纳米制造，探索微观世界的无限可能（经济新方位·制造业新趋势）

衣服透气不闷汗、个性化定制汽车交付快、人形机器人型号多，商品性能更好、生产效率更高、创新活力更足……近年来，这些生产生活中的变化，折射出纳米制造、柔性制造、共享制造等新趋势。本版今起推出“经济新方位·制造业新趋势”系列报道，通过各地的鲜活实践，展现中国制造向高端化、智能化、绿色化发展的跃迁脉动。 在30万倍的电子显微镜下，一小撮粉末呈现为规整的立方晶体，层层叠叠，好像组成一栋摩天大楼……在辽宁大连市普湾经济区，中触媒新材料股份有限公司实验室内，公司总工程师蒋山和同事在显示器前，观察着最新生产的分子筛状态。 “只需1克这种看似不起眼的粉末，其内表面积就相当于一个标准足球场，原料能在其中充分反应。”蒋山介绍，分子筛内部的纳米孔道，就像一个精密的筛子，只允许特定大小的分子通行；此外，它可调变的酸中心，可以在分子层面调控反应，实现极致高效的催化转化。 小小粉末，堪称工业制造效率“倍增器”，石油化工、建筑汽车、医药制造、环保处理都离不开它。“一家客户的企业换上分子筛催化剂后，一年多增收10亿元。”蒋山说，先前用普通金属氧化物等材料进行工业催化，反应慢、能耗高、副产物多，由此带来装置大、效率低、成本高等问题。以甲醇制烯烃为例，用上分子筛后，转化率从70%跃升至99.5%以上，反应时长从几小时压缩至几分钟。 小小粉末，也是工业制造向绿色转型的生力军，它重塑生产流程，缩短工艺路径。比如，环氧丙烷生产用上分子筛，就无需使用高污染的氯醇法，吨产品能耗直降30%至50%；高湿、高温、复杂组分废气也能得到处理，为制造企业大幅降低污染防治成本。 此前，纳米分子筛高端产品的重要结构、合成工艺、改性技术等长期被国外垄断。国内企业拿不到成套工艺，进口价格高、供货周期长。2008年起，中触媒联合中国科学院大连化学物理所、大连理工大学等科研力量，努力攻克了这一难题。 “企业800余名员工中，研发人员超百名。”蒋山介绍，他们日复一日在微观世界里攻坚克难，先后研发生产了多款具有自主知识产权的产品。 攻坚克难的道路上，中触媒并非孤军奋战。大连目前有重点新材料企业80多家，涵盖高品质钢材料、先进有色金属材料、化工新材料等多个领域，持续突破关键技术，多款新开发产品达到国内领先甚至国际先进水平。 浙江杭州市萧山区万向一二三股份公司生产车间内，一排排薄薄的电芯有序下线。经过检测后，它们将远渡重洋，嵌入多家国际知名车企的动力系统，成为数百万辆汽车的“能量心脏”。 “小身材”，大能量。大功率快速充放电，车辆启停，能量回收……与常规产品不同的是，即使是零下35摄氏度，这款电芯依旧能唤醒发动机。这得益于万向一二三研发的纳米磷酸铁锂技术。 低温环境充电慢，这是电池行业曾面临的难题。传统磷酸铁锂材料受限于橄榄石型晶体结构，电子导电率低、锂离子扩散速率慢，如同多台低速车挤在一条崎岖狭窄的乡间小路上，通过速度慢。特别是低温环境下锂离子活性骤降、速度慢，快充时极易“拥堵”，电池倍率性能与耐寒性能一度难以突破。 把晶体变小，其间的道路也能变相扩宽，这是万向一二三提出的解题答案：将磷酸铁锂颗粒尺寸从亚微米级调控至纳米量级，类似于在材料内部为锂离子修建多条宽阔的公路，加速其扩散，从而实质性改善电池的倍率性能、低温表现和循环寿命。 这条为锂离子开辟的“路”，一修就是20多年。2000年初，万向一二三的母公司布局动力电池赛道，随后围绕材料纳米化开展系统性科研攻关，为油电混动车提供兼顾成本与效果的减排方案——无需对整车架构伤筋动骨，却能实现20%以上的综合节油率。 2017年前后，万向一二三凭借技术优势获得多家车企订单，此后持续推进技术迭代。目前企业第三代纳米磷酸铁锂材料实现30纳米级粒径控制，电芯在高倍率充放电条件下循环寿命可达1万次以上，全生命周期内容量衰减大幅降低。产品应用范围也从汽车领域向无人机、人形机器人领域扩展。 如今，这一从企业实验室走出的技术路径，正被纳入更宏大的产业版图。2025年，浙江省新材料产业实现营收1.19万亿元，力争到2030年迈入世界级新材料产业集群行列，助力制造业转型升级。 说起秋冬季日常穿搭，不少人遇到过这样的穿衣难题：摇粒绒卫衣虽然柔软透气，但容易被寒风吹透；普通冲锋衣防风防雨，不过容易闷出一身汗，像是裹了一层塑料布。 这一痛点现在有了破解之道。位于山东青岛高新区的青岛表面能量新材料科技有限公司生产车间内，一排排整齐的喷头“吐”出比头发丝还细上百倍的纳米纤维。纤维交织、堆叠，形成高孔隙的三维网状结构，最终织造出一层几微米厚的白色膜材。 “膜材弹性伸长率超200%，柔软服帖、拉伸不变形，能复合在棉、涤纶、尼龙等面料上。”公司副总经理吴大伟说，“想让摇粒绒更防风、休闲裤更防水、冲锋衣不闷汗，都离不开这层膜材。” 薄薄一层膜材，却困扰纺织行业多年：静电纺丝技术应用30多年来，始终难以实现工业化量产。上万根喷头同步工作，电场相互干扰，纺丝轨迹紊乱，纤维成形不稳定。 “国内外没有现成经验，我们只能从零开始。”吴大伟回忆，团队扎根车间4年，查阅数千篇前沿论文，仅温湿度控制就完成上百次试验，终于攻克“万针干扰”难题，把几克级的纳米样品做成千万米级的量产产线。企业参与的纳米纤维材料相关项目入选工业和信息化部2025年度重点产品。今年上半年，公司在纳米纤维膜领域实现营收同比增长两倍，全年销售订单额预计超千万元。 艰苦攻关有政策助力。山东大力推进关键技术攻关与规模化应用落地，制定轻工纺织产业科技创新行动计划，并将“低成本纳米纤维宏量制备技术”列入重点任务。青岛高新区在项目建设、研发扶持、产业配套等方面提供支持，为企业打通从技术突破到市场转化的全链条保障。 “在看不见的细微处释放巨大能量，这就是纳米材料的魅力。”公司副总经理蓝霞说，“我们将继续深耕无机纳米纤维、单向热辐射材料、新能源等前沿方向，不断扩大产能、拓展应用场景，让科技进步红利惠及广大消费者。”