雁棲：大咖共同的納米家園

宋瀟旸 田文靜

2016年，雁棲經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)納米科技園頻頻推出重大舉措，各重點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)展飛速：北京中關(guān)村微納能源投資有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“微納能源”）剛剛于9月29日舉行了開(kāi)工典禮，微納星源（北京）科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“微納星源”）主體建筑完工，北京中科納新印刷技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中科納新”）穩(wěn)步發(fā)展，北京北方國(guó)能科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“北方國(guó)能”）即將投產(chǎn)，使得石墨烯雜化物等新材料的批量生產(chǎn)成為可能……

近幾年來(lái)，王中林、范守善、宋延林、魏飛等中國(guó)科學(xué)家在納米科技領(lǐng)域?qū)覄?chuàng)佳績(jī)，這不僅體現(xiàn)在科研成果上，更體現(xiàn)在發(fā)展納米產(chǎn)業(yè)、將研究項(xiàng)目順利“落地”上。

近幾年來(lái)，中國(guó)科學(xué)家在納米科技領(lǐng)域?qū)覄?chuàng)佳績(jī)，王中林、范守善、宋延林、魏飛……無(wú)論是世界權(quán)威科學(xué)雜志上，還是國(guó)際性納米會(huì)議上，中國(guó)人的名字都頻頻出現(xiàn)，令世界為之矚目。

然而，科研只是手段，并不是目的。如今的科學(xué)家更加注重實(shí)踐性，將科研成果轉(zhuǎn)化為可落地的工程項(xiàng)目，從而進(jìn)一步推動(dòng)中國(guó)納米產(chǎn)業(yè)發(fā)展是王中林、范守善、宋延林、魏飛等納米人共同的選擇。

微納能源已經(jīng)開(kāi)工，微納星源主體建筑完工，中科納新穩(wěn)步發(fā)展，北方國(guó)能即將投產(chǎn)……隨著項(xiàng)目的穩(wěn)步推進(jìn)北京雁棲經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)納米產(chǎn)業(yè)園作為實(shí)現(xiàn)納米科學(xué)人愿望的一個(gè)載體，成為了他們共同的納米家園。

王中林：在雁棲安家的“納米爸爸”

王中林的女兒總是將他親切地稱(chēng)為“納米爸爸”。王中林，這位中組部頂尖“千人計(jì)劃”的入選者，中國(guó)科學(xué)院、歐洲科學(xué)院的雙院士，每每談起最?lèi)?ài)的納米事業(yè)時(shí)，總會(huì)顯得特別興奮，講話的聲音也似乎散發(fā)著一種強(qiáng)大的感染力?；蛟S，這就是納米科學(xué)的魅力。

曾被湯森路透看作2015年諾貝爾獎(jiǎng)得主大熱門(mén)的王中林即使去掉耀眼的光環(huán)和頭銜，也早已是世界級(jí)的科學(xué)“大?！?。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的納米發(fā)電機(jī)項(xiàng)目誕生短短不到10年時(shí)間，已多次獲得世界級(jí)表彰，獲得多項(xiàng)高水平學(xué)術(shù)榮譽(yù)，被世界各地的納米人密切關(guān)注。

世界變化日新月異，王中林很清楚，如不能及時(shí)搶先占領(lǐng)納米能源產(chǎn)業(yè)高地，將手中掌握著的最先進(jìn)的技術(shù)盡快應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)中去，那么很有可能會(huì)在世界科技的迅猛浪潮中落后于人，甚至被拍落懸崖。

作為中國(guó)科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“納米能源所”）這個(gè)大家庭的“家長(zhǎng)”，王中林沒(méi)少發(fā)愁，畢竟將理論過(guò)渡到實(shí)踐中，往往是科研工作最難邁過(guò)的門(mén)檻。

2011年10月，納米能源所的第一次會(huì)議在中關(guān)村東路一家咖啡館召開(kāi)，參會(huì)人員只有3人。一切從零起步，經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，納米能源所迅速壯大，人員也從創(chuàng)立初期的幾個(gè)人、十幾人擴(kuò)張到如今近300人的規(guī)模。

促成這種變化的，除了王中林團(tuán)隊(duì)一直堅(jiān)持“邊建設(shè)，邊引進(jìn)設(shè)備，邊做科研，同時(shí)大力招募精英”的路線之外，更重要的在于他們找到了將項(xiàng)目落地，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的正確路子。隨著北京市及懷柔區(qū)的持續(xù)發(fā)力，在中關(guān)村懷柔園落戶(hù)的納米能源所項(xiàng)目正以加速度的方式得到落實(shí)。

