第3章 我国纳米功能材料科技与产业发展现状

3.1 我国纳米功能材料科技与产业规模

随着纳米科技以及纳米材料产业的快速发展，未来纳米技术将对生产生活产生重大影响，成为推动世界各国科技创新、产业结构调整以及经济社会持续健康发展的重要力量。纳米功能材料在信息、新能源、节能环保、生物医药等领域巨大的应用潜力，将对促进我国经济结构调整和传统产业改造升级发挥重大作用。在国家颁布各项支持政策和市场规模逐步扩大等利好产业发展的环境下，企业也越来越重视纳米技术，在科技界和企业界的共同努力下，我国纳米材料产业化步伐明显加快。

在我国发展创新型经济的要求下，为促进经济结构调整与产业升级，我国许多省市把新材料产业作为推动区域经济跨越式发展的重点产业。目前我国已形成三大纳米材料及纳米技术产业带：北京、上海和深圳（图2-3-1）。

北京市、上海市、江苏省、浙江省、广东省等纳米功能材料产业化发展位居前列的省市结合各自在纳米功能材料方面的产业优势，制定符合本地区实际的新材料科技与产业发展规划并出台配套的产业政策，有力地促进了纳米功能材料的产业化发展。

3.1.1 北京市纳米功能材料产业发展状况

纳米材料是当今新材料领域中研究最为活跃的板块，其应用将对未来经济和社会发展产生重大影响。北京市在纳米材料领域具有突出的人才、成果与资源优势，以及良好的产业化基础。2012年4月，由北京市科委和怀柔区政府共建的北京纳米科技产业园在雁栖经济开发区揭牌。2013年9月，北京纳米科技产业园被科技部认定为“北京国家纳米高新技术产业化基地”。随着相关基地和产业园区的日渐成熟，纳米材料产业将具有广阔的发展空间。

2012年北京纳米材料相关企业已经超过30家，年产值约30亿元，预计到2015年纳米材料产值将超过60亿元。2012—2015年北京纳米材料产业产值如图2-3-2所示。北京纳米科技产业园在纳米膜材料、纳米材料绿色印刷等领域的发展初具规模，形成了优势突出、特点鲜明、技术领先、前景广阔的产业板块，并且拥有了北京中科纳新印刷技术有限公司、北京碧水源膜科技有限公司、有研粉末新材料（北京）有限公司、北京中科纳通电子技术有限公司等一批纳米细分领域龙头或优势企业。

北京中科纳新印刷技术有限公司成立于2009年11月20日，是由中科院化学所、联想投资、联想控股等著名科研机构和企业共同发起成立的新技术企业，主要从事纳米材料绿色制版技术的研发。这是一种非感光、无污染、低成本的新型快速印刷制版技术，有望解决我国印刷制版行业的污染和资源浪费问题，提升我国印刷行业的竞争力。

北京碧水源膜科技有限公司创建于2006年，是专业从事膜材料制造、膜设备制造和膜技术研发与技术服务的国家高新技术企业，研发出拥有完全自主知识产权的增强型微/超滤膜（PVDF、PVC、PES等）、低压反渗透膜以及高效低耗能膜生物反应器（MBR）技术，已形成年产400万m2微滤膜（用于污水处理）和150万m2超滤膜（用于自来水深度处理）以及相应膜组器规模化生产线，年产200万m2反渗透膜生产线（用于海水、苦咸水淡化等）正在建设中。

3.1.2 上海市纳米功能材料产业发展状况

上海工业基础雄厚、科技资源密集、综合实力领先，发展纳米产业具有比较大的优势。上海很早就积极部署发展纳米产业，已成为我国发展纳米产业的一支重要力量。

上海纳米产业体系发展比较健全，产学研合作密切，各种科研和产业交流合作平台健全。2001年上海市纳米科技与产业发展促进中心成立，主要负责完善产、学、研、用长效协作机制，整合各种资源，推进上海纳米科技与产业化的工作。2003年10月纳米技术及应用国家工程研究中心在上海成立，中心专门从事纳米技术研发、工程化应用、技术集成和成果推广，致力于纳米功能材料在环境、生物医药、新能源、信息技术等领域的应用研究与开发，推动科研成果放大以及产业化，搭建产业与科研之间的“桥梁”。

