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心随纳米一道飞
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《南方》杂志第4期 2004-3-30 作者:■卓小红
举世瞩目的“神舟五号”发射成功,实现了中华儿女的千年飞天梦。作为“神舟五号”宇航服头盔面罩的研制者,农工党员、深圳市纳诺技术研究所所长刘铁林又一头埋进了纳米世界里…… 提起宇航服头盔面罩的研制过程,刘铁林依然有些激动。2001年3月,在国家863项目成果汇报会上,他开发研制的“金刚石膜常温生成”技术引起负责宇航服研制的国家航天医学工程研究所的关注,并进行严格考察和评价,证明这一技术可以极大地提高材料的耐受性、抗磨损和抗辐射,于是,国家航天医学工程研究所和刘铁林签订了制作头盔和面罩的合同。
能为祖国的航天事业出一份力,这一直是刘铁林心中的一个愿望。肩负着一份沉甸甸的责任,他全身心地投入到制作过程的每一个细节和每一道工序上。经过测试和验收,宇航服的头盔面罩全部合格,“神舟五号”顺利返回后,刘铁林参与了宇航服回收检测工作。发现宇航服的头盔面罩各项数据和发射前完全一样,虽然经受了巨大的冲击力,但没有丝毫磨损,显然是“金刚石膜常温生成”技术的功劳。 给心灵造一扇“纳米窗户”
都说“眼睛是心灵的窗户”,刘铁林有一次看着处于弥留状态的女教师捐献眼角膜的情景,他的感情难以接受,直问医生为什么不能用人工角膜。得到的回答是目前人工角膜的生物相融性差,无法完全与人体机能结合。在国际上,目前各国都在做这方面的研制,但效果都不是很理想。他还了解到,全世界大约有1000多万盲人患者,仅中国就有400万眼疾患者在盼望着角膜替换,而人的角膜来源却很有限,有的不能直接使用。
一次,在参加区政协会议时,刘铁林又谈起了人工眼角膜的话题。坐一旁的医卫界农工党员建议道,“何不试一试研制纳米材料人工角膜?”乍听之下,刘铁林以为对方是开玩笑,转念一想觉得可行性还是有的,于是表态“让我来试试看”。
给心灵造一扇“纳米窗户”,这主意实在太好了。有心要开拓纳米技术更广泛的应用空间,刘铁林推掉了能给公司带来颇大经济效益的一个项目,立即着手研制纳米材料人工角膜,他觉得一分钟也不能往后拖了。半个月后,刘铁林把研制出来的第一批材料交给深圳著名的眼科博士姚晓明医生做动物实验。
有一天,姚晓明医生兴奋地冲出实验室,直喊:“这是世界上真正意义的人工角膜。”刘铁林终于欣慰地笑了。利用纳米碳质(钻石)材料的良好的生物学性能,采用高分子材料成型工艺及纳米表面修饰工程技术,纳米碳质(钻石)材料人工眼角膜问世了。
刘铁林知道,金刚石的成分是碳,是无毒材料,大量的碳进入人体不会产生排斥反应,与血液和体液不产生反应,其物理、化学性能稳定,有良好的生物相融性,克服了现有类型的人工眼角膜的缺点,效果超出预想。为了精益求精,他根据医生的意见不断改进,直到拿出满意的第五批纳米人工眼角膜。他欣喜地告诉笔者,有关临床试验的申报工作正在抓紧进行。 五花八门试纳米
刘铁林具有客家人勤奋刻苦的本性,读中学时因为成绩特别优异便跳了两级,结果毕业后当了一年知青才有机会报考大学。不平凡的人生经历,对刘铁林来说是一笔财富,成为他日后艰难创业的精神积淀。
上世纪90年代初,具有化学专业硕士研究生学历的刘铁林尝试用类金刚石膜的灭菌及细密性、 阻隔性解决电脑软碟霉菌生长、资料丢失问题。通过“联合国式”的实验及设备研制开发,他解决了类金刚石膜常温生成这一重大课题,并很快成立公司向市场推出“超级金刚防霉磁片”,开始了科研成果的产业化过程。创业之路刚刚迈步,艰难困苦是可想而知的,从项目的开发到生产设备的研制以及员工的衣食住行,无不凝聚着他的心血。
