化學(xué)構(gòu)建未來城市

Yi YiMagazine L 樓劍鋒

1869年，俄羅斯科學(xué)家門捷列夫發(fā)明了元素周期表，為化學(xué)研究開創(chuàng)了新紀(jì)元。150年后，聯(lián)合國(guó)宣布將2019年定為“國(guó)際化學(xué)元素周期表年”。盡管人們很難感受、觸摸到化學(xué)元素，但它們其實(shí)無處不在。基于化學(xué)元素的創(chuàng)新應(yīng)用也在各行各業(yè)改變著人們的生活。更節(jié)能的汽車、更舒適的運(yùn)動(dòng)鞋，背后都離不開新材料的研發(fā)。新材料的不斷涌現(xiàn)與化學(xué)的不斷創(chuàng)新緊密相連。

到2050年，全球?qū)?huì)有70%的人口生活在城市之中。城市將面臨諸多挑戰(zhàn)，但也充滿著無數(shù)可能性。其實(shí)，在技術(shù)發(fā)展的每一次跨越中，化學(xué)也始終為其注入新的活力。在巴斯夫先進(jìn)材料及系統(tǒng)研究平臺(tái)全球總裁樓劍鋒看來，潔凈的空氣、更安全便捷的基礎(chǔ)設(shè)施、更個(gè)性化的設(shè)計(jì)等都是建設(shè)“未來城市”時(shí)需要考慮的要素，而這些都離不開化學(xué)作用。某種程度上，人類如何利用化學(xué)創(chuàng)新，決定了未來生活的走 向。

Yi 過去10年中，化學(xué)行業(yè)在材料創(chuàng)新方面發(fā)生了哪些重要變化？

L 首先，化學(xué)行業(yè)的創(chuàng)新不再局限于新材料的開發(fā)與優(yōu)化，而是注重面向整個(gè)價(jià)值鏈的系統(tǒng)解決方案。巴斯夫與品牌商、設(shè)計(jì)師攜手，為眾多行業(yè)提供創(chuàng)新解決方案。新材料不僅為設(shè)計(jì)師提供更大的設(shè)計(jì)自由度，同時(shí)兼顧客戶功能需求。例如，巴斯夫與中科新松共同開發(fā)新一代概念協(xié)作機(jī)器人，熱塑性聚氨酯彈性體和輕量化塑料的使用大大降低了機(jī)器人自重負(fù)載比，更加輕巧靈活，能滿足中國(guó)不斷增長(zhǎng)的智能制造需求。

其次，可持續(xù)發(fā)展被更深層次地融入了材料創(chuàng)新，高品質(zhì)性能與可持續(xù)發(fā)展相得益彰。巴斯夫與阿迪達(dá)斯合作，為開發(fā)100%可回收環(huán)保概念跑鞋貢獻(xiàn)了材料專業(yè)知識(shí)：這款鞋包含鞋舌、鞋帶、鞋面、中底都由熱塑性聚氨酯彈性體制造，并使用了巴斯夫Infinergy 發(fā)泡熱塑性聚氨酯（E-TPU）專利技術(shù)。創(chuàng)新前沿技術(shù)使得這雙鞋在使用后能夠完全回收利用，并將塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為新產(chǎn)品。

另外，數(shù)字化技術(shù)大大提升研發(fā)創(chuàng)新的速度和效率。巴斯夫?yàn)楸姸鄠€(gè)人護(hù)理品行業(yè)提供解決方案。通常，評(píng)估化妝品配方在保質(zhì)期內(nèi)的穩(wěn)定性需要在實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)很多關(guān)鍵參數(shù)，歷時(shí)三個(gè)月。借助我們的Quriosity超級(jí)計(jì)算機(jī)的虛擬建模和仿真實(shí)驗(yàn)，在短短4秒內(nèi)就能完成配方穩(wěn)定性的預(yù)測(cè)，速度提高了200萬(wàn)倍，而且精準(zhǔn)度超過90%，大大提升了產(chǎn)品開發(fā)速 度。

