【合创巢·创客100】微晶材料科技公司创始人吕鹏: 扎根石墨烯基础研究 从零开始到领跑石墨烯细分市场

作者:来源:发布时间:2022/09/30


  吕鹏,男,博士,1987年生于浙江温州,毕业于中国科学技术大学凝聚态物理学,合肥微晶材料科技有限公司董事长、技术开发负责人。主持和参与了科技部科技型中小企业技术创新基金项目、省科技厅重大科技攻关项目、省发改委重大新兴产业专项等。

  在合肥市高新区科技实业园,有一家专业从事石墨烯等新材料应用开发的国家高新技术企业。这家成立不满10年的年轻公司,研究开发被发现不到20年、却被称为“新材料之王”的石墨烯。“这个86寸的触摸屏就是用我们的石墨烯透明导电薄膜做的,从材料的合成到墨水的制备,这一系列材料我们都有专利。” 合肥微晶材料科技有限公司创始人、董事长吕鹏指着一旁的会议平板说道。
  石墨烯是一种神奇的材料,原本存在于自然界之中,2004年才被英国物理学家首次发现并制备出来。它是已知的最薄、强度最大、导电性最好的平面材料。虽然仅有一个原子层,但其理论上强度比钢强韧200倍。加上具有优异的导热性,使其被广泛运用在半导体产业、光伏产业、显示屏等行业,引发了革命性的技术进步。
  目前,石墨烯的产品已经深入到日常生活之中,大到用作添加剂注入各类材料中,提升性能、降低成本;小到制成石墨烯散热薄膜用于手机散热,这一新型材料的身影随处可见。但在十几年前,石墨烯作为新发现的材料仍处于研究初始阶段。
  2010年,英国曼彻斯特大学两位物理学家因使用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,共同获得诺贝尔物理学奖。从发现石墨烯到获奖仅仅过去6年,历史上罕见的获奖速度暗示了国际学术界对石墨烯材料及其应用潜力的认可。
  就在同一年,合肥工业大学开始对石墨烯这一全新的、国内科研几乎空白的领域展开研究。没有师兄引路、没有同学伴行、没有充足的前人研究参考,作为研一新生的吕鹏被分入合工大“微纳功能材料与器件实验室”,从此与石墨烯结缘。

  从零开始研究意味着要面对繁重的前期准备工作,不断试错、持续改进方案。为了搭建一套石墨烯制备设备,吕鹏一边搜集阅读国内外相关文献,一边在老师指导下,动手尝试组装设备系统。虽然过程辛苦,但基础研究使他对石墨烯设备功能和制备工艺了然于心,这成为日后创建公司的根基。半年之后,吕鹏终于生产出自己的研究原料——石墨烯。后来,吕鹏的同学张梓晗、聂彪等人相继加入石墨烯研究实验室,将石墨烯材料与纳米线等技术相结合,生产实用元器件,他们后来也成为吕鹏公司团队的核心成员。

  2013年,吕鹏硕士毕业后,注册创建了合肥微晶材料科技有限公司(以下简称微晶科技)。他和张梓晗一起到中国科学技术大学攻读博士学位,他们的博导王冠中教授是国内最早做石墨烯研究的专家之一。经过读硕士时的“白手起家”,这次他们有条不紊地搭建起石墨烯实验室,加快进行石墨烯理论和应用研究。

