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颠覆性材料革命 叠加态材料燃起技术革新战 2020-09-07 16:48:18  来源:北京商报

作为国际竞争的重点领域之一,新材料产业正在快速发展。全球新材料产业由2016年2.09万亿美元增长至2019年2.82万亿美元,年均复合增长达7.7%,其中2019年同比增长超过10%。目前,我国新材料产业处于第二梯队,年均复合增速超过20%,但上游关键材料、设备发展仍存在诸多“卡脖子”环节。

不过,叠加态材料的诞生将有望改变这种状况。近日,在服贸会体育专题展上展出的叠加态材料,已于2019年完成所有技术验证,并成功量产。这种全球首次研发成功的颠覆性“绝导体”材料,不仅可以使服装厚度降低80%、保暖效果提高5倍,而且已应用于超过20个主流行业,成为人类科技文明第一次材料技术突破。材料创新则是产品创新的重要基石,叠加态材料掀起了颠覆性材料技术革新战。伴随叠加态材料的突破与广泛应用,未来,叠加态材料将带给人类更多的想象空间。

颠覆性材料革命

在服贸会体育专题展上,由中国团队研发成功的全新叠加态“绝导体”超材料引来众人围观。

“颠覆性技术,前所未有的事物。”北京叠加态技术有限公司首席技术官钟飞鹏如此形容叠加态材料。他告诉北京商报记者,叠加态材料集分子叠加、功能叠加、能效叠加、物理叠加、多学科叠加的科技成果,具备隔热、保暖、抗菌、透汽、吸湿、速干、轻薄、安全、环保的超性能。它升级、赋能于衣、食、住、行,-50°-150°C温度区间的产业链。换言之,叠加态材料就是把有机高分子材料,通过技术重组,使材料的高传导性实现为“绝导体”。

在应用方面,叠加态材料挑战了现有测试仪器和方法的技术极限。在帐篷等户外装备上使用,解决了无法隔热的难题;在墙纸、汽车上使用,不但提高生活的舒适度,而且降低能源消耗,节能又环保。

此外,叠加态材料更像是为寒冷的体育环境而诞生。体育运动臃肿的服装一直困扰着户外运动员和场馆保障工作人员。特别在零下十几度甚至零下三十度的高海拔体育运动场馆的保障工作,稍加不注意就有冻伤的风险。

叠加态材料拥有卓越的绝导性能,填充在外层服装面料与里布之间,把冷空气进行隔离,降低冷能与身体热量的交换与传导,减少热量流失,里层的服装就能起到保暖作用。

歌华中奥集团总裁、北京奥林匹克文化促进会副会长王奇表示,叠加态材料无论在防水、透气,亦或是保温等方面都拥有卓越性能,而体育科技具有巨大的上升空间,这种材料的诞生将为体育服装带来颠覆性改变。

北京叠加态技术有限公司总经理助理姚盛在接受北京商报记者采访时称,作为国家战略性新兴产业以及重要的基础产业,新材料行业近年来取得迅猛发展,对推动我国科技发展的作用尤为重要。然而我们离材料强国仍有较大差距,抢占新一代的材料研发高点是行业的重要任务。

零度技术的突破

值得一提的是,北京叠加态技术有限公司此次还发布了《零度技术白皮书》。零度技术由北京叠加态技术有限公司研究并持有,它以零度技术的概念对颠覆性材料进行定义,明确产业发展应以技术为推动力,规划了未来企业的技术创新、节能、环保的发展方向。

“零,既代表万物开始,又代表循环的终结。”在钟飞鹏看来,从地球到宇宙,从微观个体到人类社会,处处存在着“零和游戏”,而零度技术,也是材料界的一次伟大革命。

人类现代工业革命经历了“机器时代”“电气时代”“数字化时代”“人工智能时代”四个发展时期,其中,前三代技术更多的是对资源无度攫取,知道人工智能时代,人类才开始反思,因而资源效能成为新工业革命的核心主题。而零度技术则将人类对资源效能的想象推向了极致。

