導讀納米科技是一次非常深刻的技術(shù)革命，不僅可以改變傳統(tǒng)的微觀世界，還可以應(yīng)用于傳統(tǒng)工業(yè)中，促進產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級。但由于“納米”概念炒作過度，納米信譽度降低，近幾年國內(nèi)的納米材料企業(yè)成長并不明顯，涉及納米材料的上市公司共有12家，其中9家公司負增長。生物納米技術(shù)成為納米技術(shù)未來的看點。
“納米”在當下而言，不再是一個新鮮的概念，甚至我們對它已經(jīng)覺得陳乏無味。但是，國家“十二五”規(guī)劃中將之作為重點發(fā)展對象，似乎有想回歸理性認識真實的“納米”的趨勢。
十幾年前，《科學美國人》雜志曾提出一種誘人的夢想：若在地球與月亮之間搭建一座天梯，跨越38萬公里的距離而不被自身重量拉斷的材料，只有碳納米管!這樣的假設(shè)或許并不好實現(xiàn)，但用碳納米管建設(shè)地球與國際空間站、衛(wèi)星連接“天梯”，卻是可以預期的夢想。或許那時候，人類進入太空或運送物資進入空間站時，可以像乘坐電梯一樣前往。
此前，全世界的科學家為了這一夢想絞盡腦汁，始終未能制備足夠長的碳納米管。清華大學機械系、物理系、化工系先后制成了20厘米長度的碳納米管束或單根碳納米管后，國際上幾年來再也沒有新的突破。其中最關(guān)鍵的困難，是碳納米管“生長”(制造)過程中，高溫環(huán)境下催化劑會很快失去活性，導致碳納米管停止“生長”。
值得期待的還有，這類超長碳納米管擁有長度、生長速度快與結(jié)構(gòu)超完美的多種重誘人特性。這樣的碳納米管已經(jīng)接近理論最高值的拉伸強度，從而具有意想不到的機械性能——真正可以和鋼鐵、鈦合金等材料同場競技，進入應(yīng)用領(lǐng)域，制造“拉不斷”的繩子、“扯不破”的纖維布、“打不透”的防彈衣。
在“十二五”規(guī)劃的重點產(chǎn)品目錄當中，納米材料重點包括了納米碳管及納米碳管纖維、富勒烯、納米環(huán)境材料以及納米粉體材料。其中，納米碳管運用于高強度復合結(jié)構(gòu)材料，納米結(jié)構(gòu)電子器件，熱電材料，電池電極材料，低溫高靈敏度傳感器，生物分子載體，催化劑載體，下游領(lǐng)域廣泛，用途廣。“一是它的用途廣，其他材料無可替代;二是目前正在進一步開發(fā)，成本比之前大大降低了，在國內(nèi)已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)量化。”浙江納米材料開發(fā)應(yīng)用協(xié)會秘書長關(guān)君正秘書長告訴記者。
碳納米管顛覆傳統(tǒng)行業(yè)，中國寶安石墨烯看點
被譽為“21世紀新材料”的納米材料，其特異的化學、機械、電子、磁學及光學性能引起人們的廣泛關(guān)注和重視。
“不過，近幾年國內(nèi)的納米材料企業(yè)不大生長，因為之前商家把‘納米’概念炒爛了，降低了納米的信譽度。”關(guān)君正告訴記者。
在理財周報材料科學實驗室數(shù)據(jù)庫中，涉及納米材料的上市公司共有12家，總市值71.6億，其中9家公司2012年凈利潤同比增長率均為負數(shù)，中國寶安(000009.SZ)涉足石墨烯，2012年凈利潤同比增長率為259%，成為行業(yè)內(nèi)的佼佼者。
