当日本企业代表给出"15美元/克"的评估价时，在场的清华大学科研人员都惊呆了。要知道，当时国际黄金价格才3.5美元/克，这意味着他们手中的碳纳米管价值是黄金的4倍还多。
但谁也没想到，这项震惊国际学术界的成吨级制备技术，七年后却被低价转让给美国风投公司，眼睁睁看着对方靠锂电池应用占领市场。这场技术转让的遗憾，成为中国科研界心中永远的痛。
国际会议上的惊人宣布
故事要从1991年说起。那一年，日本NEC公司的饭岛澄男教授在电弧法制备C60时，偶然在电子显微镜下观察到一种管状结构的碳原子簇。
这种材料直径只有几纳米，不足头发丝的万分之一，抗拉强度却是钢铁的100倍以上，重量还不到钢铁的六分之一。它兼具超高强度、优异导电性和热稳定性，被认为是解决诸多工程难题的"金钥匙"，从电子器件到航空航天都有着无限潜力。
然而，这种"未来材料"刚被发现，全球科学家就被一个难题卡住了。在一场纪念碳纳米管发现的国际学术会议上，多位顶尖学者坦言，尽管碳纳米管性能卓越，但制备技术严重受限。
全球范围内都只能在实验室的马弗炉中少量合成，每次产量仅几克到几百克，规模化生产堪称"天方夜谭"。当时的主流观点认为，批量制备碳纳米管是该领域最紧迫的核心任务，谁能攻克，谁就掌握了未来新材料产业的主动权。
就在全场为量产难题发愁时，清华大学团队登台发言。团队成员掷地有声地宣布："我们清华大学已经实现了碳纳米管的成吨级制造。"这句话瞬间让会场安静下来，随后引发轩然大波。
要知道，当时全球最大单次产量不足千克级，成吨级制备的消息无异于一颗重磅炸弹，尤其让以纳米技术领先的日本科学界感到震动。
清华团队的底气源于一项原创性技术突破。团队发现，将纳米材料置于稳定的悬浮状态，再精准喷施催化剂，就能实现碳纳米管的规模化生长。这一技术打破了传统制备方法的局限，通过优化反应温度、气体配比等关键参数，最终实现了连续化批量生产。
会后，日本企业代表立刻找到清华团队，主动提出合作："把样品给我们，我们帮你推向市场。"当清华团队将样品交付后，对方给出的评估让所有人欣喜若狂："这种碳纳米管一克能卖到15美元，堪比黄金！"
这一价格不仅印证了碳纳米管的稀缺性，更证明了清华技术的突破性，终于让"价比黄金"的新材料走出实验室，具备了产业化的基础。
七年僵局与痛心转让
尽管技术领先、价值连城，但喜悦很快被现实泼了冷水。由于碳纳米管当时尚处于技术探索初期，全球产业界都未找到成熟的应用场景。企业们虽然认可其性能，却不敢贸然投入生产线，担心"造得出、用不上"。
最终，没有任何一家国内企业愿意投产，清华团队的成吨级制备技术陷入了"叫好不叫座"的尴尬境地，产业化进程被迫停滞。
这样的僵局持续了七年。就在团队几乎放弃产业化希望时，一家美国风投公司找上门来，提出收购这项碳纳米管量产技术。
团队内部普遍认为，既然找不到应用方向，这项技术暂时没有实际价值，对方愿意收购已是意外之喜。再加上对方出价并不高，双方很快达成协议，清华团队以较低的价格转让了这项核心技术。
美国风投公司收购技术后，最终发现碳纳米管在锂电池领域的绝佳应用。作为导电剂添加到锂电池中，能大幅提升电池的导电性。凭借这一技术突破，他们迅速占领市场。这场技术转让，成为清华团队心中永远的遗憾。
中国科研军团的全面崛起
带着之前的经验教训，中国科研界开始全面发力碳纳米管领域。如今，我国科学家在碳纳米管方面的研究水平基本上与世界先进水平并驾齐驱，并在部分领域处于世界领先水平。
在基础研究方面，北京大学张锦团队、李彦团队在导电性可控碳纳米管合成、单手性碳纳米管合成与分离等方面做出了重要贡献。
北京大学彭练矛团队在碳纳米管电子器件方面取得了重大进展。在应用方面，清华大学魏飞团队在碳纳米管宏量制备、高强碳纳米管纤维、碳纳米管导电添加剂等方面业绩不菲。
作为我国纳米材料研究的国家队，苏州纳米所从2007年起，一直围绕碳纳米管可控制备和前沿应用开展研究工作，发表高水平论文300余篇，在电子级单壁碳纳米管分离、碳纳米管纤维与薄膜的规模制备、碳纳米管复合材料以及能源器件应用方面取得多项重大成果。
2018年，苏州纳米所团队实现了纯度大于99.99%的半导体型单壁碳纳米管的高浓度分离，以及部分单手性碳纳米管的高效筛选。
