富勒烯的發現是個驚喜。
1985年9月,英國化學家克羅托與美國科學家斯莫利在探索宇宙空間星際塵埃的組分時意外發現,在強烈的激光脈沖輻照下,由碳的原子和離子所構成的極度混亂的等離子體中會自發地形成一種正好由60個碳原子組成的足球狀分子。
這一切聽起來有些讓人難以置信,就如同一群玩弄英語單詞的猴子無意中拼出了一部莎士比亞的劇作。
但是,5年后,這個名叫巴克明斯特富勒烯的分子被一群物理學家制備出看得見摸得著的富勒烯及其相關物時,一切懷疑都煙消云散了。
1996年10月7日,羅伯特·科爾(美)、哈羅德·沃特爾·克羅托(英)和理查德·斯莫利(美)因富勒烯的發現獲得諾貝爾化學獎。
繼金剛石、石墨之后,富勒烯又一次刷新了人們對最簡單的碳元素的認識。
富勒烯之所以如此受到青睞,是因為它具有一些傳統材料不具備的優異性能,其硬度比鉆石還高,軔度是鋼的 100倍,導電性比銅強,密度卻只有銅的 1/6,在生物醫藥、新能源、半導體等高新科技領域應用潛力巨大,被業界稱為“納米王子”。
因此,如何實現富勒烯產業化是近30年來各大材料強國競相搶占的高地。但是,目前世界上僅有為數不多的國家能夠制備富勒烯,且產量多為公斤級,售價非常昂貴。
日本三菱公司的富勒烯產量在國際上首次達到噸級,但主要用于國內軍工,并不外售。另一家產能有望達到噸級的富勒烯制造商是來自中國的廈門福納新材料科技有限公司(以下簡稱“福納新材料”)。
“目前,我們富勒烯產品的產能是百公斤級,擴產后,產能會達到噸級。”廈門福納新材料科技有限公司董事長朱常鋒告訴《大國之材》。
產能雖然不能說明一切,但卻是當前評估一個富勒烯制造商產業化實力最重要的依據之一。
從2009年開始,福納新材料始終專注于富勒烯領域,歷時7年的研發攻關,在全球范圍內率先實現了“聯產聯采”的富勒烯制備、采集、提純的技術突破,從而實現了富勒烯從實驗室到工廠的產業化應用,使得我國在富勒烯這一高新技術領域站在了世界的前列,又一次實現了中國制造到中國創造的創新突破。
△ 福納新材料富勒烯系列化產品
01 上帝賜予人類的禮物
富勒烯的發現是個意外,但朱常鋒的抉擇卻是經過深思熟慮的。
1996年,朱常鋒畢業于國防科技大學計算機應用專業,畢業后擔任了八年的講師工作。
或許是湖南人的緣故,朱常鋒的家國情懷很是濃厚,“產業報國、產業創新”的理想和抱負始終在他心中難以抹去,不甘于平淡生活一輩子。
2004年,朱常鋒終于走出體制,創辦廈門雙石鈦金有限公司。本以為可以在多弧離子鍍膜領域一展拳腳,一直走下去。不曾想,2008年的金融危機席卷全球,主要依靠出口的廈門雙石鈦金有限公司面臨空前絕境。
當時,擺在朱常鋒面前的有兩條路,一是回廣州的家族企業,安穩度日;另一條路則是轉型求生。
朱常鋒毫不猶豫地選擇了后者。
“我不想再重復父輩走過的老路,想跳脫出傳統行業。”朱常鋒表示,當時選擇轉型方向時,主要考慮到三個因素:具有高科技含量、有一定的行業深度和廣度、與真空離子鍍膜技術相關。
得益于計算機專業優勢,朱常鋒在收集信息時如魚得水,很快將目標鎖定“富勒烯”。當時,富勒烯的產業化在國內甚至國際上幾乎都是空白,還是一片未開墾的處女地。
尤其是了解到富勒烯的優異性能和市場前景后,朱常鋒異常興奮:“這是上帝賜予人類的禮物,不惜一切代價,我也要生產出國產富勒烯。”
說起來容易做起來難!為實現富勒烯產業化,朱常鋒確實付出了很大的代價。
創辦福納新材料之初,技術和資金是朱常鋒面臨的最大難題。“為籌集500萬啟動資金,真是想盡了各種辦法,經常半夜驚出一身冷汗。”朱常鋒無奈地笑著說。
