破局微流智造，「象生科技」重塑生物基及高性能材料新格局

「前言」

在全球視野下，以生物基代替化石基產(chǎn)品并轉(zhuǎn)向低碳經(jīng)濟(jì)已成為全球解決環(huán)境問題的長期戰(zhàn)略。然而，生物基材料行業(yè)在快速發(fā)展的同時，也面臨著諸多挑戰(zhàn)：生產(chǎn)安全性的提升、環(huán)保措施的加強、關(guān)鍵技術(shù)的突破，以及規(guī)?；瘧?yīng)用的拓展等，均為行業(yè)的“痛點”問題。

針對這些難題，傳統(tǒng)化工領(lǐng)域的技術(shù)、工藝和裝備難以滿足生物基及高性能新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求。在此背景下，微流智造技術(shù)應(yīng)運而生，以安全、環(huán)保、綠色及低成本的優(yōu)勢，實現(xiàn)生物基材料從研發(fā)到生產(chǎn)的全鏈條貫通，成為破局的關(guān)鍵。

象生科技作為一家專注于生物基及高性能新材料微流智造的公司，以前瞻性的戰(zhàn)略視角與顛覆式技術(shù)創(chuàng)新，正逐步重塑微流智造的新格局。公司創(chuàng)始人于超教授，憑借其在美國布朗大學(xué)、深圳清華大學(xué)研究院的豐富科研技術(shù)積淀，敏銳捕捉到非均相納米催化、微反應(yīng)技術(shù)在解決生物基新材料行業(yè)生產(chǎn)痛點上的巨大潛力。

2023年，于超教授攜手研發(fā)團(tuán)隊，在深圳清華大學(xué)研究院成立了生物基新材料研究中心，專注于構(gòu)建生物基及高性能新材料微智造平臺。通過不斷的試驗、探索與實踐，成立產(chǎn)業(yè)化公司——象生科技，致力于推動綠色智造技術(shù)的落地應(yīng)用。

目前，象生科技獨創(chuàng)的納米催化與多相流微反應(yīng)技術(shù)平臺，已成功實現(xiàn)生物酶及納米催化劑的高效轉(zhuǎn)化，并量產(chǎn)推出生物基材料FDCA、PEF拳頭產(chǎn)品。同時為多家電子化學(xué)品、PI聚酰亞胺特種單體、高純試劑行業(yè)客戶提供了高效、環(huán)保、低成本的工藝解決方案；開發(fā)的多款新材料產(chǎn)品已成功在特種工程塑料、芳綸纖維、電子半導(dǎo)體等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)落地應(yīng)用！

「創(chuàng)業(yè)初衷，實現(xiàn)0-1的突破」

創(chuàng)業(yè)，是一場融合技術(shù)、產(chǎn)品、工程、市場等多重要素的綜合考驗，核心在于實現(xiàn)從“0 - 1”的技術(shù)突破、從“1-10”的工程化落地。如何將技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為工程化產(chǎn)品，并與真實的應(yīng)用場景和市場痛點需求相契合，是每一位創(chuàng)業(yè)者必須回答的問題。

象生科技創(chuàng)始人于超，其創(chuàng)業(yè)初衷深深植根于個人的成長經(jīng)歷。在青少年時期，他頻繁跟隨父親穿梭于山東、廣東的化工廠之間，親眼目睹了傳統(tǒng)化工企業(yè)因技術(shù)觀念滯后與生產(chǎn)方式粗放而經(jīng)歷的起伏。這段經(jīng)歷讓他深刻認(rèn)識到，行業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)型升級已迫在眉睫。

在微流反應(yīng)器裝備領(lǐng)域，過往的行業(yè)慣例大多是對美國康寧等國際巨頭的液液均相反應(yīng)技術(shù)進(jìn)行模仿，導(dǎo)致行業(yè)應(yīng)用范疇狹窄，局限性顯著。于超教授敏銳地洞察到這一局限，并決心帶領(lǐng)象生科技走出一條差異化的發(fā)展道路。

象生科技創(chuàng)業(yè)第一步便是打破這一局限，選擇搭建多相流微反應(yīng)器平臺，特別是針對氣液固多相復(fù)雜反應(yīng)體系。多相反應(yīng)不僅能提高反應(yīng)效率，還能實現(xiàn)更復(fù)雜更高效的催化過程，在精細(xì)化工、能源轉(zhuǎn)化和材料合成中至關(guān)重要。

面對均勻混合難、傳熱傳質(zhì)復(fù)雜等技術(shù)挑戰(zhàn)，象生科技通過大量實驗和模擬計算，不斷嘗試不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計、流體動力學(xué)數(shù)據(jù)的積累與材料選擇，最終成功開發(fā)出新型多相流微反應(yīng)器，實現(xiàn)了氣液固非均相連續(xù)微反應(yīng)的工程突破。