Yi 過去10年，你專注于面向下游眾多客戶行業(yè)的業(yè)務(wù)管理，且大力支持用創(chuàng)新推動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)展。請(qǐng)問哪些你親自參與的新材料變革讓你印象深刻？

L 在2011年，我與巴斯夫眾多同仁有幸推動(dòng)以聚氨酯復(fù)合材料取代傳統(tǒng)水泥電線桿，并將其引入中國(guó)電力行業(yè)。與普通電線桿相比，這種采用巴斯夫聚氨酯組合料Elastolit 的新型桿塔將抗風(fēng)能力提升了2.5倍。2014年14級(jí)臺(tái)風(fēng)威馬遜襲擊廣東，7萬(wàn)多根混凝土和金屬電線桿不敵臺(tái)風(fēng)威力而倒塌，不僅造成慘重的財(cái)產(chǎn)損失，也讓大片區(qū)域陷入停電。而采用巴斯夫新材料的電線桿始終矗立不倒。依托創(chuàng)新的化學(xué)解決方案守護(hù)極端天氣下的電力供應(yīng)，保障人們生活有序運(yùn)作。這一點(diǎn)讓我感到非常驕傲。

在技術(shù)發(fā)展的每一次跨越，化學(xué)始終注入新的活力。人類如何利用化學(xué)創(chuàng)新，決定了未來生活的走向。

過去幾年我一直在帶領(lǐng)巴斯夫的全球電池材料業(yè)務(wù)。通過全球戰(zhàn)略部署技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)能儲(chǔ)備以及與客戶的深度合作，我們?yōu)槿螂妱?dòng)汽車行業(yè)提供技術(shù)領(lǐng)先、產(chǎn)量領(lǐng)先的高能量密度正極材料，并已經(jīng)成功被當(dāng)前全球領(lǐng)先的電動(dòng)汽車主機(jī)生產(chǎn)商特斯拉所采納并應(yīng)用于其主要車型。從產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)能建設(shè)到最終商業(yè)化的創(chuàng)新案例，為全球交通的可持續(xù)性發(fā)展做出貢獻(xiàn)，這也讓我很有成就感。

Yi 在電動(dòng)汽車的電池領(lǐng)域，巴斯夫有何解決方案？

L 電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車競(jìng)爭(zhēng)，電池技術(shù)是關(guān)鍵，尤其在安全性、續(xù)航里程、充電時(shí)間以及生產(chǎn)成本方面。正極活性材料正是幫助我們實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重中之重。我們研發(fā)并制造具有使用壽命長(zhǎng)、高能量密度、高可靠性且高成本效益的鋰電池鎳鈷錳（NCM）和鎳鈷鋁（NCA）正極材料。電池性能更出色，成本更經(jīng)濟(jì)，電動(dòng)汽車就能“開入尋常百姓家”。其次，電池的設(shè)計(jì)、型號(hào)多種多樣，對(duì)電池材料的要求不盡相同。巴斯夫注重客戶需求，提供量身定制的產(chǎn)品和應(yīng)用開發(fā)。同時(shí)，我們更著眼于長(zhǎng)遠(yuǎn)，注重前瞻性技術(shù)儲(chǔ)備。巴斯夫正在開發(fā)低成本的富鋰錳基活性材料、全固態(tài)電池材料，以及電池回收解決方案。

Yi 你所理解的未來城市，包括交通、道路、建筑、環(huán)境等等，是什么樣的？

L 到2050年，全世界將會(huì)有70%的人生活在城市。未來城市首先是“智慧”。萬(wàn)物互聯(lián)的環(huán)境下，你即使不在家里也可以控制家電，無人駕駛汽車的來臨，使出行更輕松。

