大空間消殺、醫(yī)療美容、消費(fèi)類電子霧化器……隨著使用場(chǎng)景越來越豐富,電子霧化產(chǎn)業(yè)正逐漸成為一個(gè)新千億級(jí)市場(chǎng)。

作為電子霧化器最核心的部件,霧化芯一直以來是中國(guó)電子霧化行業(yè)的“兵家必爭(zhēng)之地”,推動(dòng)著一輪又一輪的科技創(chuàng)新和行業(yè)變革。

迭代,一直在霧化芯技術(shù)上發(fā)生。從最早的玻纖芯到電阻絲棉芯直至陶瓷霧化芯,霧化芯經(jīng)歷了數(shù)次更迭,對(duì)發(fā)熱均勻度、陶瓷強(qiáng)度及陶瓷霧化能效的要求不斷提高。然而,目前市面上主流的陶瓷霧化芯普遍面臨一系列問題:

首先,足夠的導(dǎo)油能力需要較大的氣孔率和較小的陶瓷纖維孔徑,但會(huì)影響陶瓷霧化芯的強(qiáng)度;另一方面,為了保證口感,又需要足夠小的陶瓷纖維孔徑,現(xiàn)有陶瓷材料難以達(dá)到這種平衡。此外,陶瓷燒結(jié)和表面的金屬化方法在實(shí)現(xiàn)過程中也面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)……

面對(duì)這些痛點(diǎn),新入局的企業(yè)正不斷銳意求新、探尋突破。

記者留意到,位于“霧谷”深圳的紫荊未來科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱“紫荊未來科技”)提出最新技術(shù)概念——SiC氣凝膠陶瓷霧化芯(以下簡(jiǎn)稱“氣凝膠陶瓷霧化芯”),正憑借強(qiáng)大的科研實(shí)力成為霧化領(lǐng)域下一個(gè)值得關(guān)注的企業(yè)。

氣凝膠陶瓷制備+芯材燒結(jié)

造就國(guó)際首款氣凝膠陶瓷霧化芯

目前,紫荊未來科技正聚焦于深入研究新材料前沿技術(shù)及霧化技術(shù),將新材料新技術(shù)應(yīng)用到各個(gè)霧化場(chǎng)景。其中,氣凝膠陶瓷功能材料則是該公司近幾年研發(fā)的重要成果。

國(guó)際首款SiC氣凝膠陶瓷霧化芯

“我們研發(fā)的國(guó)際首款氣凝膠陶瓷霧化芯,將為霧化芯產(chǎn)品帶來全新技術(shù)概念。這款霧化芯可采用整面鍍層電極技術(shù)取消印刷電極,發(fā)熱均勻穩(wěn)定、發(fā)霧霧滴D90直徑<1.65μm。”紫荊未來科技創(chuàng)始人吳海明表示。

氣凝膠陶瓷霧化芯,何以成為下一個(gè)霧化芯高地,引領(lǐng)行業(yè)邁向新的發(fā)展階段?帶著這樣的疑問,記者來到位于深圳龍崗區(qū)紫荊未來科技辦公室,向吳海明詳細(xì)地了解氣凝膠陶瓷霧化芯背后的五大核心技術(shù):

“現(xiàn)階段,氣凝膠陶瓷芯取得的革命性突破,很大程度上依賴于氣凝膠陶瓷制備技術(shù)。”他介紹道,“傳統(tǒng)的霧化技術(shù)需要采用蠟進(jìn)行造孔,傳統(tǒng)陶瓷芯燒結(jié)后的氣孔都像蚯蚓狀彎曲,這就導(dǎo)致了孔隙不一致和掉粉問題,口味還原不好、漏油和粉末易析出。而紫荊未來科技掌握的氣凝膠功能陶瓷技術(shù),其燒結(jié)后的孔隙都是直列式,孔隙率可高達(dá)85%。就像是三車道變成了八車道一樣,煙油的流通性大幅提高。同時(shí),還可以通過關(guān)閉部分氣孔來減少煙油流通,也就意味著我們可以根據(jù)需要靈活調(diào)整。”

其次,是芯材燒結(jié)增強(qiáng)技術(shù)。目前市面上的陶瓷芯到65%的氣孔結(jié)構(gòu)已是極致,氣孔率再高就脆了、不成形了,容易燒壞、燒塌。氣流就像是霧化器的油門,氣流越大意味著瞬間升溫就越快,氣流越小意味著升溫就慢。針對(duì)不同的行業(yè)、不同的煙油,紫荊未來科技的氣凝膠陶瓷霧化芯適配了不同的沸點(diǎn)、霧化點(diǎn)。“在氣霧比上,舉個(gè)例子,氣推進(jìn)去,然后高溫霧化出來的煙霧可以控制氣流跟霧量,口感、體驗(yàn)感就更好了,不會(huì)濃得嗆人,也不會(huì)淡得沒有味道。”吳海明說。

