有溫度記憶功能的玻璃你見過沒?
在出廠時,每一塊玻璃都能設定變色溫度,當環境溫度達到設定值,玻璃就開始霧化變色,紅外線和紫外線的阻擋率超過95%,達到最佳的遮陽和隔熱效果;當環境低于設定溫度時又恢復到初始的透明狀態。
這是近日,記者在位于臨空智能制造產業園的重慶禾維科技有限公司(以下簡稱“禾維科技”)看到的場景。如今,該玻璃已經用于重慶江北國際機場T3B航站樓這個全球最大單體衛星廳上,實現從“養在深閨人未識”到“一舉成名天下知”的大跨越。

重慶江北國際機場T3B航站樓。效果圖

已安裝智能玻璃的航站樓頂。資料圖
而這樣的黑科技材料從一個設想的科學原型到實驗室階段,再到批量生產,禾維科技只用了短短幾年。
談起背后的“秘訣”,禾維科技董事長鄧華認為依靠的是先進的技術。“我們自主研發的熱致調光技術是全球首創,讓一系列產品在市場上擁有絕對的核心競爭力。”
從0到1:新材料取得突破
如何憑借技術迅速成長為一家市級專精特新企業?這其實有跡可循。
鄧華曾經就職于重慶市某設計院,是有名的設計專家,辭職下海后,他仍然堅持專研新材料、新設計方面的知識。偶然間,他看到了香港科技大學教授溫維佳的一篇關于新材料的論文。因為具備建筑設計方面的專業背景,鄧華敏銳地意識到,這樣的新材料大有可為,是今后環保節能的趨勢。
可這只是一種科學設想,如何落地成型?這意味著要實現從0到1,從無到有的創新突破。鄧華想到破局辦法:與香港科技大學團隊合作組建研發團隊,在其實驗室用此材料開發新產品。鄧華認為新的產品和技術研發需要大量投入,對于初創團隊而言,研發成本更是個大問題。采取產學研模式,聯合高校開展技術和產品研究,一方面,可以依托于高校的人才、技術、設備以及學術研究成果,減少研發成本;另一方面,通過將高校的科研優勢與企業的市場優勢、產品優勢相結合,找到新的切入點。

重慶禾維科技有限公司玻璃產品展示。胡瑾 攝
同時,鄧華也帶領團隊調研產品商業化前景。直到2015年,鄧華才確定將研發出的熱致調光材料應用于玻璃節能。“一是綠色建筑興起,二是該類型的產品在國內幾乎沒有,市場需求很大,可以實現產業化。”
實驗室成功并不代表能實際應用,熱致調光玻璃在產業化遇到了第一個瓶頸。“研發出的液體材料形式對密封性能要求很高,用了各種密封方案,材料都無法保證玻璃密封,研發團隊只能不斷調整配方,不斷測試,最后使用暖邊的密封方式,同時將液體固化,才保證了材料穩定應用在建筑上。”鄧華說。
憑借著先進的研發技術,禾維科技實現從0到1 的嬗變,在材料產業化上取得突破。2015年,禾維科技正式成立,進入新材料賽道,落戶渝北臨空智能制造產業園。兩年后,工廠建成投產,熱致調光因為科技含量高,迅速在行業占據領先地位。
找準賽道:占領細分市場
走進禾維科技工廠,記者在模擬的陽光棚中看到,這種“聰明玻璃”降溫遮陽效果十分顯著。當模擬的陽光不斷照射至陽光棚上時,棚內溫度逐漸上升至43度,此時,身處棚下悶熱難耐。而在另一邊采用熱致調光玻璃的陽光棚下,當溫度同樣達到43度時,卻很少感受到酷熱,仿佛是夏天在大樹下乘涼的涼爽感受。
公司研發一部總監錢德偉介紹,這種奇妙的變化源自于自組裝的熱致調光材料。這種材料是一種高分子納米凝膠材料,低溫時,分子均勻分散,呈現透明狀態,太陽光可直接透過。而溫度升高時,分子形成團簇,可對不同波段的太陽光形成折射和反射,將這種調光材料與兩片玻璃組合在一起,形成玻璃與遮陽一體化的智能調光玻璃產品,就可把炎熱擋在窗外。

