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新质生产力以科技创新为核心驱动力,浙江科学企业家们以科学家的执着与企业家的锐度,成为链接科技与产业的关键力量。

省科协、浙报集团联合省经信厅、省教育厅、省委金融办、省工商联、省发展规划研究院、省国有资本公司联合推出专题《领航新质生产力Ⅱ——2025浙江省科学企业家》,聚焦20位浙江省科学企业家,为科技企业创新生态树立典范。他们的故事,是浙江科学企业家群体的缩影,更是浙江民营经济向创新转型的生动写照。

今天推出的是源头转化篇《高超:以“烯”为刃,拓荒“烯碳新文明”》。

撰文 | 周卓颖

编辑 | 王御洁

制图 | 《浙商》科创工作室

在杭州余杭区的海虹新材料科技园,一栋不起眼的厂房里,诞生了一项改写世界材料史的成就——全球首条IGCC认证的单层氧化石墨烯量产线。这条生产线的缔造者,是浙江大学高分子科学研究所所长、杭州高烯科技有限公司首席科学家高超。

从求是园的实验室到产业化的前沿阵地,从一篇篇顶级期刊论文到翱翔太空的航天卫星热控材料,高超用二十余年的坚守,在碳纳米材料的微观世界与宏观应用之间架起了一座桥梁,书写着一位科学企业家的“烯碳新文明”蓝图。

01

跨界者的初心:

从高分子学者到石墨烯领航人

《烯望》诗云:“石陶铜铁竞风流,信息时代硅独秀。量子纪元孰占优,一片石墨立潮头。”1973年出生的高超,与石墨烯的相遇颇具戏剧性。2001年他以超支化聚合物研究博士毕业时(其后获得2005年全国优秀博士学位论文),这种由单层碳原子构成的“神奇材料”尚未被人类发现。2004年,当曼彻斯特大学的科学家用胶带剥离石墨获得石墨烯的论文发表时,正在英国萨塞克斯大学跟随“富勒烯之父”哈罗德·克罗托从事博士后研究的高超,敏锐地捕捉到了这一碳纳米家族新成员的潜力。

“富勒烯、碳纳米管与石墨烯如同碳材料的三兄弟,它们的电子结构和力学性能有着天然的关联性。”高超回忆道。彼时的碳纳米管研究已如火如荼,但他却大胆预判:单层石墨烯的平面结构将展现出更优异的材料加工性。2006年回国后,他在上海交大短暂停留,2008年加入浙江大学,正式将研究重心转向石墨烯,成为国内最早系统研究石墨烯宏观材料的学者之一。

在浙大的实验室里,高超团队相继取得突破性进展:发现氧化石墨烯液晶相,发明石墨烯纤维、高导热柔性石墨烯膜、超轻石墨烯气凝胶……这些成果接连发表在《Nature Communications》《Advanced Materials》《Science》等权威期刊。但这位在学术界已初露锋芒的教授,却在2013年做出了一个出人意料的决定——将实验室成果推向产业化。

“做材料研究,如果不能把材料变成产品,那它永远只是实验室里的物质,无法为社会创造价值。”高超的话语中透着科学家的严谨与企业家的务实。他常以钱学森等老一辈科学家为榜样:“他们放弃国外优渥条件回国,为的是实现科学的价值。我们这代人,也该走出舒适区,让研究成果真正落地。”

2016年,杭州高烯科技有限公司应运而生,致力于打造“两烯一芯”工程。这个决定背后,是他对“两弹一星”工程的当代诠释——“两烯”即石墨烯原料与石墨烯宏观材料,“一芯”则指石墨烯基光电子芯片。“这不是简单的创业,而是像当年‘两弹一星’那样的系统工程。”他说。

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02

破壁者的征途:

从克级制备到万吨梦想

创业初期的高烯科技,面临着石墨烯行业的普遍困境:高品质原料依赖进口,量产技术不成熟,应用场景模糊。“当时行业里的石墨烯多是多层颗粒,单层氧化石墨烯的制备还停留在实验室克级水平,且工艺复杂、成本高昂。”高超坦言,仅氧化石墨烯的提纯工艺,就耗费了团队五年时间。