而微反應(yīng)器技術(shù)為這些反應(yīng)提供了獨特的過程強化，如精確的流體控制、高效的傳質(zhì)和傳熱性能，使得復(fù)雜反應(yīng)可以在更小的尺度上實現(xiàn)，并顯著提升產(chǎn)品的選擇性和產(chǎn)率，抑制副反應(yīng)的生成。

如今，象生科技已成功開發(fā)出納米負(fù)載型催化劑、生物基材料FDCA、PEF、關(guān)鍵PI單體及電子化學(xué)品等核心產(chǎn)品，并在無菌包裝、特種工程塑料、耐高溫尼龍、高性能聚酯纖維等領(lǐng)域成功落地并推廣，還已與多家世界五百強企業(yè)供應(yīng)鏈達(dá)成產(chǎn)品合作意向。

于超表示“我對國家的科技創(chuàng)新充滿信心，堅信通過創(chuàng)業(yè)，我可以將先進(jìn)的微反應(yīng)器技術(shù)與實際產(chǎn)業(yè)需求相結(jié)合，解決新材料行業(yè)痛點，推動高效、安全、環(huán)保的生產(chǎn)模式，實現(xiàn)科技成果的真正價值。”

象生科技瞄準(zhǔn)差異化市場，快速響應(yīng)市場需求，實現(xiàn)了從0到1的突破，為綠色科技創(chuàng)新成長為新興產(chǎn)業(yè)力量、推動新質(zhì)生產(chǎn)力加快發(fā)展提供了典型樣本。

「核心技術(shù)優(yōu)勢」

據(jù)深度了解，象生科技的核心競爭力在于其獨創(chuàng)的“多相微流矩陣反應(yīng)平臺”。作為高度集成化的系統(tǒng)，該平臺包含多個關(guān)鍵模塊，成功突破了多相復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)的傳統(tǒng)瓶頸。

首要亮點在于納米催化劑模塊。該平臺通過液滴微流控技術(shù)，實現(xiàn)了納米尺度上的精準(zhǔn)反應(yīng)條件控制，能夠合成和優(yōu)化出高性能的納米多元配方催化劑。這種催化劑不僅形狀和粒徑均勻，大幅提升了單原子催化的活性和選擇性，同時由于催化劑的非均相性，可以重復(fù)循環(huán)使用達(dá)200-300小時，大幅降低了催化劑成本并減少了材料浪費。

其次是流體模擬計算與結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊。該平臺通過獨特的模擬計算與微流道結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠針對不同反應(yīng)類型進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)評估，實現(xiàn)湍流強效混合的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。流道形狀的多樣化設(shè)計，如三角形尖角、圓形、折線等，不僅優(yōu)化了流體混合效果，還減少了壓力損失。平臺同時還支持跨尺度反應(yīng)控制，實現(xiàn)從單相到多相催化反應(yīng)的靈活轉(zhuǎn)換。

相較于傳統(tǒng)反應(yīng)器，象生科技的多相微流矩陣反應(yīng)平臺具有以下顯著優(yōu)勢：

· 高效生產(chǎn)：由于反應(yīng)條件的精確控制和反應(yīng)路徑的優(yōu)化，傳熱傳質(zhì)效率提高百倍，顯著提升產(chǎn)率；

· 無縫放大：實現(xiàn)實驗室和工業(yè)化無縫放大，減少實驗與工程化風(fēng)險；

· 安全環(huán)保：減少了有害化學(xué)品的使用，持液量小，大幅減少三廢排放，提升生產(chǎn)的環(huán)保性。

· 靈活性強：模塊化設(shè)計允許快速調(diào)整和組合不同的反應(yīng)器配置，以適應(yīng)多樣化的生產(chǎn)需求。

· 降低成本：催化劑的重復(fù)利用和資源的高效使用，幫助企業(yè)顯著降低生產(chǎn)成本。

從催化劑的合成到最終產(chǎn)品的制備，象生科技的“多相微流矩陣反應(yīng)平臺”以其獨特的技術(shù)優(yōu)勢提供了一站式微流工藝解決方案，為化工行業(yè)提供了一種全新的、高效的、環(huán)保的生產(chǎn)方式。

「“1+N”商業(yè)模式」

在可持續(xù)發(fā)展的大背景下，單一產(chǎn)業(yè)鏈條的發(fā)展模式已難以為繼。如今，“產(chǎn)品+技術(shù)”相融合的發(fā)展路徑，已然成為不可逆的主流趨勢。面對國際巨頭在關(guān)鍵技術(shù)、工藝及裝備上的壟斷，中國亟需尋找新的突破口。象生科技基于對行業(yè)環(huán)境的洞察，以及在生物基材料領(lǐng)域積累的成熟經(jīng)驗，推行“1+N”產(chǎn)品戰(zhàn)略的商業(yè)模式。

