说起液态金属,让人不由想起老电影《终结者2》里,施瓦辛格大战打不死的液态金属机器人的情形。电影里,液态金属机器人被打穿地方会自然合拢,被火焚烧后很快又恢复原形。
如今,液态金属这一神奇材料正从想象走入现实……清华大学教授、中国科学院理化技术所双聘研究员、液态金属首席科学家刘静带领的中科院理化技术研究所和清华大学组成的联合科研团队,经过不懈努力,在世界上率先发现了液态金属一系列全新的科学现象、基础效应和变革性应用途径,为发展国家尖端科技和战略性新兴产业带来了重大机遇。
目前,液态金属研究中国已走在世界前列。中国科学家在液态金属生物医学材料方面取得了一系列原创性突破。该领域的领先者——云南中宣液态金属科技有限公司(以下简称“中宣公司”)2020年更获评“国家专精特新小巨人”。
专精特新之路这样走
液态金属究竟是什么呢?刘静参与主编的《中国液态金属工业发展战略研究报告》一书中这样描述:液态金属是一大类物理化学行为十分独特的新兴功能材料,它具有沸点高、导电性强、热导率高等属性,蕴藏着诸多以往从未被认识的新奇特性,正在为大量新兴的科学与技术前沿提供重大启示和极为丰富的研究空间。
“说得直白一点,液态金属就是可控的温度下呈液态,可流动并且能导电的金属。”中宣公司董事长杨应宝说,它的制造工艺无须高温冶炼,环保无毒,可广泛应用于工业制造、航空航天、军工国防、生物医疗、教育与文化创意等领域,有关成果被认为是人类利用金属的第二次革命。
“而专精特新的发展道路,正赋予该公司在液态金属领域独特的优势。”杨应宝表示。他逐一分析:
专,专注于液态金属系列产品的研发、生产、销售,目前已形成200吨液态金属系列产品的生产规模,在研发和产业化方面目前处于行业领军地位。液态金属行业融合材料学、热管理学、物理学、流体力学、电子制造学等专门学科,在工艺制造独特先进、产品细分应用领域专业化应用优势较大。
精,拥有的液态金属导热膏、导热片、电子手写笔、导热硅脂等产品生产线自动化程度高,生产设备都是自主研发定制,严格按照现代化企业生产流程和精细化管理,通过SONY、联想等国内外知名企业供应商质量管理认证,推向市场的液态金属系列产品填补国内外空白。
特,具有680余种独特液态金属配方和独特改性工艺,可以根据下游应用客户的不同需求进行不同配方的生产,为客户提供定制化服务。
新,液态金属科技成果是由刘静所带领的中科院理化技术研究所和清华大学组成的联合科研团经过近20多年的辛苦努力研发出来,属于国际领先的原创技术。
实际应用结硕果
据了解,在尖端领域、民用领域、医用领域,该公司研发成果的应用取得了实际效果。
液态金属热界面系列产品目前已在笔记本电脑、高端游戏机CPU、GPU散热、大功率LED灯、军民融合领域散热实现批量化应用,其超高的热导率对比传统散热材料获得应用客户一致好评,在手机、IGBT模块散热、5G通讯等领域开展小批量测试应用;医用领域方面,公司液态金属骨科外固定产品,在曲靖市第一人民医院已开展300多例临床手术,正在办理进入医保的相关手续。
“液态金属作为一个新兴产业,所有的标准都处于空白状态,公司要研发、要生产,但是要让顾客放心的话还得‘制定标准’。”杨应宝表示。
该公司目前一共承担制订4项国家标准、1项省地方标准的任务,已完成1项国家标准制订,并获国家标委会技术标准一等奖;并制订企业标准5项。从2013年发展到今天,连续6年投入2亿多元,2020年才真正把市场打开实现盈利,企业才进入良性循环。公司还在不断加大研发投入和科技成果转化,2021年又新建了200万件/年液态金属骨科外固定材料及支具产线和10万平方米液态金属LED智能玻璃屏产线,这些创新产品将为企业发展创造新的经济增长点。