金剛石技術(shù)革命將帶來(lái)哪些工業(yè)巨變

金剛石是目前世界上已知的*硬材料，河南在金剛石、立方氮化硼等超硬材料領(lǐng)域也足夠硬氣，產(chǎn)能占到了全球的70%以上。

5月5日，河南省委書(shū)記樓陽(yáng)生在哈工大鄭州研究院調(diào)研時(shí)提出，要?jiǎng)?chuàng)新合作模式，完善協(xié)同機(jī)制，加快成果轉(zhuǎn)化利用，推動(dòng)超硬材料產(chǎn)業(yè)鏈高端化現(xiàn)代化。當(dāng)天下午，大河報(bào)·豫視頻科創(chuàng)河南記者在哈工大鄭州研究院，對(duì)話國(guó)家杰出青年基金獲得者朱嘉琦教授，他告訴記者，*科研技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)發(fā)展，服務(wù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)，他和他的團(tuán)隊(duì)，有著迫切的使命感。

【產(chǎn)業(yè)】

河南超硬材料在全球很硬氣

超硬材料主要是金剛石和立方氮化硼。在超硬材料領(lǐng)域，河南可謂是非常硬氣。

據(jù)河南省工信廳提供的數(shù)據(jù)顯示

我省人造金剛石和立方氮化硼產(chǎn)量分別占全國(guó)的80%、95%

我國(guó)金剛石單晶產(chǎn)量

占全球總產(chǎn)量95%左右

依托哈工大鄭州研究院，紅外薄膜與晶體團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事金剛石晶體與器件技術(shù)的研發(fā)。團(tuán)隊(duì)學(xué)術(shù)帶頭人朱嘉琦教授告訴記者：“數(shù)據(jù)*能說(shuō)明問(wèn)題。”

朱嘉琦教授說(shuō)，河南超硬材料的產(chǎn)量占到全球的70%以上。單從產(chǎn)量占比上來(lái)說(shuō)，河南超硬材料產(chǎn)業(yè)在全球處于*的優(yōu)勢(shì)地位。

河南超硬材料能發(fā)展壯大起來(lái)，有多方面因素。朱嘉琦教授分析說(shuō)，一方面是過(guò)去數(shù)十年房地產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展，帶來(lái)了磨料、磨具這些建材加工、切割工具需求指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。另一方面，半導(dǎo)體行業(yè)的迭代升級(jí)，也帶動(dòng)了CVD金剛石產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。他表示，目前找不到比金剛石更硬的材料了。河南超硬材料產(chǎn)業(yè)，主要用到的是金剛石的力學(xué)性能。

科創(chuàng)河南記者了解到，河南省作為超硬材料行業(yè)研究開(kāi)發(fā)中心、產(chǎn)業(yè)化基地和技術(shù)、人才的輻射源，形成了以超硬材料及制品為核心、原輔材料和專用設(shè)備儀器為基礎(chǔ)、公共技術(shù)服務(wù)體系為支撐的發(fā)展格局，擁有較為集中和相對(duì)完善的產(chǎn)業(yè)鏈條。

【探索】

金剛石有多重性，可謂是天選之材

金剛石不只是超硬，還有著沒(méi)有被廣泛開(kāi)發(fā)、應(yīng)用的多面特性。

“實(shí)驗(yàn)證明金剛石光學(xué)性能、電學(xué)性能俱佳，這種優(yōu)異的綜合性基礎(chǔ)材料，能帶給我們顛覆性的工業(yè)革命。”

朱嘉琦教授告訴記者，“天選材料”只是工業(yè)制造革命的一個(gè)環(huán)節(jié)，另外還有無(wú)數(shù)先進(jìn)科技用于前后道工藝。    朱嘉琦教授是國(guó)家杰出青年基金獲得者，長(zhǎng)期從事金剛石晶體材料、透明件材料以及高導(dǎo)熱復(fù)合材料等研究，其團(tuán)隊(duì)在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持下，在英寸級(jí)單晶金剛石、金剛石增強(qiáng)導(dǎo)熱器件、日盲紫外探測(cè)、核素電池等方面取得了階段性成果。

“任何一次產(chǎn)業(yè)變革都離不開(kāi)基礎(chǔ)材料的供給，有了基礎(chǔ)材料才會(huì)有器件和裝備。”朱嘉琦教授說(shuō)。作為“天選材料”的金剛石，目前只被開(kāi)發(fā)了一種力學(xué)性能。金剛石導(dǎo)熱散熱復(fù)合材料也是目前所有已知*半導(dǎo)體材料，如果能將其他性能也開(kāi)發(fā)出來(lái)，超硬材料產(chǎn)業(yè)鏈必將實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)再造。

“僅是力學(xué)性能，便造就了這么大產(chǎn)業(yè)。如果其他性能開(kāi)發(fā)出來(lái)，河南未來(lái)超硬材料產(chǎn)業(yè)可謂是一片藍(lán)海。”朱嘉琦教授激動(dòng)地說(shuō)。

【創(chuàng)新】

技術(shù)加持將帶來(lái)劃時(shí)代改變

材料是工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和先導(dǎo)，朱嘉琦說(shuō)，技術(shù)創(chuàng)新加持下，超硬材料領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新所帶來(lái)的變革，會(huì)遠(yuǎn)超我們的想象。

“我們要做的，就是改變世界。”他說(shuō)。現(xiàn)在人造金剛石的生產(chǎn)制造，是模擬高溫高壓的地殼環(huán)境，在石墨觸媒的作用下長(zhǎng)成金剛石，但技術(shù)不止一招鮮。

朱嘉琦說(shuō)，如果有新的技術(shù)來(lái)解決人造金剛石培育過(guò)程中的高溫高壓不足的問(wèn)題，這無(wú)異于從蒸汽時(shí)代到電氣時(shí)代，是顛覆性的技術(shù)革命。生產(chǎn)制造技術(shù)提高了，就可以生產(chǎn)出更多的金剛石，金剛石作為基礎(chǔ)材料，就可以廣泛地應(yīng)用在工業(yè)制造領(lǐng)域。

同時(shí)，人工鉆石作為消費(fèi)品，也會(huì)以更低廉的價(jià)格飛入尋常百姓家。人們出行中乘坐的地鐵、高鐵上配備更多的金剛石設(shè)備，耐壓性能更高更好，500公里每小時(shí)的速度將不再只是想象。