□南京日报/紫金山新闻记者张甜甜
通讯员博轩
给钢铁棒材做“工业B超”的探伤装备,为钢铁、化工企业除尘的耐高温“超级筛子”,为飞机防护的特种玻纤“皮肤”,给芯片“物理降温”的金刚石复合材料“退热贴”……11月4日至8日,第七届中国新材料产业发展大会在河西集团下属南京国际博览中心举办。展馆内,众多南京企业带来的新材料应用成果琳琅满目。很多展品外表平平无奇,却是大国制造背后不为人知的“功臣”。新材料自身持续迭代突破,也向千行百业输送创新动能,源源不断地为产业转型注入向“新”力。
一根玻纤,“织”就防护面料
飞机蒙皮,就是包围在飞机骨架结构外,用粘接剂或铆钉固定于骨架上,形成飞机气动力外形的维形构件。它就像飞机的“皮肤”,看似只是薄薄的一层,却有不可替代的作用。当飞机以几百公里的时速穿梭于大气层中,蒙皮承受的压力和力量之复杂超乎想象。作为飞机的最外层结构,面临低温、气压变化、紫外线辐射以及雨水侵蚀等多种恶劣环境因素,它还需要具备较高的抗蚀能力。
这层“皮肤”如何做?
“就靠这种玻璃纤维,将这些纤维精密地编织在一起的织物,既能扛住循环受力带来的疲劳损耗,抵御电化学腐蚀,还不遮挡机载通信信号。”南京玻璃纤维研究设计院特种纤维事业部产品开发工程师于浩淼扯过展位上的一轴白色“丝线”说。
很长一段时间,这类高精度航空玻纤精细织物都依赖进口。但如今,新材料实现新突破。
“我们的产品已通过AS9100D航空航天质量体系认证、中国商飞PCD(工艺规范文件)预批准,实现国产化。”他说。
一块玻璃一摔就碎,可将高温熔融的玻璃质材料拉成纤细的玻纤丝,却让它“性格”大变。外观细如发丝、轻若棉絮,强度却能够比肩钢材。这些被称为玻璃纤维的新材料,超细又柔软,却蕴含着巨大的能量。因为同时具备隔热透波、水火不侵的功能,绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性能好、机械强度高,在科研人员的眼里,它们就是中国现代工业领域的“混天绫”。
新材料正在开辟新天地。
从飞机“皮肤”到客舱内饰,从汽车减震板簧到救援机器狗的防火防护套;从抗冲击的棒球棒到耐磨防切割的劳保手套……一缕缕纤细玻纤,一头连着航空高端制造,一头落地寻常民生应用,上天入地、大显身手。
一张“筛子”,守护绿色生产
新材料向“新”跨越,传统产业焕新升级,高端化智能化绿色化底色更足。钢铁冶炼、危废焚烧、多晶硅等行业的车间,作业过程中会产生烟气,温度可达数百甚至上千摄氏度,普通除尘滤袋超过260℃就会被烧坏,根本扛不住。
“对付烈焰滚滚的高温烟气,秘密就在这一根根陶瓷管上。”江苏久朗高科技股份有限公司过滤分离纯化膜事业部总监刘延平,抬手拿起展台上一根灰黑色的全碳化硅陶瓷膜管说。它就像专为高温工况锻造的“工业耐火筛子”,短时可以承受1400℃的炙烤,即便长期置身1000℃的高温环境,依旧稳固如初,能够牢牢截留住直径0.3微米以上的细微烟尘颗粒。“大约只有我们常说的PM2.5颗粒直径大小的八分之一,远细于头发丝,肉眼完全看不见。”刘延平说。
折叠滤芯则专攻极致精细过滤,守护医药、电子等领域的流体洁净。记者拿起一支折叠滤芯样品细看,筒身的滤膜层层叠叠,如同无数把收拢的折扇。刘延平介绍,生物医药制药、芯片制造工序里,不仅要滤除细菌、纳米级细微杂质保证产品纯度,还不能让过滤工序拖慢整条生产线的节奏。“我们把一张平整滤膜反复折出褶皱,同等体积之下,过滤面积一下子放大近10倍。更大的接触面积,换来高通量、低阻力、高截留率的过滤效果,细小杂质无处遁形。如今这款产品的过滤精度已经达到50纳米,10纳米级滤芯也正在研发攻关。”
