爱华网有了碳纳米管，人类乘电梯去太空旅游，这个昔日的天方夜谭式的梦想，即将会变成现实。而由浙江大学和杭州轩爱科技有限公司关君正等人研制的碳纳米管材料，已开始在电池生产、汽车制造、纺织、军用装备、导电塑料、隐形材料等领域广泛地应用，将对传统产业产生颠覆性的革命。
“有一部太空电梯，就可以实现人类从地球到月球上去的梦想了！”美国的科学家们预测，21世纪后期，人们到太空旅游不是乘载人飞船，也不是乘航天飞机，而是乘太空电梯。
然而，修建太空电梯无疑是人类有史以来最庞大、最复杂和最困难的工程建设项目。
太空电梯必须有四大设备：在地球上修建一座很高的塔，有一个很重的物体围绕着地球旋转，还有一条很结实的缆索将高塔与重物联结起来，最后是设计一种载人航天器能沿着缆索飞行。那么，究竟什么样的绳索才不会在35786千米长的距离中被巨大的自重重量拉断呢？
答案是唯一的：目前只有“碳纳米管”(CNTS)能制作出能从月球挂到地球表面而不被巨大重量拉断的绳索。也就是说，有了碳纳米管，人类乘电梯去太空旅游，这个昔日的天方夜谭式梦想，将会变成现实。
日前，《浙商》记者了解到，浙江已经成功研制出这种奇特的碳纳米管及其生产设备。浙江省纳米材料开发应用协会秘书长、杭州轩爱科技有限公司总经理关君正和浙江大学产学研团队，经过长达7年的努力，终于将这一梦想慢慢拉近现实。
8月22日上午，浙江省委书记赵洪祝一行来到杭州高新区视察杭州轩爱科技有限公司。在详细了解了研究、开发碳纳米管的有关情况后，赵洪祝给予了高度评价和支持，明确表态对碳纳米管的产业化进行政策扶持，并奖励科研基金。杭州市市长蔡奇也表示，将由杭州市政府出面，帮助轩爱科技寻找风险投资。
纳米之“王”
20世纪末，纳米技术已悄然兴起。在纳米材料中，碳纳米材料一直是近年来国际材料科学的前沿领域之一。而碳纳米管在纳米材料中最富代表性，性能最优异，在各个领域引起普遍关注。科学家们还预测，碳纳米管将成为21世纪最有前途的纳米材料。
早在2002年，浙江大学和杭州轩爱科技有限公司组织了产学研的研发团队，正式踏入研制碳纳米管的行列。
“我们对碳纳米管的应用前景非常有信心，并确信碳纳米管市场是一个可充分体现创新精神、具有很大增长机会的领域。”关君正说，作为一种理想的制造太空电梯缆索的材料，碳纳米管是由一层或若干层碳原子卷曲而成的管状“纤维”。外观为黑色粉体的碳纳米管尺寸只有头发丝的十万分之一，但它的强度是钢的100倍而重量只有钢的六分之一，导热率为10000m/秒。由于具有韧性高，导电性极强，场发射性能优良，并兼具金属性和半导体性等奇异的物理化学性能，碳纳米管因此被科学家称为未来的“超级纤维”，可广泛应用于航空、航天、汽车、轻工、IT、医学等各个领域。
“无论是生产成本，技术工艺还是产品品质，我们都已领先于国内外同类产品。”关君正告诉《浙商》，由他们研制的碳纳米管已取得12项国家发明专利，并已进入批量生产。
“颠覆”传统产业
尽管碳纳米管的技术性能非常好，但因制造成本过高和生产技术工艺等问题，21世纪初碳纳米管还尚未得到广泛性的工业运用，全球范围内只有少数几家公司生产商业用碳纳米管产品，因此碳纳米管有“贵比黄金”之称。国际市场90%的高纯度碳纳米管的价格高达每克上百美元，一般纯度的碳纳米管价格也在60美元／克，远远高出黄金的价格。
