除了能包住火的纸 新材料展还有哪些“明星”材料？

9月22日下午，上海市经信委副主任吴金城在新闻发布会上表示，本届工博会新材料展展览面积达到12000平方米，同比增长12.36%。参展企业超过200家，同比增长22%。作为开办仅第四年的一项专业展，工博会新材料展取得如此成果，与国内新材料产业研发力量的日益强盛密切相关。

研发给力，应用也需跟上。上海市新材料协会秘书长张松涛对澎湃新闻（www.thepaper.cn）表示，新材料行业此前存在“好材料不敢用”的现象。许多高校科研机构研发出的新材料即使满足性能要求，在产品的稳定性、可持续性生产上无法被保障，使得企业不敢加以应用。随着新材料广泛应用于国民经济，“打通最后一公里”需要被大大重视。

国产高功率光纤激光器打破外国垄断

本届工博会，上海大恒光学精密机械有限公司带来的高功率双包层光纤成功打破外国垄断，使光纤激光器“中国芯”的诞生成为可能。光纤激光器是用光纤作激光介质的激光器，其应用范围非常广泛，包括激光光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制造、激光雕刻、激光打标、激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔/切割/焊接、军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设等。随着全球工业激光器市场规模的快速增长，光纤激光器市场的需求也非常旺盛。据估计，2017年全球光纤激光器市场规模超过20亿美元，国内市场规模也超过5亿美元，并且正以每年30%的速度增长。作为其核心材料的高功率双包层光纤由于其制备工艺复杂，批量化制备技术难度极高，国内长期依赖国外进口，市场被美国Nufern公司和恩耐公司、NKT公司等垄断。

经过5年的艰苦攻关，上海大恒公司在YDF（Ytterbium doped Fiber，掺镱光纤）光纤的批量化生产方面取得重要进展。该公司推出的以20/400 YDF为代表的掺镱双包层光纤在性能和批次稳定性方面已可以完全替代国外进口光纤，可满足光纤激光器厂商1Kw以上工业级光纤激光器的批量化生产需求，并已得到上海飞博等激光器公司的应用。另外，该公司研制的30/600型YDF可以满足单纤万瓦功率使用要求，并且在极低数值孔径大模场掺镱光纤方面也已获得技术突破，能够满足3kw级窄线宽光纤放大器的应用需求，与德国Jena为代表的国际最高水平相当。

大恒公司的研究团队成员包括一位中科院百人计划研究员以及六名80后硕士、博士青年职工。依托具有国际先进水平的激光钕玻璃研制平台，团队经过艰苦攻关，创新性提出了以溶胶-凝胶工艺结合MCVD工艺制备高均匀掺杂稀土预制棒的特色技术，获得超过10项发明专利，先后解决了磷铝硅三元纤芯玻璃体系下折射率分布控制、光暗化抑制、高发光效率以及批次稳定性等关键工艺难题。全面掌握了稀土有源光纤预制棒制备、光纤拉制及涂覆、性能评估等全链条于一体的自主可控的制备工艺技术。目前，单条产线合格YDF产能已达到100Km/年，进一步扩产后可以超过500Km/年的产能。未来三年预计公司生产的高功率双包层光纤产品将获得国内1/3市场份额,全力打造光纤激光器的“中国芯”品牌。

羟基磷灰石造出能包住火的纸

众所周知，火是纸的天敌。在纸质材料密集的场所，火灾的历史几乎与人类本身的历史同样悠久。历史上，埃及亚历山大图书馆的一场大火使不计其数的珍贵文献化为灰烬。近几年，俄罗斯莫斯科社会科学信息研究所图书馆在2015年发生的重大火灾也让数以百万计的古籍图书资料遭遇灭顶之灾。不过，在中国科学院上海硅酸盐研究所推出的新型耐火纸面前，这样的历史悲剧或将成为历史。

中国科学院上海硅酸盐研究所是一个无机非金属材料综合性研究机构。研究所中的朱英杰团队通过大胆创新和探索，从根本上改变了传统造纸的原料。团队将材料科学、纳米科技、造纸技术多学科交叉结合，创新性地提出采用羟基磷灰石超长纳米线作为纸的原料，在国际上独创发明了新型无机耐火纸，使“纸能包住火”变成现实。新型无机耐火纸外观上和普通纸相似，柔韧性好，白度高，生物相容性好，环境友好，耐火不燃烧，可耐受1000℃以上的高温，并且可以书写及彩色打印。

