小分子大市場
2007年6月,舉世矚目的中國國家大劇院終于掀開了神秘的面紗。
國家大劇院以幕墻玻璃為
穹頂結構的造型帶給人們美觀的視覺享受。然而在被這美麗的橢圓型透明蛋殼所震撼的同時,參觀者乃至大劇院的設計者——法國建筑師安德魯可能都忽略了一個問題:如何對大劇院所使用的面積達6000平方米的玻璃外墻進行清洗?
采用傳統的人工清洗方式,需要在樓層頂端安裝擦
窗機,破壞了整體的外觀美感。使用機器人進行清洗也需要找到安裝的“落腳點”,而穹頂設計使這些都無法實現。
自2003年大劇院工程建設伊始,建筑施工者就為
玻璃幕墻日后清洗的問題而頭疼。負責項目科技攻關的北京市科委很快想到:到中關村尋找解決辦法。
在“村”里,一種“
納米玻璃”進入了大家的視線。
優點眾多
“其實,‘納米玻璃’的說法并不準確。我們的產品應該叫做納米
自潔玻璃,是在傳統玻璃表面鍍了一層納米級材料分子的TiO2膜”,承接國家大劇院玻璃外墻工程的北京中科賽納
玻璃技術有限公司市場總監張蕓告訴《中國投資》。
從外觀上看,經過納米
鍍膜處理的玻璃和普通玻璃沒有差別,但因其表面具有超
親水性能。該特性可以使水分子均勻地在玻璃表面鋪展開來,并且完全浸潤玻璃,通過陽光照射,陽光中的紫外線激活玻璃表面鍍膜里的
納米材料,產生
光催化反應,納米材料分解由于污染而吸附到玻璃表面的有機物,分解成水和二
氧化碳,并通過水的重力將附著于玻璃上的污染攜帶走,從而達到自潔效果。
比起普通玻璃,雨水落到納米自潔玻璃后,能夠快“干”而不留“斑”。
接觸角是一個表示親水性的概念,是自潔玻璃的重要指標。從一般原理來看,水在玻璃表面上,水面的切線同玻璃表面的浸潤夾角形成了一個接觸角,接觸角越大,浸潤性越差,水珠形狀越圓;反之,接觸角越小,水面越平,越接近水膜,浸潤性越好,自潔效果也越好。普通玻璃會在表面形成水珠,粘附灰塵。而經過納米鍍膜處理的玻璃,與水的接觸角比普通玻璃小,因而清潔效果也好。
使用納米自潔玻璃,既可以保持大面積玻璃表面的清潔,也能最大程度上避免灰塵的覆蓋,在下雨的時候,玻璃幕墻表面的污跡還會自動
脫落。
除了清潔功能外,納米鍍膜還有分解有機物的特性,起到殺滅細菌、凈化空氣的作用。經中科院理化所檢測,自潔納米
薄膜在陽光和紫外線照射下,對有機物具有強烈的分解作用,具有殺菌防霉、清除甲醛、除味、除臭、治理空氣環境的作用,因此非常適合在醫院、餐館等對衛生具有高要求的場所使用。
由于水無法在
基材表面形成水珠,而是形成均勻的水膜,因而可以用于玻璃表面的防霧,特別是在家庭衛生間、汽車后視鏡和船舶用玻璃的自潔、防霧與防浪。
此外,鍍了膜的自潔玻璃還具有抗刮擦和
耐久性,日曬雨淋對納米膜發揮作用并不會造成什么影響。
《中國投資》記者在由國家
建筑材料檢測中心出具的檢測報告上看到,納米自潔玻璃通過了耐
老化試驗以及耐酸堿試驗,
玻璃膜面沒有隨時間和使用的增加而發生變化,并能經受一般酸雨和堿性物質的侵蝕。該特性還可以避免酸雨和堿對玻璃的侵蝕。
在見證了國家大劇院工程實施效果后,納米自潔玻璃又經北京市科委推薦,被應用到了北京2008奧運工程——五棵松體育館上。
作為北京2008年奧運會籃球比賽場地的五棵松體育館,最引人注目的就是它完全由玻璃幕墻組合成外表面,面積達到6萬平方米,是目前國內唯一全部采用玻璃幕墻的體育場館,僅玻璃幕墻一項就耗資6000多萬元。
北京在申辦2008年奧運會時提出了打造“綠色奧運”、“科技奧運”、“人文奧運”3大理念。“而納米自潔玻璃正好暗合這3個理念”,張蕓對此十分自豪。
首先,自然降水和中水就可以實現清潔玻璃,納米自潔玻璃做到了環保。而且,由于納米自潔玻璃的母液本身是酒精
溶劑類的,不會對使用者造成威脅,所以該產品本身就是綠色、環保、無污染的材料。
其次,在玻璃上鍍的這層膜本身含有納米級的
金屬離子,屬于高科技類的建筑材料,而中科賽納生產的納米自潔玻璃還具有減反射性能,在國內外都屬首創。
此外,由于納米自潔玻璃通過安裝在玻璃上的自動噴淋裝置甚至雨水進行沖刷就可以,替代傳統的人工清洗,因而大大減少了人工
吊裝清洗玻璃的危險性,同時摒棄了人工擦洗玻璃給建筑物帶來的視覺污染。
“從這個意義上說,納米自潔玻璃還體現了高科技的人文關懷”,張蕓說。
提升產業含金量
既然納米自潔玻璃有如此多的性能和優點,那是否可以應用到普通民用住宅上呢?
