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      南方+:碳纖維時代,這家深圳企業想讓中國制造碳納米管材料走入日常生活

      時間:2021-05-21

      【記者】李榮華

      【統籌】曲廣寧

      2021年,深圳以粵港澳大灣區建設為綱,以深圳先行示范區建設為總牽引、總要求,以深圳綜合改革試點為關鍵抓手,改革開放再出發。

      在此背景下,深圳爭當推進產業高質量發展的先行示范者,提出培育一批“鏈主”企業和“專精特新”中小企業,培育戰略性新興產業增長新動能,實施“未來產業引領”計劃等。但與此同時,經濟高質量發展面臨較大壓力,基礎研究、原始創新和關鍵核心技術“卡脖子”問題仍比較突出。

      在此,南方日報、南方+欄目今日開啟,擬深入挖掘一批深圳有“專精特新”潛力或者本身就是“專精特新”的中小企業,報道其在中國乃至全球創新鏈、產業鏈中的獨特價值。

      烯灣科技
      烯灣科技碳納米管纖維

      2月4日晚,2022年北京冬奧會、冬殘奧會火炬外觀設計正式亮相。這一火炬外殼是由碳纖維及其復合材料制造而成。

      碳纖維材料是戰略材料代表,以其突出的力學性能、優異的綜合性能,被譽為“新材料之王”,但制備技術一直被一些發達國家所壟斷。

      不為人知的是,碳納米管纖維材料比碳纖維材料更超前、更優質,但很多技術尚未落地,處于理論研發階段。但是,有一家深圳公司專注碳納米材料的研發、生產及多元化應用多年,成為碳納米材料領域的先行者。

      目前,這家名為深圳烯灣科技有限公司(下稱“烯灣科技”)的創新企業,通過自主研發,攻克了碳納米管纖維量產的關鍵技術,已在全球率先實現碳納米管纖維規?;慨a,具備相關先進產品的產業化能力,進入汽車、新能源電池等產業應用領域。


      歷程:兩個高中同學20年后深圳攜手創業

      烯灣科技的兩位創始人鄧飛、章勝華是高中同學。二人情誼持續20余年,一個是材料學海歸博士,一個是深圳創業者。在公司里,鄧飛是董事長、首席科學家,負責技術研發,總經理章勝華負責企業管理。

      烯灣科技
      章勝華與鄧飛(右)高中時期

      鄧飛人如其名,因為要兼顧在中日美三國的企業業務,從2012年就習慣于“飛來飛去”。忙的時候,鄧飛兩個禮拜要飛三個國家。而章勝華則主要忙于國內的商業接洽和產業落地。記者采訪當天,他中午人在深圳、下午就去長沙參加活動。

      在一次越洋微信語音采訪中,鄧飛介紹了自己的成長經歷。鄧飛父親是上世紀八十年代中國首批公派留學日本的代表、東京大學陶瓷專業博士。受其父熏陶,鄧飛大學也投身新材料研究領域,并進入了碳纖維復合材料領域學術權威、東京大學武田展雄的研究室攻讀博士學位。

      碳纖維被譽為“黑色黃金”,中國將之列為國防航空科技發展的重點研究對象,然而,碳纖維制備關鍵技術長期受美日等發達國家所壟斷,鄧飛也因為中國國籍身份,難以進入碳纖維的相關領域深造學習。

      不過,鄧飛幸運地得到導師武田展雄教授的建議,將研究方向定為“下一代CFRP的納米復合材料的研究”。

      碳納米管纖維算是碳纖維的下一代基礎材料,被稱為“終極纖維”。不過,當時的研究發現,這種材料在納米級別時性能表現優異,一旦堆積到肉眼可見級別時,其納米級別的特性功能就會嚴重弱化,難以量產。

      鄧飛多年試驗攻關研究,攻克了這一業內難題。2016年6月8日,鄧飛與章勝華這兩個高中同學在深圳成立了烯灣科技。

      烯灣科技
      章勝華與鄧飛(右)現在

      與鄧飛不一樣,章勝華從一名手機方案工程師起步,逐漸成為科技公司高管,在產品研發、管理和企業戰略、管理、投融資等方面經驗豐富。在接受高中同學鄧飛的邀請前,他在一家新三板上市公司擔任要職,一直想創辦一家有核心硬科技技術的偉大企業。

