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十年专注石墨烯,这家公司欲开启柔性可穿戴领域新时代

来源:新材料在线|

发表时间:2021-07-14

点击:17387


新材料在线®

《大国之材》原创文章,转载请联系微信:EILIG2014

新材料在线 ID:xincailiaozaixian

图片:受访人提供、图虫创意


能弯曲、可折叠、不摔的手机屏幕,轻薄透明的电子纸,可“呼吸”二氧化碳的电池,提高人体免疫力的远红外线治疗器……


从前只出现在科幻片中的高科技产品,正逐渐变成现实。这一切与一种新材料息息相关——石墨烯


从2004年发现至今不过短短16年,石墨烯已在柔性显示、新能源电池、超级电容、电子信息技术、航天技术、生物医药、生活日用等领域展露出非凡的应用潜力。作为国内较早一批研究石墨烯的企业,合肥微晶材料科技有限公司(以下简称“微晶科技”)成功实现石墨烯产业化,其研发的石墨烯纳米银线复合柔性透明导电膜,或将在柔性可穿戴领域的新时代驰骋一番。


“未来我们将以发展石墨烯等新材料技术,实现其产业化应用为己任,力争成为新材料行业领跑者。”微晶科技董事长兼研发负责人吕鹏对《大国之材》说。



高强度、高导电、超薄超轻的石墨烯正在创新人类未来的生活,微晶科技也如同哆啦A梦的那只神奇口袋,正在努力将创新带到现实。



01

从0到1,从实验室走向市场


英国科幻小说家阿瑟·克拉克曾说过:“对于未来,我们能做的唯一准确的预测是它必将无比精彩。”这话用在石墨烯上再恰当不过。


作为碳家族中的一员,石墨烯可谓含着“金汤匙”出生。2004年,英国曼彻斯特大学物理学家海姆和诺沃肖洛夫,成功从石墨中分离出石墨烯。2010年年末,石墨烯斩获诺贝尔物理学奖,一时声名鹊起,甚至被预言将“彻底改变21世纪”,将掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。


而吕鹏来之所以很早就进入这个行业,纯属误打误撞。


2010年,吕鹏进入合肥工业大学微电子专业读研时,导师给另外几个同学都安排了明确的研究方向和实验室。轮到他时,导师觉得石墨烯是一个很不错的材料,就尝试性地让他去研究石墨烯。


这发生在全球石墨烯浪潮之前,国内对这种前沿材料的研究几乎是空白的。吕鹏所在的实验室一直做的是纳米材料的研究,对此也是一无所知。


没有实验室,没有师兄带,更没有参照物,吕鹏回忆起来笑着说,“当时感觉特别悲催。”


但现在的他感谢这段艰苦而磨砺的时光,“相当于经历了一次小的创业。”看文献、买设备、装设备、调试设备、搭建实验室,吕鹏都只能亲力亲为,对设备和工艺的理解有了深层次的提升。



随着研究的不断深入,吕鹏竟渐渐喜欢上石墨烯了。进入中国科学技术大学攻读凝聚态物理博士时,他依然选择继续研究老行当。


经过几年的反复试验,吕鹏终于探索出比较成熟的石墨烯的生产工艺,并做了不少应用研究。他越发认为石墨烯是一种有前景的新材料。“这么好的材料放在实验室束之高阁,就只能一直存在于文献中,太浪费了。”


吕鹏与实验室的几个同学决定,把实验成果推广到市场进行商业化生产。2013年1月,吕鹏和团队在合肥国家大学科技园创办了微晶科技。


创业初期,团队从生产石墨烯薄膜样品起步。很快,石墨烯薄膜样品得到高校、实验室和研究所的高度认可,被中科院、香港城市大学等科研机构采购,并远销海外越来越多的高校和科研单位。


“到后来,我们占据了石墨烯薄膜样品的70%市场。”


但吕鹏和团队也发现了问题,石墨烯样品的市场容量十分有限,只有真正应用到日常生活中去,这种好材料才能发挥它最大的价值。


2013年,国内石墨烯行业迎来春天,中国国家自然科学基金投入2.1亿元推动石墨烯项目的产业化,带动了下游的产品发展。


顺应这股东风,微晶科技在2014年转向了粉体研发。凭着几年稳打稳扎的沉淀,迅速建成石墨烯粉体吨级生产线,月产能达到20吨,并降本70%。


02

用产业化思维打通最后一公里


这是一个科技创造梦想的时代,也是一个创新改变世界的时代。


但并不是每一项创新成果都能得到产业化,吕鹏也走过弯路。


在成功建立石墨烯粉体吨级生产线后,这些品质高、价格低的石墨烯粉体性能固然优越,但在具体应用时却涉及到均匀分散问题,最终变成鸡肋产品,大部分没有化工基础的采购企业没法真正利用好石墨烯的属性产生效益。