國(guó)際首款SiC氣凝膠陶瓷霧化芯

目前市場(chǎng)上最常見的絲網(wǎng)狀發(fā)熱絲,在使用過程中容易結(jié)痂堵塞,紫荊未來科技采用液體金屬印刷技術(shù),通過改變發(fā)熱絲的形態(tài),將液體金屬澆灌在陶瓷霧化芯上,使其呈塊狀,液體金屬就可以在高溫環(huán)境下牢牢嵌入纖維之中,陶瓷精準(zhǔn)控溫的難題得以解決。

吳海明解釋道:“若陶瓷孔隙不夠,被金屬澆灌的陶瓷就如同被灌水的螞蟻窩,結(jié)構(gòu)被拉垮成顆粒狀。我們需要金屬既深入陶瓷的纖維孔隙中,又附著在上面不掉塊。由于金屬和陶瓷密度不同,在一體化燒結(jié)過程中對(duì)高溫的承受能力也不一樣,這是一項(xiàng)很難掌握的技術(shù)。”

紫荊未來科技的封裝切割技術(shù),恰恰是及時(shí)響應(yīng)客戶需求的妙招。吳海明說:“有了強(qiáng)大的設(shè)計(jì)能力,就可以依客戶具體需求快速定制凹槽的薄厚度,并通過封裝切割靈活調(diào)配。比如,霧化芯油槽是可以個(gè)性化配套的,能夠根據(jù)客戶需求調(diào)整煙霧量的大小。”

值得一提的是,紫荊未來科技在霧化芯上采用的仿真結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),通過測(cè)試計(jì)算不同狀態(tài)、年齡人群的呼吸肺活量,模擬數(shù)字仿真結(jié)果,據(jù)此優(yōu)化霧化芯的結(jié)構(gòu)參數(shù),應(yīng)用在傳感器部分,對(duì)大小氣孔數(shù)量及各種數(shù)據(jù)精確調(diào)控,以達(dá)到提高霧化效率、減少有害物質(zhì)生成、改善口感等目的。

氣凝膠陶瓷霧化芯微孔形貌

通過成熟且完美的工藝,紫荊未來科技的氣凝膠陶瓷霧化芯達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,取得了霧化器行業(yè)顛覆性的成果:氣凝膠脆性降低、“掉粉”問題得以解決;最高使用溫度達(dá)1500℃,遠(yuǎn)高于常規(guī)氣凝膠的使用溫度上限650℃;具有顯著更高的力學(xué)強(qiáng)度,同時(shí)仍能保持優(yōu)異的可壓縮性/回彈性;在高強(qiáng)度的情況下氣孔率比現(xiàn)有市面產(chǎn)品提升30%,口感與現(xiàn)有產(chǎn)品相比更加細(xì)膩……一步到位解決“氣、霧、油、溫、電”五大霧化芯關(guān)鍵環(huán)節(jié)痛點(diǎn),氣凝膠陶瓷霧化芯進(jìn)一步強(qiáng)化了紫荊未來科技在霧化芯技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)地位。

“一重兩院兩所”

構(gòu)建強(qiáng)大產(chǎn)學(xué)研實(shí)力

氣凝膠陶瓷霧化器的成功研發(fā),離不開頂尖高校和頭部研究所的支持貢獻(xiàn)。產(chǎn)學(xué)研合作使得紫荊未來科技具備強(qiáng)大的科研實(shí)力,為霧化器技術(shù)的進(jìn)步提供了強(qiáng)有力保障。

據(jù)了解,紫荊未來科技的核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)來自西安交通大學(xué)材料強(qiáng)度國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室先后主持國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家“863”項(xiàng)目、軍品配套項(xiàng)目、教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才培養(yǎng)計(jì)劃”項(xiàng)目、陜西省科技攻關(guān)計(jì)劃等多項(xiàng),先后參加多孔透波材料、陶瓷金屬焊接軍工預(yù)研項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、“九五”國(guó)家重點(diǎn)攻關(guān)等項(xiàng)目。

經(jīng)過近5年的持續(xù)研發(fā),實(shí)驗(yàn)室成功開發(fā)出全新的用以合成具有優(yōu)異可壓縮性/彈性的硅基陶瓷纖維氣凝膠,申請(qǐng)并獲得多項(xiàng)發(fā)明專利,擁有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

