广州日报讯 (全媒体记者王纳摄影报道)刚刚结束的“第十三届中国国际航空航天博览会”(以下简称珠海航展),除了震撼的飞行表演和炫目的尖端装备展示之外,见证新技术的成长也是航展的重头戏之一。
记者发现,有一股从深圳刮起的科技旋风,经历3届航展终于成了一股“飓风”。当它在首次参加航展时,仅仅是刚从实验室中走出,而当它第三次走上航展的舞台中心时,已经成长为尖端装备领域主流科技之一。它的名字叫:“超材料”。
我国“超材料”领军者、光启技术董事长刘若鹏博士表示,“从最初只能展示超材料原理,到上一届展示超材料批产,到这一届超材料大规模生产制造以及采用超材料技术新型尖端装备的集体亮相,在每一届中国航展上,都能明显地感受到超材料技术发展的突飞猛进。可以这样说,在尖端装备领域,超材料已经成为当前的主流技术之一。”
究竟3次航展之间,“超材料”经历了什么?对此,记者进行了走访。
“高精尖”超材料构件加持尖端装备
今年珠海航展跟往年一样,在炫酷激情的飞行表演中开幕了,当你走进航展的展厅,看到的也是琳琅满目的飞机、航模,相比之下,“超材料”的领军企业光启技术(以下简称“光启”)的展位就不那么显眼了。记者在展位上看到的是一块块成品的结构件,长方形的、半圆形的、折叠状的……据展示板上介绍,这些都是应用于尖端航空装备、无人机、海洋航空装备等领域的宽频带、高强度、高透波、轻量化的超高性能电磁超材料结构件,是我国超材料技术的最新成果。但是,记者在现场还是很难感受得到这些东西的特别之处。
但究竟这都是些什么“宝贝”?最后,还是光启技术董事长刘若鹏博士现场告诉记者:“这有点像七巧板的拼图游戏,你看看这里展示的产品,再去前面我国尖端装备的展区看看,就能发现很眼熟了。你看这些浅颜色的结构件,再去对比一下尖端装备上的浅颜色部分,就知道是用在哪里了。”
随后,当记者按图索骥走进一号馆航空工业展馆时,在中央位置大型旋转展台上的歼20、运20和攻击11的大比例模型上,果然都看到了和超材料结构体类似的部分。相信正是在这些超材料结构体的加持下,让我国的尖端装备实现了隐形、轻便、易维护等功能。
刘若鹏博士告诉记者,如今经过十几年的发展,中国的超材料技术已经从实验室到工程化,再到全方位的应用,“可以这样说,在尖端装备领域,超材料已经成为当前的主流技术之一。”
珠海航展见证了超材料技术的成长
“超材料” (Metamaterial)是21世纪以来出现的一类新材料,指的是一些具有人工设计的结构并呈现出天然材料所不具备的超常物理性质的复合材料。以往的创新是根据自然界有什么材料,就制作什么样的产品,但超材料完全是逆向思维,是根据不同的应用需求,制造具备特定性能的材料,真正做到"按需定制"。
2006年世界上第一次出现了“Metamaterial”这个单词,2008年有了“超材料”这个中文词汇。2014年,光启就带着“超材料”技术出现在珠海航展上了。
刘若鹏博士说:“从2014年到现在,我们已经是第3次参加航展了。可以说,珠海航展见证了整个中国的超材料技术,从实验室一步一步地走向工程化,在走到全方位的应用。以前我们是展示理论,展示材料,到现在都是合作伙伴在展示我们的产品了。”
2010年7月13日,刘若鹏博士和他的团队成员在深圳创建“深圳光启高等理工研究院”,专注于超材料技术的研究。十年时间,光启将超材料技术由“实验室研究”推进至“产业化应用”,将超材料结构件逐步应用在我国尖端装备领域。在2021年,光启成功实现了超材料结构件由小批量交付到大规模制造的历史进程,开创了超材料行业发展史上的里程碑。
伴随着超材料技术的突飞猛进,刘若鹏感觉自己的角色也在不断地变化,从最开始专注前沿研究的科学家,到企业初创后到处融资的创业者,再到现在整天扑在生产线上的工厂主。刘若鹏说:“我现在天天都在赶订单,我已经是个包工头。”
刘若鹏说,超材料技术从最开始大家对它的陌生、质疑,到现在百花齐放,甚至研究机构、 院校、尖端装备企业等都开始针对超材料技术进行各个领域的研究。如今,超材料产业不仅在基础研究和产业化应用之间实现了无缝连接,实现了从研究、设计、 测试、批产各个环节,跨越了最艰难的实验室前沿科学研究到工程化技术体系构建的鸿沟。而且超材料技术已经广泛应用于先进飞机、大型无人机、海洋航空装备等尖端装备的产品设计、制造与交付,成为我国高科技领域当之无愧的“大国重器”。
今年底将实现第三代超材料结构件批产
记者现场了解到,今年,光启超材料技术发展进入关键时期。不仅新投产了目前我国规模最大、制造最先进超材料基地,而且基于第三代超材料技术的结构件产品也将于今年底实现量产。
“709超材料基地从上半年正式投产至今,已经实现了第一阶段满产的状态。”刘若鹏博士说到,“709基地是近二十年来对于超材料研究、测试、制造工艺和工序积累的成果,目前已经在进行最先进的尖端装备的试制和重点尖端装备批产两项任务。”
据了解,在今年年底之前,采用当前最先进的第三代超材料技术的结构件将转入批产阶段,该结构件的正式批产也给当前的尖端装备带来了性能上的大幅提升,同时刘若鹏博士也指出,光启还在抓紧建设第四代超材料的制造和生产能力。
“我们的第四代超材料正在稳步推进。其实在今年年初举办了超材料电磁调制技术国家重点实验室年会,经过不懈的努力,我们已经完成了第四代超材料技术的理论基础、框架和预实验部分,现在正准备进入到第四代超材料技术具体的建设工作。”刘若鹏博士解释说,因为前三代的超材料具有技术上的延续性,而第四代超材料将与前三代超材料技术有明显的技术鸿沟,比如说原材料、工艺设备、生产线完全不同。“预计明年基于第四代超材料技术的样机完成试制,争取2023年实现采用第四代超材料技术的结构件转入批产阶段” 。
刘若鹏喊话湾区制造业参与航空工业正当时
作为参加了3次珠海航展的老兵,刘若鹏在接受记者采访时表示,如今我国航天工业发展迅猛,粤港澳大湾区的制造业是时候参与到我国的航天工业中来了。
在刘若鹏看来,粤港澳大湾区在消费电子制造业领域里面是全球是数一数二的,供应链非常的齐全,大到所有的电子系统,小到电子系统里面所有的模组无一不是全球第一的产能。但是,对于航空航天等高端制造而言,湾区的企业由于行业特点、地域差异等种种原因,接触的少了一些。
刘若鹏说:“近期我也与咱们湾区内的这些知名的制造业企业开始展开合作,从他们相关的领域出发,一起探讨能不能也加入航空航天装备制造业里面来。在这个过程中我们也形成了很多很好的互动。”
他说:“我们大湾区的制造业,不仅要在消费电子上世界领先,也要开始迈向星辰大海,也要在尖端装备制造上发力。我希望明年再来参加航展时,能看到更多湾区制造业企业的身影。”