为了寻找一条适合公司发展的路径,微晶科技做过OEM代加工,也做过品牌运营。



经过一番挫败,吕鹏逐渐意识到,石墨烯虽然看起来“高大上”,但微晶科技更应该做产品设计的“深度思考者”


为了让客户更方便地使用产品,并将石墨烯真正推入市场,吕鹏决定开发中间产品。“它与市面上的产品通用,但性能更优越,大家还不需要了解枯燥深奥的石墨烯分散等知识。”


吕鹏果断调整方向,开始面向C端市场研发一些可以量产的生活消费品。


2017年,在合肥高投的牵线下,微晶科技和宇航派蒙达成了合作。耕耘于防辐射领域的宇航派蒙找到了成本低且优质的石墨烯材料,微晶科技也终于打通了走向市场的最后一公里。


“现阶段,我们适合做to C的产品,着重于产品研发和设计,把产品精雕细琢好,与有需求的大企业合作,这样更有利于产品的推广应用。”


2017年,微晶科技还成功开发了石墨烯红外理疗产品系列,并且与小米深入合作。短短两个月,微晶科技研发的石墨烯腰带和石墨烯眼罩就在小米有品商城获得了二十万套的销量,吕鹏和团队终于品尝到石墨烯材料产业化应用的胜利果实。


“不一定非得应用到所谓高大上的电子产品里面才是好技术,只要能切切实实造福人类,它就是有价值的。”


“这就是产业化思维和高校思维的区别。”吕鹏似乎在总结过去的自己,他表示高校思维大多带着理想主义,过于关注新材料的尖端特性,以至于很难实现产业化。


“初期的微晶就是学院派,觉得石墨烯本身是个高新技术产品,不愁卖。后来遭遇各种难题,通过努力才让熟悉的技术跟产业接轨,才转型熬过来了。虽然磕磕碰碰,但幸运的是,我们找到了出路。”



针对石墨烯行业目前存在的问题,如过度炒作、低质重复建设、低端产能出现过剩、行业标准缺失导致市场鱼龙混杂、下游应用市场仍未全面打开等现象。吕鹏表示,“市场上90%的石墨烯企业,要么是借着石墨烯做概念营销,实质上并没有和石墨烯有太多关联,要么在抠技术,导致陷入死胡同中,真正能做石墨烯产品并且产业化的很少。”


“我们更倾向于用技术来给客户谋福利,我们要做新材料的配方公司。通过新思路来做配方的优化或者研发出新产品,解决客户的痛点问题。”


03

透明导电膜开启柔性触控新天地


吕鹏给微晶科技的未来制定了三个发展方向。


一是为高校、科研院所提供用于研究的石墨烯薄膜样品;二是聚焦生活消费品类产品,如石墨烯眼罩、腰带、理疗毯的市场拓展;三是中高端石墨烯导电膜。


“我们结合产业化思维,对各种材料进行产业化研究,竭力让高端的产品得到真正的落地。”


目前,微晶科技在石墨烯柔性透明导电膜宏量制备领域已取得突破性进展。


在微晶科技的实验室里,可以亲眼见识到石墨烯的神奇应用。由微晶科技研发的新一代石墨烯纳米银线复合柔性透明导电膜,从外观上看,与普通塑料薄膜无异,可以随意弯曲。用它制成的86寸触摸屏,保持着高度的触摸灵敏性。


与传统ITO材料相比,这种新型透明导电膜具有优异的可挠性、高透过性、高导电性、高环保等特性,可用于触摸屏、可穿戴设备、柔性显示、柔性透明屏蔽、柔性透明发热、薄膜光伏、有机太阳能电池等领域。


吕鹏介绍,团队一开始是以石墨烯透明导电薄膜的产业化应用为目标的,但等到把市面上所有透明导电薄膜都仔细调研后,它已是一个成熟的产品,再做已没有任何优势。而纳米银线在柔性透明导电功能方面有独到的优势,吕鹏专门成立项目组去研究纳米银线制备技术,欲意将纳米银线与石墨烯相结合。


石墨烯纳米银线复合柔性透明导电膜,就是利用石墨烯粉体的改性技术和纳米银线技术,两者接触融合,配置出导电墨水直接涂布在薄膜上,研发出新的导电薄膜,大大降低了生产成本,提高了生产效率。


“我们是国内首家通过石墨烯改性配复合墨水涂布成柔性透明导电膜的企业。”吕鹏表示,目前微晶科技已与多家国内大型液晶显示屏企业达成战略合作。


随着移动智能终端产品的高速发展,显示和触控已成为技术上最成熟、使用最为便捷的人机交互端口。从曲面显示屏到折叠屏手机,柔性触控渐渐进入大众视线,成为未来电子产品的主要发展趋势之一。


尽管未来世界充满期望与不确定,但人们对于石墨烯、对于碳材料的认识和研究才刚刚拉开序幕。石墨烯,到底能否在科技领域创造出无限的可能性呢?


吕鹏与他的微晶科技,在未来或将解答出这个问题。


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THE END




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