产业化落地加速 明月湖首个纳米纤维产品上市

今年初，重庆交通大学绿色航空技术研究院(下称“绿航院”)与重庆中纳科技有限公司(下称“中纳科技”)联手打造的重庆首个纳米纤维新材料生产基地实现规模化投产，该基地生产的中纳防水透气多功能冲锋衣于近日推向全国。这也意味着绿航院历时两年开发出的纳米纤维隔膜真正实现了产业化落地。

中纳冲锋衣“牛”在哪？

据了解，传统冲锋衣的面料表层覆以由特氟龙或聚氨酯构成的压层膜或涂层，其透气性会因孔隙率的原因而受限。另外，在运动中，汗液、油污等污染会导致传统冲锋衣表层失去阻水能力。

中纳冲锋衣引入了纳米纤维膜作为中间层材料，实现了优异的防水透气性能。

纳米纤维膜是绿航院创新开发的一种多功能“可呼吸性”隔膜新材料，其每根纤维直径约为人类头发丝的千分之一，孔隙率高达85%以上，加之独特的鸟巢式三维多孔结构，使其不仅能够有效阻止液态水与气溶胶的渗透，又确保了水蒸气和空气的自由通透性，防水性和透气性均优于传统拉伸工艺制备的平面多孔膜，同时具有轻质高强、增强增韧、绝热保温、防风保暖、高效低阻等优异性能。

“纳米纤维膜具有重量轻、渗透性好、比表面积大、孔隙率高等特性，非常适合做功能性纺织材料。”绿航院副院长、中纳科技董事长杨大祥表示，我们用纳米纤维膜升级替代传统的拉伸膜，推动了功能性纺织品行业纤维直径从微米进入纳米时代。

为动力电池“量身打造”

据了解，除了在纺织行业有着广阔市场外，纳米纤维膜在新能源领域也有着极大的潜在市场，由纳米纤维膜升级而来的纳米纤维隔膜更是为新能源动力电池“量身打造”。

隔膜是动力电池的关键组件，它将正负两极分隔开，防止它们因直接接触而短路；在电化学反应时，保持必要的电解液，形成锂离子移动的通道。可以说，隔膜性能直接影响电池的容量、循环以及安全性等。

相比较当下主流的陶瓷涂覆隔膜，杨大祥带领团队自主开发出的纳米纤维隔膜，以独特的三维多孔结构，使其在性能上更进一步：不可燃、受力良好，避免隔膜因破裂等情况，导致电池燃爆；孔隙大而均匀，锂离子得以高效通过，充电更快。同时，这样的孔隙率还能附合更多电解质，提高电池能量密度，续航时间更长。

杨大祥表示，把纳米纤维膜经过裁剪，与正负极材料一起，组装成扣式电池，对它的综合性能进行测试，充放电循环五百次以后，它的电池容量是基本不变的，以及它的寿命都有显著的提升。

产业化背后的创新“秘笈”

静电纺丝，是规模化制备纳米纤维的主要方法之一。

在溶液静电纺丝研究成果的基础上，研发团队还进一步完成了熔融静电纺丝生产装备和工艺开发。

“从试验机开始，小试、中试、一直到规模化生产，溶液静电纺丝生产装备历经了8次迭代。”杨大祥说，在成套设备开发中，我们解决了喷丝头的设计与加工难题、无支撑薄膜收集和百米长传输平台问题、微计量泵均匀供料问题及在线监测和智能控制等难题，“正是通过自主设计制造纳米纤维智能化生产装备，中纳科技突破了纳米纤维产业化核心技术和工艺，实现了高效、环保、低成本的纳米纤维薄膜和长丝的规模化制备，并将其商业化应用到防水透气多功能服装隔膜和新能源电池隔膜两大领域。”

杨大祥表示，目前中纳科技已突破溶液纳米纤维规模化生产关键技术和核心装备，未来将继续联手绿航院，打通纳米新材料从原创研发、小试、中试到规模化生产和应用的全产业链，打造全球纳米科技产业化应用的资源整合中心，为全球客户提供完整的产品解决方案及完善的产品全生命周期服务。(张艳)