一顆5克拉的中國夢，看華創三同如何打破納米粉體材料壟斷
核心提示：這不是普通的“白色粉末”——造得了流光溢彩的寶石，做得了烤瓷牙，更是“國之重器”不可或缺的關鍵材料……眼前這瓶看上去和面
這不是普通的“白色粉末”——
造得了流光溢彩的寶石，做得了烤瓷牙，更是“國之重器”不可或缺的關鍵材料……眼前這瓶看上去和面粉差不多的白色粉末，堪稱材料界的“六邊形戰士”。
它的學名叫多元納米粉體材料，按“克”賣的話，最貴可達到上百元。看似平平無奇，卻讓海歸博士靳星和團隊成員們在實驗室里埋頭研發了10余年。
4年前，靳星回國創業，在被國外壟斷的高端納米粉體領域，闖出一條創新成果產業化之路。如今，自主研發的多元納米粉體材料終端產品已應用于新能源、深空探索、精密光學等這些高科技、高附加值領域。
無悔的選擇
在華創三同的展廳里，一顆5克拉大小的寶石吸人眼球。
“這寶石，也是用多元納米粉體材料制成的？肉眼完全看不出差別！”面對記者的疑問和驚訝，靳星似乎早已習慣。
接過寶石，又拿來一瓶粉末，他介紹，人造寶石不僅外形與天然寶石無異，物理、化學性質也幾乎沒有差別。天然的藍寶石是氧化鋁，人造藍寶石也是。“就像河流里的冰和冰箱里的冰，只要掌握好多元納米粉體材料的配方和粒徑，就能實現人造寶石。”
當然，制作紅藍寶石，對于多元納米粉體材料來說，屬實是“大材小用”。對于華創三同來說，真正的“炫技之作”在于高端光學、電學領域的應用。
多元納米粉體材料應用范圍廣泛，可用于電子設備、電池、生物醫藥等領域。同時根據前瞻研究院相關報道，納米粉體材料由于技術含量高、產品應用廣、具有良好的市場前景和發展空間，在新材料行業中成長性較好，市場規模大約在千億元左右。
目前國際上比較常用的納米粉體材料制備方法主要包括固相法、氣相沉積法、液相沉淀法、溶膠凝膠法等，但這些方法同時也有相應的瓶頸和缺陷。例如使用固相法制備納米粉體材料時，顆粒粒徑往往偏大，對設備的精度要求也較高，同時進行多元材料混合時還容易出現不均勻的情況。
而液相法的問題在于，其往往可以在實驗室中得到狀態較好的納米粉體，但在大規模工業生產時粉體穩定性面臨挑戰。
華創三同所研發的多元納米粉體材料，憑借納米級粒徑、原子位摻混的優越特性，正應用于透明裝甲、飛行器頭部紅外整流罩等核心部件，承擔起“國之重器”關鍵材料國產替代的重任。而這，正是靳星回國的初衷。
2020年，32歲的靳星從美國佛蒙特大學博士畢業后入職中國科學院過程工程研究所擔任副研究員。在那里，他深切感受到所做的成果缺少產業化量產，而做純粹的科研并不是他的理想。
在進行大量前期調研后，靳星了解到國內對于多元納米粉體材料的需求持續旺盛，但一直面臨著國外壟斷的“卡脖子”難題，很多制造企業、軍工單位只能依靠進口。
一個強烈的“材料報國”念頭，在靳星心中冉冉升騰——“實現在中國沒有買不到、做不出的功能化多元納米粉體材料的夢想！”
彼時，靳星的大學導師——清華大學科研院副院長李水清教授已在納米顆粒材料研發和規模化合成領域深耕15年以上。當靳星把創業想法告訴恩師時，立即得到了他的大力支持。
2022年，靳星成為烏鎮實驗室納米顆粒材料氣相合成研究團隊執行負責人，并創立桐鄉華創三同科技發展有限公司。“無論是產品研發、設備工藝，還是生產線，國內沒有任何人做過。”靳星知道，這是一條布滿荊棘的創新之路，但他無怨無悔。
華創三同火焰法
2022年華創三同，憑借“一種基于火焰的功能化多元納米顆粒材料的高通量合成技術”項目，在日內瓦國際發明特別展上榮獲金獎。清華大學能動系李水清教授及其課題組成員為主要獲獎人。