石墨烯作為當今世界最為熱門的新材料之一，自其發(fā)現(xiàn)之日起就受到了全世界的關(guān)注，其發(fā)現(xiàn)者更是獲得了諾貝爾獎的殊榮，圍繞石墨烯的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究在最近幾年中也呈現(xiàn)出突飛猛進的態(tài)勢。然而，至今尚無石墨烯的量產(chǎn)技術(shù)，且石墨烯的制備成本太高，大大限制了石墨烯產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，因此攻克石墨烯低成本規(guī)模化制備技術(shù)成為了石墨烯相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中至關(guān)重要的一步。
作為一種技術(shù)含量極高的碳材料，石墨烯在半導體、光伏、鋰電池、航天、軍工、LED、觸控屏等領(lǐng)域都將帶來一次材料革命。不過，石墨烯目前尚未產(chǎn)業(yè)化。有分析認為，作為一種理想的替代型材料，石墨烯一旦實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化其產(chǎn)值至少在萬億以上。
中國寶安成立子公司深圳市貝特瑞納米科技有限公司專門研制石墨烯。該公司7月31日國家知識產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站公布了貝特瑞納米科技有限公司申請的“帶狀石墨烯的制備方法”專利獲得授權(quán)的信息。中國寶安稱，目前貝特瑞公司石墨烯項目處于應(yīng)用研究階段，尚無法預測相關(guān)產(chǎn)品投入商業(yè)應(yīng)用的時間及對公司未來收益的影響程度，尚未批量對外銷售。
目前被討論最多的兩種納米填料還有納米粘土和碳納米管，并且都已經(jīng)取得了商業(yè)化應(yīng)用。
據(jù)媒體報道，近日北京市科委支持科研項目再次取得世界性突破——繼建立全球首個碳納米管薄膜生產(chǎn)線之后，又成功制備出世界上最長的、單根長度達半米以上的碳納米管，創(chuàng)造了新的世界紀錄。
如此先進的高科技產(chǎn)物，那究竟什么是碳納米管?
在納米材料中，碳納米材料一直是近年來國際材料科學的前沿領(lǐng)域之一。而碳納米管在納米材料中最富代表性，性能最優(yōu)異，在各個領(lǐng)域引起普遍關(guān)注。科學家們還預測，碳納米管將成為21世紀最有前途的納米材料。
碳納米管是迄今為止發(fā)現(xiàn)的力學性能最好的材料之一，有著極高的拉伸強度和斷裂伸長率。其密度只有鋼鐵的六分之一到四分之一，單位質(zhì)量上的拉伸強度，卻是鋼鐵的276倍之高，遠遠超過目前人類發(fā)現(xiàn)和制造的其他任何材料。
“碳納米管有五種特性是其他材料無可替代的。首先它的硬度是鋼鐵的100倍，但是重量卻只有鋼鐵的1/6;二是它的導熱性好，一分鐘可以導熱;三是它是管狀的，展開的表面積增大，每一克碳管展開可展開500-600平米，上面可以組裝的東西多;四是它的半導體特性;最后是它的生物相容性，用于作為靶向藥物載體，可作為治癌藥物。”關(guān)君正秘書長告訴記者。
盡管碳納米管的技術(shù)性能非常好，但因制造成本過高和生產(chǎn)技術(shù)工藝等問題，致使碳納米管有“貴比黃金”之稱，國際市場90%的高純度碳納米管的價格高達每克上百美元，一般純度的碳納米管價格也在60美元/克，遠遠高出黃金的價格。
“由于原材料對純度的要求高，致使碳納米管的工藝成本高。目前國內(nèi)的碳納米管技術(shù)已經(jīng)走在國際前沿，只要成本降下來，將會有很大的市場潛力。碳納米管現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)量化，主要用到工廠的脫硫脫銷、脫二噁英方面，以后還會用于汽車如替代保險杠、電源等。”關(guān)君正秘書長向記者解釋。
據(jù)有關(guān)報道稱，使用了碳納米管材料后，鋁酸蓄電池的能量可提高18%，另外，手機鋰電池若采用了碳納米管復合材料，手機可待機18天之久。