上海已经在纳米技术产业的若干领域形成大规模生产的能力，并取得自主知识产权。纳米功能材料产业链已具雏形，纳米改性复合材料、纳米涂层等产品的高附加值效应已经渗透到机械、电子、纺织、能源、环保等多个领域，有力地改造和提升了传统产业，促进了经济增长方式的转变。由上海东华大学完成的一个项目，将前沿纳米技术与新型纤维加工技术有机结合，首次实现了高聚物基纳米复合功能纤维的产业化，对提升我国纺织产业核心竞争力具有积极意义。

上海交友钻石涂层有限公司拥有世界领先的CVD金刚石涂层技术，其研发的金刚石涂层中的金刚石晶粒尺寸为纳米级。金刚石涂层应用在各种拉拔、冲压模具的工作面上，提高了产品质量和模具寿命，产生了巨大的经济和社会效益。纳米金刚石复合涂层已经广泛应用于电力、通信、建材、机械加工等行业所需的拉拔模具和耐磨器件，具有广阔的市场应用前景。该产品已在江苏上上电缆集团有限公司、上海华普电缆有限公司等逾70家生产企业应用，为应用企业带来了显著的经济效益。截至2013年，上海交友钻石涂层有限公司已在国内拥有600多家客户，在国际拥有约100家客户。

上海六立纳米材料科技有限公司是专门从事抗菌防霉等新功能纳米材料的研发、生产、销售和应用技术服务的高科技民营企业，在国内新功能纳米材料的研发、纺织和高分子材料的应用领域具有领先优势。公司目前拥有“6S”品牌的纳米粉体、纺织整理剂、塑料母粒三大领域的众多新功能产品，如抗菌、防霉、抗紫外、抗静电、负离子、远红外、疏水疏油、易去污、吸湿排汗等新功能粉体产品，广泛应用到塑料、化纤、橡胶、海绵、针纺织品、无纺布、纸制品、化妆品、涂料、陶瓷、油墨等领域。应用新功能纳米材料的产品主要出口到美、日、德、澳等国家，具有非常良好的品质保障。

3.1.3 江苏省纳米功能材料发展状况

江苏省纳米材料的创新水平与国际保持同步。纳米材料的产业化发展取得了突出的成绩，在苏州工业园区建设的国家纳米技术国际创新园也快速发展。苏州工业园区于2010年开始发展纳米技术产业，至2013年年底，园区纳米技术企业从72家发展到222家，产业产值从38亿元发展到138亿元，中高端人才也从2000人达到了8000多人，平均增幅50%以上（表2-3-1）。

苏州工业园区中的纳米新材料产业涉及国民经济和社会生活中能源、电力、钢铁、化工、农林牧渔等各行业，其广泛应用将对传统产业产生重大影响。主要包括碳纳米材料、纳米能源材料、氮化镓等第三代半导体材料，纳米银、纳米氧化铝等纳米金属材料，纳米功能复合材料以及纳米生物医用材料等领域。

在纳米碳材料领域，苏州工业园区是国内企业集聚度最高、产品种类最全、下游应用衔接最快的区域，也集聚了国内纳米碳材料主要产业化团队和人才。捷迪纳米在碳纳米管阵列生长和纤维仿丝技术、大德碳纳米科技在高质量富勒烯材料宏量制备技术、格瑞丰在高品质石墨烯插层化学制备技术等领域已获得重大突破，技术水平填补国内空白，达到国际水平，具备小批量生产能力，并形成了小规模销售。国内首家碳纳米管触控膜企业——汉纳科技基本完成量产准备，产品得到了产业链下游龙头应用企业华为和意力的应用认可。

在能源材料领域，苏州工业园区集聚了锂离子电池材料和太阳能光伏电池材料企业12家。在锂离子电池材料方面，以龙能、恒正、纳新、因迪能源等为代表的企业掌握了纳米多孔结构的磷酸锰锂、纳米钛酸锂等负极材料和纳米三元正极材料的规模化制备技术，纳米级粉体材料无碳合成技术，突破了纳米陶瓷隔膜涂覆工艺，有效解决了电池循环使用寿命和安全性问题，大大提升了锂离子电池的综合性能，填补了国内空白。大部分企业已建成生产线，与国内下游锂电池企业建立了紧密合作关系，部分企业产品产值已超亿元。在太阳能光伏材料方面，集聚了以银瑞光电、柏特瑞新材料、开元民生、福禄（苏州）等导电纳米银浆企业，掌握核心技术，销售额亿元左右。

