“纳米自洁玻璃”小分子大市场 实验品变成产品

　　使用纳米自洁玻璃，既可以保持大面积玻璃外表面的清洁，也能最大程度地避免灰尘的覆盖，在下雨的时候，玻璃幕墙外表面的污迹还会自动脱落

　　小分子 大市场

　　文/本刊记者 秦凤华

　　2007年6月，举世瞩目的中国国家大剧院终于掀开了神秘的面纱。

国家大剧院以幕墙玻璃为穹顶结构的造型带给人们美观的视觉享受。然而在被这美丽的椭圆型透明蛋壳所震撼的同时，参观者乃至大剧院的设计者——法国建筑师安德鲁可能都忽略了一个问题：如何对大剧院所使用的面积达6000平方米的玻璃外墙进行清洗？

　　采用传统的人工清洗方式，需要在楼层顶端安装擦窗机，破坏了整体的外观美感。使用机器人进行清洗也需要找到安装的“落脚点”，而穹顶设计使这些都无法实现。

　　自2003年大剧院工程建设伊始，建筑施工者就为玻璃幕墙日后清洗的问题而头疼。负责项目科技攻关的北京市科委很快想到：到中关村寻找解决办法。

　　在“村”里，一种“纳米玻璃”进入了大家的视线。

　　优点众多

　　“其实，‘纳米玻璃’的说法并不准确。我们的产品应该叫做纳米自洁玻璃，是在传统玻璃表面镀了一层纳米级材料分子的TiO2膜”，承接国家大剧院玻璃外墙工程的北京中科赛纳玻璃技术有限公司市场总监张芸告诉《中国投资》。

　　从外观上看，经过纳米镀膜处理的玻璃和普通玻璃没有差别，但因其表面具有超亲水性能。该特性可以使水分子均匀地在玻璃表面铺展开来，并且完全浸润玻璃，通过阳光照射，阳光中的紫外线激活玻璃表面镀膜里的纳米材料，产生光催化反应，纳米材料分解由于污染而吸附到玻璃表面的有机物，分解成水和二氧化碳，并通过水的重力将附着于玻璃上的污染携带走，从而达到自洁效果。

　　比起普通玻璃，雨水落到纳米自洁玻璃后，能够快“干”而不留“斑”。

　　接触角是一个表示亲水性的概念，是自洁玻璃的重要指标。从一般原理来看，水在玻璃表面上，水面的切线同玻璃表面的浸润夹角形成了一个接触角，接触角越大，浸润性越差，水珠形状越圆；反之，接触角越小，水面越平，越接近水膜，浸润性越好，自洁效果也越好。普通玻璃会在表面形成水珠，粘附灰尘。而经过纳米镀膜处理的玻璃，与水的接触角比普通玻璃小，因而清洁效果也好。

　　使用纳米自洁玻璃，既可以保持大面积玻璃表面的清洁，也能最大程度上避免灰尘的覆盖，在下雨的时候，玻璃幕墙表面的污迹还会自动脱落。

　　除了清洁功能外，纳米镀膜还有分解有机物的特性，起到杀灭细菌、净化空气的作用。经中科院理化所检测，自洁纳米薄膜在阳光和紫外线照射下，对有机物具有强烈的分解作用，具有杀菌防霉、清除甲醛、除味、除臭、治理空气环境的作用，因此非常适合在医院、餐馆等对卫生具有高要求的场所使用。

　　由于水无法在基材表面形成水珠，而是形成均匀的水膜，因而可以用于玻璃表面的防雾，特别是在家庭卫生间、汽车后视镜和船舶用玻璃的自洁、防雾与防浪。

　　此外，镀了膜的自洁玻璃还具有抗刮擦和耐久性，日晒雨淋对纳米膜发挥作用并不会造成什么影响。

　　《中国投资》记者在由国家建筑材料检测中心出具的检测报告上看到，纳米自洁玻璃通过了耐老化试验以及耐酸碱试验，玻璃膜面没有随时间和使用的增加而发生变化，并能经受一般酸雨和碱性物质的侵蚀。该特性还可以避免酸雨和碱对玻璃的侵蚀。

　　在见证了国家大剧院工程实施效果后，纳米自洁玻璃又经北京市科委推荐，被应用到了北京2008奥运工程——五棵松体育馆上。

　　作为北京2008年奥运会篮球比赛场地的五棵松体育馆，最引人注目的就是它完全由玻璃幕墙组合成外表面，面积达到6万平方米，是目前国内唯一全部采用玻璃幕墙的体育场馆，仅玻璃幕墙一项就耗资6000多万元。

　　北京在申办2008年奥运会时提出了打造“绿色奥运”、“科技奥运”、“人文奥运”3大理念。“而纳米自洁玻璃正好暗合这3个理念”，张芸对此十分自豪。

　　首先，自然降水和中水就可以实现清洁玻璃，纳米自洁玻璃做到了环保。而且，由于纳米自洁玻璃的母液本身是酒精溶剂类的，不会对使用者造成威胁，所以该产品本身就是绿色、环保、无污染的材料。

　　其次，在玻璃上镀的这层膜本身含有纳米级的金属离子，属于高科技类的建筑材料，而中科赛纳生产的纳米自洁玻璃还具有减反射性能，在国内外都属首创。

　　此外，由于纳米自洁玻璃通过安装在玻璃上的自动喷淋装置甚至雨水进行冲刷就可以，替代传统的人工清洗，因而大大减少了人工吊装清洗玻璃的危险性，同时摒弃了人工擦洗玻璃给建筑物带来的视觉污染。