△ 福納新材料島內應用研發基地
資金問題好不容易解決了,但最大的困難卻卡在制備工藝上。
彼時,關于富勒烯的研究論文雖然不少,但大多都停留在實驗室階段,離真正的產業化還有很大的距離。
“裝備和生產方法是制約富勒烯產業化最大的掣肘。” 中國科學院化學研究所分子納米結構與納米技術院重點實驗室副主任王春儒在接受《大國之材》采訪時曾表示。
王春儒和他的團隊一直致力于富勒烯的應用基礎研究,并力圖在成果轉化方面做一些工作。
自2009年開始,朱常鋒就開始嘗試與王春儒進行合作,探索采用磁控電弧法新技術制備金屬富勒烯,最終徹底解決了金屬富勒烯不能工業化規模生產的國際性難題。
“這種生產方法將金屬富勒烯的產量大幅度提高了10多倍,當時利用單臺設備已經達到生產金屬富勒烯每天0.5克的水平,屬于世界先列。”朱常鋒回憶道。
此后,福納新材料依托中科院化學所、廈門大學強大的技術背景,以磁控電弧法高效生產富勒烯,自主研發富勒烯磁控電弧法工業化生產技術體系,并建成空心富勒烯和金屬富勒烯聯產工業生產線,在全球范圍內率先實現了年產百公斤級空心富勒烯和公斤級金屬富勒烯聯產生產技術突破。
值得一提的是,福納新材料建成了年產公斤級的高純度Gd@C82金屬富勒烯生產線,產品純度已達到生物醫藥級別,并逐步打造自主知識產權的專利導航工作機制,從而確保在富勒烯生產領域的國內領先地位。
△ 金屬富勒烯Gd@C82
據朱常鋒透露,福納新材料2019年新一輪擴產后,產能將達到噸級,成為世界上第二個完成這一壯舉的企業。
02 曙光初現
從2009年選擇富勒烯的那一刻起,朱常鋒從來都沒有后悔過,哪怕是全家族集體反對時,他也未曾有過退縮的念頭。
“我把富勒烯當成了‘終身伴侶’,一輩子都離不開了。”朱常鋒笑言。
正是這樣一份執著與堅定,朱常鋒甘愿忍受7年研發攻關的寂寞。現在,他終于看到了曙光。
2017年,朱常鋒將其定義成福納新材料的“產品元年”。這一年,福納新材料完成了富勒烯材料在化妝品、工業潤滑油等領域的產品落地。
△ 富勒烯潤滑油添加劑
2018年,福納新材料進入“市場元年”,富勒烯產品開始正式推向市場。化妝品是福納新材料打開的第一個市場大門。
據科學表明,80%的肌膚衰老都是自由基造成的。而富勒烯作為一種極強的抗氧化物質,進入肌膚后就猶如一塊海綿,將自由基吸附到表面。與其他成分相比,富勒烯成分可以在肌膚老化連鎖反應源頭就吸附、掃除自由基,降低人體的老化反應,且是維他命的125倍。
中國抗衰老產業市場規模急速擴張,據赫柏-2014中國富豪健康白皮書預計,截至2020年,中國抗衰老產業市場規模將突破800億元。
△ 富勒烯化妝品產品-面膜
面對這一藍海市場,作為富勒烯材料供應商,朱常鋒表示,福納新材料可以大規模提供高品質的原料,同時擁有技術和產業化優勢。
事實上,富勒烯作為化妝品中鉆石級成分,日益受到青睞,在國內市場已從2014的4款產品,發展到2017年的349款,每年均呈現幾何倍增。
△ 富勒烯化妝品產品-精華液套裝
2019年是福納新材料的“市場深入年”,其市場布局已瞄準生物醫藥、先進工業、新能源和農業生物工程四大萬億級市場。
朱常鋒對未來充滿了信心,福納新材料日后的發展脈絡也日漸清晰。
朱常鋒告訴《大國之材》,福納新材料將始終以富勒烯為核心,打造富勒烯產業化平臺和投融資平臺,致力于成為全球領先的富勒烯制造商、富勒烯垂直產業鏈的引領者和“富勒烯+”產業平臺的締造者。 |