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破局微流智造,「象生科技」重塑生物基及高性能材料新格局

破局微流智造,「象生科技」重塑生物基及高性能材料新格局

2024/11/18 19:31:45

「前言」

在全球視野下,以生物基代替化石基產品并轉向低碳經濟已成為全球解決環境問題的長期戰略。然而,生物基材料行業在快速發展的同時,也面臨著諸多挑戰:生產安全性的提升、環保措施的加強、關鍵技術的突破,以及規模化應用的拓展等,均為行業的“痛點”問題。

針對這些難題,傳統化工領域的技術、工藝和裝備難以滿足生物基及高性能新材料產業發展的迫切需求。在此背景下,微流智造技術應運而生,以安全、環保、綠色及低成本的優勢,實現生物基材料從研發到生產的全鏈條貫通,成為破局的關鍵。

象生科技作為一家專注于生物基及高性能新材料微流智造的公司,以前瞻性的戰略視角與顛覆式技術創新,正逐步重塑微流智造的新格局。公司創始人于超教授,憑借其在美國布朗大學、深圳清華大學研究院的豐富科研技術積淀,敏銳捕捉到非均相納米催化、微反應技術在解決生物基新材料行業生產痛點上的巨大潛力。

2023年,于超教授攜手研發團隊,在深圳清華大學研究院成立了生物基新材料研究中心,專注于構建生物基及高性能新材料微智造平臺。通過不斷的試驗、探索與實踐,成立產業化公司——象生科技,致力于推動綠色智造技術的落地應用。

目前,象生科技獨創的納米催化與多相流微反應技術平臺,已成功實現生物酶及納米催化劑的高效轉化,并量產推出生物基材料FDCA、PEF拳頭產品。同時為多家電子化學品、PI聚酰亞胺特種單體、高純試劑行業客戶提供了高效、環保、低成本的工藝解決方案;開發的多款新材料產品已成功在特種工程塑料、芳綸纖維、電子半導體等領域實現落地應用!

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「創業初衷,實現0-1的突破」

創業,是一場融合技術、產品、工程、市場等多重要素的綜合考驗,核心在于實現從“0 - 1”的技術突破、從“1-10”的工程化落地。如何將技術成果轉化為工程化產品,并與真實的應用場景和市場痛點需求相契合,是每一位創業者必須回答的問題。

象生科技創始人于超,其創業初衷深深植根于個人的成長經歷。在青少年時期,他頻繁跟隨父親穿梭于山東、廣東的化工廠之間,親眼目睹了傳統化工企業因技術觀念滯后與生產方式粗放而經歷的起伏。這段經歷讓他深刻認識到,行業的技術轉型升級已迫在眉睫。

在微流反應器裝備領域,過往的行業慣例大多是對美國康寧等國際巨頭的液液均相反應技術進行模仿,導致行業應用范疇狹窄,局限性顯著。于超教授敏銳地洞察到這一局限,并決心帶領象生科技走出一條差異化的發展道路。

象生科技創業第一步便是打破這一局限,選擇搭建多相流微反應器平臺,特別是針對氣液固多相復雜反應體系。多相反應不僅能提高反應效率,還能實現更復雜更高效的催化過程,在精細化工、能源轉化和材料合成中至關重要。

面對均勻混合難、傳熱傳質復雜等技術挑戰,象生科技通過大量實驗和模擬計算,不斷嘗試不同的結構設計、流體動力學數據的積累與材料選擇,最終成功開發出新型多相流微反應器,實現了氣液固非均相連續微反應的工程突破。

而微反應器技術為這些反應提供了獨特的過程強化,如精確的流體控制、高效的傳質和傳熱性能,使得復雜反應可以在更小的尺度上實現,并顯著提升產品的選擇性和產率,抑制副反應的生成。

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如今,象生科技已成功開發出納米負載型催化劑、生物基材料FDCA、PEF、關鍵PI單體及電子化學品等核心產品,并在無菌包裝、特種工程塑料、耐高溫尼龍、高性能聚酯纖維等領域成功落地并推廣,還已與多家世界五百強企業供應鏈達成產品合作意向。

于超表示“我對國家的科技創新充滿信心,堅信通過創業,我可以將先進的微反應器技術與實際產業需求相結合,解決新材料行業痛點,推動高效、安全、環保的生產模式,實現科技成果的真正價值。”

象生科技瞄準差異化市場,快速響應市場需求,實現了從0到1的突破,為綠色科技創新成長為新興產業力量、推動新質生產力加快發展提供了典型樣本。

「核心技術優勢」

據深度了解,象生科技的核心競爭力在于其獨創的“多相微流矩陣反應平臺”。作為高度集成化的系統,該平臺包含多個關鍵模塊,成功突破了多相復雜化學反應的傳統瓶頸。

首要亮點在于納米催化劑模塊。該平臺通過液滴微流控技術,實現了納米尺度上的精準反應條件控制,能夠合成和優化出高性能的納米多元配方催化劑。這種催化劑不僅形狀和粒徑均勻,大幅提升了單原子催化的活性和選擇性,同時由于催化劑的非均相性,可以重復循環使用達200-300小時,大幅降低了催化劑成本并減少了材料浪費。