“納米材料可以運用到我們?nèi)粘Ｉ畹囊隆⑹场⒆ ⑿挟斨校磥淼陌l(fā)展方向應(yīng)該是納米環(huán)境材料，意義重大。比如目前正在開發(fā)的新產(chǎn)品——抗PM.2.5的衣服，還有防紫外線功能的化妝品、能降解新房子有毒氣味的墻體材料等等，甚至是平時喝的水，也加入納米技術(shù)，將之變?yōu)樾》肿訄F水，更加有助于細胞吸收營養(yǎng)，不過這種水還處于推廣階段，現(xiàn)在還屬于特供產(chǎn)品。”關(guān)君正秘書長告訴記者。
這將會是一種顛覆傳統(tǒng)行業(yè)的材料。
然而，和任何一個行業(yè)一樣，納米材料領(lǐng)域里面風險與機遇共存。在浪里淘金的企業(yè)當中，也有遭遇“滑鐵盧”的不幸。
2001年，威孚高科(000581.SZ)發(fā)布消息，稱將作為主發(fā)起人投資3000萬元發(fā)起設(shè)立江蘇省納米科技開發(fā)公司。此外，該公司又在南京市與南京大學、東南大學、南京理工大學及南京工業(yè)大學四所著名高校就正式定名的江蘇省納米科技與應(yīng)用開發(fā)中心舉行合作協(xié)議簽約儀式。當時威孚高科董事長許良飛接受媒體采訪時指出，這消息已表明，威孚高科目前已擔當起納米科技開發(fā)與應(yīng)用的中堅力量。
此去經(jīng)年，物似人非。據(jù)該公司2012年報，凈利潤同比下降19.4%，目前公司的重大項目主要是汽車零部件產(chǎn)業(yè)化。“納米材料成本太高了，我們已經(jīng)不做好幾年了的。”威孚高科董秘周衛(wèi)星表示。
納米未來看點生物醫(yī)藥，樂普醫(yī)療支架在列
在納米材料領(lǐng)域里面，值得一提的公司還有在美國上市的西安量維生物納米科技股份有限公司。
西安量維是一家在天然生物化學產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，專業(yè)從事以天然藥食同源的動植物為原料，研發(fā)、生產(chǎn)與銷售納米級生物原料中間體、納米級健康保健食品、納米級健康化妝品、納米級生物抗菌消毒類產(chǎn)品等的民營股份制公司高新技術(shù)企業(yè)。
生物納米技術(shù)被認為是中國在新技術(shù)領(lǐng)域為數(shù)不多的能夠與世界先進水平保持同步的一塊陣地。
2005年5月19日，該公司和中國最大的航天育種高科技企業(yè)中科航天股份“強強聯(lián)合”，致力打造航天育種生物產(chǎn)品的中藥現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)了從納米級保健品到納米級化妝品再到納米醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)鏈的轉(zhuǎn)型升級。
將納米材料運用到生物醫(yī)學領(lǐng)域，這是個值得探討的話題。“目前國內(nèi)的納米材料在生物醫(yī)學以及航空航天領(lǐng)域要比國外落后。”關(guān)君正秘書長告訴記者。
而納米技術(shù)在醫(yī)學上的運用則包括了正在研制的生物芯片包括細胞芯片、蛋白質(zhì)芯片(生物分子芯片)和基因芯片(即DNA片)等，它們都具有集成、并行和快速檢測的優(yōu)點，已成為納米生物工程的前沿科技。
據(jù)悉，這些技術(shù)將直接應(yīng)用于臨床診斷，藥物開發(fā)和人類遺傳診斷，植入人體后可使人們隨時隨地都可享受醫(yī)療，而且可在動態(tài)檢測中發(fā)現(xiàn)疾病的先兆信息，使早期診斷和預防成為可能。
國內(nèi)涉足納米醫(yī)學的公司還有樂普醫(yī)療(300003.SZ)，該公司2012年收購北京思達醫(yī)用裝臵有限公司進入心臟瓣膜器械領(lǐng)域，公司進一步研制開發(fā)了下一代藥物洗脫支架—抗體藥物聯(lián)合支架。