氧化石墨烯的量产堪称“针尖上的舞蹈”,从实验室制备到规模化生产的跨越,绝非简单放大实验过程就能实现。从石墨到单层氧化石墨烯,需要经过氧化、剥离、提纯、干燥等多道工序,每一步都是世界性难题。“论文里的方法需要两周时间,且无法规模化;我们要做的是将反应时间压缩到小时级,同时保证单层率超过99%。”高超团队独创的“低温快速氧化法”,解决了反应效率与产物质量的矛盾;研发的梯度透析系统,实现了氧化剂与产物的高效分离;而特殊的冷冻干燥技术,则避免了石墨烯片层的重新堆叠。

2019年,全球首条IGCC认证的单层氧化石墨烯量产线在高烯科技投产,标志着中国在石墨烯原料领域实现从跟跑到领跑的跨越。这条生产线的意义,堪比人类首次迈出地球,自己的一小步,却是行业发展的一大步——它让高品质石墨烯从“奢侈品”变成了可规模化应用的工业原料,直接推动了下游产业的研发创新。

更令人惊叹的是,高超团队将石墨烯的特性发挥到了极致。在航天领域,他们研发的石墨烯柔性冷链构件,成功解决了航天卫星的热控隔振减重一体化难题。这种构件的导热率是铜的3-4倍,重量却仅为铜的1/3,不仅能高效散热,还能有效避免卫星设备的振动,使卫星的工作效能大幅提升。“一颗卫星仅减重就达数十公斤,综合效益显著。”高超自豪地说。该构件已实现规模化列装,成为中国航天材料创新的典范之一。

在民用领域,第四代石墨烯多功能复合纤维重新定义了纺织材料。这种仅添加千分之一石墨烯的纤维,兼具抗菌、抗病毒、抑螨虫、抗紫外、远红外发射、负离子发生等六大功能,且通过了欧盟婴儿级用品生态安全认证。“我们用35%左右的石墨烯康护纤维与棉、丝混纺,就能制成健康纺织品。”高超举例道,用这种纤维制作的骑行服,能延长运动员的极限运动时间,相关研究已进入成衣试穿阶段。

从航天到纺织,高烯科技的产品矩阵暗藏玄机。“我们优先选择航天冷链等细分市场,是因为这些领域对材料性能有极致需求,能充分发挥石墨烯的独特优势。”高超解释道,“而纺织行业与浙江产业基础契合,能快速实现产业化闭环。”这种“顶天立地”的战略,让高烯科技在短短几年内成长为国家级专精特新“小巨人”企业,2024年研发投入占比达35%,近三年营收增长率保持在54%。

03

协同者的智慧:

产学研融合的“高烯模式”

作为高校教授创业的典型,高超构建了一套独特的“高校研发-企业转化”协同创新模式。在他看来,浙江大学的支撑是高烯科技成长的“水和空气”。“浙大的测试平台、学术氛围和人才储备,为我们提供了不竭的创新源泉。”他说,团队中的核心成员多来自浙大,既有深耕基础研究的博士,也有擅长工程化的工程师。

这种“科学家+工程师”的组合,破解了科技成果转化的“死亡谷”。以石墨烯基碳纤维为例,从2011年发表首篇论文提出概念,到2025年建成吨级量产线,耗时15年。“实验室纺一根纤维不难,难的是让1000根纤维同时稳定生产。”高超团队攻克了纺丝原液稳定性、高温碳化工艺等难题,使产品导热率达到1200瓦/米·K,超越美国王牌产品K1100,且柔韧性更好,可编织成复杂形状。

为平衡学术研究与市场回报的周期差异,高超提出“双轮驱动”策略:“科研要瞄准真问题,产品研发要对接真需求。”他要求团队“从论文到产品(Paper to Product)”,每个研究方向都要有明确的应用场景。这种以需求牵引创新的模式,使高烯科技的专利拥有量远超行业平均水平——截至2025年,公司已获授权中国发明专利260余件、国际专利38件,完成78件专利权受让。

在人才激励方面,高烯科技创新推出“板块期权制”:每个产品团队可获得该板块20%的期权,达成目标后即可兑现。“我们不是雇佣员工,而是搭建平台,让每个人都成为创业者与合伙人。”高超说。这种模式吸引了一批兼具科研能力和产业视野的复合型人才,核心团队成员共事超过10年,形成了强大的凝聚力。

