微米,再到宏观,每过一个尺寸,材料的机能会降几个数量级。这就是一个持续性和非持续性的问题了。”邓飞博士说。

  为领会决这个问题,碳纳米管纤维降生了。邓飞博士暗示,从2000年摆布起头,学术界起头测验考试将千千千万根碳纳米管拧在一路,做成一种新型的纤维材料,由于碳纳米管本身就是材料里面机能最好的一种抱负材料,这种“绑缚”构成的碳纳米管纤维,就具备了更高的机能,因而被称为终极纤维材料。

  邓飞博士称,烯湾科技起首将二氧化碳气体和催化剂在高温炉设备中夹杂,氧零落后就剩下碳,在催化剂的感化下,碳会垂直长出碳纳米管。然后在设备中将碳纳米管定向的朝一个标的目的摆放,让它去发展。

  接下来的过程跟种草很是类似。草从地面上长出来后,操纵东西从草的侧面将草拽出来,这些草会一根一根的倒下,前面倒下的草会把下面的草带出来,接下交往外面一扯,草就跟蚕丝一样变成了纤维。同样的事理,能够从碳纳米管出产出碳纳米管纤维。

  而操纵碳纳米管纤维去制造复合材料的过程,跟做衣服很是类似。棉花纺成丝后,能够用来织布,然后裁剪变裁缝服;碳纳米管纤维则能够用来纺布,灌入胶水就定型成为复合材料板,然后能够按照需求来设想板材的厚度和描摹。分歧之处在于,碳纳米管纤维的强度很是高,所以板材的强度、钢性要比金属超出跨越良多。

  以碳纳米管为原材料,烯湾科技制造出三种分歧形态的产物,除了纤维,还有粉末和薄膜。 在碳纳米管的发展过程中,从侧面纺就变成丝,不纺就变成粉末,纤维编织能够变成膜。这三种形态的产物可使用在分歧场景。

  “目前可以或许做到我们的规模,可以或许长出可纺的碳纳米管,最初把它变成纤维,机能可以或许达到我们此刻这个样子,全球只要我们可以或许做出来。”邓飞博士说。

  目前,全球共有15个团队在做碳纳米管纤维的研发,此中以高校和科研机构为主,但尚未实现规模和量产,这和碳纳米管的特征相关。起首要处理的手艺难题是,在宏观材料上连结碳纳米管在纳米尺寸时的机能。

  邓飞博士称,纤维里面的千千千万根碳纳米管,彼此之间具有界面,需要让所有的碳纳米管都粘得很紧,或者是陈列得很有序,才可以或许把它本身的机能传送下来,然后阐扬到宏观材料上。

  “怎样样很好地节制每一根碳纳米管在碳纳米管纤维里面的布局,这个是学术界目前还没有处理的问题,可是我们处理了这个问题。▓”邓飞博士说。

  别的,在量产方面,制备碳纳米管粉末和纤维等材料的设备尚未实现尺度化,这些设备需要研发团队本人定制,目前市道上并没有设备供应商,但碳纳米管纤维的发展对情况要求很高,这导致规模化出产的难度庞大。▓

  “要实现量产,并节制好机能,这需要一个很是复杂的系统,这是工业界的工作。”邓飞博士暗示。

  在企业方面,因为目前行业仍以碳纤维的使用为主,碳纳米管纤维尚未惹起财产界的普遍关心,手艺研发和财产落地并没有很清晰的可行路径。

  邓飞博士称,碳纳米管纤维在学术界是一种大师比力承认的材料,但由于还需要外行业里履历考验,所以大部门人还处于观望的形态。

  烯湾科技将冲破国外手艺封锁,实现新材料范畴弯道超车为计谋方针。在邓飞看来,烯湾科技的焦点劣势有两点,一是实现了可以或许跨越现有的高机能碳纤维的碳纳米管纤维的研发出产,二是证了然财产化可行性,摸索出了贸易化量产的路径。

  烯湾科技外行业里的定位是原材料研发和制造商。邓飞博士暗示,烯湾科技的重点会放在原材料的产量方面和机能不变方面,做出质量最好的原材料,纳米材料然后和下流商配合开辟产物。

  为了连结企业的本身造血功能,烯湾科技供给粉末、膜、纤维三种分歧形态的产物。

  烯湾科技出产的碳纳米管粉末,导电机能在材猜中很是凸起,将碳纳米管粉末插手到动力电池中,一方面能够大幅度提高机能,另一方面能够降低出产成本。

  据邓飞博士引见,前期烯湾科技会把碳纳米管粉末使用到动力电池、锂电池以及下一代固体电池,使得电池的充电速度更快,容量提高,平安性更好。客岁底,烯湾科技曾经和国表里的动力电池厂商展开合作,目前处在顾客频频送样并试用的阶段。

  “第一是要处理他们此刻的手艺瓶颈,第二是要协助他们提拔产物合作能力。” 邓飞博士说。

  在这品种型的合作中,烯湾科技属于原材料出产商,邓飞博士暗示本人不会去做电池的出产,而是作为供应链合作伙伴。

  碳纳米管薄膜的散热性和导热性,要比现有的材料超出跨越一个数量级。目前财产界的散热材料和导热材料有的是利用碳粉,有的是用石墨烯,在成形的过程中凡是需要灌入胶水,导致散热性减低。可是,碳纳米管本人能够成形,能够连结散热机能不变。

  邓飞博士暗示,在膜的散热和导热范畴,烯湾科技本年岁首年月起头和电子器件厂商展开合作。

  在碳纳米管纤维范畴,烯湾科技目上次要在做机能不变性,邓飞暗示未来会进入航空航天范畴,以及高端体育用品范畴。比说网球拍的拍框,若是利用碳纳米管纤维制造,能够减重30%,同时实现更高的韧性。

  “我们曾经做出全球机能最好的碳纳米管纤维,接下来会把它做成布,复合材料板,以及布局材料,这会和下流整个财产链一路合作来做。”邓飞博士说。

  虽然在手艺和产物方面曾经取得了冲破,烯湾科技仍然面对挑战。最大的坚苦是若何让顾客接管这种新型的材料。目前市场对下一代纤维材料的认知并不充实,作为市场的先行者和摸索者,烯湾科技需要让市场认识到产物的价值,从而打开市场。