目前,國內的建筑物大規模采用了玻璃窗和玻璃幕墻,夏天的冷氣和冬天的暖氣都很容易從玻璃窗中散發出去。而如果使用了鍍納米膜的玻璃,不僅可以使夏天陽光遇玻璃外膜反射回去,還可以使冬天室內空氣遇玻璃內膜反射回來,避免了能源浪費。
隨著國家對
建筑節能的重視,
隔熱玻璃即將迎來一個空前的發展空間。
正是看準了建筑節能這個大市場,“下一步,我們還將開發隔熱玻璃”,張蕓說。
目前,中科賽納的
隔熱技術在實驗室已經成熟,年內就可實現工業化生產。
“我們只要占據其中1%的市場就是很高的利潤”,張蕓估計,中科賽納今年利潤增長可以達到10%。
納米自潔玻璃目前售價每平方米約為70-80元,比一般玻璃略貴。但一套建筑面積60-80萬平方米的住宅如果全部采用納米自潔玻璃,每戶平均比使用普通玻璃支出僅多200元左右,消費負擔并不重。而且,對于中高檔住宅,特別是希望為住宅提升科技含量的開發商來說,納米自潔玻璃可以為其住宅增加一個高科技賣點。
對于低利潤的玻璃生產企業來說,如果能夠大面積推廣使用納米自潔玻璃,將使整個行業的利潤得到大幅提升。依托中科賽納的納米技術,在生產玻璃的同時就將納米材料
噴涂到上面,與玻璃生產企業合作開展加工業務,通過不斷開發功能型高科技玻璃產品,可以有效提高
玻璃制品的含金量。
“目前唯一對發展
深加工玻璃業務不利的是相關市場還不夠成熟和規范,魚龍混雜的現象比較嚴重”,張蕓希望,完善促進加工玻璃發展的配套法律、法規,將有效提升
玻璃行業的整體利潤水平。
實驗品變產品
科研成果轉化難是束縛新產品進行市場化運作并實現創新與發展的一大瓶頸。如果不是有中科賽納玻璃技術有限公司這樣一家專業從事納米自潔玻璃應用開發與市場推廣的項目公司,納米自潔玻璃技術可能仍舊待字閨中,并不能為人所熟知。
納米自潔玻璃技術源自中國科學院化學研究所研究員、國家科技部“863”計劃納米科技專項總體專家組組長、國家納米科學中心首席科學家江雷研究員開發的納米
覆膜技術,這一技術獲得了2005年國家科技進步二等獎。
當時在實驗室試驗成功后,正趕上國家大劇院工程來中關村尋找解決方案。盡管并沒有從國家大劇院工程享受到國家補貼,盡管當時公司投入了近100萬元進行生產卻沒有多少贏利,“但這是公司承接的第一個大項目,而且是第一次在
生產線上生產”,張蕓說,“由于在大劇院項目上獲得了成功,納米自潔玻璃首次從實驗室科研成果變成了實實在在的產品”。
而為了進一步推廣這一技術,在中關村管委會的扶持下,香港金威集團控股有限公司投資,中科院化學所以技術入股,正式成立了中科賽納玻璃技術有限公司。在承繼了中科院和中科納米公司的自潔技術后,中科賽納公司將這一技術迅速實施了產業化。
借助國家大劇院、北京五棵松體育館等重點工程的東風,中科賽納自潔玻璃的市場越來越廣闊。評之后,中科賽納又陸續承接了沈陽世博園百合塔以及長春輕軌車站
遮陽棚等工程。
“正是通過這幾項工程的實施,納米自潔玻璃得到了建筑界的認可,同時也引起了玻璃生產廠家的關注”,張蕓說。
如今,中科賽納已經不僅僅是一個在中關村的小企業了,在北京海淀永豐科技園已經建立了一個中科納米永豐基地,中科賽納的年產量已經達到200萬平方米的玻璃噴涂面積。由于目前還只是定量生產,一旦全負荷運營,生產成本將會大大下降。
和國際同類產品相比,中科賽納自潔玻璃的接觸角要小,光催化活性也強。經檢測,中科賽納自潔玻璃在光催化活性方面是傳統CVD(
化學氣相沉積技術)的16倍。
敢想敢做,是中科賽納人特有的個性。納米技術成功應用到玻璃上,那么其它材料的墻體是否也能應用這一技術,實現其自潔、防霉、透光等多種性能呢?
張蕓給《中國投資》舉了個例子:在種植鮮花的
塑料大棚中,由于棚內外溫度的差異以及噴灌的水霧在頂棚上容易形成水滴,掉到花芯里會使花腐爛,而鍍上中科賽納開發的納米膜后,可以使水順膜流下來,防止溫室內表面形成的水滴對花朵、果實及葉片的傷害,防止作物發生病害。
將納米自潔技術應用到
塑料薄膜上,盡管還只是停留在實驗室的一個想法,但中科賽納人已經開始思考如何將其應用到市場中去。
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