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2026-04-26
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以科技创新引领“膜”法世界

日期:10-09
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  陕西爱恩创客膜科技有限公司展台上展示的核孔膜在锂电池中的应用。

  工作人员展示薄如蝉翼的核孔膜。  (图片均由记者 关颖 摄)

  

  有这样一种膜,因其独特的“膜”力,被誉为世界上最精密的筛分过滤材料。它就是核孔膜,全称“核径迹蚀刻微孔膜”。作为微孔家族的一员,它凭借独特的微孔特性,成为唯一具备精准筛分机理的滤膜,其性能无可替代。

  走进位于西安创新设计中心的陕西爱恩创客膜科技有限公司,展台上看似一张张平淡无奇的透明薄膜就是核孔膜,看似不起眼却有着大本领。“这种膜在医药、食品饮料、化工、电子、新能源及环保等领域展现出了高效的性能。”陕西爱恩创客膜科技有限公司总经理陈洋说。

  

  普通外表下隐藏着高科技

  在展示区,记者看到了类似透明薄膜的核孔膜,上面标注每一种膜的核孔大小。普通的外表下,却饱含着高科技。

  “市面上目前用的过滤膜,是网织技术经过层层重叠,达到网状过滤的目的,而我们研发的核孔膜,是利用高能粒子穿透有机高分材料,留下辐照损伤通道,经化学试剂蚀刻后薄膜上的通道变成圆柱状微孔。通过控制辐照和蚀刻,可制备出不同孔密度和孔径的核孔膜,最小孔径能够达到1纳米。”工作人员介绍,与传统的过滤膜相比,核孔膜独特优势在于孔径能够精准控制,在保证孔径大小的同时,还能够保证膜的通量。在特定场景下,不仅对膜的孔径大小有要求,对于经过核孔的通量也有要求,既要能精准过滤还要保证一定的通量,这就是核孔膜能做到的。

  陕西爱恩创客膜科技有限公司是一家专注于核孔膜应用的科技企业。公司依托高能粒子科学与技术,致力于核孔膜产业化应用。作为膜材料行业的“新质生产力”,核孔膜新材料是基础材料的底层创新。经过多年技术攻关,爱恩创客膜已突破核心关键技术,未来将实现核孔膜在水处理、生物医药、新能源等领域的国产替代。

  “核孔膜孔径尺寸可在很宽的范围内严格控制,确保了核孔膜孔径的均匀性。”陈洋介绍,若将核孔膜应用于工业口罩,可用于电焊、矿场、建筑工地、生产车间等场所,与普通材质口罩相比,具有过滤精度高、呼吸阻力小、高容尘量等优势,过滤杂物可达95%以上,佩戴感也更为舒适。

  1平方厘米承载3亿个微孔

  核孔膜究竟有着怎样的“膜”法呢?

  “核孔膜技术的难点,在于微观粒子的控制上,也就是辐射流,在孔径密度一样的情况下,还有密度分布问题,再一个就是蚀刻时的精准控制。”陈洋介绍,核孔膜的孔径都是微米、纳米级别,精度控制起来是非常难的。一个0.22微米孔径的膜,1平方厘米是由3亿个孔组成的,要保证孔的误差在10%以内,难度相当大,目前业界能做到的误差基本在20%-50%,而爱恩创客膜经过多年的技术攻关,目前实验室里能够做到10纳米孔径的膜,量产的产品可以达到0.22-30微米孔径,误差能够控制在10%。

  这样高精度的核孔膜应用前景如何?据介绍,这种膜的应用非常广泛,尤其是新能源方面。隔膜是锂离子电池的重要组成部分,新能源汽车的推广,拉动了隔膜的出货增长。我国隔膜产量巨大,而目前主流隔膜材料仍是微孔聚烯烃隔膜(PP、PE膜等)。但是聚烯烃隔膜热稳定性较差、孔隙率低,与极性电解液的浸润性较差,使得储能电池在充放电时出现高电池阻抗、低能量密度以及低倍率问题,严重时甚至造成燃烧、爆炸等安全隐患。而以核孔膜作为锂电池隔膜,其孔径均匀、孔道直通的特点,大大提高了电池性能以及电池安全性。

  此外,核孔膜在食品、化学、制药、生物医学、环境科学、分析检测等领域也展现出广泛的应用前景。值得注意的是,在国际舞台上,如美国、日本、欧盟等国家和地区药典上明确规定了在大输液器等医疗设备中采用特定规格的核孔膜作为过滤材料,可有效预防和降低输液反应的发生。同时,众多高端生物检测亦离不开核孔膜的支持。

  与高校联合开展技术研发

  作为一个科技型企业,爱恩创客膜的创新脚步一直加紧向前。陈洋说,“当下基于技术核心,我们构建了以公司为主体,交叉学科、院所协同的研发平台,与西安交通大学、西安工程大学、西北大学等高校联合开展技术研发,为技术的迭代及下游产业的应用研发提供了坚实支撑。”

  陈洋表示,在研发过程中,公司深刻体会到科研与市场紧密结合至关重要,所以企业以市场化需求为导向,构建了“多学科交叉研发团队+职业经理人”的市场化模式。从实验室走向市场,专业的事情需要专业的人去做,科研与市场化经营都是需要持续投入的类别,专业分工使科研与市场化经营更加持续和专注。

  此外,公司还借助碑林环大学创新产业带管委会的支持,成立了核孔膜技术交流中心与联合研发平台,推动了核孔膜技术的交流与合作。在碑林区的帮助下,企业成功孵化了多项技术成果并实现了转化。

  陈洋表示,离子微孔膜技术不仅仅是单一的新材料技术,它是一门交叉学科,可以带动多个领域共同进步。下一步,公司还将通过国家级环大学硬科技创新街区这个纽带进一步加强与高校院所、科技企业等合作伙伴的紧密联系,共同探索并孵化基于微孔膜材料的新产品、新业态、新模式,最终构建一个以核孔膜应用为核心,集技术创新、产业孵化与生态构建于一体的综合性创新共同体,共同推动行业进步与发展。

  (记者 关颖)