智能材料技术:藏在日常里的下一代产业革命密码
上个月逛长三角国际新材料展,走了八个小时,鞋底都快磨穿。
别的展区要么堆着大块的金属板材,要么是看不懂的瓶瓶罐罐,我逛得兴趣缺缺。
直到拐进智能材料区,我直接走不动道了。
智能手机压敏智能材料结构拆解图
去年冬天我爷爷住院输液,护士给换了个带控温贴的输液袋,输完一袋手都是暖的。我凑过去看说明书,那控温贴就是温敏智能水凝胶做的,温度低于36度自己放热,高过38度自动吸热,用完直接扔,成本才几毛钱。
说实话,我那时候才反应过来,智能材料早就偷偷钻进你生活的各个角落了。
不是只有搞科研才能碰得到。你去玻璃店问的调光玻璃,通电透明断电磨砂,就是电致变色智能材料。汽车的自动大灯,能根据外面亮度自动开关,用的就是光敏智能材料。甚至你穿的带自适应缓震的运动鞋,中底用到的剪切增稠材料,也是智能材料的一种。
仿变色龙智能变色材料户外隐身测试实拍图
不过话说回来,我之前真没想到,国内现在智能材料研究,已经跑到世界第一梯队了。去年查工信部公开的数据,全球智能材料领域的顶级论文,中国的发文量占了47%,专利申请量比欧盟加美国加起来还多。
很多之前被卡脖子的特种智能材料,现在国内已经能自己量产了。比如做航空航天用的热敏结构智能材料,之前只有美国一家公司能做,现在哈工大的团队已经搞出了性能更好的,成本还不到进口的三分之一。
还有去年进博会展出的智能光伏纤维,能织进布料里,晒半天太阳就能给手机充满电,原型已经做出来了,据说厂家正在谈量产,估计三五年就能买到带充电功能的冲锋衣。
想想,以后出门爬个山,不用带笨重的充电宝,穿件衣服就能充电,这不比什么概念产品香?
最大的痛点,从来都不是做不出来
逛展会的时候跟一个做智能材料的教授聊天,他说现在最头疼的根本不是实验室出成果,是成果出不了实验室。
为啥?第一个就是量产成本降不下去。刚才说的那个自修复手机屏,实验室做一块成本要一千多,现在量产的话,怎么把成本降到一百块以内,还得摸好几年工艺条件。
第二个就是没有统一的标准。智能材料是跨领域的,做生物医用的,做电子的,做建材的,各有各的检测方法,你做一个植入人体的智能药物载体,国内一套标准,国外一套标准,来回折腾做认证,三五年都下不来,很多小企业直接熬死了。
还有就是下游不敢试错。你一个新的智能材料,想去给汽车厂做防撞部件,汽车厂要重新开模,要做两三年的安全测试,光测试费就得大几千万,哪个下游企业敢随便拿量产线试你的新材料?
好多挺棒的成果,就卡死在实验室到量产的这最后一公里,挺可惜的。
不过最近有个好变化,珠三角那块搞了个公共的智能材料中试基地,政府出钱建厂房买设备,你实验室出了成果,直接拿去那试量产,成本自己只出三分之一,还有现成的检测平台帮你做标准,一帮做终端产品的企业天天蹲在那找项目,对上眼了直接谈合作。
我上个月看新闻,已经有三个做智能材料的初创公司,进去半年就拿到了车企和家电企业的订单,终于活过来了。
其实智能材料技术最迷人的地方,不是它能搞出什么惊天动地的大新闻,是它能悄悄把很多你之前想都不敢想的事,变成你习以为常的日常。
比如现在研究的智能脑机电极,用智能水凝胶做的,能跟着你的脑组织一起动,不会引起排异反应,要是做成了,很多全身不能动的渐冻症病人,就能重新打字跟家人聊天了。
这种改变,比发十篇顶刊都有意义。
你看,现在你摸摸你的手机屏幕,踩踩你的运动鞋,这就是智能材料技术,已经在你身边了。接下来十年,还能有什么惊喜,等着看吧。
别觉得智能材料遥不可及,你天天在用
很多人一听“智能材料技术”,第一反应就是航天、军工那种高高在上的玩意儿,跟日常没关系。 错了。 你现在拿来看文章的智能手机,屏幕能识别你的指尖压力,分清轻按重按,靠的就是埋在屏幕里的压敏智能材料。 你戴的主动降噪耳机,耳罩戴半小时就会慢慢变软,贴合你脸的轮廓,不会夹得你耳根疼,那就是形状记忆智能材料在起作用。