渝北區人民醫院采用智能玻璃采光頂。資料圖
如今,在重慶,許多建筑的采光頂和玻璃幕墻都運用了這樣的智能玻璃——在商業綜合體,由智能玻璃形成的采光頂,為商場減少了15%的能耗;在渝北區人民醫院,門診大廳的智能玻璃采光頂,為患者帶來更加舒適的體驗;在中國科學院大學重慶學院的圖書館,外立面上每塊玻璃的記憶溫度不盡相同,隨著一天溫度變化,不同的玻璃產生霧化,遠遠望去,宛若一幅祥云圖;在江北國際機場T3B航站樓,朝南面采光天窗全部采用熱致調光玻璃,約4000平方米……
歷時8年,禾維科技的業務已經覆蓋全國十多個省市,正加快國際銷售網絡建立。其技術也在實際應用中不斷迭代升級,迎來一次又一次的“大考”。今年,公司又傳來最新好消息——團隊承擔國家重點研發計劃,參與編制國家行業標準。
瞄準痛點:堅持技術創新
有了領先的技術后,還需要尋找有價值的市場應用區間,建立自身的技術“優勢區”。對此,禾維科技的做法是:瞄準行業痛點突破,再次研發新材料。
隨著新能源汽車持續升溫,“暴曬天窗”成為用戶吐槽的一大痛點。戴帽子、貼報紙、打傘、安裝遮陽簾……為了阻擋太陽直射,車主們的防曬方案層出不窮。
為此,禾維科技瞄準市場,再一次推出全球首創的黑科技產品——溫變遮陽PVB膜,這款膜與建筑穹頂、幕墻玻璃結合,整體解決了傳統玻璃在安全、采光、隔熱、遮陽等功能無法集中統一的技術難題,能廣泛應用于建筑外墻、汽車、智慧農業等領域。

重慶禾維科技有限公司玻璃產品展示。胡瑾 攝
好“鋼”要用到“刀刃”上才能發揮最大價值。這除了要求對市場需求有深入的洞察,在技術上也需要底氣。公司研發二部總監曾凱介紹,溫變遮陽PVB膜是將熱致調光粉體作為工業添加劑,對傳統PVB膜進行改性賦能,研發出的一款輕量化、工業化的隔熱遮陽復合材料。團隊經過上萬次實驗攻克了兩大難題:一是在固態條件下,讓熱致調光材料在不同溫度條件下遷移和產生光學特性變化。二是解決熱致調光粉體材料和PVB的相融性問題,同時不改變材料特性。
而這款溫變遮陽PVB膜同樣具有溫度記憶功能,在達到溫度記憶點后,可有效將直射光轉換為散射光,阻隔99%以上的紫外線和97%以上的紅外線,將溫變遮陽PVB膜夾入兩片鋼化玻璃中,通過普通夾膠玻璃生產工藝,即可加工出溫度遮陽夾膠玻璃,在滿足綠色建筑隔熱、調光、遮陽、隔音等標準的同時,還兼具安全功能,提升玻璃抗沖擊強度和防止破裂后碎片飛濺,避免對使用者造成二次傷害。
今年5月,溫變遮陽PVB膜在2023中關村論壇科博會一經亮相,便引起科學界和工業界的廣泛關注。
曾凱介紹,目前,團隊還在深入研究熱致調光粉體與碲化鎘發電薄膜、氣凝膠、鈣鈦礦、石墨烯、SGP、EVA、PC、PMMA、電致變色材料、紡織材料(纖維)等有機結合,致力于開發出更多結構功能一體化的復合黑科技材料,讓產品成為細分領域的“獨一份”。