在此基础上，他们与国内其他高校院所合作，共同实现了基于半导体型碳纳米管的集成电路和显示器背板驱动器件的开发。经过多年研究，苏州纳米所团队已经实现了千米级连续碳纳米管纤维连续制备，突破了万平方米级碳纳米管薄膜的干法规模化制备技术。
产业化逆袭：从跟跑到领跑
在产业化方面，中国企业同样实现了弯道超车。作为目前中国碳纳米管的龙头企业，天奈科技成功开发了一种独特的催化反应工艺，实现了碳纳米管的连续化生产，生产能力可达千吨级。
2021年上半年，天奈科技实现净利润1.1亿至1.5亿元，同比增加235.41%至357.37%。业绩高速增长归功于该公司开发的碳纳米管导电剂，一改我国锂电池企业导电剂依赖进口的局面。
更令人振奋的是，2024年天奈科技碳纳米管导电浆料出货量达8.5万吨，同比增长55.97%，市场占有率达53.2%，扣非后归母净利润2.35亿元，同比增长12.39%。近两年，天奈科技的碳纳米管导电剂产品出货量和销售额均居行业首位。
天奈科技单壁碳纳米管量产技术已经过中试阶段的扎实验证与优化，下游客户开发成效显著。2024年四季度，公司已获百吨级浆料订单。
公司规划的"年产450吨单壁碳纳米管项目"计划分三期建设，目前一期年产150吨项目建设进展顺利，预计将于2025年四季度陆续投产。值得一提的是，单壁碳纳米管市场价格高达1000万至1500万元/吨，目前全球仅有少数企业具有量产能力。
清华团队也没有停下脚步。带着之前的经验教训，他们重新出发，将研究重心转向碳纳米管的应用拓展与材料升级。
这次，团队不再局限于单一碳纳米管材料，而是创新性地将石墨烯与碳纳米管结合，研发出石墨烯-碳纳米管复合三维碳材料。这种复合材料兼具两种碳材料的优势，比单一碳纳米管拥有更大的比表面积、更优异的电化学性能，尤其适合作为超级电容的电极材料。
技术升级后，曾经求购技术的日本企业再次找上门来，希望收购这项新型复合材料技术。但这一次，清华团队明确拒绝："技术绝不转让，只提供产品合作。"这一决策，彻底扭转了此前技术外流的被动局面，也标志着中国在碳纳米材料领域从"技术输出"向"产业主导"的转变。
随后，清华团队将这种三维碳材料制成超级电容，选择与国内企业家合作推进产业化。如今，这种基于碳纳米管复合材料的超级电容已成为全球领先的电极材料，主要应用于动力电容领域。
在新能源汽车、轨道交通、储能电站等场景中，发挥着高效储能、快速充放电的关键作用。与传统电容相比，该产品能量密度提升30%以上，循环寿命超过10000次，性能达到国际顶尖水平。
固态电池带来的新机遇
更令人期待的是，碳纳米管在固态电池领域的应用前景。硅基负极被视为下一代负极重点方向，硅材料的理论比容量高达4200mAh/g，超过传统石墨材料的10倍。硅基负极出货量由2019年的0.4万吨增长至2024年的约7万吨。
单壁碳纳米管是固态电池从实验室走向量产的关键赋能材料，其导电效率是多壁碳纳米管的10倍以上，可有效解决硅基负极导电性差、体积膨胀率高、循环寿命低等缺陷。
高工产业研究院预计，2024年固态电池出货量达7GWh，2030年出货量有望超过65GWh，到2035年，出货量有望进一步扩大至300GWh以上。天奈科技在固态电池领域市占率超70%，已向清陶、卫蓝、太蓝等头部企业批量供货。
2024年全球单壁碳纳米管浆料市场规模约为16亿元，预计到2030年全球市场规模将达178亿元。这意味着，碳纳米管产业正迎来爆发式增长。
从最初的碳纳米管量产技术突破，到痛失市场的遗憾转让，再到如今的三维碳材料产业化，中国科研工作者用二十余年的深耕，终于实现了从跟跑到领跑的跨越。
如今，中国已成为全球碳纳米管产能最大的国家，在动力电容、锂电池导电剂等关键应用领域，拥有了核心技术话语权。
回顾这段历程，有技术突破的喜悦，有错失市场的遗憾，更有卷土重来的坚韧。这个故事告诉我们，掌握核心技术只是第一步，如何将技术转化为产业优势，如何在全球竞争中保持领先，才是真正的考验。在新材料、新能源等战略性新兴产业领域，这样的中国故事，正在不断上演。
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