從項(xiàng)目立項(xiàng)起，北京市及懷柔區(qū)就將之列為了科技成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化的重大工程，中科院與北京市、懷柔區(qū)的“院市合作”“院區(qū)合作”典范性型項(xiàng)目。中關(guān)村懷柔園也將這一項(xiàng)目的落實(shí)推進(jìn)列為各項(xiàng)工作之首，做了大量的前期準(zhǔn)備工作，為項(xiàng)目的快速落實(shí)提供了重要保障。

在項(xiàng)目的推進(jìn)過(guò)程中，為了加快項(xiàng)目進(jìn)度，給王中林團(tuán)隊(duì)更多更有效的實(shí)際支持，各項(xiàng)目參與方進(jìn)行了積極嘗試。2014年10月22日，中關(guān)村發(fā)展集團(tuán)與懷柔區(qū)聯(lián)合注冊(cè)成立了北京中關(guān)村微納能源投資有限公司，作為納米能源所項(xiàng)目實(shí)施的主體。2016年5月13日，微納能源在雁棲經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)正式揭牌。對(duì)此，王中林評(píng)價(jià)說(shuō)，這是納米能源所項(xiàng)目推進(jìn)中的一個(gè)重要的里程碑。

微納能源注冊(cè)資金達(dá)1億元，其中，中關(guān)村發(fā)展集團(tuán)出資9 000萬(wàn)元，懷柔區(qū)出資1 000萬(wàn)元，將根據(jù)納米能源所要求進(jìn)行項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)建設(shè)。這種合作模式，可望成為未來(lái)中關(guān)村懷柔園推進(jìn)重點(diǎn)項(xiàng)目落地轉(zhuǎn)化的重要方式之一。

隨著“納米爸爸”的項(xiàng)目落戶(hù)，中關(guān)村懷柔園也迎來(lái)了又一個(gè)撬動(dòng)納米產(chǎn)業(yè)騰飛，進(jìn)而帶動(dòng)區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的契機(jī)。在這之前，中關(guān)村懷柔園已有國(guó)家級(jí)的納米科技創(chuàng)新基地——北京納米科技產(chǎn)業(yè)園，聚集了一批在全國(guó)甚至全球都較知名的納米科技型企業(yè)，納米能源所項(xiàng)目的入駐開(kāi)工，將可能吸引全球更多的納米高端產(chǎn)業(yè)來(lái)到園區(qū)，在這里形成一個(gè)具有全球影響力的納米科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)新城。

范守善：推開(kāi)納米產(chǎn)業(yè)新世界“大門(mén)”

一塊僅有0.3mm厚、0.5g重的薄膜，經(jīng)過(guò)加工可制成2 000張手機(jī)觸摸屏——這就是足以引起一場(chǎng)材料革命的超順排碳納米管陣列薄膜。作為國(guó)家及北京市的重大科技成果產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，“納米材料應(yīng)用產(chǎn)品及其自動(dòng)化裝備產(chǎn)業(yè)化”源于中國(guó)納米科技領(lǐng)軍人物、清華—富士康納米科技研究中心主任范守善院士團(tuán)隊(duì)的技術(shù)發(fā)明成果——超順排碳納米管陣列。

當(dāng)2001年清華大學(xué)范守善院士團(tuán)隊(duì)率先制備成功超順排碳納米管材料時(shí)，他推開(kāi)了世界學(xué)術(shù)界一扇封閉已久的大門(mén)——碳納米管應(yīng)用，也因此被看成是“架起了一個(gè)聯(lián)系納米世界和宏觀世界的橋梁”。即便是到現(xiàn)在，范守善院士領(lǐng)導(dǎo)的清華-富士康納米科技研究中心在相關(guān)生產(chǎn)和應(yīng)用研究中仍保持著世界領(lǐng)先水平。

超順排碳納米管材料具備超強(qiáng)的耐用性，并且可以解決金屬銦這種稀有金屬資源儲(chǔ)量嚴(yán)重不足的問(wèn)題，而且生產(chǎn)過(guò)程也更加環(huán)保，納米新材料的能量將在雁棲經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)逐漸迸發(fā)。

“項(xiàng)目對(duì)我們來(lái)說(shuō)意義非凡。因?yàn)楦鶕?jù)規(guī)劃，懷柔項(xiàng)目的建成將是我們技術(shù)成果大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的起點(diǎn)，趕上的可能是一個(gè)即將迎來(lái)‘井噴的大市場(chǎng)?！表?xiàng)目負(fù)責(zé)單位——微納星源總經(jīng)理張傳林說(shuō)道。

根據(jù)規(guī)劃，該項(xiàng)目在懷柔占地約4公頃，建筑面積3萬(wàn)多平方米，是一個(gè)復(fù)合型的總部基地，主要是生產(chǎn)制作觸摸屏等產(chǎn)品的超順排碳納米材料以及相關(guān)產(chǎn)品部件和智能化生產(chǎn)線。根據(jù)張傳林的估計(jì)，按目前的進(jìn)度，至2016年第3季度末，一期工程可望建成投產(chǎn)，屆時(shí)每個(gè)月生產(chǎn)的碳納米管原料可以制作出300萬(wàn)片手機(jī)觸摸屏。