一组“微”材,破解前沿赛道卡点
材料之变,铺就产业绿色转型之路,也成为撬动未来赛道的“隐形支点”。
在南京瑞为新材料科技有限公司的展位上,摆放着形状各异的薄片,只有指甲盖大小,表面被一层金黄的复合材料包裹。公司品宣经理尚敏告诉记者,这是芯片的“退热贴”。
高功率芯片高速运转时,热量会持续快速集聚,这层封装无异于让其“穿”了一件“棉袄”,而在AI算力爆发式增长的今天,芯片的“体温”关乎芯片性能的“发挥”。
“这上面点点闪烁的就是金刚石晶粒。”尚敏拿起一块样品让记者看。凭借超高的热导率,金刚石是公认的散热“终极材料”,但受限于其热膨胀系数与芯片不匹配、成本昂贵等问题,很难直接用于给芯片散热。业界发现,金刚石/铜复合材料恰恰满足条件,导热性能好、热膨胀系数与半导体材料匹配。
但金刚石与它的材料“搭子”的化学相容性极差。“就像水滴落在荷叶上,根本无法紧密结合。此外,金刚石热沉片硬度很高却脆性大,极易翘曲,即便勉强黏合,也无法与芯片无缝键合。”她说,“我们通过工艺攻关,让金刚石与铜‘牵手’,并真正‘贴’在芯片上。”
在生物医药领域,小材料同样发挥大能量。科研人员常常要从成分复杂的样本里分选目标细胞。以CAR-T细胞疗法为例,整套疗法起步的一道难关,就是在种类繁多、大小相近的细胞群里,精准筛选出合格的T细胞。
“发挥关键作用的就是这些尺寸在纳米量级范围内的磁性颗粒材料。”南京东纳生物科技有限公司工作人员彭女士指着试剂盒内的试剂介绍,它就像是微观世界里精准抓取生物细胞、分子的“磁性捕手”。“我们在磁珠表面偶联上识别目标细胞标志物的特异性抗体,抗体好比定向鱼饵,一旦遇上T细胞就会牢牢结合,相当于给目标细胞装上‘磁性标签’。样本置于磁场之中,挂着磁珠的T细胞会被吸附留住,其余无关细胞随洗液流走;撤去磁场,再把需要的T细胞洗脱收集,分选就完成了。”
一次超声,排查内部隐疾
新材料,不只要“造得出”,更要“靠得住”,品质管控同样是新材料产业发展的题中应有之意。
在江苏金宇智能检测系统有限公司展位上,玻璃展柜中展示着一款棒材全聚焦相控阵超声波探伤设备模型。所谓探伤,就是为钢材棒材“体检”的设备。冶炼轧制过程中,内部很可能藏着微小气泡、杂质夹渣。这些看不见的“内伤”,一旦流入下游制造环节,轻则产品报废,重则埋下安全隐患。
“钢棒轧制成型之后,出厂前就要经过这一道关口,道理和医院给人体做B超如出一辙,只不过我们给钢棒做工业‘B超体检’,让超声波化身钢铁产线上的‘透视眼’,合格棒材放行出厂,检出缺陷的产品送回返工。”公司检测销售部工作人员韩皓轩指向设备模型上的一圈环形探头比画,“传统探伤设备只能逐个点位扫描,速度慢、细小缺陷极易漏检,常常成为整条钢铁产线的速度短板,这套棒材全聚焦相控阵超声波探伤设备,靠360度阵列探头一次性同步扫描,不用探头机械转圈扫描,最高可以实现每秒2米的检测速度,探伤效率较传统相控阵技术提升50%。”
新材料的“新”,既是材料自身之变的创新,也是以回应产业新需求的向新。以材料更“新”,提供可塑之“材”,撬动百业焕“新”,这正是新质生产力生动鲜活的注脚。