西安交通大學(xué)材料強(qiáng)度國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

此外,紫荊未來科技雄厚的院校背景可以用“一重兩院兩所”來概括。其中“一重”,指的是清華大學(xué)國(guó)家功能陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室——依托清華大學(xué)的強(qiáng)大科研能力,該實(shí)驗(yàn)室目前擁有全中國(guó)頂級(jí)的多孔陶瓷設(shè)備檢測(cè)儀器。

“兩院”,分別指清華大學(xué)材料學(xué)院、西安交通大學(xué)材料學(xué)院(氣凝膠纖維生長(zhǎng)技術(shù)與氣凝膠陶瓷纖維增強(qiáng)技術(shù)在此研發(fā));“兩所”則包括中科院力學(xué)研究所、中科院工程熱物理研究所。

據(jù)吳海明透露,目前,紫荊未來科技正加速打造“一中心一基地一工廠”三大基地布局。其中,“一中心”將落戶深圳清華大學(xué)研究院智能霧化傳感技術(shù)工程中心,將聚焦研發(fā)、工藝、測(cè)評(píng)、專利技術(shù)、人才引進(jìn)等方面;深圳寶安區(qū)福永中試基地則聚焦消費(fèi)類電子霧化器件,負(fù)責(zé)測(cè)試配對(duì)、聯(lián)合研發(fā)、工藝路線各項(xiàng)專利申請(qǐng);東莞數(shù)智化工廠則負(fù)責(zé)智能化、自動(dòng)化、數(shù)據(jù)化、可視化、燈塔工廠等。

紫荊未來科技的顧問團(tuán)隊(duì)同樣實(shí)力強(qiáng)大,成員分別來自清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院、賽迪研究院、CHITECH……專家學(xué)者們的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)為紫荊未來科技的科研工作提供了寶貴的指導(dǎo)和支持。

依托不斷夯實(shí)的科研力量及越發(fā)成熟的技術(shù)矩陣,紫荊未來科技正不斷推進(jìn)

氣凝膠陶瓷霧化器的技術(shù)進(jìn)步,為行業(yè)的發(fā)展及更多領(lǐng)域貢獻(xiàn)更多的科研成果和技術(shù)創(chuàng)新。

積極拓展多元布局

助力產(chǎn)業(yè)加速迭代

當(dāng)下,隨著全球各大電子霧化市場(chǎng)的政策法規(guī)逐步完善,“霧谷”深圳的產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)能力正逐漸走向成熟。堅(jiān)持以“技術(shù)+產(chǎn)品”為核心競(jìng)爭(zhēng)力的紫荊未來科技正在積極拓展多元化布局,目前已研發(fā)出氣凝膠氈/塊/板、超級(jí)隔熱SiC氣凝膠、Si3N4氣凝膠氈產(chǎn)品,同時(shí)積極探索氣凝膠石墨霧化芯在未來的更多可能性。

Si3N4 氣凝膠氈與超級(jí)隔熱SiC氣凝膠

未來,紫荊未來科技還將賦能更多產(chǎn)業(yè)發(fā)展,持續(xù)助力產(chǎn)業(yè)迭代。吳海明表示,將向三個(gè)方向拓展霧化器產(chǎn)業(yè)布局:“一是消費(fèi)類電子霧化器,這一市場(chǎng)已告別野蠻生長(zhǎng)時(shí)代,朝著更成熟更規(guī)范化方向發(fā)展,必將加速行業(yè)馬太效應(yīng);二是醫(yī)療霧化行業(yè),過去醫(yī)院用超聲水溶性的霧化技術(shù),患者在醫(yī)院做霧化只能十幾分鐘坐著不動(dòng),以后可以通過恒定口腔溫度霧化、便攜式霧化藥劑等技術(shù),給患者更加輕松舒適的治療體驗(yàn);三是農(nóng)用及家用霧化及密閉空間消殺供氧領(lǐng)域,以此為人們提供更方便、舒適的生活環(huán)境。”

吳海明對(duì)霧化芯技術(shù)的明天充滿了期待,他相信,有朝一日,該技術(shù)甚至還可以在航空航天、極端條件、軍事設(shè)備等更為廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用。

“紫荊未來科技的愿景是——引領(lǐng)科技,成為霧化領(lǐng)域的上市公司。”這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)已然被提上了日程,吳海明對(duì)前景充滿信心。他表示,對(duì)于霧化行業(yè)而言,陶瓷芯的創(chuàng)新與應(yīng)用還有很多可能性,紫荊未來科技將在引領(lǐng)霧化科技創(chuàng)新潮流、助力產(chǎn)業(yè)迭代之路上持續(xù)精進(jìn)。

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