在這個(gè)項(xiàng)目建成投產(chǎn)之前，相關(guān)技術(shù)成果其實(shí)已有部分實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，但尚未形成規(guī)模。

“懷柔的新生產(chǎn)線無(wú)論是工藝上還是材料上，都比已有的生產(chǎn)線有更多的改進(jìn)，建成后生產(chǎn)的將是WAFER直徑為12英寸的碳納米管原材料，一片WAFER上生長(zhǎng)的納米管材料可以生產(chǎn)2 000只6吋的手機(jī)觸摸屏產(chǎn)品，也還可以生產(chǎn)17吋的PAD。”張傳林說(shuō)。

超順排碳納米管陣列產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目的開(kāi)工建設(shè)，也成為了開(kāi)發(fā)區(qū)納米科技產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的又一面旗幟。隨著該項(xiàng)目主體完工，這場(chǎng)材料革命將不僅僅是雁棲經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)的榮耀，更是納米科學(xué)產(chǎn)業(yè)化的一大進(jìn)步。

宋延林：納米改變綠色印刷業(yè)

要說(shuō)綠色印刷業(yè)，入選科技部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授的中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所新材料實(shí)驗(yàn)室主任、中科納新董事長(zhǎng)宋延林絕對(duì)是領(lǐng)軍人物。

早在2009年，在中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所、聯(lián)想控股等著名科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)的支持下，中科納新就已經(jīng)在懷柔開(kāi)始了納米材料綠色印刷技術(shù)的探索，宋延林也完成了從學(xué)者到學(xué)者型企業(yè)家的身份轉(zhuǎn)變。這一條路，已經(jīng)走了6年多。

宋延林認(rèn)為，噴墨打印技術(shù)已經(jīng)朝著綠色化、功能化、立體化、器件化的方向發(fā)展，而納米材料綠色制版技術(shù)原理主要是利用親水版材，打印出親油圖案進(jìn)行印刷，其優(yōu)勢(shì)在于不避光、無(wú)污染、成本低、可回收。

因此，宋延林帶領(lǐng)中科納新的技術(shù)團(tuán)隊(duì)埋頭苦干，直到開(kāi)發(fā)出適用于書(shū)報(bào)印刷的納新NT220-116B數(shù)字噴墨制版系統(tǒng)、納新NT220-116C數(shù)字噴墨制版系統(tǒng)；全球最高時(shí)速對(duì)開(kāi)報(bào)業(yè)制版系統(tǒng)樣機(jī)——納新NT220-131A數(shù)字噴墨制版系統(tǒng)，中科納新以其獨(dú)有的低廉、環(huán)保、簡(jiǎn)捷成功在綠色印刷業(yè)占領(lǐng)技術(shù)高地，成為懷柔區(qū)企業(yè)自主創(chuàng)新的排頭兵。

對(duì)于印刷行業(yè)來(lái)說(shuō)，提出能夠真正做到環(huán)保、低成本的噴墨制版技術(shù)是技術(shù)體系的創(chuàng)新。

在超薄納米涂層替代傳統(tǒng)感光層，制版工藝中無(wú)需曝光，版材生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、能耗低、從而實(shí)現(xiàn)最終的低成本；無(wú)砂目版基無(wú)需電解氧化處理，完全免處理版材，沒(méi)有顯影、定影液的排放，大大節(jié)約了資源，減少了揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）等有機(jī)物的排放，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的零污染；制版過(guò)程中省去了曝光、顯影環(huán)節(jié)，從而可實(shí)現(xiàn)一人控制多臺(tái)機(jī)器的可能，工藝更加簡(jiǎn)捷。

盡管在噴墨制版體系盡管仍然存在一定技術(shù)難點(diǎn)，會(huì)隨著技術(shù)的發(fā)展將難點(diǎn)客克服，其環(huán)保性和低成本的潛力就會(huì)發(fā)揮出來(lái)，這或許將改變整個(gè)印刷產(chǎn)業(yè)。因此，中科納新堅(jiān)定地走在噴墨制版技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的道路上，并正在通過(guò)公共制版服務(wù)平臺(tái)等模式加快推廣、形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模的快速擴(kuò)張。

納米綠色制版技術(shù)的誕生，不僅僅可以服務(wù)于北京，對(duì)京、津、冀產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展以及國(guó)內(nèi)印刷產(chǎn)業(yè)發(fā)展的輻射帶動(dòng)也日益增強(qiáng)。