当团队在技术路线上出现分歧时,高超的解决之道是“小分歧民主集中,大分歧实践检验”。曾有投资者质疑石墨烯复合纤维的资本市场价值,建议砍掉该业务。高超没有直接否定,而是将该板块交由合作伙伴运营,结果因对方投入不足导致市场遇冷。“实践证明,任何能创造价值的技术都值得坚持。”如今,该板块已成为公司营收的重要来源,与航天材料形成互补。

04

布道者的担当:

构建石墨烯的“新文明”

“烯碳新文明”——这是高超提出的宏大愿景。在他看来,石墨烯不仅是一种材料,更可能引发一场产业革命,就像铁器取代青铜器、塑料改变现代生活一样。为推动这一进程,他将科普与产业规范视为己任。

每年,高超都会走进校园、参加科普活动,向青少年传递“发奋、发现、发明、发展”的“四发”价值观,以及“First、Best、Most”(首创、极致、使命)的“3T”创新理念。“如果孩子们都去追星,社会就会失去创新动力。”他在乌镇青少年科普嘉年华上的演讲,总能点燃孩子们对科学的热情。疫情期间,他还开展线上科普,累计观看量超千万人次。

面对市场上石墨烯产品鱼龙混杂的乱象,高烯科技牵头制定行业标准,推动建立“身份证”制度。“我们联合中国化纤协会制定标准,由第三方机构检测,合格产品授予认证标识。”他解释道,这就像给石墨烯产品办“身份证”,消费者通过标识即可辨别真伪。目前,该体系已在纺织领域推广,有效规范了市场秩序。

在浙江这片创新创业的沃土上,高超感受到了民营经济的活力与政府服务的温度。“浙江的产业链配套完善,民营企业决策高效,政府服务‘不打扰、多赋能’。”他举例说,与千年舟集团的合作仅用三个月就落地抗菌板材项目,余杭区政府在生产线建设中主动协调环评、能评等手续,这些都让他坚信“浙江是新材料创新的最佳试验场”。

展望未来,高超将目光投向了更广阔的应用场景:石墨烯基碳纤维在新能源汽车、高端装备领域的应用,气凝胶在节能环保领域的突破,以及石墨烯光电子芯片的基础研究。“我们要从‘材料大国’变成‘材料强国’,不能只做跟随者。”他引用美国智库的报告说,中国在石墨烯领域已领先全球,这正是实现“烯碳新文明”的历史机遇。

“科学企业家最核心的品质是‘跨界融合力’——既能以科学家的严谨突破技术瓶颈,又能以企业家的敏锐捕捉市场真实需求。”高超的这句话,既是对自己的鞭策,也是对后来者的期许。办公室的白墙上,《沁园春·中国梦》的笔墨苍劲有力,字里行间的家国情怀与时代豪情,恰如窗外的钱塘江潮,映照着高超心中那片关于“烯碳新文明”的壮阔愿景,他用行动证明:伟大事业始于梦想,基于创新,成于实干。在高超和高烯科技的引领下,一个以石墨烯为核心的“烯碳新文明”正在悄然到来,将为人类材料史写下浓墨重彩的中国篇章。

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《领航新质生产力Ⅱ》

这本书的缘起,是多个部门牵头进行的浙江省科技型企业家选育工作;而它成稿之时,正逢“十五五”规划开局,为浙江民营经济高质量发展注入了新的底蕴。20位科学企业家的故事,正是浙江经济新动能的生动注脚。随着采访的进行,“科学企业家”的共同特质逐步显现出来:他们有科学家的执着,求真求是、尊重创新;有企业家的敏锐,深入市场、洞察需求;有长期主义的定力,穿越周期、抵御诱惑;更有家国情怀的担当,扎根浙江、服务国家。这些特质融入浙商的“四千精神”,形成了“钻研千项技术、汇聚千方资源”的创新格局。

一本书所能承载的只是吉光片羽,浙江科学企业家的故事远不止于此。这是浙商创业大军的接力赛,而我们,也将继续记录这份坚守与突破,见证更多浙江科技企业家与时代同频共振的精彩篇章。

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来源:省科协学会部、科创之江

责编:叶 扬

美编:郑娜莉

一审:何百岳

二审:方佳佳

三审:王陆军