該項目發明了基于旋流霧化火焰的多元納米顆粒高通量合成技術，及其在線激光診斷和精確調控方法，在達到多種元素原子位均勻摻混的同時實現了連續性、高產率的產業化能力，目前已完成知識產權轉移，于2022年3月在烏鎮實驗室落地成立桐鄉華創三同科技發展有限公司。
華創三同主要利用火焰法合成高端的納米金屬氧化物材料，主要包括BaTiO3、LLZO、YSZ、BCZYYb、YAG、KNN等材料，這些材料主要應用于電子陶瓷、儲能、鋰電、光纖及牙科等領域。
華創三同定位的是多元氧化物的納米材料的合成，如果進行單一的金屬氧化物納米材料制備，火焰法已是TiO2等粉體材料的主流技術，例如德國贏創集團的P25產品，初創企業并不具有優勢，但多元性納米材料符合未來納米材料發展趨勢和市場需求，而且技術壁壘遠高于單元粉體。靳星表示：“例如在電池電解質方面，我們使用火焰法將五種金屬氧化物摻雜得到了固態電解質，即使放大到納米尺度其混合情況依然十分均勻。”
同時，火焰法是一種擁有較強“平臺性”屬性的技術，其可以靈活生產不同種類的納米粉體材料，并保證大規模生產和實驗室級別擁有同樣的產品性能。此外，由于固相法、液相法等傳統工藝已經發展多年，突破空間不大，相比之下，火焰法的應用能夠更靈活，技術迭代方向也會更多。
火焰法的生產設備主要包括原料調配和進給系統、反應系統、收集輸運系統等。由于火焰法為新型技術，相關生產設備沒有完善的產業鏈，在此方面華創三同進行了原創開發，核心設備完全自主設計，并通過上游技術實力較強的供應商進行設備生產。
除了設備，火焰法合成納米材料的核心還在于對快速復雜的合成過程的診斷、建模和精確調控。火焰法的制備過程十分迅速，通常在數秒內完成，因此在短時間內穩定反應區流場、控制火焰溫度、完成材料轉化過程的識別和判定就需要大量的經驗和科研能力。
靳星表示“華創三同在核心技術方面進行了大量的專業布局，涵蓋了多種產品，火焰法的核心技術是華創三同最大的市場壁壘。同時，華創三同的目標市場是被國外壟斷的高端產品，和目前國內穩定量產的中端產品不會產生沖突。”
從“0到1”
多元納米粉體材料的科技含量，就在一個“細”字上。
將粉體從500納米做到200納米、300納米相對來說比較容易。但從200納米再做到幾十納米，難度呈幾何級數的增長。
如何“做”出這些肉眼都看不見的納米級粉體？“市面上沒有生產設備，那就自己造！”
從“0到1”的突破，總是伴隨著“在希望和絕望中煎熬”的經歷。那段時間，靳星和研發團隊在吃透機器構造原理、控制設計思路等基礎上，完成了自主樣機的設計方案，并突破關鍵部件研制難題，最終造出首臺樣機。
同年，華創三同核心技術獲得日內瓦國際發明展金獎，并完成國家招商局領投的數千萬元天使輪融資。
從樣機到市場，其間路途漫漫。今年開年，靳星和他的團隊很忙。一邊研發生產相關企業下單定制的多元納米粉體材料，一邊對接廠址搬遷事宜。
“開年后就有很多客戶陸續找來，想跟我們團隊定制新產品的開發和迭代。”靳星說，對于今年的市場形勢，他們非常有信心。
短短2年多，華創三同將科技成果迅速轉化為現實生產力，并與航天科技八院、航天科工二院等單位建立緊密合作，洲泉工業園產線建成后，年產值預估可達近億元。
文章來源： 36氪，信息新報，發布第一時間的故事
原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_550840.html
來源：賢集網
