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“納米球”產(chǎn)業(yè)化之路帶來了什么?

——來自山東萬眾集團(tuán)的自主創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化報(bào)告

http://007sbw.cn 2011-10-07 17:46 來源:中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)專家咨詢工作委員會(huì)

   7月21日,中東、北非地區(qū)客商與山東萬眾集團(tuán)旗下的山東萬眾科技有限公司簽約,一次性購買了該公司自主研發(fā)生產(chǎn)的、價(jià)值2000萬元的“原子自組裝納米球固體潤滑劑”(簡稱“納米球”)。至此,該公司與美國、俄羅斯、中東等20多個(gè)國家和地區(qū)的客商簽了合作協(xié)議和產(chǎn)品定單。

  6月27日,“納米球”被國家交通部確定為“十二五”第一批全國重點(diǎn)推廣公路水路交通運(yùn)輸節(jié)能產(chǎn)品(技術(shù)),面向全國推廣。

  “納米球”何以“暢銷”世界?“納米球”產(chǎn)業(yè)化之路帶來了什么?

  仲夏時(shí)節(jié),記者慕名走進(jìn)山東萬眾集團(tuán)探尋答案——

  “新材料”引發(fā)汽車節(jié)能革命性突破

  “納米球”為何物?這個(gè)“金娃娃”是怎樣誕生的?記者問。

  說起“納米球”的故事,山東萬眾集團(tuán)董事長宮志利如數(shù)家珍……

  “這個(gè)‘納米球’可不一般!它是山東萬眾科技有限公司和北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院張濤教授的科研團(tuán)隊(duì)合作,自主研發(fā)的非晶體合金材料制成的納米級(jí)的固體小球,全稱‘原子自組裝納米球固體潤滑劑’。”宮志利告訴記者,世界上第一塊合金熔體直接鑄造的塊體非晶合金就是張濤教授研發(fā)出來的。

  歷史追溯到2005年,一次偶然的機(jī)會(huì),從部隊(duì)退伍回到地方工作的民營科技企業(yè)家宮志利和從日本留學(xué)回來的海歸博士張濤走到了一起:一個(gè)鄉(xiāng)土高中生和一個(gè)大學(xué)教授的對(duì)話,誕生了一個(gè)引領(lǐng)世界汽車節(jié)能革命的新理念。

  宮志利脫下軍裝回到家鄉(xiāng)黃河岸邊的山東省高青縣,創(chuàng)辦了山東萬眾集團(tuán)及旗下山東萬眾節(jié)能工程技術(shù)有限公司、山東萬眾科技有限公司和山東萬眾水業(yè)有限公司。

  張濤作為國家“973”項(xiàng)目首席科學(xué)家、“北航”著名教授、博士生導(dǎo)師,主要從事塊體非晶合金的形成與物性方面的研究。

  從留學(xué)日本回國到“北航”任教后,他又發(fā)現(xiàn)了多種具有高非晶形成能力新型非晶合金體系和新的制備技術(shù),推動(dòng)了非晶合金的應(yīng)用研究。

  機(jī)會(huì)總是眷顧有準(zhǔn)備的人。共同的事業(yè)讓企業(yè)家宮志利和科學(xué)家張濤一拍即合,“萬眾”與“北航”建立了長期戰(zhàn)略合作關(guān)系,決定研發(fā)固體潤滑劑。

  2005年早春,來張濤實(shí)驗(yàn)室參觀的宮志利看到兩塊光亮的金屬材料,輕輕一磕竟火花四射!原來這是一塊非晶體合金,不導(dǎo)電,化學(xué)性質(zhì)異常穩(wěn)定,強(qiáng)度硬度達(dá)到了金屬材料的極限,具有高強(qiáng)韌性、高彈性、高耐腐蝕、耐高溫性、精密成型性和良好的磁學(xué)性能等特點(diǎn)與硬度高,具有摩擦系數(shù)小、低楊氏模量的超級(jí)潤滑等特性。

  宮志利就提出,如果做成納米級(jí)顆粒,用于汽車機(jī)油添加劑會(huì)咋樣呢?“這個(gè)創(chuàng)意令我思路大開。因?yàn)檫@種材料,我早在80年代末就已開發(fā)出來,但一直沒在潤滑特性方面應(yīng)用。”張濤記憶猶新。

  “隨著汽車增加和石油資源緊缺,汽車節(jié)能產(chǎn)品開發(fā)越來越重要。自創(chuàng)業(yè)買上第一臺(tái)車以來,我一直使用好多節(jié)能產(chǎn)品,但效果都不很理想,這就萌生了自己研發(fā)納米級(jí)節(jié)能產(chǎn)品的想法。”宮志利說。

  把非晶體合金制成納米級(jí)非常困難,因其硬度高,且有很多工藝性技術(shù)需要突破。

  “各種方式都試過,最終通過高能處理工藝得到了理想的樣品。”宮志利說,“我們做了大量實(shí)驗(yàn),從幾納米到幾十納米到幾百納米的,作了不少樣品。”