  那时,微晶科技制备的石墨烯原材料受到国内外高校市场的欢迎,国内众多知名高校成为微晶科技的客户,在国外也有专门的代理商。在此之前,国内石墨烯原材料主要依赖进口,微晶科技的石墨烯原材料打破了国外的原材料垄断,使我国高校实验室用上了国产的高品质石墨烯。
  直到现在,微晶科技的高品质石墨烯原材料全球市场占有率仍在百分之六七十以上。但由于营销能力和品牌影响力较弱,微晶科技的大量石墨烯原材料被国外经销商购买,再贴牌售卖到国际市场。谈及此处,吕鹏语气中透露着些许失落和无奈,“有的时候东西做得好和卖得好是两回事”。
  虽然经历了石墨烯从无到有的艰苦研制期,但令吕鹏没想到的是,公司在发展初期遇到了更多的坎坷和难题。2014年,吕鹏发现公司主营业务遇到了市场的“天花板”,高校科研市场比较小众,高品质实验室级石墨烯使用量有限,仅通过这个业务无法使公司迈上更高的台阶。
  为了促进石墨烯量产,提高规模效益,吕鹏和科研团队重新做了一遍石墨烯制备的底层研究,得到了一套测试效果更好的全新生产方案,降低了石墨烯生产成本。
  石墨烯粉体低成本量产后,客户方却反映新材料没有效果,甚至起到了负面作用。经过调查,吕鹏发现客户对石墨烯粉体如何筛选、分散以及有效添加比例不太了解。为了解决石墨烯粉末在不同应用场景的具体使用问题,吕鹏团队开始研发石墨烯半成品产品。通过成千上万组实验,科研团队花费几年时间做出基础配方库,不同的应用领域的客户,直接加入具体领域的石墨烯半成品即可使用。
  2017年,通过配方优化和工艺整合,微晶科技生产出第一款完全可水洗的柔性石墨烯发热体,主要应用于可穿戴红外理疗、医疗保健红外理疗、室内取暖等领域。一年之内,微晶科技为小米生态链公司供货石墨烯发热体达几百万套,引发了石墨烯的热应用领域热潮。行业热度飙升吸引大量企业进入赛道,但也带来了无序发展。因此,吕鹏决定退出石墨烯发热体市场,转向石墨烯高技术含量的细分应用领域。
  “高新区整个创业氛围和政府对企业支持力度都是很好的”。谈到合肥市政府和合肥高新区对自己创业的帮助时,吕鹏说。读研期间,负责孵化科技企业、培养创业人才的合肥国家大学科技园经常在合肥工业大学举办宣讲会,吕鹏创业的念头萌发于此。在大学科技园老师的专业指导下,吕鹏的科创公司从创业之初就走向规范化,避免了日后因为历史遗留问题带来的麻烦。同时,高新区也为吕鹏的公司提供三年的场地免租扶持,帮助对接各类客户,其中就包括当时需要大量石墨烯发热设备的小米生态链公司,与小米的合作帮助微晶科技打开了市场,跃升到了更高的市场经营平台。
  石墨烯材料生产与化学品密切相关,对涉及化学品应用企业的环保标准要求很高,为此,吕鹏将公司生产厂区搬进高新区的化工园。在那里,公司只需要专心研究石墨烯材料,而所有的污染物可以排放给园区进行无害化处理。
  石墨烯行业仍处于朝阳期,微晶科技也一直被资本市场看好。2014年,合肥高新投资集团投资微晶科技300多万,2020年,在整个行业融资困难时期,又投资1000余万元。资本倾力支持的背后是微晶科技数年如一日地专注基础研究。自2013年至今,微晶科技已经获得各类专利证书100多项,填补了我国石墨烯制备和应用领域的多项空白,打破国外技术垄断。如今的微晶科技已拥有40多人的研发团队,并制定了一整套培训计划,为石墨烯研究应用培养了众多专业人才,成为了石墨烯领域小型“黄埔军校”。
  目前,微晶科技深耕于透明导电薄膜、光刻胶等石墨烯显示领域应用,与京东方等公司有密切合作,为其生产配套产品、开发感官材料、帮助优化屏幕显示效果。在此之前,京东方显示屏使用的透明导电薄膜十分依赖进口,微晶科技自主研发的国产石墨烯透明导电薄膜价格实惠、质量甚至优于国外同类产品,不仅为京东方提供了全新的材料替代方案,还打破了国外的卡脖子的技术垄断。
  “我们希望微晶科技能做成一个百年企业,所以我们一直注重打牢根基,形成自己的竞争优势。”吕鹏在谈到自己对公司未来发展规划时说道,2020年,微晶科技迎来转型,在全新发展模式地规划下,通过扎实的底层科研持续发力,计划深耕石墨烯应用的细分领域,不断地生发出各种领先技术,致力于做出每个领域最顶尖的产品,帮助公司走得更远。 
分享至: