有一種納米材料堪稱“材料界的鉆石”，直徑不足頭發(fā)絲萬(wàn)分之一，抗拉強(qiáng)度卻遠(yuǎn)超鋼鐵百倍，重量還不到鋼鐵六分之一，它就是碳納米管。

誰(shuí)能掌控它的量產(chǎn)技術(shù)，誰(shuí)就手握新材料產(chǎn)業(yè)的未來(lái)。清華團(tuán)隊(duì)曾憑這項(xiàng)技術(shù)震撼全球，卻因一時(shí)局限低價(jià)轉(zhuǎn)讓，如今靠著技術(shù)升級(jí)，終于在全球賽場(chǎng)重奪第一寶座。

故事要從1991年說(shuō)起，日本NEC公司的飯島澄男教授偶然發(fā)現(xiàn)碳納米管，這種材料兼具超高強(qiáng)度、優(yōu)異導(dǎo)電性和熱穩(wěn)定性，從電子器件到航空航天都潛力無(wú)限。

但全球科學(xué)家都被同一個(gè)難題困?。褐荒茉趯?shí)驗(yàn)室少量合成，每次產(chǎn)量不過(guò)幾克到幾百克，規(guī)?；a(chǎn)就是天方夜譚。

在一場(chǎng)紀(jì)念碳納米管發(fā)現(xiàn)的國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上，當(dāng)各國(guó)專家都在為量產(chǎn)難題發(fā)愁時(shí)，清華團(tuán)隊(duì)登臺(tái)拋出重磅消息：“我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了碳納米管的成噸級(jí)制造。”

這話一出，全場(chǎng)瞬間寂靜，隨后炸開了鍋。

當(dāng)時(shí)全球最大單次產(chǎn)量還不足千克級(jí)，這一突破直接震驚了以納米技術(shù)為傲的日本科學(xué)界。

會(huì)后日本企業(yè)代表立刻主動(dòng)找上門，提出幫忙推向市場(chǎng)。

等樣品交付后，對(duì)方給出的評(píng)估讓團(tuán)隊(duì)欣喜不已：“這碳納米管一克能賣15美元，比黃金還貴。”

當(dāng)時(shí)國(guó)際黃金價(jià)格約每克3.5美元，這意味著它的價(jià)值是黃金的4倍多。

可惜喜悅沒(méi)能持續(xù)太久，由于當(dāng)時(shí)碳納米管還處于技術(shù)初期，全球都沒(méi)有成熟的應(yīng)用場(chǎng)景。

國(guó)內(nèi)企業(yè)雖認(rèn)可其性能，卻沒(méi)人敢貿(mào)然投產(chǎn)，怕出現(xiàn)“造得出、用不上”的局面。

就這樣，這項(xiàng)頂尖技術(shù)陷入了“叫好不叫座”的尷尬，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程一停就是七年。

就在團(tuán)隊(duì)近乎放棄時(shí)，一家美國(guó)風(fēng)投公司找上門來(lái)，提出收購(gòu)這項(xiàng)技術(shù)。

團(tuán)隊(duì)成員覺(jué)得既然找不到應(yīng)用方向，有人愿意收購(gòu)已是意外之喜，加上對(duì)方出價(jià)雖不高，也算是給技術(shù)找了個(gè)歸宿，便以低價(jià)轉(zhuǎn)讓了核心技術(shù)。

后來(lái)這家美國(guó)公司意外發(fā)現(xiàn)，碳納米管作為導(dǎo)電劑加入鋰電池，能大幅提升導(dǎo)電性，憑借這一應(yīng)用迅速占領(lǐng)市場(chǎng)，清華團(tuán)隊(duì)就這樣錯(cuò)失了百億市場(chǎng)。

吃一塹長(zhǎng)一智，清華團(tuán)隊(duì)沒(méi)有消沉，轉(zhuǎn)而深耕碳納米管的應(yīng)用拓展和材料升級(jí)。

這次他們跳出單一材料局限，創(chuàng)新性地將石墨烯與碳納米管結(jié)合，研發(fā)出石墨烯-碳納米管復(fù)合三維碳材料，比單一碳納米管的比表面積更大、電化學(xué)性能更優(yōu)，尤其適合做超級(jí)電容電極材料。

之前求購(gòu)技術(shù)的日本企業(yè)再次上門，想收購(gòu)這項(xiàng)新技術(shù)，這次清華團(tuán)隊(duì)?wèi)B(tài)度堅(jiān)決：“技術(shù)絕不轉(zhuǎn)讓，只提供產(chǎn)品合作?！?/strong>

隨后團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)企業(yè)家聯(lián)手，將這種三維碳材料制成超級(jí)電容推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化。

如今這款超級(jí)電容能量密度比傳統(tǒng)產(chǎn)品提升30%以上，循環(huán)壽命超10000次，性能穩(wěn)居國(guó)際頂尖水平。

近期碳納米管復(fù)合材料的應(yīng)用還在持續(xù)突破，中國(guó)中車株洲電力機(jī)車有限公司研制的新一代大功率石墨烯超級(jí)電容，已達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

其中2.8伏/30000法拉型號(hào)適用于無(wú)軌電車，單次充電不到1分鐘，行駛里程就能從原來(lái)的4-6公里提升到8-10公里，滿足首尾站點(diǎn)充電需求；3伏/12000法拉型號(hào)適配有軌電車，充電僅需30秒，續(xù)航6公里，比有網(wǎng)電車節(jié)能30%以上。

目前這些超級(jí)電容已在廣州、寧波、武漢等城市的有軌電車和無(wú)軌電車上投入使用。

據(jù)行業(yè)報(bào)告顯示，2023年中國(guó)碳納米管市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)20.18億元，2023至2025年年均復(fù)合增長(zhǎng)率為19.1%，預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到27.64億元。

如今中國(guó)已是全球碳納米管產(chǎn)能最大的國(guó)家，在動(dòng)力電容、鋰電池導(dǎo)電劑等關(guān)鍵領(lǐng)域牢牢掌握了核心技術(shù)話語(yǔ)權(quán)。

從技術(shù)突破到錯(cuò)失市場(chǎng)，再到卷土重來(lái)領(lǐng)跑全球，清華團(tuán)隊(duì)的經(jīng)歷印證了中國(guó)科研的堅(jiān)韌。

中國(guó)科研不僅能攻克“卡脖子”難題，更能守住技術(shù)主動(dòng)權(quán)，這樣的逆襲故事，正在新材料領(lǐng)域不斷上演。