在北京市懷柔區(qū)、密云區(qū)建設(shè)綠色制版服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行示范應(yīng)用的基礎(chǔ)上，河北省石家莊市、保定市、廊坊市齊頭并進(jìn)，目前廊坊市的納米綠色制版服務(wù)平臺(tái)已經(jīng)啟動(dòng)建設(shè)，預(yù)期2016年9月份完成建設(shè)，投入使用后可滿(mǎn)足當(dāng)?shù)?00萬(wàn)張/年的制版需求，可大幅度降低印刷廢水中有毒有害物質(zhì)含量，提升印刷行業(yè)的降耗、減排水平，推動(dòng)當(dāng)?shù)赜∷a(chǎn)業(yè)的升級(jí)轉(zhuǎn)型。

魏飛：實(shí)現(xiàn)石墨烯雜化物等新材料批量生產(chǎn)的可能

超過(guò)100篇著作和論文出版，取得了專(zhuān)利30余項(xiàng)，開(kāi)發(fā)了世界最大規(guī)模的碳納米管生產(chǎn)技術(shù)，在流態(tài)化、多相催化及碳納米管領(lǐng)域貢獻(xiàn)卓越……這就是清華大學(xué)化學(xué)工程系教授、博士生導(dǎo)師，教育部“長(zhǎng)江學(xué)者”特聘教授，綠色反應(yīng)工程與工藝北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任魏飛。

他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)主持的北方國(guó)能將在雁棲經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)實(shí)現(xiàn)石墨烯雜化物等新材料批量制備與生產(chǎn)，目前已經(jīng)進(jìn)入試運(yùn)營(yíng)階段。北方國(guó)能是一家從事石墨烯-碳納米管雜化物等新材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售，在超級(jí)電容器、鋰硫電池等前沿科技領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用、經(jīng)營(yíng)、投資的高科技企業(yè)，致力于成為“能源納米碳技術(shù)的引領(lǐng)者”。北方國(guó)能的技術(shù)主要來(lái)源于清華大學(xué)，有著世界領(lǐng)先的石墨烯-碳納米管雜化物高活性催化劑技術(shù)，以及宏量制備和純化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定低成本高質(zhì)量生產(chǎn)石墨烯-碳納米管雜化物。

被稱(chēng)為“世界最強(qiáng)材料”的石墨烯材料，導(dǎo)電性強(qiáng)、可彎折、機(jī)械強(qiáng)度好，可用來(lái)防銹，還可制作傳聲器、超級(jí)電容、柔性電子線路、防彈背心等，近幾年，世界各國(guó)對(duì)石墨烯材料的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用愈發(fā)重視。

然而，在魏飛教授這一項(xiàng)目之前，量產(chǎn)納米級(jí)、高純度的石墨烯材料是無(wú)數(shù)科學(xué)家試圖解決而未能解決的難題。

魏飛教授研制的石墨烯雜化物實(shí)現(xiàn)了氧化石墨烯基納米雜化材料在任意極性及非極性溶劑中的高分散性能，該材料比表面積高達(dá)1 250m2/g，基于該材料開(kāi)發(fā)的超級(jí)電容器在保持能量密度不變的情況下，功率密度提高3～6倍，在儲(chǔ)能領(lǐng)域擁有巨大的應(yīng)用前景

在雁棲經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)注冊(cè)的項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化主體北方國(guó)能計(jì)劃在園區(qū)開(kāi)展石墨烯雜化物等新材料批量制備與生產(chǎn)。中試項(xiàng)目總投資4 000萬(wàn)元，建設(shè)面積4 000m2，計(jì)劃形成年產(chǎn)5t石墨烯雜化材料的產(chǎn)能，目前中試生產(chǎn)線已經(jīng)建設(shè)完成，正在進(jìn)行設(shè)備調(diào)試，2016年將實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)運(yùn)行，預(yù)計(jì)到“十三五”末產(chǎn)能增至100t，形成年產(chǎn)值超過(guò)10億元。

可以預(yù)見(jiàn)，一旦該項(xiàng)目運(yùn)行順利，將對(duì)世界納米產(chǎn)業(yè)及新材料產(chǎn)業(yè)造成巨大沖擊。

王中林院士主導(dǎo)的納米能源與系統(tǒng)研究所項(xiàng)目、范守善院士主導(dǎo)的超順排碳納米管陣列產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目、宋延林教授主導(dǎo)的綠色納米印刷項(xiàng)目，再加上魏飛教授主導(dǎo)的石墨烯雜化材料量產(chǎn)項(xiàng)目，已經(jīng)初具雛形的雁棲開(kāi)發(fā)區(qū)納米科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化高地在技術(shù)上領(lǐng)跑?chē)?guó)際，在產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中一路領(lǐng)先。不久的未來(lái)，納米科學(xué)園即將成為懷柔“科學(xué)城”的焦點(diǎn)。