摘要 在唐一林看來,企業與科學家在實驗室做研究不一樣,科學家追求的是理論上的嚴謹,一是一,二是二;企業則要以實用為主,不管是單層還是10層抑或30多層的“生物質石墨烯復合碳材...
在唐一林看來,企業與科學家在實驗室做研究不一樣,科學家追求的是理論上的嚴謹,一是一,二是二;企業則要以實用為主,不管是單層還是10層抑或30多層的“生物質石墨烯復合碳材料”,如果能提高人的生活質量,或者改善現有產品的功能就是進步。今年“兩會”期間,李克強總理參加山東代表團審議,作為人大代表的圣泉集團董事長唐一林匯報發言,介紹自己公司已生產出石墨烯,同時還生產有石墨烯的民用消費品,如服裝、加熱器等。
當聽到圣泉所產的石墨烯原料來源是玉米芯之后,李克強總理很感興趣地說:“如果你們能夠在玉米加工方面有新的突破,國家將全力支持!”總理進一步指出,這不僅將減輕財政壓力,還將增加農民收入,可謂一舉多得。
李克強總理離開時,唐一林特意走向前將添加石墨烯原料的服裝拿給總理看,總理打趣說:“這很貴重啊!”
“獨角獸”遭遇“天花板”
聽唐一林講圣泉開發石墨烯相關產品就頗有些機緣巧合的味道。2008年,圣泉呋喃樹脂已經做到世界第一,酚醛樹脂也是亞洲第一,再繼續做樹脂發展空間已經不大。而玉米芯深加工中,還有一種半成品叫纖維素。他見到中科院、清華大學的教授們說的一個話題便是幫圣泉找到提升纖維素用途的項目,時間一天天過去,唐一林聽了不少項目建議但一直不滿意,在他心中有個梗,“有沒有最高級的?”
2013年,中科院一位教授偶然說起有個印度學生寫過一篇論文,任何樹葉收集起來燒成灰,都能制成石墨烯。教授說你纖維素比樹葉更純提取石墨烯肯定更多吧?!
此前唐一林接觸過一家西班牙企業,恰巧就是世界上第一家工廠化生產石墨烯的企業,曾商談在圣泉的樹脂中添加石墨烯的可能性,順帶了解到石墨烯是怎么回事。讓唐一林印象頗深的是,外商告訴他,石墨烯2000元1克,即便大批量生產也要200元1克。現在聽教授說玉米芯就能提取石墨烯,遂下決心上這個項目。
自從圣泉用8年抗戰時間開發出陶瓷過濾片后,唐一林意識到走自我開發的道路漫長且充滿不確定性,上新項目時能自己開發就自己干,否則能買就買。
上世紀九十年代,唐一林到英國企業參觀,看到企業生產一種過濾鋼水用材料,一問才知道叫陶瓷過濾片,唐一林厚著臉皮要了一塊半成品。剛開始唐一林也沒太在意,后來那家英國企業上市,他一看招股書嚇了一跳,陶瓷過濾片1立方厘米竟賣合人民幣0.7-0.8元,而且全球賣到2億歐元凈利潤就有1億歐元。于是下決心遍請國內高手開展“反向研究”,大陸解決不了還到臺灣、韓國找人,歷時8年,直到2004年才試制成功。其間各種裹足不前、找不到頭緒不足為外人道。但成功后效益也是驚人,時至今日,陶瓷過濾片每年給圣泉貢獻了近一半的利潤。
實際上,圣泉從一開始就和“技術轉讓”結下了不解之緣。圣泉集團前身是刁鎮糠醛廠,再往前是濟南化工廠的一個車間,前蘇聯第一批援華項目之一,“文革”后期遷到章丘刁鎮,主導產品糠醛是呋喃樹脂的原料。唐一林說:“當初援華這個項目就是為了做呋喃樹脂,項目還沒來得及上中蘇關系破裂專家就撤走了。”
1985年正當唐一林琢磨著上呋喃樹脂時,碰巧遇上北京環保系統兩個工程師到處找企業轉讓這個技術。“那時工程師轉讓也沒有掙錢的意識,5萬塊錢轉讓費就為開一個成果鑒定會。還幫著你培訓了一個月的工人。”回憶起當時情景,唐一林唏噓不已。也正是這次技術轉讓開啟了圣泉成為這個細分行業獨角獸的大門。
呋喃樹脂真正廣泛應用在鑄造翻砂工藝上,也就是“改革開放”以后,伴隨著國內市場的急劇擴大,圣泉的產量也以每年翻番的速度上升。唐一林說:“那時候,車間剛蓋好,產能又供應不上了,接著就要再蓋車間、上設備。一連四五年都是這樣過來的。”
而成就圣泉行業老大位置的則源于兩個方面。一是圣泉掌握了從糠醛生產糠醇的一個核心技術,成本大幅度降低。當其他企業因為打價格戰發生虧損時圣泉還能盈利;另一個是附加計量工具的開發。唐一林介紹:“當時我去日本訪問,看到日本正在推廣一種固化劑加入儀器,因為樹脂要加入固化劑才能固化使用,固化劑因為季節變化、氣溫變化加入量不同,用起來非常麻煩,日本發明的這種儀器一種是冬季用的,一種是夏季用的,通過比例關系調整,叫‘A+B自動加入儀’。回來以后我們馬上研發,成功后,迅速在全國客戶當中推廣,如果使用圣泉的樹脂,就無償提供儀器和服務,但是五年之內,同樣價格必須優先購買圣泉產品,五年時間足夠把全國的市場全部搞定。”
實用為王
唐一林開始在中科院教授的指導下用纖維素提取石墨烯。但試驗半年后含量始終上不去。