新型无机耐火纸的成分是羟基磷灰石（或称为羟基磷酸钙），是一种天然矿物质，也是一种典型的生物材料，是人体骨骼和牙齿的主要无机成份，人的骨骼中羟基磷灰石的含量约为70%，而牙釉质中羟基磷灰石的含量高达90%以上。羟基磷灰石材料虽然耐高温、耐火，但是遗憾的是羟基磷灰石材料通常就像牙齿和骨骼一样又硬又脆，并不适合用来制造柔软的耐火纸。朱英杰团队研发了油酸钙前驱体溶剂热法，采用普通的化工原料氯化钙、磷酸钠、油酸（或油酸钠）作为反应物，用溶剂热（水热法）成功地制备出羟基磷灰石超长纳米线，其直径为约为10纳米、长度可达100微米到接近1000微米。羟基磷灰石超长纳米线的直径比人的头发丝还要小约10000倍，其尺寸是如此之小，人的眼睛根本看不见，需要用高倍扫描电子显微镜观察。在高倍扫描电子显微镜下，羟基磷灰石超长纳米线可以自然弯曲，看上去就像又长又软的挂面一样，具有良好的柔韧性，这就可以解决羟基磷灰石材料的高脆性难题。

除了A4和A3尺寸的耐火纸外，该团队还研制出新型防水耐火纸、新型耐火仿“宣纸”等多种耐火纸。新型耐火纸具有多种用途，例如可应用于重要文件、档案、证书等的长久安全保存、耐高温标签纸、耐高温电池隔膜、防火光（电）缆耐火包带、火灾自动报警耐火壁纸、防伪耐火纸、耐高温柔性电子器件、防雾霾口罩、空气净化器等。所研制的新型耐火仿“宣纸”白度明显高于传统宣纸，具有优异的耐火和润墨性能，比传统宣纸具有更优的抗霉性和耐久性，加速模拟老化试验表明新型耐火仿“宣纸”可长久保存至少3500年以上，可用于书法绘画等艺术作品的长久安全保存；此外，新型耐火仿“宣纸”的制备效率高，其制备只需大约3天时间，而传统宣纸生产周期大约需要1至2年时间。可以预期，新型耐火纸在多个领域具有良好的应用前景和市场前景。

耐火纸

民营企业谱写石墨烯新篇章

腐蚀是一直以来都是全球钢铁、冶金、建筑、交通运输等行业面临的最大棘手问题之一。据统计，全世界每年因腐蚀造成的直接经济损失约2.5万亿美元，相当于2013年全球GDP的3.4%,远超自然灾害所带来的经济损失。上海利物盛企业集团有限公司开发的新型石墨烯水性防腐涂料系列，拥有自主知识产权，各项性能指标达到行业领先水平。

利物盛的石墨烯产品具有多项优点。如，生产成本低，添加石墨烯后涂料的单位施工面积提高20%-40%；防腐性能优异，添加石墨烯后涂料的耐盐雾时间由原来的1000h提高到2000-2500h；绿色环保，生产、使用过程对环境影响轻微。

据介绍，与传统涂料相比，石墨烯纳米涂层全部采用环保型溶剂做载体，无挥发性有机物排放，安全环保无污染，广泛应用于航天器及船舶仪表印刷线路板表面防护、高分子表面耐磨处理、轴承轴瓦表面耐磨防腐处理等领域。可在材料表面形成超疏水界面，表面接触角可达150°，摩擦系数降低为初始的十分之一，价格仅为同类进口产品的50%，技术处于国际领先水平，国内鲜有同类产品。

利物盛公司的石墨烯涂料可大量用于市政工程、汽车、石油化工、新能源等领域，如桥梁、船舶、集装箱表面防腐涂层、石化储油罐外壳防护层、户外木器建筑防护层等。目前，该款石墨烯水性防腐涂料已用于上海振华港机钢结构防护工程项目，是国家重大工程项目急需的产品。

石墨烯

值得注意的是，利物盛是一家民营企业，原本从事汽车零部件生产。利物盛公司副总裁赵志国对澎湃新闻（www.thepaper.cn）表示，利物盛转型的原因在于汽车零部件生产企业受制于汽车主机厂，没有核心竞争力。随着零部件价格每年下降，而生产成本逐年上升，企业发展踫到瓶颈，唯有转型才有出路。他还表示，转型之路走得并不轻松。利物盛公司在转型之后产值直线下降，每年研发投入二千余万元，但新材料尚未产生利润。

近年来，国内新材料研发力量中出现了越来越多的民营企业身影。张松涛表示，一方面，民营企业在“一代产品，一代材料”的新材料行业中有着极强的市场敏锐度，如安集微电子科技有限公司研发的集成电路抛光液，得到国内与国际的认可，在国内主要集成电路企业中得到运用。另一方面，现在许多民营企业研发人员都是海归人才，在技术实力上处于领先地位，可以大大促进国内发展。

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