  反復(fù)實(shí)驗(yàn)做出成品來后,宮志利先在自己的車上用,效果很好。在此基礎(chǔ)上,他們又進(jìn)行了多種材料實(shí)驗(yàn)、開發(fā),拿到清華大學(xué)做摩擦學(xué)實(shí)驗(yàn),在交通部做了理化性能指標(biāo)測(cè)試、道路性能試驗(yàn)、發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)。歷經(jīng)4年艱辛攻關(guān),2009年5月,成功研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新材料節(jié)能產(chǎn)品——“原子自組裝納米球固體潤滑劑”。

  2009年6月7日,該產(chǎn)品通過了山東省科技廳成果鑒定:“原子自組裝納米球固體潤滑劑”用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī),可降低油耗、增加動(dòng)力,效果明顯。具有高硬度、低楊氏模量和低表面能特點(diǎn),其成分設(shè)計(jì)及制備工藝具有創(chuàng)新性,填補(bǔ)了潤滑油合金基添加劑的技術(shù)空白,在合金基成分潤滑油添加劑方面達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。

  “繼鋼鐵的第一次、塑料的第二次,非晶體合金材料是第三次材料革命,用以替代常規(guī)材料,這是非常重大的突破。”張濤自豪地說。

  “納米球”彌補(bǔ)汽車機(jī)件材料表面技術(shù)“缺陷”

  7月27日,北京“桑拿”天,氣溫高達(dá)35攝氏度。坐進(jìn)北京漁陽出租公司馮京海師傅的車,陣陣清涼撲面而來。“自從使用了‘納米球’后,我的車整天開著空調(diào),動(dòng)力比以前更足,每天最少節(jié)省油錢25元。我已經(jīng)用到了第5支,我要一直用下去。”馮師傅說。

  “我見過多種汽車添加劑,司機(jī)們剛開始對(duì)‘納米球’不感興趣,試用后普遍反映節(jié)能效果很好。公司已有500多輛正在使用。”首汽友聯(lián)出租車公司車隊(duì)隊(duì)長艾鴻鳴說,“這全是出租車司機(jī)自己掏錢購買的,下一步公司所有車輛將全部采用。”

  “納米球”何以深受出租車司機(jī)歡迎?為什么“納米球”能起到節(jié)能減排的作用?

  汽車是耗能大戶,通過使用“納米球”在汽車上可輕松的實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。宮志利告訴記者,發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),機(jī)械壁因摩擦?xí)a(chǎn)生高溫、高壓。“納米球”會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)金屬界面之間,形成了一層由納米級(jí)的固體小球組成的特殊保護(hù)膜,使摩擦由平面磨擦變?yōu)闈L動(dòng)磨擦,并在運(yùn)動(dòng)中把機(jī)械壁上的磨損面修復(fù)填平,同時(shí),由于“納米球”的填充,在氣缸和活塞環(huán)之間起到了很好的支撐和密封作用,使燃料燃燒更加充分。

  記者在一組高倍顯微鏡拍攝的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)軸瓦內(nèi)壁照片中看到,未使用“納米球”的,軸瓦內(nèi)壁上一道道劃痕清晰可見;而使用了的卻非常光滑,“納米球”的修復(fù)作用顯著可見。

  “在‘納米球’的作用下,發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了兩次節(jié)能:一是阻力減少的節(jié)能,二是燃料燃燒充分的節(jié)能。這層‘納米球保護(hù)膜’是一種動(dòng)態(tài)的,即工作一定時(shí)間消失后可以快速再次形成。其原理功能就是針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦表面進(jìn)行的一種在線修復(fù)和動(dòng)態(tài)保護(hù)。同時(shí),使汽車尾氣中排放的一氧化碳、碳?xì)浠衔餃p少5%—30%。”張濤說。

  使用“納米球”會(huì)不會(huì)給發(fā)動(dòng)機(jī)帶來不利影響?宮志利表示,該產(chǎn)品的主要功效是修復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī),降低車輛燃料消耗,對(duì)車輛其他性能沒有任何不良影響,中國人民財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)公司對(duì)其承擔(dān)產(chǎn)品責(zé)任保險(xiǎn)。“萬眾”已經(jīng)對(duì)該產(chǎn)品做了大量測(cè)試,有幾萬輛汽車、摩托車用過這個(gè)產(chǎn)品,節(jié)油率平均在10%—20%之間,從未發(fā)現(xiàn)有不利影響的案例。

