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硬核工作室出品
微胶囊在汽车制造、生物医药、日化产品、电子工业、航空航天等领域发挥着重要作用。随着人工智能时代的到来，AI辅助微胶囊设计生产也成为可能。在位于南沙的香港科技大学霍英东研究院，香港科技大学团队经过20多年的科研积累，利用人工智能不断推动微胶囊设计研发与生产技术走向成熟，并在广州产业化落地，赋能汽车制造等众多领域。
穗港合作不断加深，近期，双方共建穗港新质生产力赋能中心、穗港科技和产业融合创新中心，助力大湾区国际科技创新中心建设。本期《科技周刊》，我们将透过一颗颗小小的微胶囊，一探粤港澳大湾区协同创新带来的新成果。
文/广州日报全媒体记者武威
图/广州日报全媒体记者王维宣（部分图片由AI生成）
“工业之米”应用广泛
智微新材联合创始人、COO张君孝向记者打了一个生动的比方：“如今，微胶囊已被视为‘工业之米’。”在他看来，这个称号恰如其分。微胶囊的核心价值在于“精准”二字——通过对微观结构与释放过程的精确控制，让材料在正确的时间、正确的位置，以正确的方式发挥作用。这种赋能微观的实力，使其跃升为高性能制造和智能制造体系中的关键材料工具。
走进香港科技大学霍英东研究院5楼，在港科大团队孵化企业智微新材的实验室，一罐罐各式各样的微胶囊粉末呈现在记者面前，它们的尺寸极其微小，通常只有几微米到上百微米，每颗微胶囊内部都封装着特定的“芯材”。在温度、压力、酸碱度或机械作用等特定条件下，壳层会发生破裂、融化或响应性变化，从而释放芯材并完成预设功能。
“我们的技术源自香港科技大学杨晶磊教授近20年的研究。”张君孝坦言，微胶囊技术虽然在工业的各大板块需求旺盛，但它属于典型的“看似简单，实则壁垒极高”的领域，要在工业应用中做好做精绝非易事。
微胶囊的工业化应用并非新概念。20世纪50年代，复写纸中的压敏显色体系便是早期典型案例——在书写压力作用下，微胶囊破裂，内部颜料释放，实现复写功能。
随着材料科学、精细化工与高端制造的发展，微胶囊的应用边界大幅拓展。如今，这粒“工业之米”的应用版图正向高端制造的深水区拓展。“特别是在对材料要求极其苛刻的半导体领域，微胶囊技术正发挥着不可替代的作用。”张君孝透露，在高端芯片封装等核心制程中，许多高活性的电子级材料对水汽和氧气极为敏感，一旦暴露便会迅速失效。此时，必须利用微胶囊技术为它们穿上一层纳米级的“隐形铠甲”——不仅能起到隔绝保护的作用，还能让这些关键材料在特定的温度和压力下被精准“唤醒”、定点释放。
相关报告显示，2024年全球微胶囊市场规模达139亿美元，预计2025年至2030年期间的复合年增长率将达到10.5%。
什么是微胶囊？
微胶囊是尺寸从几微米到上百微米的微型容器，内部封装特定“芯材”，由精密壳层隔离，在特定温度、压力等条件触发下释放芯材完成预设功能，被誉为“工业之米”。
为什么要做微胶囊？
有些材料对水汽、氧气极为敏感，一旦暴露便会迅速失效，微胶囊可以为材料提供纳米级保护，让它们在特定条件下释放。
微胶囊这样造
1.科研人员通过离心、均质乳化等精细操作，将核心材料（芯材）剪切至理想的微尺度颗粒。
2.将微粒引入不相容的溶剂中，材料和溶剂间会形成清晰的分界。
3.利用界面聚合法，加入壳材原料，形成坚固的“纳米外壳”，将材料锁定在微型胶囊之中。
“芯”与“壳”匹配效率大幅提升
AI为微胶囊研发按下“加速键”
尽管原理清晰，但微胶囊的实际研发与生产却充满挑战。张君孝解释，微胶囊技术发展至今，仅壳材就有上千种原料可选，芯材和应用场景更是千差万别。此外，生产工艺中的乳化剂选择、反应温度、pH值等众多参数都会直接影响微胶囊的性能。
“智微的核心壁垒，建立在团队在微胶囊领域二十多年的持续积累之上，也建立在长期沉淀的海量真实实验数据之上。更重要的是，团队已将其在《Advanced Materials》发表研究中形成的CPSP（化学—工艺—结构—性能）可解释框架，进一步延伸至企业研发场景，构建了面向微胶囊开发的垂直AI研发引擎。”张君孝说，这一引擎以原创的CPSP框架为核心，将芯材性质、壳材体系、界面反应、生产工艺、壳层结构与最终性能之间的关联关系进行系统建模。基于这一框架，当研发人员输入芯材特性、粒径要求和目标应用场景后，系统即可围绕壳材体系、工艺路径与结构设计，快速筛选并推荐更优的DOE方案，并对方案的稳定性、适配性与可制造性进行优先级排序。
“其价值在于将传统依赖经验试错的微胶囊开发，升级为以CPSP定量建模、AI智能筛选和高通量验证为核心的新型研发范式。”张君孝表示，依托这一底层创新体系，智微新材正在构建新一代微胶囊材料开发平台：MST+封装设计平台负责材料与结构设计，FFCP流场受控聚合智造平台负责工业化放大与制造一致性，AI Engine则持续沉淀实验数据、工艺经验与放大规律，推动平台能力不断复利。
