2023年09月，嘉興富瑞邦新材料科技有限公司完成B輪融資，所融資金將主要用于產(chǎn)能擴(kuò)建、市場拓展與補(bǔ)充流動(dòng)資金等。據(jù)公開資料顯示，富瑞邦成立于2018年，是國內(nèi)納米纖維產(chǎn)業(yè)化的領(lǐng)先企業(yè)，致力于納米空濾膜、柔性陶瓷納米膜及超輕保暖材料的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售。
陶瓷材料正常情況下都是堅(jiān)硬、化學(xué)性能穩(wěn)定的，短板是脆性大；塑料柔韌可彎，但無法承受高溫。上述新聞中提到的“柔性陶瓷納米膜”能兼具陶瓷與塑料的優(yōu)勢(shì)嗎？
1 柔性陶瓷納米膜由什么制成的？
柔性陶瓷納米膜屬于一類納米復(fù)合材料，是在聚合物基體中均勻分散納米級(jí)陶瓷顆粒而制成的。它由兩類材料組成：一是陶瓷材料，一是彈性聚合物。陶瓷取納米級(jí)細(xì)小粒子，如氧化鋁、氮化硅等陶瓷粒子，使其均勻分散入彈性基體中。基體選用一些具有橡膠彈性的高分子材料，如硅膠橡膠、聚酰亞胺等。
典型的制備方法是采用溶膠-凝膠技術(shù)，先制備陶瓷前驅(qū)體溶膠，然后通過調(diào)控使之在柔性基體中凝膠化，得到復(fù)合薄膜。這兩類“水火不容”的材料，通過特殊的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了完美結(jié)合。
2 柔性陶瓷納米膜的研發(fā)歷程
柔性陶瓷納米膜的研究可以追溯到20世紀(jì)90年代，當(dāng)時(shí)美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的科研人員首次報(bào)道了一種氧化鋁和聚酰亞胺的柔性陶瓷復(fù)合膜材料，這開啟了后來將陶瓷納米粒子與彈性基體組合創(chuàng)造材料奇跡的新思路。
在此后的1990年代中后期至21世紀(jì)初，美國、中國、韓國等國科研人員陸續(xù)開展了這樣一類將陶瓷納米粒子與彈性基體材料組合制備柔性陶瓷復(fù)合材料的研究。他們探索了不同的陶瓷成分系統(tǒng)，如二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯等，并采用多種技術(shù)手段獲得了兼具一定韌性與塑性的柔性陶瓷材料。30多年來，各國科學(xué)家在該領(lǐng)域進(jìn)行了大量研究工作，推動(dòng)了柔性陶瓷納米膜技術(shù)的快速發(fā)展與進(jìn)步。
柔性陶瓷納米膜的出現(xiàn)是材料科學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)重大突破，它打破了傳統(tǒng)觀念中陶瓷材料必然具有脆性的局限，通過在納米級(jí)組裝和設(shè)計(jì)材料組分與結(jié)構(gòu)，成功實(shí)現(xiàn)了兼具陶瓷與塑料優(yōu)點(diǎn)的全新材料系統(tǒng)。
這種材料的誕生具有推動(dòng)多學(xué)科交叉的材料設(shè)計(jì)新思路的科學(xué)意義，也為解決柔性電子、高溫機(jī)械、生物醫(yī)用等應(yīng)用領(lǐng)域亟待突破的材料技術(shù)難題提供了有效途徑。更重要的是，這種可設(shè)計(jì)的、可調(diào)控的全新材料打開了從剛性材料向柔性材料轉(zhuǎn)換的新章節(jié)，引領(lǐng)材料科學(xué)發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新方向，拓展了人們對(duì)材料極限性能的認(rèn)知。
3 柔性陶瓷納米膜的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)
與傳統(tǒng)硬脆陶瓷相比，柔性陶瓷納米膜最大的優(yōu)勢(shì)是機(jī)械柔韌性能突出。它的斷裂伸長率可以達(dá)到5-8%，超過普通陶瓷數(shù)十倍，顯示出“黃金般”的延展性。
這種材料即使在高溫下也不失去彈性，可以工作于500°C以上高溫環(huán)境。同時(shí)還具備了良好的抗沖擊韌性，不容易產(chǎn)生裂紋。這在航空航天、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域可以帶來革命性的進(jìn)步。
除了力學(xué)性能優(yōu)異外，柔性陶瓷膜也繼承了陶瓷的許多優(yōu)秀特性。如低介電損耗、導(dǎo)熱性良好、阻燃和化學(xué)穩(wěn)定性好等。用戶可以根據(jù)需要選擇不同的陶瓷納米粒子來獲得理想的綜合性能。
4 柔性陶瓷納米膜的應(yīng)用前景
憑借獨(dú)特的綜合性能，柔性陶瓷納米膜或可在多個(gè)領(lǐng)域找到應(yīng)用方向，例如：
它可用于新一代柔性電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)材料，使電子設(shè)備既具有柔軟性又兼具耐高溫的優(yōu)點(diǎn)。例如可折疊的手機(jī)和可彎曲的顯示器。
可以用于高速飛行器的防熱罩材料、金屬材料以降低重量。同時(shí)還可制作柔軟的高溫傳感器，實(shí)現(xiàn)如衣服內(nèi)置傳感等創(chuàng)新應(yīng)用。
柔性陶瓷納米膜制成的微處理器散熱片，還可提高散熱效率的同時(shí)保證機(jī)械柔韌性。
此外，柔性陶瓷納米膜在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也具有巨大潛力。未來也可能被用于制成人工關(guān)節(jié)替換材料、組織工程支架等,結(jié)合骨骼組織使用，改善生物兼容性。
5 柔性陶瓷納米膜還未得到廣泛推廣的原因
（1）制備技術(shù)還不成熟
柔性陶瓷膜的制備過程較為復(fù)雜，涉及溶膠化學(xué)、界面控制、燒結(jié)工藝等多學(xué)科交叉的技術(shù)，目前生產(chǎn)中大批量準(zhǔn)備的穩(wěn)定性和重復(fù)性還需提高。
（2）產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)尚未完全實(shí)現(xiàn)
該材料目前主要停留在實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段，用于產(chǎn)品應(yīng)用的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)線還很少。從實(shí)驗(yàn)室技術(shù)向制造業(yè)轉(zhuǎn)化存在一定難度。
（3）應(yīng)用研究仍需深入
這種多功能復(fù)合材料系統(tǒng)的性能優(yōu)化調(diào)控和產(chǎn)品設(shè)計(jì)還需要大量應(yīng)用研究，才能使不同領(lǐng)域的產(chǎn)品性能指標(biāo)完全符合要求。
（4）應(yīng)用推廣需要時(shí)間積累
作為新材料，其產(chǎn)品推廣需要從小眾領(lǐng)域逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，同時(shí)積累產(chǎn)品服務(wù)壽命數(shù)據(jù)，才能獲得用戶的完全認(rèn)可。
總而言之，柔性陶瓷納米膜正處于從實(shí)驗(yàn)室到應(yīng)用的關(guān)鍵轉(zhuǎn)化階段，關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)一步成熟以及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)，都需要一個(gè)過程。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，這種材料顯示出的巨大應(yīng)用潛力期待能夠得到進(jìn)一步開發(fā)。