研發(fā)電泳技術(shù)分離膜組件天一環(huán)境歷經(jīng)三年坎坷蝶變路
2014-05-09 16:12:03
admin
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據(jù)北方新聞網(wǎng)2013年11月26日訊 “前期在技術(shù)研發(fā)階段，我記得我有40多天都是和衣睡覺(jué)，而且每天只睡3、4個(gè)小時(shí)”。內(nèi)蒙古天一環(huán)境技術(shù)有限公司總經(jīng)理王冰如是說(shuō)。
從2011年5月，王冰和畢業(yè)于德國(guó)不萊梅大學(xué)的杜飛博士，以及他們只有幾個(gè)人的小團(tuán)隊(duì)入駐呼和浩特市留學(xué)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)業(yè)園開(kāi)始，這幾個(gè)年輕人立志要攻克介電電泳不能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化放大應(yīng)用這一困擾世界物理學(xué)界多年的難題。
介電電泳的秘密
“介電電泳就是對(duì)納米粒子的操控。”王冰說(shuō)。這是一個(gè)非常新的理論，屬于應(yīng)用物理學(xué)的范疇。以水處理技術(shù)為例，工業(yè)化廢水在介電電泳與膜分離技術(shù)的結(jié)合作用下，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的無(wú)害排放，因此對(duì)環(huán)境和人體不會(huì)造成任何傷害。
事實(shí)上，介電電泳是一種“共性基礎(chǔ)技術(shù)”，換言之，這種高新技術(shù)可以被應(yīng)用于環(huán)境、能源、生物、礦產(chǎn)、醫(yī)療、醫(yī)藥、新材料和物質(zhì)回收等諸多產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域。
數(shù)年來(lái)，介電電泳技術(shù)一直被歐美學(xué)界所高度重視，但是關(guān)于這一領(lǐng)域的研究卻仍然只停留在微應(yīng)用方面，世界上任何國(guó)家都沒(méi)有把該技術(shù)放大、并進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用的先例，因?yàn)樯杏须y以攻克的幾個(gè)世界難題還擺在科研人員的面前。
而作為世界范圍內(nèi)唯一掌握該理論放大應(yīng)用的核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)，王冰在實(shí)驗(yàn)室里幾乎做了上萬(wàn)次的實(shí)驗(yàn)。
“我自己也數(shù)不清到底失敗了多少次，因?yàn)槲野芽梢韵氲玫降牟牧蠋缀跞嚵藗€(gè)遍”。
首先，第一個(gè)問(wèn)題就是電源。實(shí)驗(yàn)要用的特殊負(fù)載特性高頻電源至今國(guó)外對(duì)中國(guó)還是實(shí)行技術(shù)封鎖的，王冰無(wú)法將其作為主要設(shè)備長(zhǎng)期進(jìn)口采購(gòu)，而且這種電源的造價(jià)非常高，幾乎無(wú)法實(shí)現(xiàn)普通應(yīng)用。
在隨后的技術(shù)研發(fā)階段，王冰和他的團(tuán)隊(duì)幾經(jīng)嘗試，拿下了這一難題，研制成功了首個(gè)介電電泳工業(yè)化專(zhuān)用電源，但電源的電極作為電源輸出的載體，緊接著也成為了下一個(gè)棘手的問(wèn)題。由于國(guó)外沒(méi)有這方面的先例，一切難題都要靠自己去解決。
“困難是一個(gè)接一個(gè)，實(shí)在太多了。”王冰回憶起當(dāng)時(shí)的情形，臉上掠過(guò)一絲旁人無(wú)法察覺(jué)的復(fù)雜表情。
如果說(shuō)電源和電極還只是一般性難題，那么電極的涂層就是困擾著學(xué)界無(wú)法實(shí)現(xiàn)放大應(yīng)用的核心難題。
“那時(shí)候只記得做實(shí)驗(yàn)，沒(méi)日沒(méi)夜地做，困了，就在實(shí)驗(yàn)室的地上睡上幾個(gè)小時(shí)，不停地找材料，反復(fù)地對(duì)比和觀察，我當(dāng)時(shí)心里真的沒(méi)底，我甚至不知道有沒(méi)有一種材料可以作為合適的涂層讓物質(zhì)可以按照不同的頻率輸出。”
為什么天一環(huán)境成功了，而其他人沒(méi)有成功呢？王冰解釋說(shuō)，因?yàn)榻殡婋娪疽恢币詠?lái)都是物理學(xué)家們?cè)谘芯浚俏锢韺W(xué)家中懂材料學(xué)的人特別少，而懂材料學(xué)的人又沒(méi)有接觸過(guò)這個(gè)比較新的物理學(xué)概念。所以對(duì)于學(xué)材料出身的王冰來(lái)說(shuō)，仿佛是機(jī)會(huì)為他而留。
千萬(wàn)次嘗試后，終于有一天，成功了。
從0開(kāi)始的工業(yè)化嘗試