唐一林說,當初幸虧有一臺為衛星保溫材料做試驗的“爐子”,溫度能提升到要求的度數,否則前期成本還不知道有多高。
原來,“神舟飛船”可返回式衛星收回艙中間需要填充耐高溫、高寒、穩定不燃燒的保溫材料,此前這種材料從國外進口,為保證國產化率,軍工部門找到圣泉試制。
唐一林說:“我們專門進了一套設備,就包括做試驗的‘爐子’,但設備進來后飛天工程暫停了2年,我們這套設備正好派上用場。”
試來試去,提取的石墨烯含量始終不到1%。這時,唐一林網上搜尋,看到黑龍江大學一個課題組聲稱秸稈提取石墨烯能做到98%,雖然不一定真這么高,但應該是能提取更多的石墨烯。
唐一林立即和課題組聯系,先后提供了10批次的纖維素,隨后的試驗報告非常令人滿意,都在98%以上。唐一林馬上拍板,把這技術轉讓給圣泉吧!對方自然同意。很快,2014年6月11日雙方簽署協議,完成了技術轉讓的相關手續。
對方說,你們至少還要再做2年試驗。唐一林說,不可能,我們要的就是快速推向市場。
試驗壓縮到2個月完成,隨后便是建生產線。
見唐一林之前,記者首先參觀了圣泉集團石墨烯研究所,研發工程師介紹說:“其實我們上學時拿鉛筆在紙上劃一道,那就是石墨烯。”
在專家看來,偶然制備一點石墨烯并不難,難的在于工業化制備出穩定的單層結構的石墨烯。而所謂標準的石墨烯,指的就是單層原子排列狀態下的穩定結構。原來,石墨烯像吸鐵石的磁粉一樣具有“團吸”效應,自然狀態下很難保持單層結構。有專家就比喻單層的石墨烯是天上的天蓬元帥,“團吸”后多層的石墨烯則是落入人間的豬八戒,打回原形又回到石墨。這也是為什么與黑龍江大學合作稱之為“生物基納米炭材料協同創新應用研發中心”,而沒有直接用石墨烯這個詞匯。
工程師介紹,從黑龍江大學買回來的專利技術只是完成了“小試”,圣泉工程師自己接著做了“中試”和實現批量化生產。目前是15噸玉米芯生產1噸石墨烯,產品有兩種,一種粉末狀石墨烯,是在石墨烯中加入分散劑,呈均勻分散狀態,有2層的,但更多是3-10層;另一種是液體狀態。
實際上,目前世界各地尚沒有一家企業實現純石墨烯工業化大批量生產。
當年8月,圣泉集團宣布“和黑龍江大學長江學者團隊聯合研發的‘基團配位組裝法’工藝制備生物質石墨烯宣告成功”。檢測結果顯示“證實其層數為10層以下”,結論是“性能堪與以石墨為原料生產的同類產品媲美”。
2015年,圣泉已建成一條年產百噸的石墨烯生產線,同時開發出包括服裝、電熱板等多種加入石墨烯成分的民用消費產品。
面對采訪,唐一林實話實說。生產線雖號稱百噸,但實際產量可能只有一半,原因就是生產線非常長,投料口投下原料,產出產品要5天以后。換言之,生產工藝尚待改進的地方還很多。
唐一林更看重的是加入石墨烯元素開發的民用產品,像服裝、家居的床墊、枕頭以及電加熱板等。
圣泉出的電加熱板,300瓦功率可以達到普通電加熱器800瓦的效果。同時,由于可以做得很薄,完全可以做成一幅畫掛在墻上。
唐一林介紹,實際上加到服裝里的石墨烯更準確的講應該叫“生物質石墨烯復合碳材料”。神奇之處在于,也只有從秸稈、玉米芯中提取的這種“生物質石墨烯復合碳材料”才具有遠紅外等保健功能。
他說,當初為了得到高純度的石墨烯,費了很多勁,花了很大成本,但做成衣服發現一個問題:遠紅外功能反而變得很弱。后來很長時間才搞明白,純的石墨烯幾乎沒有遠紅外功能。
原來,圣泉從秸稈和玉米芯中提取的這種“生物質石墨烯復合碳材料”中包含一種微量金屬化合物和非金屬化合物,從提取石墨烯角度看是雜質,但加到棉紗中做成衣服后波長經測量正好在4-16um之間,而這一波段被稱為“生命之波”。
唐一林說:“達到88%以上發射率才能稱為具有遠紅外功能,我們加入‘生物質石墨烯復合碳材料’后的衣服發射率是91%-92%。我們集團高層都試穿這種衣服,我的感覺就是很舒服,從理論上講,這個波段的遠紅外對人就是有很多好處。”
在唐一林看來,企業與科學家在實驗室做研究不一樣,科學家追求的是理論上的嚴謹,一是一,二是二;企業則要以實用為主,不管是單層還是10層抑或30多層的“生物質石墨烯復合碳材料”,如果能提高人的生活質量,或者改善現有產品的功能就是進步。
像圣泉生產的石墨烯棉襪,就具有了除臭功能。但遺憾的是,由于制造成本太高,一雙石墨烯棉襪在天貓上目前的售價近三百元。
唐一林說,大批量生產一定會將價格降下來。國家開發銀行已提供了1億元的無息貸款,用于建設年產千噸的石墨烯生產線。他透露,9月份或者再過幾個月,圣泉會生產出一種“纖維像鋼絲一樣的石墨烯服裝”,而且不用洗。從理論上講,買一件可以一直穿下去。