刘铁林的尝试取得了成功。由于产品保密性好、数据不会丢失等优点,他很快打开了市场,还获得国家重点新产品及省、市多项奖励,并受到当时的朱基副总理等国家领导人的接见。
在此基础上,刘铁林于1995年成立了“深圳市雷地科技实业有限公司”,开始了金刚石膜电脑软碟和其他产品的生产和销售活动,曾得到时任中国科学院院长、结构化学家、全国人大副委员长、农工党中央主席卢嘉锡的亲切关怀并亲笔题字。
1996年,刘铁林提出在金属、玻璃上涂覆类金刚石膜。经过一段时间的努力, 1997年7、8月份,湘潭大学物理系杨国伟教授电镜发现,涂层上的类金刚石膜生长大量的金刚石晶体。不久,刘铁林的手表玻璃加膜成功,镀膜后的玻璃硬度和耐磨损性等大大提高。于是刘铁林转向生产镀金刚石膜的汽车、手表、手机镜片。1998年,手表玻璃加膜的生产产量及营业额每月以数倍增长,现累计产值已超千万元;2001年,又产业化开发了具有自清洁作用、耐磨损的纳米手机窗口材料,供给TCL、乐华、摩托罗拉等品牌手机,该项目为常温金刚石膜第三个产业化项目,产值业已超千万元。
刘铁林的纳米技术不断向各个领域拓展,如采用原创性的先进纳米表面改性工程技术研制出高阻隔纳米PET啤酒瓶。要知道,我国是啤酒生产和消费大国,全国啤酒企业每年用瓶量大约900亿只左右,这是一个有较大市场的好项目。更主要的是,目前世界上普遍使用的玻璃啤酒瓶时有爆炸发生,安全系数不是很高,有些国家推广的塑料啤酒瓶又不能阻隔空气渗入瓶内,而刘铁林的纳米啤酒瓶通过深圳市科技局组织专家鉴定,能解决以上问题。从纳米技术讲,它是世界上最先进的。目前,该啤酒瓶项目即将投入生产,市场前景十分可观。
刘铁林下一步的产业项目是纳米太阳能电池。该项目去年获深圳市产学研联合项目开发工程重点项目计划,力争2004年完成工业化设备设计及制造并投入生产。刘铁林介绍说,如果纳米太阳能电池应用于生活,家庭可以不用电厂的电,汽车和飞机可以摆脱燃油,人类生活在能源、环境等方面将有重大提高。
纳米技术是当今人类材料技术开发的新领域。刘铁林认为,常温生成金刚石膜材料这项技术就足以支撑一个地区、一个国家经济的母技术,是经济的航母,是新材料产业革命的基础。 纳米材料是一个宝库
刘铁林创办的纳诺材料技术研究所,是深圳第一家企业性质民营独资的独立研究所,主要从事纳米功能材料结构设计、开发研究与生产工艺及产业化设备研制和推广工作,刘铁林认为这是一件极有意义的事情。 比如说,他发现了纳米膜材料的光催化作用,就可将水分解为氢气和氧,将染料分解及将有害气体分解等,这一发现将在能源、环保、空气净化及微电子等方面改变人类的生活,也使我们国家的纳米技术在这方面的研究和开发不落后于其他国家。
近十年的研究和开发,刘铁林的纳米成果已经在航天、军工、电脑、资讯、机械、珠宝、生物、医疗器械、能源等领域广泛应用,为企业赢得了巨大的经济效益。如今,他们已完成了材料生成N型、P型及PN结材料的制作。打个比方说,面粉已经准备好了,是做面条还是馒头、面包,就看市场需要了。可以想象,其前景是多么广阔。
德国专家对刘铁林说:“我对你的工作表示震惊!”
刘铁林谨记江泽民同志说过的一句话:“材料是一个国家的真正财富。” 他在想,历史上的旧石器时代、新石器时代和铁器时代均以材料进行划分,表明了材料的应用是人类发展史上的一个重要里程碑。现在世界属于硅材料时代,硅材料的开发与应用已经成为美、日等国财政金库中的宝贝,而且奠定了这些国家的高科技称雄世界的基础。纳米材料(钻石)是一种比硅半导体性质更好、更宝贵的工业材料,钻石材料的开发应用将使人类的材料历史进入新的“钻石时代”。
纳米材料是一个宝库,政府应该重视起来。这是刘铁林极为关心的问题。他说,他的最大目标就是建立中国材料工程大学,培养国内的纳米技术人才。□
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