2009年，王冰回到國(guó)內(nèi)。“當(dāng)時(shí)正好趕上國(guó)內(nèi)出臺(tái)了一系列政策，一批支持留學(xué)人員創(chuàng)業(yè)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園在國(guó)內(nèi)建立起來(lái)，我和我的團(tuán)隊(duì)覺(jué)得國(guó)內(nèi)的環(huán)境更適于放大研究，而且，如果我們?cè)趪?guó)外攻破難題并且申請(qǐng)專(zhuān)利的話，以后國(guó)內(nèi)的相關(guān)行業(yè)想要應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)就必須向國(guó)外支付高昂的專(zhuān)利使用費(fèi)用，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，我必須回國(guó)。”
雖然心里知道國(guó)內(nèi)在條件、設(shè)備和資金方面十分困難的情況下，王冰還是毅然回來(lái)了。
2011年，王冰和杜飛帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)入駐呼和浩特市留學(xué)生創(chuàng)業(yè)園，并創(chuàng)辦了內(nèi)蒙古介電電泳環(huán)境技術(shù)有限公司。
2012年夏天，為了能夠參加包頭稀土大會(huì)，王冰開(kāi)始趕制一套膜組件，在沒(méi)有機(jī)器設(shè)備的條件下，只好用手工制作，熬了幾個(gè)晚上，世界上第一臺(tái)介電電泳技術(shù)與膜技術(shù)結(jié)合的高性能分離膜組件誕生了。介電電泳膜組件較之傳統(tǒng)的膜分離組件，將膜面穩(wěn)定通量提高2倍以上，分離效率提高3倍以上，在污水處理領(lǐng)域具有革命性意義。它在稀土大會(huì)上的亮相立刻引起國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家們的高度重視，并得到了廣泛贊譽(yù)。
“這在當(dāng)時(shí)引起了不小的轟動(dòng)，不僅標(biāo)志著分離膜元件實(shí)現(xiàn)了革命性的突破，也實(shí)現(xiàn)了世界介電電泳放大應(yīng)用領(lǐng)域里程碑式的突破。”內(nèi)蒙古天一環(huán)境技術(shù)有限公司副經(jīng)理李霞不無(wú)激動(dòng)地說(shuō)。
光有手工制作的膜組件還不行，得建立一條生產(chǎn)線！說(shuō)干就干，王冰團(tuán)隊(duì)又投入到了設(shè)計(jì)、采購(gòu)、安裝、技術(shù)調(diào)試等一系列工作中，租廠房、找資金、聘人員……
經(jīng)過(guò)近1年的緊張工作，2013年7月，第一條生產(chǎn)線在呼和浩特建成了。9月，人民大會(huì)堂，DEP膜法水處理專(zhuān)利新技術(shù)發(fā)布會(huì)上，內(nèi)蒙古天一環(huán)境技術(shù)有限公司宣布具有完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水處理分離膜元件生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)規(guī)模化投產(chǎn)。10月，依舊是人民大會(huì)堂，又舉行了介電電泳PM2.5處理專(zhuān)利技術(shù)發(fā)布會(huì)。“繼新技術(shù)發(fā)布會(huì)后，12月，將舉行新產(chǎn)品發(fā)布會(huì)。”李霞介紹到。
短短3年時(shí)間，一路走來(lái)，天一環(huán)境研發(fā)團(tuán)隊(duì)已成為目前世界上唯一掌握介電電泳放大應(yīng)用核心技術(shù)的團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)了一次華麗的蝶變。
王冰團(tuán)隊(duì)已擁有介電電泳放大應(yīng)用方面自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)專(zhuān)利34項(xiàng)，其中發(fā)明專(zhuān)利30項(xiàng)、國(guó)際專(zhuān)利6項(xiàng)，并擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。同時(shí)是世界多項(xiàng)首創(chuàng)記錄擁有者：世界首創(chuàng)全自動(dòng)機(jī)器人膜元件生產(chǎn)線、系列多金屬DEP工業(yè)電極及涂層材料、具有自潔功能的系列分離膜元件……
“一旦開(kāi)始就必須永不停歇的進(jìn)行下去，還有很多領(lǐng)域很多技術(shù)等著我們?nèi)?shí)踐，我相信雖然路很長(zhǎng)，但是我們能夠一直走下去。”王冰說(shuō)。
在位于呼和浩特沙爾沁的產(chǎn)業(yè)園里，已經(jīng)形成了分離膜元件年40萬(wàn)平方米的生產(chǎn)能力，投產(chǎn)后將實(shí)現(xiàn)40億元以上的年產(chǎn)值，同時(shí)，根據(jù)市場(chǎng)預(yù)期，每年會(huì)有30%以上的高增長(zhǎng)率，并計(jì)劃于2015年9月提請(qǐng)創(chuàng)業(yè)板上市。