該支架在納米支架的基礎(chǔ)上，將與血液接觸的支架表面原來的藥物涂層改為CD34抗體涂層，進一步促進支架表面的內(nèi)皮化，提高其安全性。
“納米”在當下而言，不再是一個新鮮的概念，甚至我們對它已經(jīng)覺得陳乏無味。但是，國家“十二五”規(guī)劃中將之作為重點發(fā)展對象，似乎有想回歸理性認識真實的“納米”的趨勢。
十幾年前，《科學美國人》雜志曾提出一種誘人的夢想：若在地球與月亮之間搭建一座天梯，跨越38萬公里的距離而不被自身重量拉斷的材料，只有碳納米管!這樣的假設(shè)或許并不好實現(xiàn)，但用碳納米管建設(shè)地球與國際空間站、衛(wèi)星連接“天梯”，卻是可以預期的夢想。或許那時候，人類進入太空或運送物資進入空間站時，可以像乘坐電梯一樣前往。
此前，全世界的科學家為了這一夢想絞盡腦汁，始終未能制備足夠長的碳納米管。清華大學機械系、物理系、化工系先后制成了20厘米長度的碳納米管束或單根碳納米管后，國際上幾年來再也沒有新的突破。其中最關(guān)鍵的困難，是碳納米管“生長”(制造)過程中，高溫環(huán)境下催化劑會很快失去活性，導致碳納米管停止“生長”。
值得期待的還有，這類超長碳納米管擁有長度、生長速度快與結(jié)構(gòu)超完美的多種重誘人特性。這樣的碳納米管已經(jīng)接近理論最高值的拉伸強度，從而具有意想不到的機械性能——真正可以和鋼鐵、鈦合金等材料同場競技，進入應(yīng)用領(lǐng)域，制造“拉不斷”的繩子、“扯不破”的纖維布、“打不透”的防彈衣。
在“十二五”規(guī)劃的重點產(chǎn)品目錄當中，納米材料重點包括了納米碳管及納米碳管纖維、富勒烯、納米環(huán)境材料以及納米粉體材料。其中，納米碳管運用于高強度復合結(jié)構(gòu)材料，納米結(jié)構(gòu)電子器件，熱電材料，電池電極材料，低溫高靈敏度傳感器，生物分子載體，催化劑載體，下游領(lǐng)域廣泛，用途廣。“一是它的用途廣，其他材料無可替代;二是目前正在進一步開發(fā)，成本比之前大大降低了，在國內(nèi)已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)量化。”浙江納米材料開發(fā)應(yīng)用協(xié)會秘書長關(guān)君正秘書長告訴記者。
碳納米管顛覆傳統(tǒng)行業(yè)，中國寶安石墨烯看點
被譽為“21世紀新材料”的納米材料，其特異的化學、機械、電子、磁學及光學性能引起人們的廣泛關(guān)注和重視。
“不過，近幾年國內(nèi)的納米材料企業(yè)不大生長，因為之前商家把‘納米’概念炒爛了，降低了納米的信譽度。”關(guān)君正告訴記者。
在理財周報材料科學實驗室數(shù)據(jù)庫中，涉及納米材料的上市公司共有12家，總市值71.6億，其中9家公司2012年凈利潤同比增長率均為負數(shù)，中國寶安(000009.SZ)涉足石墨烯，2012年凈利潤同比增長率為259%，成為行業(yè)內(nèi)的佼佼者。
石墨烯作為當今世界最為熱門的新材料之一，自其發(fā)現(xiàn)之日起就受到了全世界的關(guān)注，其發(fā)現(xiàn)者更是獲得了諾貝爾獎的殊榮，圍繞石墨烯的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究在最近幾年中也呈現(xiàn)出突飛猛進的態(tài)勢。然而，至今尚無石墨烯的量產(chǎn)技術(shù)，且石墨烯的制備成本太高，大大限制了石墨烯產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，因此攻克石墨烯低成本規(guī)模化制備技術(shù)成為了石墨烯相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中至關(guān)重要的一步。