　　“从这个意义上说，纳米自洁玻璃还体现了高科技的人文关怀”，张芸说。

　　提升产业含金量

　　既然纳米自洁玻璃有如此多的性能和优点，那是否可以应用到普通民用住宅上呢？

　　目前，国内的建筑物大规模采用了玻璃窗和玻璃幕墙，夏天的冷气和冬天的暖气都很容易从玻璃窗中散发出去。而如果使用了镀纳米膜的玻璃，不仅可以使夏天阳光遇玻璃外膜反射回去，还可以使冬天室内空气遇玻璃内膜反射回来，避免了能源浪费。

　　随着国家对建筑节能的重视，隔热玻璃即将迎来一个空前的发展空间。

　　正是看准了建筑节能这个大市场，“下一步，我们还将开发隔热玻璃”，张芸说。

　　目前，中科赛纳的隔热技术在实验室已经成熟，年内就可实现工业化生产。

　　“我们只要占据其中1%的市场就是很高的利润”，张芸估计，中科赛纳今年利润增长可以达到10%。

　　纳米自洁玻璃目前售价每平方米约为70-80元，比一般玻璃略贵。但一套建筑面积60-80万平方米的住宅如果全部采用纳米自洁玻璃，每户平均比使用普通玻璃支出仅多200元左右，消费负担并不重。而且，对于中高档住宅，特别是希望为住宅提升科技含量的开发商来说，纳米自洁玻璃可以为其住宅增加一个高科技卖点。

　　对于低利润的玻璃生产企业来说，如果能够大面积推广使用纳米自洁玻璃，将使整个行业的利润得到大幅提升。依托中科赛纳的纳米技术，在生产玻璃的同时就将纳米材料喷涂到上面，与玻璃生产企业合作开展加工业务，通过不断开发功能型高科技玻璃产品，可以有效提高玻璃制品的含金量。

　　“目前唯一对发展深加工玻璃业务不利的是相关市场还不够成熟和规范，鱼龙混杂的现象比较严重”，张芸希望，完善促进加工玻璃发展的配套法律、法规，将有效提升玻璃行业的整体利润水平。

　　实验品变产品

　　科研成果转化难是束缚新产品进行市场化运作并实现创新与发展的一大瓶颈。如果不是有中科赛纳玻璃技术有限公司这样一家专业从事纳米自洁玻璃应用开发与市场推广的项目公司，纳米自洁玻璃技术可能仍旧待字闺中，并不能为人所熟知。

　　纳米自洁玻璃技术源自中国科学院化学研究所研究员、国家科技部“863”计划纳米科技专项总体专家组组长、国家纳米科学中心首席科学家江雷研究员开发的纳米覆膜技术，这一技术获得了2005年国家科技进步二等奖。

　　当时在实验室试验成功后，正赶上国家大剧院工程来中关村寻找解决方案。尽管并没有从国家大剧院工程享受到国家补贴，尽管当时公司投入了近100万元进行生产却没有多少赢利，“但这是公司承接的第一个大项目，而且是第一次在生产线上生产”，张芸说，“由于在大剧院项目上获得了成功，纳米自洁玻璃首次从实验室科研成果变成了实实在在的产品”。

　　而为了进一步推广这一技术，在中关村管委会的扶持下，香港金威集团控股有限公司投资，中科院化学所以技术入股，正式成立了中科赛纳玻璃技术有限公司。在承继了中科院和中科纳米公司的自洁技术后，中科赛纳公司将这一技术迅速实施了产业化。

　　借助国家大剧院、北京五棵松体育馆等重点工程的东风，中科赛纳自洁玻璃的市场越来越广阔。评之后，中科赛纳又陆续承接了沈阳世博园百合塔以及长春轻轨车站遮阳棚等工程。

　　“正是通过这几项工程的实施，纳米自洁玻璃得到了建筑界的认可，同时也引起了玻璃生产厂家的关注”，张芸说。

　　如今，中科赛纳已经不仅仅是一个在中关村的小企业了，在北京海淀永丰科技园已经建立了一个中科纳米永丰基地，中科赛纳的年产量已经达到200万平方米的玻璃喷涂面积。由于目前还只是定量生产，一旦全负荷运营，生产成本将会大大下降。

　　和国际同类产品相比，中科赛纳自洁玻璃的接触角要小，光催化活性也强。经检测，中科赛纳自洁玻璃在光催化活性方面是传统CVD（化学气相沉积技术）的16倍。

　　敢想敢做，是中科赛纳人特有的个性。纳米技术成功应用到玻璃上，那么其它材料的墙体是否也能应用这一技术，实现其自洁、防霉、透光等多种性能呢？

　　张芸给《中国投资》举了个例子：在种植鲜花的塑料大棚中，由于棚内外温度的差异以及喷灌的水雾在顶棚上容易形成水滴，掉到花芯里会使花腐烂，而镀上中科赛纳开发的纳米膜后，可以使水顺膜流下来，防止温室内表面形成的水滴对花朵、果实及叶片的伤害，防止作物发生病害。

　　将纳米自洁技术应用到塑料薄膜上，尽管还只是停留在实验室的一个想法，但中科赛纳人已经开始思考如何将其应用到市场中去。