“納米”在當(dāng)下而言，不再是一個(gè)新鮮的概念，甚至我們對它已經(jīng)覺得陳乏無味。但是，國家“十二五”規(guī)劃中將之作為重點(diǎn)發(fā)展對象，似乎有想回歸理性認(rèn)識(shí)真實(shí)的“納米”的趨勢。
十幾年前，《科學(xué)美國人》雜志曾提出一種誘人的夢想：若在地球與月亮之間搭建一座天梯，跨越38萬公里的距離而不被自身重量拉斷的材料，只有碳納米管！這樣的假設(shè)或許并不好實(shí)現(xiàn)，但用碳納米管建設(shè)地球與國際空間站、衛(wèi)星連接“天梯”，卻是可以預(yù)期的夢想?；蛟S那時(shí)候，人類進(jìn)入太空或運(yùn)送物資進(jìn)入空間站時(shí)，可以像乘坐電梯一樣前往。
此前，全世界的科學(xué)家為了這一夢想絞盡腦汁，始終未能制備足夠長的碳納米管。清華大學(xué)機(jī)械系、物理系、化工系先后制成了20厘米長度的碳納米管束或單根碳納米管后，國際上幾年來再也沒有新的突破。其中最關(guān)鍵的困難，是碳納米管“生長”（制造）過程中，高溫環(huán)境下催化劑會(huì)很快失去活性，導(dǎo)致碳納米管停止“生長”。
值得期待的還有，這類超長碳納米管擁有長度、生長速度快與結(jié)構(gòu)超完美的多種重誘人特性。這樣的碳納米管已經(jīng)接近理論最高值的拉伸強(qiáng)度，從而具有意想不到的機(jī)械性能——真正可以和鋼鐵、鈦合金等材料同場競技，進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域，制造“拉不斷”的繩子、“扯不破”的纖維布、“打不透”的防彈衣。
在“十二五”規(guī)劃的重點(diǎn)產(chǎn)品目錄當(dāng)中，納米材料重點(diǎn)包括了納米碳管及納米碳管纖維、富勒烯、納米環(huán)境材料以及納米粉體材料。其中，納米碳管運(yùn)用于高強(qiáng)度復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，納米結(jié)構(gòu)電子器件，熱電材料，電池電極材料，低溫高靈敏度傳感器，生物分子載體，催化劑載體，下游領(lǐng)域廣泛，用途廣。“一是它的用途廣，其他材料無可替代；二是目前正在進(jìn)一步開發(fā)，成本比之前大大降低了，在國內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量化。”浙江納米材料開發(fā)應(yīng)用協(xié)會(huì)秘書長關(guān)君正秘書長告訴記者。
碳納米管顛覆傳統(tǒng)行業(yè)，
中國寶安(000009,股吧)石墨烯看點(diǎn)
被譽(yù)為“21世紀(jì)新材料”的納米材料，其特異的化學(xué)、機(jī)械、電子、磁學(xué)及光學(xué)性能引起人們的廣泛關(guān)注和重視。
“不過，近幾年國內(nèi)的納米材料企業(yè)不大生長，因?yàn)橹吧碳野?quot;納米"概念炒爛了，降低了納米的信譽(yù)度。”關(guān)君正告訴記者。
在理財(cái)周報(bào)材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)庫中，涉及納米材料的上市公司共有12家，總市值71.6億，其中9家公司2012年凈利潤同比增長率均為負(fù)數(shù)，中國寶安（000009.SZ）涉足石墨烯，2012年凈利潤同比增長率為259%，成為行業(yè)內(nèi)的佼佼者。
此前，理財(cái)周報(bào)材料科學(xué)第一期也提及過，石墨烯是一種充滿想象力的納米材料，是21世紀(jì)最值得期待的新材料。
石墨烯作為當(dāng)今世界最為熱門的新材料之一，自其發(fā)現(xiàn)之日起就受到了全世界的關(guān)注，其發(fā)現(xiàn)者更是獲得了諾貝爾獎(jiǎng)的殊榮，圍繞石墨烯的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究在最近幾年中也呈現(xiàn)出突飛猛進(jìn)的態(tài)勢。然而，至今尚無石墨烯的量產(chǎn)技術(shù)，且石墨烯的制備成本太高，大大限制了石墨烯產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，因此攻克石墨烯低成本規(guī)?；苽浼夹g(shù)成為了石墨烯相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中至關(guān)重要的一步。
作為一種技術(shù)含量極高的碳材料，石墨烯在半導(dǎo)體、光伏、鋰電池、航天、軍工、LED、觸控屏等領(lǐng)域都將帶來一次材料革命。不過，石墨烯目前尚未產(chǎn)業(yè)化。有分析認(rèn)為，作為一種理想的替代型材料，石墨烯一旦實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化其產(chǎn)值至少在萬億以上。