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造得了流光溢彩的寶石，做得了烤瓷牙，更是“國之重器”不可或缺的關鍵材料……眼前這瓶看上去和面粉差不多的白色粉末，堪稱材料界的“六邊形戰士”。
它的學名叫多元納米粉體材料，按“克”賣的話，最貴可達到上百元。看似平平無奇，卻讓海歸博士靳星和團隊成員們在實驗室里埋頭研發了10余年。
4年前，靳星回國創業，在被國外壟斷的高端納米粉體領域，闖出一條創新成果產業化之路。如今，自主研發的多元納米粉體材料終端產品已應用于新能源、深空探索、精密光學等這些高科技、高附加值領域。
無悔的選擇
在華創三同的展廳里，一顆5克拉大小的寶石吸人眼球。
“這寶石，也是用多元納米粉體材料制成的？肉眼完全看不出差別！”面對記者的疑問和驚訝，靳星似乎早已習慣。
接過寶石，又拿來一瓶粉末，他介紹，人造寶石不僅外形與天然寶石無異，物理、化學性質也幾乎沒有差別。天然的藍寶石是氧化鋁，人造藍寶石也是。“就像河流里的冰和冰箱里的冰，只要掌握好多元納米粉體材料的配方和粒徑，就能實現人造寶石。”
當然，制作紅藍寶石，對于多元納米粉體材料來說，屬實是“大材小用”。對于華創三同來說，真正的“炫技之作”在于高端光學、電學領域的應用。
多元納米粉體材料應用范圍廣泛，可用于電子設備、電池、生物醫藥等領域。同時根據前瞻研究院相關報道，納米粉體材料由于技術含量高、產品應用廣、具有良好的市場前景和發展空間，在新材料行業中成長性較好，市場規模大約在千億元左右。
目前國際上比較常用的納米粉體材料制備方法主要包括固相法、氣相沉積法、液相沉淀法、溶膠凝膠法等，但這些方法同時也有相應的瓶頸和缺陷。例如使用固相法制備納米粉體材料時，顆粒粒徑往往偏大，對設備的精度要求也較高，同時進行多元材料混合時還容易出現不均勻的情況。
而液相法的問題在于，其往往可以在實驗室中得到狀態較好的納米粉體，但在大規模工業生產時粉體穩定性面臨挑戰。
華創三同所研發的多元納米粉體材料，憑借納米級粒徑、原子位摻混的優越特性，正應用于透明裝甲、飛行器頭部紅外整流罩等核心部件，承擔起“國之重器”關鍵材料國產替代的重任。而這，正是靳星回國的初衷。
2020年，32歲的靳星從美國佛蒙特大學博士畢業后入職中國科學院過程工程研究所擔任副研究員。在那里，他深切感受到所做的成果缺少產業化量產，而做純粹的科研并不是他的理想。
在進行大量前期調研后，靳星了解到國內對于多元納米粉體材料的需求持續旺盛，但一直面臨著國外壟斷的“卡脖子”難題，很多制造企業、軍工單位只能依靠進口。
一個強烈的“材料報國”念頭，在靳星心中冉冉升騰——“實現在中國沒有買不到、做不出的功能化多元納米粉體材料的夢想！”
彼時，靳星的大學導師——清華大學科研院副院長李水清教授已在納米顆粒材料研發和規模化合成領域深耕15年以上。當靳星把創業想法告訴恩師時，立即得到了他的大力支持。
2022年，靳星成為烏鎮實驗室納米顆粒材料氣相合成研究團隊執行負責人，并創立桐鄉華創三同科技發展有限公司。“無論是產品研發、設備工藝，還是生產線，國內沒有任何人做過。”靳星知道，這是一條布滿荊棘的創新之路，但他無怨無悔。
華創三同火焰法
2022年華創三同，憑借“一種基于火焰的功能化多元納米顆粒材料的高通量合成技術”項目，在日內瓦國際發明特別展上榮獲金獎。清華大學能動系李水清教授及其課題組成員為主要獲獎人。