在这一体系支撑下，团队显著提升了“芯”与“壳”的匹配效率，大幅缩短研发周期并降低研发成本，推动微胶囊材料研发进一步向智能化、工程化和高效率方向升级。
“借助自动化平台，一名科研人员可以同时进行12组验证，研发周期从三四十天大幅缩短至三四天，研发成本至少降低60%。”
张君孝表示，在广州成立产业化公司后，团队始终与香港科技大学保持着高频、深度的产学研合作。“我们与港科大建立了一套高效的常态化沟通与互访机制，确保了前沿基础研究与产业化应用能够无缝对接。”团队中汇聚了众多来自港科大的博士、博士后，使科研成果转化链条极为顺畅，技术迭代效率始终保持在行业前沿。“港科大及霍英东研究院对科研人员走向市场给予了极大的包容与支持，而南沙优越的区位交通和浓厚的创新创业氛围，则为这些顶尖成果的落地生根提供了最丰厚的土壤。”
目前，依托香港科技大学的基础技术支持，积极与霍英东研究院各中心合作探索微胶囊技术在不同应用场景的可能性，团队已实现对液体、固体、气体等不同形态材料的封装隔离与控制释放能力，并可根据不同应用场景进行材料体系设计与制备工艺调整。团队通过与研究院资源共享、技术交流，进一步提升了项目的研发能力和市场竞争力。
“锁”死螺栓 微胶囊让汽车更安全
汽车制造是微胶囊技术大显身手的关键领域。一辆普通家用轿车上的紧固螺栓数量往往超过3000颗，一旦松脱，极易引发安全事故，为此，智微新材研发出一种含有“微胶囊”的特种胶黏剂。将其预涂在螺纹表面，当安装旋转螺母时，微胶囊就会破裂释放出其中的环氧树脂芯材，形成坚固的胶层，起到防脱、减震、固持、密封与防锈的作用。张君孝自豪地表示，团队自主研发的微胶囊预涂胶，在极限抗震、耐高低温等严苛测试中，其核心性能已全面对标甚至超越部分欧美顶尖竞品，赢得市场认可。
如今，智微新材正在积极布局前沿应用。例如正处于中试阶段的“微胶囊灭火剂”，在温度达到临界点时会自动破裂释放灭火物质；而另一项“自修复微胶囊”技术，则可将含有修复剂的微胶囊预先埋入防腐涂层中。以大型风电设备为例，当塔筒表面出现微裂纹，微胶囊便会破裂流出修复剂，瞬间实现裂纹的“自愈合”。该技术未来有望在桥梁、船舶、海洋结构等重防腐领域发挥作用。
获得来自投资机构的资金支持
张君孝告诉记者，团队选择与霍英东研究院合作，并在南沙成立企业，首要原因是看中内地广阔的市场需求。企业建立后，张君孝进一步感受到，内地的科技金融环境越来越优越。
公司的技术实力与市场前景已获得投资界认可，并成功获得来自投资机构的资金支持。团队已迅速将核心工艺从中试阶段推向量产，并实现了稳定交付。目前，公司正在建设自动化产线，进一步提升产品的稳定性和生产能力，加速产品研发和产能扩大。
近日，2026年穗港春茗暨香港广州工商联会第一届会董会就职典礼在香港举行。智微新材作为代表企业之一，与广州南沙人才基金签署投融资合作协议。团队未来将进一步加速多功能微胶囊技术研发及产业化落地，打造“香港研发+广州转化”协同创新样板，为新材料领域自主创新提供坚实支撑。
科技企业谈创新
香港科大霍英东研究院持续推动科技产业交流
3月17日，穗港科技和产业融合创新中心正式揭牌，该中心在穗港两地政府部门指导下，由广州市驻港企业越秀集团联合香港科技大学、香港科技园公司三方共建，香港科技大学霍英东研究院负责运营。中心定位为大湾区科创服务枢纽，重点聚焦生命健康、人工智能与机器人、微电子、新能源四大领域，致力于构建“技术研发—成果转化—产业落地”全链条服务体系。同时，中心将构建“引进来”与“走出去”并重的双向循环体系，让香港的国际化平台与广州的产业腹地优势深度对接，真正成为穗港科创项目协作、优质企业跨境培育、创新要素高效配置的实体化平台。
香港科技大学霍英东研究院成立近20年来，持续推动粤港澳科技创新与产业交流。在院内的粤港澳（国际）青年创新工场，记者见到了不少来自香港的创业者。
广州博森盾技术有限公司负责人单永贤告诉记者，公司2018年在香港成立，2023年通过参加香港科技大学霍英东研究院的科创项目招募，被引入广州发展。“我们公司主要研发生产立方氮化硼（CBN）薄膜，它是大功率半导体的优质材料，还能加入钙钛矿太阳能板，大大提升产品寿命，目前国家已将其纳入战略性新兴材料。”该负责人介绍，香港在金融领域更专业更具优势，在广州则可以更快接触到目标客户。在科研领域，公司与广东工业大学、香港科技大学等高校都有很深的合作，穗港两地的创新链、产业链、人才链、资金链也越发紧密。
“目前，广东工业大学的老师正在与我们共同研发CBN薄膜的中试设备。有霍英东研究院这个枢纽平台，我们香港企业在内地落地、拓展市场非常方便，减少了不少沟通成本。”该负责人说。
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