▶ 刘琴
一滴水,滴到恒定温度120℃的加热仪器上会瞬间蒸发;那么在仪器上放一块轻薄的软“布”,会发生怎样的变化?手掌便可以安全地放在“布”上面,只感受到一些温热,而不会被烫伤。
近日,在中关村展示中心常设展,上演了这样一场神奇的“魔术”。北京叠加态技术有限公司(以下简称“叠加态公司”)CTO钟飞鹏表示,放在仪器上的“布”不是一块普通的“布”,而是由他们企业研发的全球首创纳米闭孔“柔性”绝热、保温新材料Y-Warm叠加态材料。
源于“突发奇想”
纳米多孔材料在1931年首次被发现,其具有很好的隔热性能但“易碎”,这个问题困扰学界和产业界已近百年。
历经多年技术攻关,叠加态公司研发的叠加态材料可有效降低冷、热能量的交换和传导,成功将“易碎”的材料变成柔韧的“布料”,成为全球首个获得这项技术国家专利和国际专利的创新企业。
钟飞鹏介绍说,叠加态材料厚度仅有0.7毫米、每平方米重约46克,具备在负50-150℃区间隔热和保暖功能,能广泛应用于服装保暖、帐篷、汽车顶棚、高铁车厢、飞机客舱等超过20个主流行业,是一种推动产业升级、节能环保的颠覆性技术新材料。
谈到叠加态材料研发的初衷,钟飞鹏诸多感慨。10多年前,研发团队中有人获知有一种绝热材料很好的“气凝胶”材料被应用到航天领域。他们突发奇想,如果能在服装上使用,不就可以让衣服既轻薄又保暖吗?经过商议,包括钟飞鹏在内8名多领域专家组成的团队,决定破解它的缺陷发挥更大的技术价值。
2013年,叠加态材料研发项目在北京市启动。当时,钟飞鹏辞掉高薪工作,全身心投入叠加态材料的研发中。
万事开头难,搞研发最难的是资金问题。前所未有的技术能否成功是个未知数,但兵马未动粮草需先行,资金投入是第一步。由于新材料研发周期长、风险大,投资人一般都是尽量避而不见。融不到研发资金,大型测试仪器无法购买,团队只好借用外围科研院所和高校的实验平台。
如何打破思维惯性开拓新领域,是团队面临需要解决的另外一道难题。产品会以什么形态呈现一无所知,国际市场也没有成功案例和相关资料可参考,钟飞鹏用“像大海里捞针一样”形容当初的迷茫。
1320次失败
钟飞鹏说,技术创新是八分努力、一分灵感加一分运气。而这项颠覆性技术材料的诞生,团队历时4年经历1000多个不眠之夜和1320次失败。
“每天都看不到希望,这个过程无比煎熬。”钟飞鹏说,项目研发两三年后没有任何进展,团队的情绪已经跌落到极点。“有时候一早到实验室讨论没有任何结果,方案如何进行更一无所知,大家就静坐一整天,中午饭也不吃饭。”
2017年年中,团队经商议慎重决定,将以往实验数据进行整理和分析,待再尝试做一批方案实验后,大家先暂停研发,休息一段时间。“当时所说的休息,不如说是‘放弃’。”钟飞鹏说。
创新的“一分运气”往往在山穷水尽时发生。“这一次做了20多个技术方案,其中就有一个实验结果不明不白地成功了,给团队带来技术实现可能的巨大希望。”钟飞鹏说。
让团队感到欣喜的同时,烦恼也随之而来。20多个实验里,到底哪个技术路线是对的,为什么是对的?无从所知。摆在团队面前的新困难是需要找到技术路线的还原,团队又一次陷入新的无助与无奈的黑暗中。
历经8个月梳理一个个技术点、优化一项项可能,终于破解可行技术的秘密。2017年8月19日,钟飞鹏清清楚楚记得这个时间,叠加态材料在北京实验室实现全球首次研发成功。
这次“小试”的成功大大振奋了团队的士气与信心。但实验研发成功能申请专利和发表论文,并不代表能顺利进入中试,中试实现不代表能稳定量产;创新链中环环相扣缺一不可,每一步都是一道难以逾越的“关卡”。
颠覆性突破
2017年下半年,该项目技术中试和量产同步进行。生产设备将技术工艺转化成实际产品是必经之路。然而当把实验室样品和工艺要求发给全球众多知名设备制造商后,所有的答复竟出奇地一致:此项技术不可能实现产业化!“联系见面,对方连电话都不接了。”钟飞鹏无奈地说道。
无数次地被否定,并没有击垮团队的信心,团队开始自行整合生产设备。2019年6月13日,叠加态公司成立,并建成首条试验生产线。2020年,叠加态公司完成叠加态材料技术验证,并获得发明专利授权。
宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。历经多年艰苦创新,2021年,叠加态材料首次供应市场,并走出国门。
2021年,叠加态材料应用于冬装;2022年北京冬奥会,清华大学研究团队将叠加态材料应用到部分室外观赛的热保障中;中国科学院一位研究员把材料应用于极寒环境的保温。
此外,叠加态材料的海外市场也在不断扩大。美国航空航天局供应商与叠加态公司建立合作关系,欧洲知名品牌把材料应用于户外用品的防寒,日本多家企业把材料应用于冬季服装的保暖。
“这是历史上首次把绝热技术应用于冬季防寒用品的热传导,让轻薄代替厚重。”叠加态公司国际事业部日本市场负责人祖拉介绍说,2025年3月,叠加态材料的国外市场份额已达到75%。目前服装行业是叠加态材料的主打市场,在鞋履应用中,叠加态材料仅用1/4的重量和厚度,达到与知名材料相当的保温性能。
谈及企业的下一步发展,钟飞鹏说:“2025年,企业将进一步扩大产能,在全球持续布局,在去年生产800万米的基础上,实现全年生产约1100万米的目标。”