“纳米球”的孵化路 新材料引发汽车节能革命

　　王　爽 杨洪永　刘恒波

　　山东烟台一辆跑烟台—济南线路的奔驰大巴客车,5月利用8天时间进行了一项对比试验,先是用一箱油跑了600公里,后在发动机中加注“原子自组装纳米球固体润滑剂”(简称“纳米球”),一箱油跑了660公里,多跑了60公里。

　　7月21日,一批中东、北非地区的客商酷暑之下慕名来到山东省高青县的一家民营企业——山东万众科技有限公司,当场签约,一次性购买了价值2000万元的“纳米球”。

　　纳米球为何物,它是怎样诞生的?记者采访了解到,它的诞生有些偶然；它的推广之路,用万众集团董事长宫志利的话说,则是“非常幸运的”。

　　新材料引发汽车节能革命

　　“纳米球”是一种新材料,由山东万众科技有限公司和北京航空航天大学材料科学与工程学院张涛教授带领的科研团队合作研发,是一种非晶体合金材料制成的纳米级固体小球。

　　“继钢铁的第一次、塑料的第二次,非晶体合金材料是第三次材料革命。用以替代常规材料,往往有着惊人的突破。”张涛在接受记者采访时说。

　　张涛曾研发出世界上第一块块状非晶体合金,目前是国家“973项目”首席科学家、教育部特聘教授。“非晶体合金不但强度硬度达到了金属材料的极限,而且不导电,化学性质异常稳定。就拿纳米球来说,它是二十面体原子团簇结构的铝基合金成分,因硬度非常高,具有摩擦系数小、超级润滑等特性。”张涛说。

　　6月5日,由北京出租车司机组成的车队在北京六环路行驶一圈,对纳米球加入汽车发动机的效果进行了实地测试。据高青县公证处公证数据显示:车辆行驶全程195公里,平均节油率为15.5%,平均减排率为48.84%。一位出租汽车司机表示:“一公里大约省1毛钱,一天500公里就是50元,一年下来能省近2万元。”

　　小小“纳米球”,节能效果何以如此出众?

　　7月初,宫志利向记者讲述了纳米球的工作原理:纳米球在发动机的金属界面之间,形成一层由纳米级的固体小球组成的特殊保护膜,使摩擦由平面摩擦变为滚动摩擦。这很好理解,古埃及人建造金字塔用圆木运输大石块,也是变平面摩擦为滚动摩擦,减少了运输阻力。同时,由于纳米球的填充,在气缸和活塞环之间起到了很好的密封作用,使燃料燃烧更充分。在纳米球的作用下,发动机实现了两次节能:一是阻力减少的节能,二是燃料燃烧充分的节能。

　　记者在一组高倍显微镜拍摄的汽车发动机轴瓦内壁照片中看到,未使用纳米球的发动机,轴瓦内壁上一道道划痕清晰可见；而使用了纳米球的却非常光滑,其润滑作用一目了然。

　　偶然的创意与长期的坚持

　　一次偶然的机会,民营企业家和大学教授的一段对话,诞生了一个引领汽车节能革命的新理念。

　　2005年早春,来张涛实验室参观的宫志利看到一块光亮的金属材料,随手一磕竟火花四射。宫志利很吃惊,赶忙询问。张涛介绍说:“别小看它,这是一块非晶体合金。简单说呢,非晶体合金就是将金属的原子重新排列,呈一种不规则序列。其结果是,新材料硬度非常高,而且高弹性,还耐高温耐腐蚀。”

　　宫志利提出,如果做成纳米级颗粒,用做汽车机油添加剂会咋样?“听到这个创意,我眼前一亮。这种材料,我早在上世纪80年代末就已开发出来,但一直没往润滑特性方面的应用考虑。”张涛对此记忆犹新。

　　张涛告诉记者,把非晶体合金制成纳米级非常困难,不仅因其硬度高,还有很多工艺性技术需要突破。在张涛教授的指导下,万众科技经过反复攻关,又依次到清华大学做了摩擦学实验,在交通运输部做理化性能指标测试、道路性能试验、科技成果鉴定、发动机台架试验等。

　　2009年5月,历经4年艰辛攻关,终于研发出具有自主知识产权的新材料节能产品——“原子自组装纳米球固体润滑剂”。当年6月7日,纳米球通过了山东省科技厅成果鉴定,被评价为填补了润滑油合金基添加剂的技术空白。同时,由万众和北航共同组建的“山东省微纳米球机械节能工程技术研究中心”也获批成立。

　　“这里面有一定的偶然性。整个研发过程是消耗大量时间的事情,而且投入大,作为企业负责人,除了有发现的眼光外,还要耐得住寂寞。”宫志利说。

　　“幸运”的推广之路

　　“纳米球能有今天,得益于‘政产学研资’的紧密结合。”宫志利深有感触。

　　“企业首先要主动与大学对接,否则自己想破脑袋也不可能做出高端的创新产品,当然也要求学研机构有一个非常开放的心态。研发阶段,企业扮演的角色是资金提供者和平台转化的实施者。市场推广阶段,是企业最难的时候,各级政府与有关部门想尽办法对我们‘扶上马、送一程’,万众应该说是非常幸运的。”宫志利说。

　　截至目前,万众投入的产品研发、推广资金已近4000万元,前期的资金来源主要是靠山东万众节能工程技术有限公司多年的利润积累,其后万众陆续获得国家科技部创新基金、山东省自主创新成果转化重大专项资金,以及省市县的扶持奖励资金。今年年初,高青县政府一次性采购了40万元的纳米球产品。“在我们最需资金之时,这一决策就是一场及时雨。”宫志利坦言。

　　记者了解到,世界上许多发达国家对技术型中小企业都有一整套支持政策,比如在创业资金、市场推广和信贷利率上均有扶持,美国有30%的政府采购配额会分给中小企业。遗憾的是,我国在支持科技型中小企业的配套体系政策上,与发达国家仍有一定差距。记者采访的有关人士称,纳米球的“幸运”,应当成为所有创新产品推广中的“普惠待遇”。

　　眼下,山东万众科技有限公司已完成股份制改造,将在齐鲁股权交易中心挂牌交易股权,以此打通“政产学研资”这一“万众模式”的最后一个关节,企业后续发展也可能获得源源不断的资金。

　　今年6月27日,“纳米球”被国家交通运输部确定为“十二五”第一批全国重点推广公路水路交通运输节能产品,开始向全国推广。近两个月,万众已陆续与美国、俄罗斯、澳大利亚、中东等20多个国家和地区的客商签了合作协议和产品订单,预计今年实现销售收入2亿元左右。