镇晓丹

2012年发布世界首款石墨烯电容式触摸屏,2013年建成投产了年产3万平方米石墨烯薄膜生产线,2015年研制成功世界首款商用石墨烯压力触控传感器,2016年推出国内首款石墨烯压力传感器应用产品“中医诊脉手环”……

从2011年12月创办常州二维碳素科技股份有限公司以来,金虎和他的技术、产业化团队创造着一个又一个世界第一和领先记录,致力于让这个时代最具颠覆性的新材料石墨烯,从实验室走向生产、走向市场、走向应用,为“中国制造”正名。

追逐最前沿技术

金虎的老家在内蒙古,本科入读清华大学机械工程专业,硕士时进入中国科学院上海微系统所攻读微电子学及固态电子学。2000年一毕业,他便赴比利时IMEC(欧洲微电子中心)工作,从事大规模集成电路工艺的开发与合作,归国后创立上海集成电路研发中心有限公司,从事0.18/0.13微米工艺技术的产业化。

2010年前后,以硅为材料的集成电路似乎走到了尽头,这让一心追求技术突破的金虎感到苦闷,“我国的集成电路技术由于起步晚,落后于部分发达国家,在市场和产业化上也长期受到掣肘,即便通过自主研发,我们的技术在不断突破和进步,但说实话,过程还是挺受气的。”

这时,一种获得诺贝尔物理学奖的新材料———石墨烯在国际上大放异彩,它仅由一层碳原子排列而成,被称为“黑金”、“新材料之王”。这一纳米级碳材料的出现,瞬间点燃了金虎心中探索最前沿技术的激情。

“當时最吸引我的是,石墨烯的电子迁移率是硅的10—100倍,是一个可能带给工业翻天覆地变化的材料。”金虎说,中国的技术研发很多时候是在一些国家身后“跟跑”,但在石墨烯行业,全世界都站在同一起跑线开始竞争,“这是一个全新的领域,我们哪怕能做出一点点成绩都是历史性的,为此感到很兴奋。”

跃跃欲试的金虎不止于“心动”,很快行动起来找到了志同道合的技术研发伙伴,并紧锣密鼓地开始寻觅合适的产业化团队。功夫不负有心人,用了将近2年时间,他与另外两名主创人员在常州获得了2000万元的天使投资和政府引导基金。2011年12月,常州二维碳素科技股份有限公司在武进西太湖畔正式成立。

致力石墨烯产业化

早在公司成立之前,金虎和他的技术伙伴们就已经一头扎进了石墨烯的研发,很快就取得了成绩。他们采用化学气相沉积的方法合成石墨烯,在金属衬底上成功生长出世界上第一张大尺寸的高质量石墨烯薄膜。

问题随之而来,如何让这款薄膜走出实验室、走进市场,真正应用到下游产品?这也是金虎创办公司的初衷。“实验室里能做出的材料有很多,但唯有成功产业化的材料才能促使社会层面的科技进步、生活改进。”此后,公司团队围绕着石墨烯强度最高、韧性最好、质量最轻等卓越性能等进行重点研发。

2012年,公司成功研发制造并发布了世界上首款应用于手机的石墨烯电容式触摸屏,并在2013年实现了3万平方米石墨烯薄膜生产线的投产,迈出了石墨烯走向市场的关键性一步。到2014年,二维碳素的石墨烯薄膜生产能力达到20万平方米,并成立石墨烯下游应用企业———常州二维光电科技有限公司,专注于石墨烯触控产品的研发生产。

“客户把我们当实验基地,有什么新产品就来找我们合作。”不断地尝试、研发,截至目前,二维碳素已经先后获批关于石墨烯的专利90余个,其中,发明专利45个。

引领世界石墨稀研发

和对技术的追求一样,金虎对于新产品开发也不愿亦步亦趋。2014年,他带领公司离开已经涌入大量石墨烯企业的手机红海市场,把目光投向可穿戴设备、车载柔性触摸屏、航空航天等广阔的蓝海市场。

2015年11月,公司成功研发出世界首款石墨烯压力触控传感器,与传统压力传感器相较,这款产品具有超高灵敏性、超高柔韧性及微米级的厚度,使得终端产品的个性化设计成为可能,进一步拓展了石墨烯全新的应用方向,改变了石墨烯在产业化中一度只是传统材料简单替代品的局面,将有望广泛应用于3D触控、机器人仿生皮肤、人体医学监测及其他军工领域。

基于这款传感器的成功问世,二维碳素紧跟而上,将其作为核心部件,开发出国内首款中医诊脉手环。金虎介绍说,手环使用石墨烯电路制作的柔性诊脉传感器,用石墨烯模拟中医手指的触觉神经,在手腕的寸、关、尺等部位进行测量,同时结合中医数据库和人工智能深度学习算法,推算出人体的各种亚健康体质,从中医平衡原理给出健康管理建议,“石墨烯压力触控技术加上大数据计算,使得原来封闭的中医诊脉变得标准化、大数据化,实现人体脉搏波形的完美呈现,有望成为中医辅助诊疗的革命性产品。”

短短5年,二维碳素已经站在世界石墨烯研究及应用领域的最前沿。“过去5年,我们一直以科技创新促进产业化,后面更长的时间,希望做成一家为‘中国制造做贡献的企业。”金虎说。

(常州市武进区侨办供稿)

(责编 邱淑群)