有温度记忆功能的玻璃你见过没?
在出厂时,每一块玻璃都能设定变色温度,当环境温度达到设定值,玻璃就开始雾化变色,红外线和紫外线的阻挡率超过95%,达到最佳的遮阳和隔热效果;当环境低于设定温度时又恢复到初始的透明状态。
这是近日,记者在位于临空智能制造产业园的重庆禾维科技有限公司(以下简称“禾维科技”)看到的场景。如今,该玻璃已经用于重庆江北国际机场T3B航站楼这个全球最大单体卫星厅上,实现从“养在深闺人未识”到“一举成名天下知”的大跨越。
重庆江北国际机场T3B航站楼。效果图
已安装智能玻璃的航站楼顶。资料图
而这样的黑科技材料从一个设想的科学原型到实验室阶段,再到批量生产,禾维科技只用了短短几年。
谈起背后的“秘诀”,禾维科技董事长邓华认为依靠的是先进的技术。“我们自主研发的热致调光技术是全球首创,让一系列产品在市场上拥有绝对的核心竞争力。”
从0到1:新材料取得突破
如何凭借技术迅速成长为一家市级专精特新企业?这其实有迹可循。
邓华曾经就职于重庆市某设计院,是有名的设计专家,辞职下海后,他仍然坚持专研新材料、新设计方面的知识。偶然间,他看到了香港科技大学教授温维佳的一篇关于新材料的论文。因为具备建筑设计方面的专业背景,邓华敏锐地意识到,这样的新材料大有可为,是今后环保节能的趋势。
可这只是一种科学设想,如何落地成型?这意味着要实现从0到1,从无到有的创新突破。邓华想到破局办法:与香港科技大学团队合作组建研发团队,在其实验室用此材料开发新产品。邓华认为新的产品和技术研发需要大量投入,对于初创团队而言,研发成本更是个大问题。采取产学研模式,联合高校开展技术和产品研究,一方面,可以依托于高校的人才、技术、设备以及学术研究成果,减少研发成本;另一方面,通过将高校的科研优势与企业的市场优势、产品优势相结合,找到新的切入点。
重庆禾维科技有限公司玻璃产品展示。胡瑾 摄
同时,邓华也带领团队调研产品商业化前景。直到2015年,邓华才确定将研发出的热致调光材料应用于玻璃节能。“一是绿色建筑兴起,二是该类型的产品在国内几乎没有,市场需求很大,可以实现产业化。”
实验室成功并不代表能实际应用,热致调光玻璃在产业化遇到了第一个瓶颈。“研发出的液体材料形式对密封性能要求很高,用了各种密封方案,材料都无法保证玻璃密封,研发团队只能不断调整配方,不断测试,最后使用暖边的密封方式,同时将液体固化,才保证了材料稳定应用在建筑上。”邓华说。
凭借着先进的研发技术,禾维科技实现从0到1 的嬗变,在材料产业化上取得突破。2015年,禾维科技正式成立,进入新材料赛道,落户渝北临空智能制造产业园。两年后,工厂建成投产,热致调光因为科技含量高,迅速在行业占据领先地位。
找准赛道:占领细分市场
走进禾维科技工厂,记者在模拟的阳光棚中看到,这种“聪明玻璃”降温遮阳效果十分显著。当模拟的阳光不断照射至阳光棚上时,棚内温度逐渐上升至43度,此时,身处棚下闷热难耐。而在另一边采用热致调光玻璃的阳光棚下,当温度同样达到43度时,却很少感受到酷热,仿佛是夏天在大树下乘凉的凉爽感受。
公司研发一部总监钱德伟介绍,这种奇妙的变化源自于自组装的热致调光材料。这种材料是一种高分子纳米凝胶材料,低温时,分子均匀分散,呈现透明状态,太阳光可直接透过。而温度升高时,分子形成团簇,可对不同波段的太阳光形成折射和反射,将这种调光材料与两片玻璃组合在一起,形成玻璃与遮阳一体化的智能调光玻璃产品,就可把炎热挡在窗外。
渝北区人民医院采用智能玻璃采光顶。资料图
如今,在重庆,许多建筑的采光顶和玻璃幕墙都运用了这样的智能玻璃——在商业综合体,由智能玻璃形成的采光顶,为商场减少了15%的能耗;在渝北区人民医院,门诊大厅的智能玻璃采光顶,为患者带来更加舒适的体验;在中国科学院大学重庆学院的图书馆,外立面上每块玻璃的记忆温度不尽相同,随着一天温度变化,不同的玻璃产生雾化,远远望去,宛若一幅祥云图;在江北国际机场T3B航站楼,朝南面采光天窗全部采用热致调光玻璃,约4000平方米……
历时8年,禾维科技的业务已经覆盖全国十多个省市,正加快国际销售网络建立。其技术也在实际应用中不断迭代升级,迎来一次又一次的“大考”。今年,公司又传来最新好消息——团队承担国家重点研发计划,参与编制国家行业标准。
瞄准痛点:坚持技术创新
有了领先的技术后,还需要寻找有价值的市场应用区间,建立自身的技术“优势区”。对此,禾维科技的做法是:瞄准行业痛点突破,再次研发新材料。
随着新能源汽车持续升温,“暴晒天窗”成为用户吐槽的一大痛点。戴帽子、贴报纸、打伞、安装遮阳帘……为了阻挡太阳直射,车主们的防晒方案层出不穷。
为此,禾维科技瞄准市场,再一次推出全球首创的黑科技产品——温变遮阳PVB膜,这款膜与建筑穹顶、幕墙玻璃结合,整体解决了传统玻璃在安全、采光、隔热、遮阳等功能无法集中统一的技术难题,能广泛应用于建筑外墙、汽车、智慧农业等领域。
重庆禾维科技有限公司玻璃产品展示。胡瑾 摄
好“钢”要用到“刀刃”上才能发挥最大价值。这除了要求对市场需求有深入的洞察,在技术上也需要底气。公司研发二部总监曾凯介绍,温变遮阳PVB膜是将热致调光粉体作为工业添加剂,对传统PVB膜进行改性赋能,研发出的一款轻量化、工业化的隔热遮阳复合材料。团队经过上万次实验攻克了两大难题:一是在固态条件下,让热致调光材料在不同温度条件下迁移和产生光学特性变化。二是解决热致调光粉体材料和PVB的相融性问题,同时不改变材料特性。
而这款温变遮阳PVB膜同样具有温度记忆功能,在达到温度记忆点后,可有效将直射光转换为散射光,阻隔99%以上的紫外线和97%以上的红外线,将温变遮阳PVB膜夹入两片钢化玻璃中,通过普通夹胶玻璃生产工艺,即可加工出温度遮阳夹胶玻璃,在满足绿色建筑隔热、调光、遮阳、隔音等标准的同时,还兼具安全功能,提升玻璃抗冲击强度和防止破裂后碎片飞溅,避免对使用者造成二次伤害。
今年5月,温变遮阳PVB膜在2023中关村论坛科博会一经亮相,便引起科学界和工业界的广泛关注。
曾凯介绍,目前,团队还在深入研究热致调光粉体与碲化镉发电薄膜、气凝胶、钙钛矿、石墨烯、SGP、EVA、PC、PMMA、电致变色材料、纺织材料(纤维)等有机结合,致力于开发出更多结构功能一体化的复合黑科技材料,让产品成为细分领域的“独一份”。