巨先科技：挖掘“納米”中的巨型價值

文/俞靈琦

眼下，巨大的油水分離濾清器市場需求更高性能的油水分離材料。

目前，燃油中的水分處理主要采用膜分離方法，市面上的高端油水分離材料主要為美國H&V 公司、芬蘭奧斯龍公司及美國康明斯公司生產的無紡布及纖維素紙復合分離膜。這些材料具有良好的抗污性能，但其較粗的纖維直徑、較低的孔隙率導致其無法高效破乳，最終存在分離效率低、通量低、驅動壓力大等不足，并且對乳化水無法實現破乳，從而無法有效去除乳化水。

為了打破國外公司在此領域的壟斷，促進產業技術升級以及經濟和社會價值，上海巨先新材料科技有限公司（下文簡稱“巨先科技”）自主研發了軍事裝備及民用汽車發動機用高效油水分離材料，通過協同優化油水聚結界面和導油孔道，并結合層間梯度紡絲與原位聚合技術構筑了交聯梯度孔道結構，引入了超親油聚合物對其進行表界面潤濕性調控，開發了具有超疏水超親油特性的納米纖維油水分離膜，對提升現有發動機運行穩定性及安全性具有很大價值，在坦克、航天器及民用發動機領域有著廣闊的應用前景。

“高性能+ 低成本”，打破“納米”的壟斷

“2009 年我進入東華大學攻讀博士學位，專注于功能性納米纖維材料的研發、應用及產業化。”巨先科技技術總監華婷向記者介紹道。或許是緣于所攻讀的專業，華婷一直對新材料的研發擁有濃厚的興趣。

據了解，納米纖維是指直徑為納米尺度而長度較大的、具有一定長徑比的線狀材料。此外，將納米顆粒填充到普通纖維中對其進行改性的纖維也稱為納米纖維。狹義上講，納米纖維的直徑介于1nm 到100nm 之間，但廣義上講，直徑低于1000nm 的纖維均稱為納米纖維。

納米纖維的用途很廣，如將納米纖維植入織物表面，可形成一層穩定的氣體薄膜，制成雙疏性界面織物，既可防水，又可防油、防污；用納米纖維制成的高級防護服，其織物多孔且有膜，不僅能使空氣透過，具可呼吸性，還能擋風和過濾微細粒子，對氣溶膠有阻擋性，可防生化武器及有毒物質。此外，納米纖維還可用于化工、醫藥等產品的提純、過濾等。

在此期間，華婷開發了諸如納米纖維基傳感材料、納米纖維基防水透濕膜材料及納米纖維基油水分離材料等，同時與其他企業有過專利轉化的合作經歷。她發現產學研的成功實現不僅僅是把基礎技術開發出來，還需要投入更多的精力在規模化穩定生產方面，但由于合作企業對新材料不了解，導致產學研往往以失敗告終。

“開發的每一種材料都具有極大的價值，比如打破國外在此領域的壟斷，促進產業技術升級以及經濟和社會價值，所以我決定自己組建團隊來實現新材料方面的創新與產業化實施。”華婷說。

眼下，發動機作為坦克、飛機、火箭、小型汽車、重型卡車等裝備的核心動力系統，其工作穩定性、安全性極其重要。但燃油中的含水量是發動機可靠工作的勁敵，水的進入會引起許多不良影響，比如發動機精密零件的強烈磨損、氣缸銹蝕、濾清器堵塞，甚至更嚴重的后果。2017 年我國車用燃油濾清器市場需求總量增加至11.6 億套，未來幾年仍將保持年均10%左右的增長速度，有望在2020 年市場規模突破850 億元。巨大的油水分離濾清器市場需求更高性能的油水分離材料。

面對廣闊的市場，華婷表示，巨先科技擁有三大優勢：一是性能優勢。納米纖維油水分離膜相比市售無紡布及纖維素紙復合分離膜具有更細的纖維直徑（80—280nm）、更高的孔隙率（85%—90%），從而使其在保證高分離精度（99%）的條件下，以較低的驅動壓力即可實現高分離通量（900L m-2 h-1），是市售油水分離膜的近1.5 倍，具有極大的競爭優勢；二是產品迭代優勢。團隊長期致力于油水分離材料的開發與產業化研究，具有豐富的專業知識及深刻的市場把握能力。項目團隊已累積承擔了20 余項國家級、省級科研項目，積累了雄厚的基礎，為產品開發及不斷創新創造了良好的支撐條件；三是成本優勢。本項目產品的開發始終堅持“高性能與低成本”相結合的理念，在原料成本、生產成本、人工成本及運輸成本上精益求精，使得油水分離材料在成本上均具有極大優勢。市售高端油水分離材料均價為150 元/千克，生產成本為90 元/ 千克，而本項目制備的油水分離材料成本僅為30 元/ 千克，為其三分之一，具有很大的競爭優勢。

誰來為新材料注入“新動能”

據華婷回憶，該新材料的研發始于2010 年，實驗室基礎研究經歷了4 年，累計研發經費投入950 萬元，產業化中試歷時2 年，累計投入600 萬元。

在創新創業的過程中，華婷遭遇到不少困難，其中讓她印象深刻的是新材料性價比的問題。“我們國內企業更加注重材料的低價，對性能的關注度不夠。諸如高端新材料的應用需要不斷突破應用性能的無缺陷，還要低價，我想這是很多做新材料的企業在市場推進過程中面臨的現實問題。”華婷談道。

面向“十四五”，新材料是上海重點扶持的產業之一。眼下上海正在打造國際一流的材料設計、材料數據與智能制造研究基礎平臺，旨在材料計算模擬與設計、材料數據庫和表征體系方面形成核心優勢，實現新材料設計理論和方法、關鍵材料研究和應用開發的重大突破，帶動新材料產業技術進步。當巨先科技迎難而上時，政府政策給予了很大的支持。

“現在政府對于新材料產業的培育力度是很大的，有各項科技項目的支持，經費的支持，首批次應用的資金補助等，對于促進新材料企業的發展以及新材料的市場應用都有著很大的幫助。”華婷說。

在未來發展道路上，巨先科技將勇往直前。一方面，巨先科技將不斷升級現有材料性能，進一步降低生產成本；另一方面，在市場上，巨先科技將瞄準中石化、中石油、中海油等目標客戶，創造更大的材料應用場景。