      兩人創業后,很快就迎來松禾資本的超千萬元的天使輪投資,又在2017年5月與2020年11月分別完成了A輪與A+輪融資。

      記者從工商信息留意到,烯灣科技早在2017年就籌建了股權激勵平臺。鄧飛介紹,為了吸引更多優秀人才,兩個創始人決定拿出23%的股份給公司核心骨干,“把利益綁定在一起,才有可能成功”。

      與很多創新企業相比,烯灣科技的發展進程相對較慢。在章勝華看來,“慢即快,快即慢”,而且,新材料行業是一個早期重研發、重資金的行業,早期的“慢”,將為未來“快”奠定堅實基礎。


      夢想:打造比“黑色黃金”更優終極材料

      創業初期,鄧飛需要去日本研發制備生產設備、檢測設備,再運回深圳使用。2019年6月,烯灣科技在深圳市龍崗生產基地的產線全線投產,全球率先解決了碳納米管纖維的量產可行性問題,又在廣州市黃埔區建立產業基地,預計到2021年7月竣工后可將碳納米管纖維量產規模指數級放大。

      目前,烯灣科技已獲得、申請國內外核心發明專利140余項,可以量產多種形態、多種規格的碳納米管基礎材料產品,包括陣列碳納米管粉體、薄膜、纖維,性能均達到業內領先水平。尤其對外發布的全球首張大尺寸碳納米管纖維編織布和以全球工業產線生產的最黑涂料碳納米管超黑涂料,意味著這一超前技術具備產業化能力,引起了全球業內的聚焦。

      目前碳納米管纖維行業發展尚在起步,但碳纖維行業的發展趨勢,有利于碳納米管纖維行業的拓展。

      鄧飛介紹,人類正處于基礎材料換代的周期,此前是金屬材料時代,隨著全球原材料趨緊,碳纖維作為替代金屬材料的基礎材料,正在不斷擴大產業規模,比如飛機已有50%的碳纖維復合材料,以前飛機都是比較貴的金屬材料,現在除了引擎都是碳纖維復合材料了。

      從行業觀察,碳纖維以其優異性能,已廣泛應用于風電葉片、航空航天、體育用品等領域,隨著下游需求的擴張,碳纖維遠景需求更為可觀。目前,中國有光威復材、中簡科技、吉林化纖等碳纖維上市公司。華安證券研報認為,我國碳纖維產業已進入全面進口替代的最佳時期。

      從成本比較,鄧飛介紹,經測算,可量產碳納米管纖維不僅有望在強度、斷裂應變、導電性、導熱性等性能上超越已有的高性能碳纖維,其制備成本也將遠低于傳統碳纖維。原來,生產碳纖維的原材料是石油,屬于稀缺礦物資源,價格昂貴,而且生產過程能耗大,污染環境,而碳納米纖維原材料是含碳氣體,尤其是二氧化碳,來源多,且生產能耗低,排出的水,對環境無污染。

      “碳纖維有成本的瓶頸,不然可能替代率更高?!编囷w介紹,碳纖維研制商70%來自日本,如果中國將碳纖維產業規?;慨a、成本管控做好,就可以大規模推廣該類產品,這對下一代的碳納米管纖維的發展“只有好處,沒有壞處”。

      碳納米管纖維市場是否過于超前?鄧飛解釋,碳納米管纖維材料誕生于日本,但碳納米管纖維產業化才開始,主要的市場與產能都在中國,“碳纖維相當于CD,碳納米纖維是U盤,一旦電腦普及,產業規模上去,U盤就沒有劣勢了?!?/span>


