在龙岗区园山街道，有一家专攻碳纳米材料的神秘企业——烯湾科技，在这里数个研发小组正在全力冲刺，为研发最新的试验设备攻克技术难关。在深圳烯湾科技有限公司CEO章胜华看来，打铁还需自身硬，无论外部环境如何，只要踏踏实实做出了契合市场需求的好产品，企业就能立于不败之地。

作为国家级专精特新“小巨人”企业，烯湾科技在全球率先实现碳纳米管纤维产业化突破，打破日本等国的高性能纤维材料的技术垄断，已成为前沿碳纳米材料领域的先行者。

碳纤维“无人区”现深圳人身影

2015年夏天，在美国特拉华大学做研究员的邓飞打通了远在深圳的高中同学、深圳领耀东方科技股份有限公司CEO章胜华的电话。“第一根可量产的碳纳米管纤维做出来了，我要回国。”这一天距离邓飞第一次在实验室研究碳纳米管纤维刚好满三年。

四个月后，邓飞辞去了特拉华大学的职务，回到深圳与同样辞职的章胜华携手筹办企业。2016年6月，烯湾科技诞生。由此，深圳有了全球第一家量产和销售“下一代碳纤维”材料的企业。

踏入碳纤维研究领域的“无人区”

碳纤维具有质量轻、强度高、弹性模量高的特点，被广泛用于制造航空器机体及军事等领域，被誉为21世纪的“黑色黄金”。在这一领域，日本深耕了100多年，中国只做了30年。

“我国在碳纤维领域一直难有大的突破，不匀率高、毛丝多，力学性能也上不去，无法制备航空航天结构材料。”已故中国材料科学之父师昌绪曾这样说。

“碳纤维有点像玻璃，慢慢拉可以抗压；但如果撞击，容易碎。”邓飞说，全球同行一直在寻求解决方案。

邓飞研究的碳纳米管纤维复合材料，既具备碳纤维的高强度等特性，又解决了“脆”的问题，被产业界和学术界公认为“下一代的碳纤维”。

2003年，在日本东京大学读研的邓飞梦想着在碳材料领域学有所成、报效祖国。“但日本不允许中国籍学生从事碳纤维专业学习，在导师的指引下，便进入了碳纤维的下一代研究领域——碳纳米管材料专业。这是碳纤维研究领域的‘无人区’，连导师也没涉足过。“就这样，邓飞成了当年东京大学唯一从事碳纳米管材料专业研究的学生。

什么是“碳纳米管”？

什么是碳纳米管？我们的头发缩小1万倍就是它的样子，但它是世界上拉伸强度最强的物质，也是导电、导热最好的材料，还是世界上最黑的材料。

碳纳米管(CNT)，又名巴基管，是一种典型的一维纳米材料。碳纳米管是晶形碳的一种同位素异形体，在结构上为蜂巢状的一维纳米空心管，其中C-C原子以sp2杂化构成共价键。

根据碳纳米管的管壁数，可分为单壁碳纳米管（SWCNT）和多壁碳纳米管（MWCNT）；而根据碳纳米管的结构特征又可分为扶手椅形、锯齿形和螺旋型三种，其中螺旋型碳纳米管具有手性，而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性。

碳纳米管“牛”在哪里？

碳纳米管重量轻，六边形结构连接完美，具有许多优异的力学性能、导电性能和化学性能。

碳纳米管密度仅为钢的1/6，但抗拉强度却是钢的100倍，最高可达200Gpa；

弹性模量达1.34Tpa，与金刚石相当，是钢的5倍；

碳纳米管的电导率高达108 S•m-1，是铜金属的一万倍；

常温下热导率通常在3000 W•(m•K)-1以上，远超其它金属材料；

除此之外，碳纳米管还具有弹性高、比表面积大、稳定性好和抗疲劳性能等。

潜心研制出第一根碳纳米管纤维

邓飞面对的是一个全新空白的研究领域。“没有老师帮忙，没有文献参考。”邓飞告诉记者，博士期间，他深入碳纳米管材料的研究，把自己关在实验室三个月，没日没夜地查阅资料，终于找到了攻关的突破口。

“他们不让我做碳纤维材料，那我去研究一个性能高于碳纤维的材料，再把它量产出来。“邓飞自研了一台原位观察纳米管材料的检测平台装置，能在显微镜下观测到动态中的纳米结构。通过这套装备和反复实验，他发现，原来碳纳米管材料的断裂与碳纳米管之间的力传递效力有关。

源头找到了，马上就开干。从2012年开始，邓飞在特拉华大学任职期间，白天做研究员，晚上回实验室进行碳纳米管材料研究。“每天都很困难，每天都在解决困难，每天都觉得这个实验可能永远不会成功。”邓飞感慨道。成果诞生前的三个月，邓飞感到研究进入某种良性模式。“就像盲人在摸索出口，慢慢摸到了门把手。”三年的坚持不懈，他终于研发出可量产的高性能碳纳米管纤维。邓飞也成为了该领域顶级专家。

根据已通过期刊公布的性能检测数据，与目前美国、日本、澳大利亚和韩国研究团队做的碳纳米管纤维相比，在两个最关键的指标强度和杨氏模量上，邓飞研发的指标数据都遥遥领先，性能达到甚至优于目前最先进的T800H、S碳纤维，断裂应变性能是其5倍。

把握发展脉搏,打破国际垄断

通过对相关参数的精准调控，烯湾科技可以制备出不同规格的阵列碳纳米管簇。同时烯湾科技生产的碳纳米管一次性纯度高达99.8%，达到业界领先水平；其优异的超顺排阵列结构，可实现直接拉膜、纺丝，直接将纳米材料制备为宏观材料，最大程度上保留纳米材料所具有的优异性能。截至目前，烯湾科技共布局核心专利近200项，已经形成了全面的技术壁垒与领先优势。

凭借优势技术，烯湾科技生产出了碳基复合材料制备的半导体载具，成为了市场好评度极高的拳头产品。据介绍，芯片精密度高，价格昂贵且极易受到外部污染的影响，因此在晶圆处理的每个流转步骤，都需要独特的材料和载具进行保护。作为半导体生产过程中的耗材，载具必须具备抗静电、耐高温、抗摩擦、低释出性、低吸湿性、高穿透性等优良特性，制备高可靠性的半导体载具对技术含量要求极高。在全球范围内，日本、美国以及中国台湾的企业占据半导体载具市场的主要份额。想要提升半导体行业的整体发展水平，半导体载具材料的国产配套支持是必不可缺的。而烯湾先进碳纳米材料的许多特性，正与半导体载具的要求高度契合。

烯湾科技所生产的碳基复合材料制备的半导体载具在具备传统优势性能的同时，还解决了传统半导体载具碳粉析出易致半导体短路、硫化物挥发导致半导体变色、导电不均匀且有时效性等产业痛点，有望从产业链源头替代进口材料。