不过，近年来随着工艺技术水平的提高及生产规模的扩大，碳纳米管的生产成本大幅降低，国际市场上售价已降至50美元/克以下。“有一些纯度稍低的多壁碳纳米管产品价格甚至只有10美元/克”。关君正说，由于世界各国越来越看好碳纳米管的应用前景，均在制备和应用方面投入大量的研发力量，期望能占领该技术领域的制高点，并逐渐进入真正的商业应用阶段，特别是全球化工巨头纷纷掀起一股碳纳米管制造热。如德国拜耳于2007年9月，启动了一条年产能力设计为30-60吨/年的多壁碳纳米管生产线，预计2009年还要增建一座设计产能为200吨/年的碳纳米管生产装置。
关君正介绍，他们生产碳纳米管的成本和国外相比，几乎相当于人民币和美元的汇率：多壁碳纳米管的成本仅为美国、日本生产厂家同类产品成本的1/8，而单壁碳纳米管的销售价格也只有欧盟同类产品的1/5。“由于采用了成本低廉的材料和先进的工艺，所以生产出来的产品价格也十分低廉，仅为10元人民币/克左右。”关君正透露，项目中试开发阶段采用的是成本低廉的化学原材料和十分简易的工艺，合成出催化能力超强的催化剂，效率是国外同类产品的4倍。同时，催化产生的初始产品纯度和品质都很高，不仅纯度可达95%以上，长度也可达微米数量级，已领先于国外同类产品。而在国内，我国能规模制备生产碳纳米管的企业寥寥无几，且纯度不高。
目前，由杭州轩爱科技有限公司等研制的碳纳米管材料已供电池生产、汽车制造等领域的国内企业和多家世界500强企业使用。“在使用了我们生产的碳纳米管材料后，铝酸蓄电池的能量可提高18%。”另外，据关君正透露，一家生产手机的世界500强企业，由于其手机锂电池采用了由轩爱科技提供的碳纳米管复合材料，手机可待机18天之久。
同时，轩爱科技的科研人员利用碳纳米管，已开发出在纺织、军用装备、导电塑料、隐形材料等的应用成果。此外，关君正还从贴近生活、自然环保入手，积极开发用碳纳米管复合材料做成的绿色环保产品，应用于家居装修装饰环保材料等行业。如“清新宝”就是杭州轩爱科技有限公司应用纳米科技解决室内空气污染的产品。作为室内涂料纳米环保助剂，关君正说，含有天然纳米材料的“清新宝”有1200个/CM3的负氧离子，能有效分解甲醛、苯、氨等有害气体，去除各种异味，快速消除装修建筑污染，清新室内空气；杭州南鸿装潢公司征集50套全环保样板房，采用“清新宝”后环保合格率100%，投入市场后，获广泛好评。
风投看好碳纳米科技市场
“当前，我们准备筹建年产12吨的碳纳米管生产线，正式进入产业化阶段。”关君正告诉《浙商》记者，碳纳米管有着十分广阔的市场前景。据美国商务部BCC研究中心统计，2006年全球碳纳米管市场达到5090万美元，2007年达7900万美元，增长了55%。BCC研究中心预测，碳纳米管未来几年市场需求将达到数千吨。到2011年，全球碳纳米管的产量将以73.8%的年增长率猛增，产值将达到8.073亿美元。
“碳纳米管全球市场的增长可能比预期的更加迅猛。”正因为拥有很大的市场前景，碳纳米管也逐渐被国际风险投资巨头所看好。据关君正透露，多家风险投资机构已找上他，其中一家全球知名的风险投资巨头已主动与他洽谈了好几次。
按照关君正的规划，碳纳米管的产业化项目分三期进行，总投入需5000万美元，其中3500万元人民币用于第一期的12吨生产线建设，二、三期为扩产和终端产品的开发。关君正告诉《浙商》记者，由于产品采用了独特的工艺，因此碳纳米管所有的生产设备也是自主开发的。在实行多台套设备配套后，第一期将年产12吨碳纳米管。
“预计第一期年产值可达1.2亿元人民币。”谈起前景，关君正充满信心，“根据订单情况和市场要求，我们的生产能力可以再度放大，甚至能够达到或超过国外目前最大的生产企业德国拜耳60吨的年产量。”