中國寶安成立子公司深圳市貝特瑞納米科技有限公司專門研制石墨烯。該公司7月31日國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站公布了貝特瑞納米科技有限公司申請的“帶狀石墨烯的制備方法”專利獲得授權(quán)的信息。中國寶安稱，目前貝特瑞公司石墨烯項(xiàng)目處于應(yīng)用研究階段，尚無法預(yù)測相關(guān)產(chǎn)品投入商業(yè)應(yīng)用的時(shí)間及對公司未來收益的影響程度，尚未批量對外銷售。
目前被討論最多的兩種納米填料還有納米粘土和碳納米管，并且都已經(jīng)取得了商業(yè)化應(yīng)用。
據(jù)媒體報(bào)道，近日北京市科委支持科研項(xiàng)目再次取得世界性突破——繼建立全球首個(gè)碳納米管薄膜生產(chǎn)線之后，又成功制備出世界上最長的、單根長度達(dá)半米以上的碳納米管，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。
如此先進(jìn)的高科技產(chǎn)物，那究竟什么是碳納米管？
在納米材料中，碳納米材料一直是近年來國際材料科學(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，碳納米管將成為21世紀(jì)最有前途的納米材料。
碳納米管是迄今為止發(fā)現(xiàn)的力學(xué)性能最好的材料之一，有著極高的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率。其密度只有鋼鐵的六分之一到四分之一，單位質(zhì)量上的拉伸強(qiáng)度，卻是鋼鐵的276倍之高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前人類發(fā)現(xiàn)和制造的其他任何材料。
“碳納米管有五種特性是其他材料無可替代的。首先它的硬度是鋼鐵的100倍，但是重量卻只有鋼鐵的1/6；二是它的導(dǎo)熱性好，一分鐘可以導(dǎo)熱；三是它是管狀的，展開的表面積增大，每一克碳管展開可展開500-600平米，上面可以組裝的東西多；四是它的半導(dǎo)體特性；最后是它的生物相容性，用于作為靶向藥物載體，可作為治癌藥物。”關(guān)君正秘書長告訴記者。
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，致使碳納米管有“貴比黃金”之稱，國際市場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。
“由于原材料對純度的要求高，致使碳納米管的工藝成本高。目前國內(nèi)的碳納米管技術(shù)已經(jīng)走在國際前沿，只要成本降下來，將會(huì)有很大的市場潛力。碳納米管現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量化，主要用到工廠的脫硫脫銷、脫二噁英方面，以后還會(huì)用于汽車如替代保險(xiǎn)（放心保）杠、電源等。”關(guān)君正秘書長向記者解釋。
據(jù)有關(guān)報(bào)道稱，使用了碳納米管材料后，鋁酸蓄電池的能量可提高18%，另外，手機(jī)鋰電池若采用了碳納米管復(fù)合材料，手機(jī)可待機(jī)18天之久。
“納米材料可以運(yùn)用到我們?nèi)粘Ｉ畹囊?、食、住、行?dāng)中，未來的發(fā)展方向應(yīng)該是納米環(huán)境材料，意義重大。比如目前正在開發(fā)的新產(chǎn)品——抗PM.2.5的衣服，還有防紫外線功能的化妝品、能降解新房子有毒氣味的墻體材料等等，甚至是平時(shí)喝的水，也加入納米技術(shù)，將之變?yōu)樾》肿訄F(tuán)水，更加有助于細(xì)胞吸收營養(yǎng)，不過這種水還處于推廣階段，現(xiàn)在還屬于特供產(chǎn)品。”關(guān)君正秘書長告訴記者。
這將會(huì)是一種顛覆傳統(tǒng)行業(yè)的材料。
然而，和任何一個(gè)行業(yè)一樣，納米材料領(lǐng)域里面風(fēng)險(xiǎn)與機(jī)遇共存。在浪里淘金的企業(yè)當(dāng)中，也有遭遇“滑鐵盧”的不幸。
2001年，威孚高科(000581,股吧)（000581.SZ）發(fā)布消息，稱將作為主發(fā)起人投資3000萬元發(fā)起設(shè)立江蘇省納米科技開發(fā)公司。此外，該公司又在南京市與南京大學(xué)、東南大學(xué)、南京理工大學(xué)及南京工業(yè)大學(xué)四所著名高校就正式定名的江蘇省納米科技與應(yīng)用開發(fā)中心舉行合作協(xié)議簽約儀式。當(dāng)時(shí)威孚高科董事長許良飛接受媒體采訪時(shí)指出，這消息已表明，威孚高科目前已擔(dān)當(dāng)起納米科技開發(fā)與應(yīng)用的中堅(jiān)力量。
此去經(jīng)年，物似人非。據(jù)該公司2012年報(bào)，凈利潤同比下降19.4%，目前公司的重大項(xiàng)目主要是汽車零部件產(chǎn)業(yè)化。“納米材料成本太高了，我們已經(jīng)不做好幾年了的。”威孚高科董秘周衛(wèi)星近日告訴理財(cái)周報(bào)記者。