  山東理工大學(xué)交通與車輛工程學(xué)院對(duì)“納米球”進(jìn)行了無機(jī)油破壞性試驗(yàn)。主持實(shí)驗(yàn)的楊仲玉教授說:“試驗(yàn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在無機(jī)油狀況下運(yùn)行了僅僅4分鐘就卡殼停轉(zhuǎn),而加注上‘納米球’后,運(yùn)行到第22分鐘才停下來,僅僅是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)有一個(gè)連桿斷裂卡住機(jī)體而停車,其余部件完好無損,潤滑效果超乎想象。”

  “在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件材料表面上做文章,彌補(bǔ)過去材料特性的不足,是一種創(chuàng)新!”中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)專家指導(dǎo)委員會(huì)原常務(wù)副主任榮惠康說,汽車內(nèi)部機(jī)件,特別是發(fā)動(dòng)機(jī),通過使用“納米球”能大大降低能耗、減噪音、減排放,這是彌補(bǔ)了汽車現(xiàn)有機(jī)件表面材料技術(shù)的缺陷!

  根據(jù)國家發(fā)改委統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,目前,我國擁有各類車輛1.87億輛,假設(shè)有1億輛用上“納米球”,按每輛車每年跑3萬公里、每百公里節(jié)油1升、節(jié)油率為10%算,每年將節(jié)約汽油3000萬噸左右,相當(dāng)于一個(gè)大型油田一年的原油產(chǎn)量。同時(shí)還實(shí)現(xiàn)減排一氧化碳525萬噸,碳?xì)浠衔?1萬噸,氮氧化物52.5萬噸。

  由此可見,“納米球”產(chǎn)業(yè)化帶來的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益將是非常巨大的。

  “政產(chǎn)學(xué)研資”結(jié)合的“萬眾”模式

  “納米球”能夠迅速走向市場(chǎng),得益于“政產(chǎn)學(xué)研資”的緊密結(jié)合。宮志利深有感觸。

  “像我們這樣的民營科技企業(yè),要做大做強(qiáng),必須與高校科研院所合作??孔约洪]門造車,是不可能制造出高端產(chǎn)品的。”宮志利說,“我和張濤教授合作有兩種身份:一是老板,二是學(xué)生。作為老板,我為張教授出題目,提供資金支持、請(qǐng)張教授研發(fā)新產(chǎn)品。作為學(xué)生,我向張教授請(qǐng)教,通過學(xué)習(xí),我知道要做的產(chǎn)品是什么?為什么做?怎么做能做好?”

  7月28日,高青縣政府司機(jī)劉師傅在保養(yǎng)車時(shí),按照縣行管局的統(tǒng)一安排,給車加注了“納米球”。“去年元旦以后縣五大班子帶頭,全縣上千輛公車?yán)帽pB(yǎng)時(shí)機(jī),全部陸續(xù)配備使用。”高青縣行管局局長王光杰說,今年高青縣政府一次性采購了40萬元的產(chǎn)品。

  “在我們最需扶持之時(shí),縣里的這一決策就是一場(chǎng)大好的及時(shí)雨!”宮志利感慨萬分。

  為了讓社會(huì)各界了解使用“納米球”,淄博市及高青縣政府聯(lián)合萬眾集團(tuán)先后成功舉辦了“淄博—威海節(jié)油測(cè)試”、“淄博—日照”、“淄博市出租車車輛節(jié)氣測(cè)試”、“慶祝世界環(huán)境日北京媒體記者應(yīng)用‘納米球’產(chǎn)品體驗(yàn)活動(dòng)”等10余次實(shí)地測(cè)試。“所有實(shí)測(cè)我都參與過公證,車輛平均節(jié)油率16.27%,一氧化碳平均凈化率9.71%,碳?xì)浠衔锲骄鶅艋?6.03%。”高青縣公證處公證員劉曰花說,這些數(shù)據(jù)真實(shí)、合法、客觀、有效。

  截至目前,“萬眾”投入的產(chǎn)品研發(fā)、推廣資金已達(dá)3000多萬元。宮志利介紹,除了集團(tuán)旗下山東萬眾節(jié)能工程技術(shù)有限公司等企業(yè)多年積累的資金外,還獲得了國家科技部創(chuàng)新基金、山東省自主創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化重大專項(xiàng)等國家、省、市、縣的扶持獎(jiǎng)勵(lì)資金。2009年,山東省科技廳批準(zhǔn)依托“萬眾”和“北航”共同組建“山東省微納米球機(jī)械節(jié)能工程技術(shù)研究中心”。

  隨著市場(chǎng)的逐步認(rèn)可,今年“納米球”系列產(chǎn)品可達(dá)200噸,可實(shí)現(xiàn)銷售收入2億元左右,2012年銷售收入將突破10億元。

  自主創(chuàng)新、跨越發(fā)展。“萬眾”人萬眾一心,正搶抓機(jī)遇,打造全國“原子納米球固體潤滑劑”產(chǎn)業(yè)化基地,爭取用三到五年的時(shí)間把萬眾集團(tuán)打造成世界級(jí)的“納米球”汽車節(jié)能減排第一品牌。

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