作為一種技術(shù)含量極高的碳材料，石墨烯在半導體、光伏、鋰電池、航天、軍工、LED、觸控屏等領(lǐng)域都將帶來一次材料革命。不過，石墨烯目前尚未產(chǎn)業(yè)化。有分析認為，作為一種理想的替代型材料，石墨烯一旦實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化其產(chǎn)值至少在萬億以上。
中國寶安成立子公司深圳市貝特瑞納米科技有限公司專門研制石墨烯。該公司7月31日國家知識產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站公布了貝特瑞納米科技有限公司申請的“帶狀石墨烯的制備方法”專利獲得授權(quán)的信息。中國寶安稱，目前貝特瑞公司石墨烯項目處于應(yīng)用研究階段，尚無法預測相關(guān)產(chǎn)品投入商業(yè)應(yīng)用的時間及對公司未來收益的影響程度，尚未批量對外銷售。
目前被討論最多的兩種納米填料還有納米粘土和碳納米管，并且都已經(jīng)取得了商業(yè)化應(yīng)用。
據(jù)媒體報道，近日北京市科委支持科研項目再次取得世界性突破——繼建立全球首個碳納米管薄膜生產(chǎn)線之后，又成功制備出世界上最長的、單根長度達半米以上的碳納米管，創(chuàng)造了新的世界紀錄。
如此先進的高科技產(chǎn)物，那究竟什么是碳納米管?
在納米材料中，碳納米材料一直是近年來國際材料科學的前沿領(lǐng)域之一。而碳納米管在納米材料中最富代表性，性能最優(yōu)異，在各個領(lǐng)域引起普遍關(guān)注。科學家們還預測，碳納米管將成為21世紀最有前途的納米材料。
碳納米管是迄今為止發(fā)現(xiàn)的力學性能最好的材料之一，有著極高的拉伸強度和斷裂伸長率。其密度只有鋼鐵的六分之一到四分之一，單位質(zhì)量上的拉伸強度，卻是鋼鐵的276倍之高，遠遠超過目前人類發(fā)現(xiàn)和制造的其他任何材料。
“碳納米管有五種特性是其他材料無可替代的。首先它的硬度是鋼鐵的100倍，但是重量卻只有鋼鐵的1/6;二是它的導熱性好，一分鐘可以導熱;三是它是管狀的，展開的表面積增大，每一克碳管展開可展開500-600平米，上面可以組裝的東西多;四是它的半導體特性;最后是它的生物相容性，用于作為靶向藥物載體，可作為治癌藥物。”關(guān)君正秘書長告訴記者。
盡管碳納米管的技術(shù)性能非常好，但因制造成本過高和生產(chǎn)技術(shù)工藝等問題，致使碳納米管有“貴比黃金”之稱，國際市場90%的高純度碳納米管的價格高達每克上百美元，一般純度的碳納米管價格也在60美元/克，遠遠高出黃金的價格。
“由于原材料對純度的要求高，致使碳納米管的工藝成本高。目前國內(nèi)的碳納米管技術(shù)已經(jīng)走在國際前沿，只要成本降下來，將會有很大的市場潛力。碳納米管現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)量化，主要用到工廠的脫硫脫銷、脫二噁英方面，以后還會用于汽車如替代保險杠、電源等。”關(guān)君正秘書長向記者解釋。
據(jù)有關(guān)報道稱，使用了碳納米管材料后，鋁酸蓄電池的能量可提高18%，另外，手機鋰電池若采用了碳納米管復合材料，手機可待機18天之久。
“納米材料可以運用到我們?nèi)粘Ｉ畹囊隆⑹场⒆ ⑿挟斨校磥淼陌l(fā)展方向應(yīng)該是納米環(huán)境材料，意義重大。比如目前正在開發(fā)的新產(chǎn)品——抗PM.2.5的衣服，還有防紫外線功能的化妝品、能降解新房子有毒氣味的墻體材料等等，甚至是平時喝的水，也加入納米技術(shù)，將之變?yōu)樾》肿訄F水，更加有助于細胞吸收營養(yǎng)，不過這種水還處于推廣階段，現(xiàn)在還屬于特供產(chǎn)品。”關(guān)君正秘書長告訴記者。