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其次是流體模擬計算與結構設計模塊。該平臺通過獨特的模擬計算與微流道結構設計,能夠針對不同反應類型進行傳熱和傳質評估,實現湍流強效混合的結構優化。流道形狀的多樣化設計,如三角形尖角、圓形、折線等,不僅優化了流體混合效果,還減少了壓力損失。平臺同時還支持跨尺度反應控制,實現從單相到多相催化反應的靈活轉換。

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相較于傳統反應器,象生科技的多相微流矩陣反應平臺具有以下顯著優勢:

· 高效生產:由于反應條件的精確控制和反應路徑的優化,傳熱傳質效率提高百倍,顯著提升產率;

· 無縫放大:實現實驗室和工業化無縫放大,減少實驗與工程化風險;

· 安全環保:減少了有害化學品的使用,持液量小,大幅減少三廢排放,提升生產的環保性。

· 靈活性強:模塊化設計允許快速調整和組合不同的反應器配置,以適應多樣化的生產需求。

· 降低成本:催化劑的重復利用和資源的高效使用,幫助企業顯著降低生產成本。

從催化劑的合成到最終產品的制備,象生科技的“多相微流矩陣反應平臺”以其獨特的技術優勢提供了一站式微流工藝解決方案,為化工行業提供了一種全新的、高效的、環保的生產方式。

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「“1+N”商業模式」

在可持續發展的大背景下,單一產業鏈條的發展模式已難以為繼。如今,“產品+技術”相融合的發展路徑,已然成為不可逆的主流趨勢。面對國際巨頭在關鍵技術、工藝及裝備上的壟斷,中國亟需尋找新的突破口。象生科技基于對行業環境的洞察,以及在生物基材料領域積累的成熟經驗,推行“1+N”產品戰略的商業模式。

在象生科技“1+N”產品戰略中,“1”是聚焦在FDCA、PEF生物基新材料的全鏈條貫通與低成本落地,形成面向未來千億級藍海市場的拳頭型產品線;“N”是基于納米催化與多相流微反應技術平臺,為多家產業客戶在電子化學品、PI聚酰亞胺核心單體、高純試劑等領域提供定制研發及代工生產服務,為客戶提供實現高品質、低成本的綠色合成技術解決方案。

例如,2,5 - 呋喃二甲酸(FDCA)是100% 生物質單體,能從玉米、非糧農作物、秸稈、木屑等生物質原料提取。FDCA結構和物性與石油基單體對苯二甲酸 (TPA) 相近,被視為石油基對苯二甲酸(TPA)的理想替代品,可用于工程塑料、纖維、聚氨酯泡沫、涂料及粘合劑等多個領域。

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(FDCA產品圖(左)和PEF產品圖(右))

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(FDCA應用領域圖)

在FDCA工藝開發上,象生科技通過自研平臺技術,跳出傳統框架,率先開發獨特的多相微流反應平臺,再利用這一平臺進行FDCA工藝的創新開發,實現了FDCA的一步法制備。這種創新的工藝路線不僅大幅提升收率、產率和工藝穩定性,還減少了80%的有機溶劑使用,簡化了后期純化流程,降低了生產和三廢處理成本。與傳統石油基方法相比,碳足跡減少50-70%。

相比之下,其他公司依賴傳統的精細化學品開發路徑,基于現有化工設備改進工藝,這種方法效率較低,創新性不足。而象生科技的技術優勢在于其平臺的高效生產、無縫放大、安全環保、靈活性強和低成本等特性,能夠靈活應對各種化學反應,提供催化劑開發-微反應工藝研發-代工生產的一站式解決方案,為中國關鍵底層材料的換道超車提供了象生智慧。

「未來的發展方向」

在當前的產業格局下,生物基行業進入了非常確定的發展期,未來是確定的,方向是正確的,對于象生科技而言,盡管初創之路充滿了風險與挑戰,但正是這些不確定性,為其提供了螺旋式上升的無限可能。

據悉,象生科技已計劃在未來三年內投入1.2億元用于建設,旨在打造一個集研發、生產、銷售于一體的生物基及高性能矩陣材料產業鏈。預計到2032年,該公司的總產值將達到10億元,凈利潤可達1.5億元,并合計納稅超7000萬元。

象生科技不僅深耕生物基材料領域,更將視野拓展至更多綠色高性能新材料的開發,致力于推動新工業革命的進程。于超表示,“‘象生’這個名字基于‘在天成象,在地成形,變化見矣’的思想,我希望與團隊一起,共同推動新材料的創新發展,實現萬物生成的美好愿景。”

在企業發展的戰略規劃中,于超強調:“我希望企業未來的發展方向是成為一個行業引領者,在綠色新材料領域不斷探索和突破。我堅信通過我們的努力,能夠為社會帶來更多環保、高效、創新的材料解決方案,推動行業的可持續發展。”

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自創立之初,象生科技便依靠市場競爭和技術領先,而非依賴保護或政策扶持。如今,成功實現初步戰略目標的象生科技,正站在新的起點上。面對眼前這條寬廣而暗礁密布的新航路,象生科技正蓄勢待發!


審核編輯(
黃莉
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