其次，建筑是城市的主體，也是能源消耗大戶，全球大都市建筑能耗平均占社會(huì)總能耗的約1/3。減少能耗、環(huán)保、可持續(xù)性毋庸置疑將成為未來建筑的最大趨勢(shì)。

最終，城市的核心是人，當(dāng)大家享有更高品質(zhì)的生活，未來城市的構(gòu)建才具備意義。

潔凈的空氣、更安全便捷的基礎(chǔ)設(shè)施、更個(gè)性化的設(shè)計(jì)等等都是需要考慮的方面。而我們所有關(guān)于“未來城市”的愿景，都離不開神奇的化學(xué)作用。

Yi 以上這些場(chǎng)景，有哪些是可以率先實(shí)現(xiàn)的？

L 建設(shè)智慧城市，諸如5G的新一代通訊技術(shù)將是重要的基建之一。巴斯夫正在研發(fā)新材料，開發(fā)針對(duì)汽車和通訊領(lǐng)域的諸多5G應(yīng)用，確保盡可能低的信號(hào)損耗，從而實(shí)現(xiàn)海量大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸交換。與此同時(shí)，電動(dòng)汽車將成為“智慧交通”不可或缺的一部分。整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈正朝著這一目標(biāo)前行：電池材料讓續(xù)航里程更長(zhǎng)，高性能塑料和高品質(zhì)涂料讓汽車更美觀、更輕，為兼顧實(shí)用功能與設(shè)計(jì)美感打下基礎(chǔ)。

巴斯夫與朗綠科技聯(lián)手建造“未來建筑”模型房屋，為中國(guó)建筑行業(yè)帶來全新愿景。模型房屋的墻體由高性能隔熱材料和節(jié)能門框組成，由于保溫性能出色，具備超薄厚度和絕佳防火性能，從而可以提升居住的舒適性，降低建筑能耗。生活品質(zhì)的提升更是體現(xiàn)在方方面面。為了更加潔凈的空氣，巴斯夫研發(fā)的各種催化劑不僅能用于凈化汽車尾氣，還能應(yīng)用于室內(nèi)空氣凈化器，可以長(zhǎng)效去除游離甲醛。為了高品質(zhì)的運(yùn)動(dòng)生活，巴斯夫與上海都佰城在中國(guó)共同推出基于發(fā)泡熱塑性聚氨酯彈性體材料的塑膠跑道和健身步道，提升運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地的安全性和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。

Yi 巴斯夫在杭州建設(shè)海綿城市時(shí)所使用的材料與普通材料有何不同？

L 每年到雨季，總會(huì)發(fā)生幾次在城中“看?！钡那闆r，不僅對(duì)出行造成不便，也會(huì)形成安全隱患和財(cái)務(wù)損失。杭州海綿城市所采用的Elastopave 是基于聚氨酯黏合劑與砂石混合的透水路面系統(tǒng)。其大大小小的石塊形成了眾多類似海綿并且相互連接的空腔，提高了道路和公共空間的透水性。如果下方為滲透地層，采用該系統(tǒng)的路面每平方米每小時(shí)可透水4000升。對(duì)比傳統(tǒng)瀝青路面，這種材料夏季可以降低路面溫度10攝氏度，從而減輕城市熱島效應(yīng)。在中國(guó)，這種新材料已在福建、河南、云南、重慶和貴州等省市用于道路和公共空間建設(shè)。

Yi 你對(duì)未來城市有怎樣的期待？化學(xué)如何貢獻(xiàn)力 量？

L 未來的城市不僅智慧非凡，注重品質(zhì)生活，更是與可持續(xù)發(fā)展相得益彰。作為扎根化工領(lǐng)域的全球引領(lǐng)者，巴斯夫?qū)⒏淤N近市場(chǎng)，大力深化研發(fā)，憑借化學(xué)材料與面向整個(gè)價(jià)值鏈的系統(tǒng)創(chuàng)新，助推未來城市的發(fā)展。