从“卡脖子”难题到“全球领先”
转自：西安发布
作为战略性新兴产业，新材料新能源产业是西安六大支柱产业之一，也是加快发展新质生产力，推进高新技术产业发展的重要方向。
目前，西安正在大力培育和壮大本土新材料产业，在新能源、生物医药等领域涌现出了一大批填补国内空白的创新成果，为推进先进制造业实现高质量发展奠定了基础。近日，记者走访了新材料领域的创新型企业和科研机构，以探寻新材料赛道上的“西安力量”。
全球领先
最新一代人工晶状体
在西安研制成功
近年来，在西安这片创新发展的沃土上，生物医药科技企业在高端医疗器械的研发上取得了令人振奋的成果。
日前，记者走进位于秦岭脚下的西安高新区草堂科技产业园。这里聚集了新药研发、高端医疗器械等领域的多个生物医药产业项目。一批生物医药企业正在这里阔步前行，焕发勃勃生机。
“2015年成立以来，公司以人工晶状体的源头——材料研发为关键核心技术突破口，解决了我国高端人工晶状体等眼科产品一系列‘卡脖子’难题。”西安眼得乐医疗科技有限公司董事长、CEO郭光旭告诉记者，该公司是一家专注于医用高分子材料和眼科医疗产品研发的创新型企业，是我省医药和医疗装备产业链重点企业，在国内人工晶状体研发领域处于领先地位。
记者了解到，人工晶状体植入术现已成为临床治疗白内障唯一有效的方式，但国内许多生物医用材料长期被国外产品垄断，能够从源头创新独立合成原材料的国内企业屈指可数。
目前，人工晶状体材料已经历四次产品迭代，当前临床上使用最广泛的是第四代材料疏水性丙烯酸酯。
2015年，郭光旭创立西安眼得乐医疗科技有限公司。2022年，由西安眼得乐牵头完成的国家重点研发计划重点专项——“应用高新生物医用材料研发新一代眼人工晶状体产品项目”通过科技部中国生物技术发展中心组织的综合绩效评价，这标志着全球最新一代人工晶状体在西安研制成功，不仅打破了高端人工晶状体技术被欧美垄断的局面，也实现了我国高端人工晶状体产品的创新超越。
郭光旭告诉记者，最新一代人工晶状体材料是眼得乐拥有自主知识产权的“交联聚烯烃”。目前，眼得乐不仅掌握了全新一代生物材料交联聚烯烃的独家专利，还具备了当今主流疏水性丙烯酸酯材料的自主合成能力。目前交联聚烯烃人工晶状体国内临床试验已完成，欧盟临床试验正在进行中，美国临床也在逐步推进中，预计未来不久即可在国内上市。此外，作为全新一代的生物医用材料，交联聚烯烃不仅可应用于眼科产品，还可作为心脏内科医疗器械、骨科植入物和医美填充物等产品的上游原材料，因此也是我国植入性医疗器械产品原材料的“补短板”产品。
打破瓶颈
开辟新型储能发展新赛道
“这是新一代硅碳负极电池，相较传统的石墨负极电池，新一代硅基电池能量密度和快充性能有了大幅提升。”在西安交通大学材料科学与工程学院，宋江选教授的办公室里，记者看到了多种大小形态各异的电池。宋教授拿起一个装着黑色粉末的透明瓶子对记者说：“这就是高比容硅负极电极材料，是我们团队在高比能锂离子电池领域取得的最新研究成果。”
近年来，随着我国新能源发电持续快速增长，新型储能技术进入大规模发展的新阶段。“十四五”规划和2035年远景目标纲要明确提出要加快抽水蓄能电站建设，并推动新型储能技术的规模化应用。
宋江选教授团队从电池材料设计入手，在高比特性锂离子电池电解液、黏合剂，水系有机液流电池电解液，硅基全固态电池电解质等关键材料方面取得了一系列显著成果，为提升西安储能产业的研发能力以及推动新型储能技术的规模化应用奠定了坚实基础。
记者了解到，新能源发电方式存在间歇性、波动性和不可控的特点，亟须低成本、大规模的储能技术予以稳定调节。而宋江选教授团队的研究即是为了解决这一难题。“新兴中性水系有机液流电池兼具安全、环保、成本低、调控性强等特点，有望解决制约新能源并网消纳的瓶颈问题。”宋江选教授告诉记者。
据了解，水系有机液流电池的正负极活性电解质材料在充放电过程中会发生不同程度、多种类型的副反应，从而导致电池容量衰减速率加快、寿命缩短，这也成为新型储能规模化发展面临的一大挑战。
“为了应对这一挑战，我们团队提出了独特的分子工程设计思路，率先研发出共轭型的环状氮氧自由基类正极电解质和位阻型的紫精类负极电解质，其荷电状态结构均高度稳定，显著提升了电池寿命。”宋江选团队骨干成员范豪副教授向记者介绍。
测试结果显示，该体系电池的容量衰减率小于0.05%/天，相较于参照体系减少了90%以上，基本满足了长时储能市场对容量衰减率的要求。
目前，宋江选教授团队依托在电解液、隔膜、电极及电堆开发方面的关键技术和产品，已经初步完成中性水系有机液流电池电解液小试生产，并计划建立中试产线。此外，团队与行业龙头企业构建了全球首台20kW级“光-储-充”一体化离网储能应用示范系统，该系统集成了光伏发电、水系有机液流电池储电和电动车充电功能。
“新材料的研发和生产作用巨大，不仅能催生新的应用场景、促进新产品的应用和升级，还有利于传统产业技术提升和产品更新换代。”宋江选教授说。
成果转化
西安新材料产业大有可为
从眼视光领域的人工晶状体到新型储能领域的水系液流电池，新材料赛道上的“西安力量”令人瞩目。这也是近年来西安加速实现科技成果转化的生动写照。
“过去我们研发出新技术后，大多直接出售，而现在的目标是产业化。”宋江选教授告诉记者。目前，他的团队在新能源材料研发领域的多个项目已进入西安交通大学“6352”工程种子项目征集名单，并依托秦创原创新驱动平台，正在加速实现科技成果转化。
其中，中性水系有机液流电池储能技术项目已初步完成电解液小试生产，并走向中试放大。据了解，该项目市场潜力巨大，市场容量在千亿元以上。范豪副教授表示：“我们将不断优化电解液的性能，并实现其低成本大规模连续化生产。”
西安眼得乐也在创新之路上不断发力。目前，该公司已组建了具有国际竞争力的交叉融合创新团队。团队由国内外权威专家领衔，还汇聚了材料、光学、机械、生物工程、临床医学等多领域科学家和工程师。其出色的创新能力，不仅促进了科研成果的转化，还带动了西安化工、医药、包装、物流等产业链相关企业的发展。
“除了研发新一代人工晶状体，目前我们还在视光产品角膜塑形镜、青光眼引流管等领域加大研发力度，推动越来越多的高新技术转化为产品，并在西安实现规模化生产。”西安眼得乐相关负责人告诉记者，新一代人工晶状体全面上市后，可实现年产值6亿元，成为西安生物医药行业新的增长点。
来源：西安日报记者李猛丨图：受访单位供图提供丨编辑：千树宽宽丨校对：王军望丨审核：马悦丨转载请注明出处