智能手机压敏智能材料结构拆解图
去年冬天我爷爷住院输液,护士给换了个带控温贴的输液袋,输完一袋手都是暖的。我凑过去看说明书,那控温贴就是温敏智能水凝胶做的,温度低于36度自己放热,高过38度自动吸热,用完直接扔,成本才几毛钱。
说实话,我那时候才反应过来,智能材料早就偷偷钻进你生活的各个角落了。
不是只有搞科研才能碰得到。你去玻璃店问的调光玻璃,通电透明断电磨砂,就是电致变色智能材料。汽车的自动大灯,能根据外面亮度自动开关,用的就是光敏智能材料。甚至你穿的带自适应缓震的运动鞋,中底用到的剪切增稠材料,也是智能材料的一种。
最近两年的科研突破,比我想象的疯多了
我前阵子翻顶刊子刊,智能材料相关的新成果,平均一周就能出三五个达到顶级水平的。 去年MIT的团队发了个自修复智能高分子,我看完直接惊了。把材料摔成两半,不用加热不用粘胶水,放在室温下放两分钟,自己就长回去了,修复后强度能回到原来的98%,跟没摔过一样。 国内这边更猛,浙大团队去年搞出的仿变色龙偏振响应智能变色材料,响应速度比传统变色材料快了整整一百倍,而且变色的灰度更细,能跟着背景的明暗自动调整,现在已经在做户外隐身测试了。
仿变色龙智能变色材料户外隐身测试实拍图
不过话说回来,我之前真没想到,国内现在智能材料研究,已经跑到世界第一梯队了。去年查工信部公开的数据,全球智能材料领域的顶级论文,中国的发文量占了47%,专利申请量比欧盟加美国加起来还多。
很多之前被卡脖子的特种智能材料,现在国内已经能自己量产了。比如做航空航天用的热敏结构智能材料,之前只有美国一家公司能做,现在哈工大的团队已经搞出了性能更好的,成本还不到进口的三分之一。
还有去年进博会展出的智能光伏纤维,能织进布料里,晒半天太阳就能给手机充满电,原型已经做出来了,据说厂家正在谈量产,估计三五年就能买到带充电功能的冲锋衣。
想想,以后出门爬个山,不用带笨重的充电宝,穿件衣服就能充电,这不比什么概念产品香?
最大的痛点,从来都不是做不出来
最大的痛点,从来都不是做不出来
逛展会的时候跟一个做智能材料的教授聊天,他说现在最头疼的根本不是实验室出成果,是成果出不了实验室。
为啥?第一个就是量产成本降不下去。刚才说的那个自修复手机屏,实验室做一块成本要一千多,现在量产的话,怎么把成本降到一百块以内,还得摸好几年工艺条件。
第二个就是没有统一的标准。智能材料是跨领域的,做生物医用的,做电子的,做建材的,各有各的检测方法,你做一个植入人体的智能药物载体,国内一套标准,国外一套标准,来回折腾做认证,三五年都下不来,很多小企业直接熬死了。
还有就是下游不敢试错。你一个新的智能材料,想去给汽车厂做防撞部件,汽车厂要重新开模,要做两三年的安全测试,光测试费就得大几千万,哪个下游企业敢随便拿量产线试你的新材料?
好多挺棒的成果,就卡死在实验室到量产的这最后一公里,挺可惜的。
不过最近有个好变化,珠三角那块搞了个公共的智能材料中试基地,政府出钱建厂房买设备,你实验室出了成果,直接拿去那试量产,成本自己只出三分之一,还有现成的检测平台帮你做标准,一帮做终端产品的企业天天蹲在那找项目,对上眼了直接谈合作。
我上个月看新闻,已经有三个做智能材料的初创公司,进去半年就拿到了车企和家电企业的订单,终于活过来了。
其实智能材料技术最迷人的地方,不是它能搞出什么惊天动地的大新闻,是它能悄悄把很多你之前想都不敢想的事,变成你习以为常的日常。
比如现在研究的智能脑机电极,用智能水凝胶做的,能跟着你的脑组织一起动,不会引起排异反应,要是做成了,很多全身不能动的渐冻症病人,就能重新打字跟家人聊天了。
这种改变,比发十篇顶刊都有意义。
你看,现在你摸摸你的手机屏幕,踩踩你的运动鞋,这就是智能材料技术,已经在你身边了。接下来十年,还能有什么惊喜,等着看吧。