材料是人类用来制造物品、器件、构件、机器或其他产品的物质,我们身边的物体都是由材料制成的,生活离不开材料。
人类文明的发展与材料息息相关,历史学家通常以一种新材料的出现和广泛运用,作为划分时代的标志,并以该材料命名一个时代。
一部材料史也是一部文明史。人类文明的发展史就是一部学习利用材料、制造材料和创新材料的历史。
按照材料发展历程,人类社会划分为以下几个阶段:旧石器时代;新石器时代(100万年以前至1万年前);青铜器时代(1万年以前至5000年);铁器时代(3000年以前,中国的铁器时代始于公元前9世纪至公元前8世纪的西周晚期)。
材料是人类进化的里程碑,人类的文明进步,很大程度取决于工具及其制作材料的进步程度。在石器和青铜器时代,材料的发展满足了人类的生存需要、社会秩序和文明建设的需要;在铁器时代,金属等材料的进一步发展满足了农耕畜牧、文明扩张的要求。
无论是从旧石器时代到新石器时代,还是从青铜器时代到钢铁时代,再到半导体被广泛应用的信息时代,人类社会逐步从蒙昧野蛮时代走向文明时代。
“新材料”的发现和使用,顺应人类文明发展的要求,并推动着人类文明继续向前。以新材料应用为主要特征的科技创新,对社会生产力起着重要的推动作用。
没有材料的发展,就没有人类文明的进步,从经济发展和人类进步的角度上讲,材料的重要性足以代表一个时代的更迭。
材料通常分为传统材料和新型材料,传统材料是指那些成熟且可以商业化、批量生产与大量应用的材料,如钢铁、水泥、塑料等。这类材料由于用量大、产值高、涉及面广,又是不少支柱产业的基础,所以又称为基础材料。
新型材料,也称新材料,是指具有优异性能的结构材料和有特殊性质的功能材料。新材料可分为先进基础材料、关键战略材料和前沿新材料。
与传统材料工业相比,新材料的发展不仅可以带动传统产业技术提升和产品升级,还能促进国家整体高新技术产业的进步和综合实力的提升,新材料的发展是人类进步的标志,已成为推动科技进步的重要力量。
科技在突飞猛进发展,人类发现了很多奇特的新材料,它们个性奇特,用途广泛,对人类社会发展和人类文明进步起到了重要的促进作用。
在新材料领域,富勒烯堪称是20世纪最伟大的发现之一。1985年,英国天文学家克罗托(Kroto)、美国天文物理学家科尔(Curl)、美国化学家斯莫利(Smalley)、三位科学家在探索宇宙星云尘埃组成时意外发现,三位科学家模拟宇宙星云环境,首次合成富勒烯。11年后,三位科学家因此获得诺贝尔化学奖。
富勒烯一度被认为只在宇宙中天然存在,因为富勒烯的形成需要超高温和高压环境,因此在地球上,基本上没有天然的富勒烯。
原本在地球上不存在的富勒烯,却是宇宙星云的主要组成物质,科学家通过研究宇宙星云的光谱发现了富勒烯,通过在地球上模拟了宇宙星云的环境,最终合成并确定了其分子结构。
化学中常说的一句话是“结构决定性质,性质决定用途”。富勒烯C60是一种新型的碳纳米材料,具有独特的结构和性能,自从发现以来就受到科学家的密切关注,研究论文超过3万篇。
人类对新材料的想象力,已经不只局限于地球了,富勒烯来自宇宙星云,应该是上帝制备的,人们它把称之为“上天赐予人类的礼物”。
人类和富勒烯相处的历史并不长,只有短短的三十几年,源于人类的需求,科技已经成功代替了上帝制备出富勒烯!
2001年,日本三菱公司购买美国专利技术,成立先进碳材料生产企业,并投资1.5亿美元,建立了首套工业化富勒烯生产装置,富勒烯产业化之路正式开启。
2009年,厦门福纳新材料科技有限公司董事长朱常锋,他凭借着做真空离子镀膜的经验与技术积累开始关注、研究富勒烯,凭借对市场前沿趋势的敏锐感知力,福纳科技正式进军富勒烯领域。
针对富勒烯规模化的制备难题,福纳新材料与中科院化学深入合作,借力产学研,探索采用磁控电弧法制备富勒烯。历时7年的研发攻关,福纳科技终于打造出较为完整的空心富勒烯和金属富勒烯磁控电弧法工业化生产技术体系。
福纳新材料2016年成功实现富勒烯的工业化规模生产,在全球范围内率先实现了金属富勒烯与空心富勒烯“联产联采”的富勒烯制备、采集、提纯的技术突破,彻底解决了金属富勒烯不能工业化规模生产的国际性难题。
全球范围内,能够真正实现工业化生产有两种技术路线,一种是苯燃烧法,代表性企业日本三菱公司,其主要应用于工业领域;另一种是磁控电弧法,代表性企业厦门福纳新材料科技有限公司。
厦门福纳新材料通过多年的努力,闯出了一条自主研发,科技创新之路,实现了富勒烯从实验室到工厂的产业化应用,使得我国在富勒烯这一高新技术领域站在了世界的前列,又一次实现了中国制造到中国创造的创新突破。
在过去很长的时间里,富勒烯被国外企业所垄断,进口富勒烯动辄上百万元/公斤的原料价格,导致富勒烯在国内各领域的应用一直停滞不前。
随着福纳新材料的强势崛起,吨级富勒烯生产线的投产,厦门福纳打破了日本在富勒烯量产制备及应用领域一家独大的的垄断地位,让中国人用上了自己的富勒烯。
富勒烯的规模化生产经历从公斤级到吨级的巨大跨越,随着富勒烯制备工艺和产量的提升,富勒烯制造成本呈逐步下降态势。
于此同时,一项项科技成果从“实验场”走向“应用场”,富勒烯的应用迎来了飞跃式发展。
富勒烯是一种碳纳米材料,是完全由碳原子组成的对称笼状分子结构,包括C60,C70等C2n的富勒烯、内嵌金属富勒烯及其衍生物,由于其特殊的结构和性质,富勒烯在生命科学、医学大健康、新能源、工业催化等基础材料领域有非常广阔的运用前景。
富勒烯是目前少有的、能够撬动很多行业应用的一种基础性功能材料,也是少有的国内外产业化水平处于同一起跑线上的材料。
作为一种神奇的碳纳米材料,富勒烯拥有诸多异乎寻常的性能,它生物相容安全性,结构特殊,功能广泛,可胜任的领域数不胜数,人们对它的未来有无限的憧憬。
富勒烯的产业化步伐正在加快,富勒烯的应用与研究开发持续升温,根据前瞻产业研究院数据显示,全球富勒烯市场规模每年以70%左右的速度增长。
目前正处于富勒烯应用的培育期,同时也是富勒烯投资的重要窗口期,作为全球领先的富勒烯制造商,厦门福纳新材料结合市场需求,牵头组建“富勒烯+”产业化平台, 构建以企业为主体、科研单位为支撑、政府为引导的协同创新体系,促进科研成果的转化,推进应用产品落地。
目前,福纳富勒烯产业研究院已成功搭建贯穿研发、制造、应用于一体的全产业链平台,通过打造“富勒烯+”产业平台,链接更多中下游企业,为全行业赋能。
材料改变生活,新材料创造新未来!未来,福纳将加大投入,全力打造“富勒烯+”产业平台的建设,积极拓展富勒烯的落地应用,朝着“让富勒烯造福人类”的愿景稳步前行!