在纳米功能复合材料领域，苏州工业园区纳微公司的纳米微球和导电金球处于国际领先水平，个别领域已超越竞争对手，并与园区近30家光电、生物医药企业形成上下游合作关系，初步形成了纳米有机微球产品应用集群，带动园区下游高新技术产品产值超过3亿元。聚宜公司是国内唯一专注于研发和生产纳米结构永久型导电聚合物产品的公司，其技术水平国内领先，市场占有率超过40%，已在纳米城建立了生产基地。

3.1.4 浙江省纳米功能材料发展状况

为加快纳米材料应用及其产业化发展，促进经济结构调整和传统产业的升级，浙江抓住新一轮科技革命带来的巨大机遇，制定了一系列政策措施加快纳米产业的发展。经过近几年的自主创新和大力推广，纳米新材料技术在浙江省的应用已显现优势，生产规模和应用领域不断扩大，一批纳米产品及其应用技术走在了全国的前列。浙江省已成为我国纳米新材料技术产业化和应用大省，其中纳米粉体材料的产业化走在全国前列。浙江省已形成产业化的纳米粉体材料主要包括：以纳米氧化硅、纳米金刚石、纳米碳酸钙等为重点的非金属纳米粉体材料；以纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米氧化银等为重点的纳米金属氧化物粉体材料；以纳米银、纳米铁、纳米铜、纳米铝等为重点的纳米金属材料。应用领域涉及多个产业。

目前，浙江省逐渐形成了以杭州、宁波为中心的纳米材料及纳米技术产业带。浙江省从事纳米材料生产与应用的企业有100家之多，主要集中在涂料、高分子、陶瓷等产业。一批掌握了纳米核心技术的企业走在了全国乃至世界前列。杭州先进碳酸钙化工有限公司为浙江省高新技术企业，专业生产纳米级轻质碳酸钙，年生产能力2.5万t，居全国第一位。研制开发了双级离心碳化法生产工艺，实现了纳米钙的批量生产，其生产工艺属国内首创，技术居国内领先水平。由杭州之江有机硅化工有限公司生产的纳米密封胶，通过采用有机添加剂、纳米粒子填充体系与复合型催化体系，技术指标达到或超过国际同类产品水平，广泛应用于多种行业，并大量销往国外。浙江天松新材料股份公司开发的纳米材料复合粉末涂料填补了国内精细化工的空白，产品被海尔、长虹、春兰等家电企业应用。

3.1.5 广东省纳米功能材料发展状况

广东省新材料产业具有良好的产业基础，新材料的技术水平与实力位居全国前列。近几年广东省加快发展新材料产业，着力提升新材料产业国际竞争力，促进新材料产业结构战略性调整，有力地促进了新材料产业的发展。广东省重视纳米功能材料的产业化发展，紧紧抓住纳米功能材料产业化快速发展的机遇期，在纳米碳酸钙、纳米稀土功能材料等领域涌现出一批优势企业。

广东嘉维化工集团是一家专业从事纳米碳酸钙研发、生产及销售的综合性大型化工企业，主导产品纳米碳酸钙的产能及销售均居全球首位，主要应用于PVC填料、密封胶、橡胶及汽车底盘涂料加工业。嘉维化工采用国际上先进的鼓泡碳酸化工艺流程制备纳米沉淀碳酸钙，兼有运行成本低和产品品质优良的特点，“白樱华”牌纳米碳酸钙系列产品远销国内外。预计2020年，集团将实现100万t/a的产能。

广东瑞尔化学科技有限公司是我国开展稀土纳米材料研发与生产最早的企业之一，技术水平、生产能力领先国内同行。其生产的纳米氧化铈、纳米氧化钇、纳米氧化钕、纳米氧化镧等稀土纳米粉体材料，具有较强的市场竞争力。其产品广泛应用在催化材料、发光材料、晶体材料、精密抛光、润滑抗摩剂、电子陶瓷、电池材料、紫外线吸收、硅橡胶、高分子材料、纺织整理等领域。