据悉,零度技术是一种最高限度利用资源效能的绝热、保暖、超性能材料技术总成,可归纳为技术创新、协调生产力、生产关系的技术工具。具体到操作层面,可分为资源使用、排放标准、环境绩效、社会绩效四个层面。累加起来,即是零度技术的“技术总成”。

钟飞鹏在接受北京商报记者采访时表示,资源损耗是一个不可逆的过程,我们能做的,就是利用零度技术重新协调这一切。“过去,我们从自然界获取的资源是‘1’,人类付出的劳动成本是‘1’,资源使用过车个闹钟功能以及能量循环过程中产生的附加成本是‘1’,然而,1+1+1=3,我们最终输出的有效价值却远小于3。

“零度技术就是将上述的3个‘1’不断‘趋近0’。0+0+0,在各项得以极限高效利用的情况下,其结果若远大于3,人类社会就能实现可持续共生发展。”钟飞鹏进一步分析道。

可持续时尚中国发起人杨大筠称,零度技术虽然可以将资源效能‘趋近0’,但它并不是“永动机”。在未来,创新材料的应用一定要达到两个指标,一方面是将能耗对环境的污染降到最少,另一方面是产品在制作过程中没有对环境带来污染,甚至是在产品交付到到消费者的过程中,仍具有可循环性。这些指标再加上材料本身的物理功能,才是未来真正意义上的创新技术。

攻克量产化难题

尽管叠加态材料和零度技术的诞生将为多个行业带来全新的产品创新机遇,然而,在实践过程中,如何将这些颠覆性技术和材料实现量化生产,成为其面临的主要难题。

钟飞鹏在谈及叠加态材料量产问题时称:“实验室研发成功,并不代表可以实现量产。叠加态材料遇到最大的问题,即是无法实现工业化。叠加态团队不畏艰难,突破重重难关,2019年下半年实现可量产,由此才成立经营主体——北京叠加态技术有限公司。目前,叠加态材料全球首条生产线已经建成,并实现了一次性量产成功。”

据介绍,叠加态材料项目2013年成立,2017年在北京实验室研发成功,2019年实现量产。由于叠加态材料相对市场较为陌生,为了推广,北京叠加态技术有限公司采用赠送大量的材料给客户,让服装企业做出样衣,自己体验保暖性能。

“体验和感知是让客户去了解叠加态超材料最好、最有效的办法。经过2019年一个冬季的有效验证,我们得到客户一致性的肯定。”钟飞鹏兴奋地告诉北京商报记者。

除了获得企业认可,叠加态材料还囊括了多项专利和奖项。目前,叠加态材料中国专利获得国家知识产权局的授权,国际专利申请审查中。在落地5个月之时,叠加态材料即荣获德国ISPO国际材料奖、北京市科委科技冬奥智慧北京活动优秀奖。

此外,叠加态材料还通过了欧盟205种有害物质SVHC测试,并使用环保化工技术,生产过程仅排放水蒸气并回收再利用,VOC检测结果为“ND”,可赋能超过20个主流行业,是一组安全、有效降低碳排放,促进多行业产品升级的新材料。

钟飞鹏说:“经验告诉我们,研发新技术,让企业自身增强竞争力,也方可持续发展。应用新技术、使用更节能的环保材料,是不同产业达成的共识。叠加态团队从项目成立,就以新技术、通用性、节能、环保和可持续的理念进行技术设计,对企业当前和未来的技术创新、节能环保的角度进行阐述和规划,明确产业发展应以技术为推动力。”

随着中国新材料科研人员的不懈努力,像叠加态这样的颠覆性新材料成果必定将越来越多,为全球的科技发展做出更多贡献。未来,北京叠加态技术有限公司将以超材料技术为平台,在北京设立研发中心,让不同语言、不用文化的用户,都能感受到科技材料带给美好生活的期待。

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