該項目發明了基于旋流霧化火焰的多元納米顆粒高通量合成技術，及其在線激光診斷和精確調控方法，在達到多種元素原子位均勻摻混的同時實現了連續性、高產率的產業化能力，目前已完成知識產權轉移，于2022年3月在烏鎮實驗室落地成立桐鄉華創三同科技發展有限公司。
華創三同主要利用火焰法合成高端的納米金屬氧化物材料，主要包括BaTiO3、LLZO、YSZ、BCZYYb、YAG、KNN等材料，這些材料主要應用于電子陶瓷、儲能、鋰電、光纖及牙科等領域。
華創三同定位的是多元氧化物的納米材料的合成，如果進行單一的金屬氧化物納米材料制備，火焰法已是TiO2等粉體材料的主流技術，例如德國贏創集團的P25產品，初創企業并不具有優勢，但多元性納米材料符合未來納米材料發展趨勢和市場需求，而且技術壁壘遠高于單元粉體。靳星表示：“例如在電池電解質方面，我們使用火焰法將五種金屬氧化物摻雜得到了固態電解質，即使放大到納米尺度其混合情況依然十分均勻。”
同時，火焰法是一種擁有較強“平臺性”屬性的技術，其可以靈活生產不同種類的納米粉體材料，并保證大規模生產和實驗室級別擁有同樣的產品性能。此外，由于固相法、液相法等傳統工藝已經發展多年，突破空間不大，相比之下，火焰法的應用能夠更靈活，技術迭代方向也會更多。
火焰法的生產設備主要包括原料調配和進給系統、反應系統、收集輸運系統等。由于火焰法為新型技術，相關生產設備沒有完善的產業鏈，在此方面華創三同進行了原創開發，核心設備完全自主設計，并通過上游技術實力較強的供應商進行設備生產。
除了設備，火焰法合成納米材料的核心還在于對快速復雜的合成過程的診斷、建模和精確調控。火焰法的制備過程十分迅速，通常在數秒內完成，因此在短時間內穩定反應區流場、控制火焰溫度、完成材料轉化過程的識別和判定就需要大量的經驗和科研能力。
靳星表示“華創三同在核心技術方面進行了大量的專業布局，涵蓋了多種產品，火焰法的核心技術是華創三同最大的市場壁壘。同時，華創三同的目標市場是被國外壟斷的高端產品，和目前國內穩定量產的中端產品不會產生沖突。”
從“0到1”
多元納米粉體材料的科技含量，就在一個“細”字上。
將粉體從500納米做到200納米、300納米相對來說比較容易。但從200納米再做到幾十納米，難度呈幾何級數的增長。
如何“做”出這些肉眼都看不見的納米級粉體？“市面上沒有生產設備，那就自己造！”
從“0到1”的突破，總是伴隨著“在希望和絕望中煎熬”的經歷。那段時間，靳星和研發團隊在吃透機器構造原理、控制設計思路等基礎上，完成了自主樣機的設計方案，并突破關鍵部件研制難題，最終造出首臺樣機。
同年，華創三同核心技術獲得日內瓦國際發明展金獎，并完成國家招商局領投的數千萬元天使輪融資。
從樣機到市場，其間路途漫漫。今年開年，靳星和他的團隊很忙。一邊研發生產相關企業下單定制的多元納米粉體材料，一邊對接廠址搬遷事宜。
“開年后就有很多客戶陸續找來，想跟我們團隊定制新產品的開發和迭代。”靳星說，對于今年的市場形勢，他們非常有信心。
短短2年多，華創三同將科技成果迅速轉化為現實生產力，并與航天科技八院、航天科工二院等單位建立緊密合作，洲泉工業園產線建成后，年產值預估可達近億元。
文章來源： 36氪，信息新報，發布第一時間的故事
原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_550840.html
來源：賢集網
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