在象生科技“1+N”產(chǎn)品戰(zhàn)略中，“1”是聚焦在FDCA、PEF生物基新材料的全鏈條貫通與低成本落地，形成面向未來千億級藍(lán)海市場的拳頭型產(chǎn)品線；“N”是基于納米催化與多相流微反應(yīng)技術(shù)平臺，為多家產(chǎn)業(yè)客戶在電子化學(xué)品、PI聚酰亞胺核心單體、高純試劑等領(lǐng)域提供定制研發(fā)及代工生產(chǎn)服務(wù)，為客戶提供實現(xiàn)高品質(zhì)、低成本的綠色合成技術(shù)解決方案。

例如，2,5 - 呋喃二甲酸（FDCA）是100% 生物質(zhì)單體，能從玉米、非糧農(nóng)作物、秸稈、木屑等生物質(zhì)原料提取。FDCA結(jié)構(gòu)和物性與石油基單體對苯二甲酸 (TPA) 相近，被視為石油基對苯二甲酸（TPA）的理想替代品，可用于工程塑料、纖維、聚氨酯泡沫、涂料及粘合劑等多個領(lǐng)域。

（FDCA產(chǎn)品圖（左）和PEF產(chǎn)品圖（右））

（FDCA應(yīng)用領(lǐng)域圖）

在FDCA工藝開發(fā)上，象生科技通過自研平臺技術(shù)，跳出傳統(tǒng)框架，率先開發(fā)獨特的多相微流反應(yīng)平臺，再利用這一平臺進(jìn)行FDCA工藝的創(chuàng)新開發(fā)，實現(xiàn)了FDCA的一步法制備。這種創(chuàng)新的工藝路線不僅大幅提升收率、產(chǎn)率和工藝穩(wěn)定性，還減少了80%的有機溶劑使用，簡化了后期純化流程，降低了生產(chǎn)和三廢處理成本。與傳統(tǒng)石油基方法相比，碳足跡減少50-70%。

相比之下，其他公司依賴傳統(tǒng)的精細(xì)化學(xué)品開發(fā)路徑，基于現(xiàn)有化工設(shè)備改進(jìn)工藝，這種方法效率較低，創(chuàng)新性不足。而象生科技的技術(shù)優(yōu)勢在于其平臺的高效生產(chǎn)、無縫放大、安全環(huán)保、靈活性強和低成本等特性，能夠靈活應(yīng)對各種化學(xué)反應(yīng)，提供催化劑開發(fā)-微反應(yīng)工藝研發(fā)-代工生產(chǎn)的一站式解決方案，為中國關(guān)鍵底層材料的換道超車提供了象生智慧。

「未來的發(fā)展方向」

在當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)格局下，生物基行業(yè)進(jìn)入了非常確定的發(fā)展期，未來是確定的，方向是正確的，對于象生科技而言，盡管初創(chuàng)之路充滿了風(fēng)險與挑戰(zhàn)，但正是這些不確定性，為其提供了螺旋式上升的無限可能。

據(jù)悉，象生科技已計劃在未來三年內(nèi)投入1.2億元用于建設(shè)，旨在打造一個集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的生物基及高性能矩陣材料產(chǎn)業(yè)鏈。預(yù)計到2032年，該公司的總產(chǎn)值將達(dá)到10億元，凈利潤可達(dá)1.5億元，并合計納稅超7000萬元。

象生科技不僅深耕生物基材料領(lǐng)域，更將視野拓展至更多綠色高性能新材料的開發(fā)，致力于推動新工業(yè)革命的進(jìn)程。于超表示，“‘象生’這個名字基于‘在天成象，在地成形，變化見矣’的思想，我希望與團(tuán)隊一起，共同推動新材料的創(chuàng)新發(fā)展，實現(xiàn)萬物生成的美好愿景?！?/p>

在企業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃中，于超強調(diào)：“我希望企業(yè)未來的發(fā)展方向是成為一個行業(yè)引領(lǐng)者，在綠色新材料領(lǐng)域不斷探索和突破。我堅信通過我們的努力，能夠為社會帶來更多環(huán)保、高效、創(chuàng)新的材料解決方案，推動行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展?！?/p>

自創(chuàng)立之初，象生科技便依靠市場競爭和技術(shù)領(lǐng)先，而非依賴保護(hù)或政策扶持。如今，成功實現(xiàn)初步戰(zhàn)略目標(biāo)的象生科技，正站在新的起點上。面對眼前這條寬廣而暗礁密布的新航路，象生科技正蓄勢待發(fā)！