這將會是一種顛覆傳統(tǒng)行業(yè)的材料。
然而，和任何一個行業(yè)一樣，納米材料領(lǐng)域里面風險與機遇共存。在浪里淘金的企業(yè)當中，也有遭遇“滑鐵盧”的不幸。
2001年，威孚高科(000581.SZ)發(fā)布消息，稱將作為主發(fā)起人投資3000萬元發(fā)起設(shè)立江蘇省納米科技開發(fā)公司。此外，該公司又在南京市與南京大學、東南大學、南京理工大學及南京工業(yè)大學四所著名高校就正式定名的江蘇省納米科技與應(yīng)用開發(fā)中心舉行合作協(xié)議簽約儀式。當時威孚高科董事長許良飛接受媒體采訪時指出，這消息已表明，威孚高科目前已擔當起納米科技開發(fā)與應(yīng)用的中堅力量。
此去經(jīng)年，物似人非。據(jù)該公司2012年報，凈利潤同比下降19.4%，目前公司的重大項目主要是汽車零部件產(chǎn)業(yè)化。“納米材料成本太高了，我們已經(jīng)不做好幾年了的。”威孚高科董秘周衛(wèi)星表示。
納米未來看點生物醫(yī)藥，樂普醫(yī)療支架在列
在納米材料領(lǐng)域里面，值得一提的公司還有在美國上市的西安量維生物納米科技股份有限公司。
西安量維是一家在天然生物化學產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，專業(yè)從事以天然藥食同源的動植物為原料，研發(fā)、生產(chǎn)與銷售納米級生物原料中間體、納米級健康保健食品、納米級健康化妝品、納米級生物抗菌消毒類產(chǎn)品等的民營股份制公司高新技術(shù)企業(yè)。
生物納米技術(shù)被認為是中國在新技術(shù)領(lǐng)域為數(shù)不多的能夠與世界先進水平保持同步的一塊陣地。
2005年5月19日，該公司和中國最大的航天育種高科技企業(yè)中科航天股份“強強聯(lián)合”，致力打造航天育種生物產(chǎn)品的中藥現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)了從納米級保健品到納米級化妝品再到納米醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)鏈的轉(zhuǎn)型升級。
將納米材料運用到生物醫(yī)學領(lǐng)域，這是個值得探討的話題。“目前國內(nèi)的納米材料在生物醫(yī)學以及航空航天領(lǐng)域要比國外落后。”關(guān)君正秘書長告訴記者。
而納米技術(shù)在醫(yī)學上的運用則包括了正在研制的生物芯片包括細胞芯片、蛋白質(zhì)芯片(生物分子芯片)和基因芯片(即DNA片)等，它們都具有集成、并行和快速檢測的優(yōu)點，已成為納米生物工程的前沿科技。
據(jù)悉，這些技術(shù)將直接應(yīng)用于臨床診斷，藥物開發(fā)和人類遺傳診斷，植入人體后可使人們隨時隨地都可享受醫(yī)療，而且可在動態(tài)檢測中發(fā)現(xiàn)疾病的先兆信息，使早期診斷和預防成為可能。
國內(nèi)涉足納米醫(yī)學的公司還有樂普醫(yī)療(300003.SZ)，該公司2012年收購北京思達醫(yī)用裝臵有限公司進入心臟瓣膜器械領(lǐng)域，公司進一步研制開發(fā)了下一代藥物洗脫支架—抗體藥物聯(lián)合支架。
該支架在納米支架的基礎(chǔ)上，將與血液接觸的支架表面原來的藥物涂層改為CD34抗體涂層，進一步促進支架表面的內(nèi)皮化，提高其安全性。