      未來:自給自足實現基礎材料國產替代

      因為受父親影響,鄧飛從小時候日本讀書時就懷有產業報國的夢想。

      他認為,國產替代是中國產業升級的必經階段,是中國制造從組裝到創新的應有之舉,是以自主創新打造科技強國的關鍵之舉。

      在鄧飛看來,就像中國是稀土產量大國,但是無法實現核心芯片自給自足一樣,中國的基礎材料產業有待實現自主可控,才會少被“卡脖子”。

      近年,政策利好不斷出現。2020年9月,國家發改委等四部門聯合印發《關于擴大戰略性新興產業投資培育壯大新增長點增長極的指導意見》,高性能纖維材料作為新材料產業發展的重點位列其中。而深圳市工業和信息化局2021年1月印發的《關于進一步促進深圳市新材料產業發展行動計劃(2021-2025年)》(簡稱《行動計劃》),也在積極布局相關材料,涉及項目包括高取向高分子基碳納米管復合材料、碳納米管薄膜、碳納米管纖維、超分散型碳納米管導電劑等。

      不過,《行動計劃》指出,近年來,深圳新材料產業仍存在一些問題和薄弱環節制約產業進一步發展壯大,主要表現在產業基礎研究、原始創新能力與國際先進水平仍有較大差距,新材料制備關鍵工藝與專用裝備缺乏,部分高性能關鍵新材料仍然主要依靠進口,新產品開發周期長、推廣應用難、產業集聚度低、發展空間不足等方面。

      兩位創始人坦言,烯灣科技作為一種深圳新材料行業的先行者,上述問題都碰到過,尤其是目前,作為一種超前的基礎材料,推廣應用是接下來的難點和重點,“如何讓下游客戶接受碳納米管纖維材料是當前的挑戰之一”。

      烯灣科技
      烯灣科技碳納米管薄膜

      經過5年發展的烯灣科技,完成了從0到1的初創期,進入1到X階段的突破期。除了自主開發外,烯灣科技也在與國內外終端產品大廠、知名科研院所合作,共同推動技術轉化、產品落地,積極開拓應用市場。目前,烯灣科技與國內外多家知名企業建立多領域的二次應用開發合作關系。

      截止目前,烯灣科技先進碳納米材料的主要應用領域包括:汽車、高鐵等高端裝備輕量化,高強度壓力儲存容器(如儲氫罐),先進電子封裝/屏蔽/散熱材料,新能源鋰電池正/負極導電材料,增強改性材料等多個領域。

      對于未來,鄧飛和章勝華依然認為耐心最為重要?!耙驗槲覀冏龅氖腔A材料,比如生產一輛汽車,把不銹鋼換成新材料,需要大量性能驗證,比換掉車里的一個屏或沙發的驗證周期要長很長。這是一個漫長的技術驗證和市場教育的過程?!?/span>

      “我的最大愿景,讓碳納米管材料滲透日常生活。我從讀書就開始做,學術界一直否定這個材料,我們證明可以量產,希望可以在眼睛看的地方都開始用了?!编囷w告訴南方+記者。


      企業檔案

      烯灣科技

      項目介紹:2016年6月成立,是全球領先的碳納米管纖維及復合材料研發和生產高科技企業,率先實現了碳納米管纖維量產突破,所生產的碳納米管及纖維力學性能出眾,被稱為下一代新型高強度纖維材料。

      團隊成員:創始人鄧飛是日本東京大學博士;聯合創始人章勝華是北京大學碩士。

      融資狀態:2020年11月宣布完成近2億元A+輪融資。投資機構有松禾資本、博將資本、美都能源、榮富資本等。

      烯灣科技
      鄧飛

      【深創者說①鄧飛】

      在基礎材料尤其是碳纖維材料開發領域,中日企業的原材料一樣,甚至中國制備設備比日本的設備更好,但是,材料產品做出來就沒有日本的好。為什么?因為中國企業的產品良品率比不過日本企業,大部分不能用。

      歸根到底,新材料研發生產不是拿錢砸就能短期砸出來的,它需要經年累月的經驗和技術積累,更需要社會意識形態的改變。

      改變什么?比如在深圳,最缺的是平靜心。這里有很多發財暴富實現命運逆襲的方式,對于缺乏對于在基礎崗位長期踏實堅持的人的充分肯定和尊重。

      我們做前沿材料研發生產,看上去高精尖,但是干的其實就是農民的事兒。每天,我們要早起晚歸,親自去工廠實驗室干活,雇別人代做還做不好,每天很累、很苦、很臟,只有扎扎實實才能把功夫練好。(完)

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