小小的纳米微球竟是众多行业的“卡脖子”技术，研发十年阐述突围故事


微球，是一种直径比头发丝还小的现代工业基础材料，没有它，手机屏幕将无法生产，药品的药效也很难达到最佳效果。纳米微球通常是指粒子大小为 1至100 nm 的微球，在该尺度下它的性质会有显著改变。



制作纳米微球的材料有哪些？



制作纳米微球的材料可分为天然生物材料和合成高分子材料两大类。天然生物材料主要包括壳聚糖、胶原、淀粉、脂质体、脂蛋白等。壳聚糖、胶原、淀粉是组织的基质成分，具有良好的生物相容性和生物降解性，细胞毒性低，降解产物可被机体完全吸收；但缺点是力学强度较差，降解速率不易控制。



而合成高分子材料主要包括 PEG、（乳酸-羟基乙酸）聚合物（PLGA）和聚乙烯醇（PVA）等，它们在药物运输中得到了很好的应用。



“如果没有微球，一片生物药都生产不出来，大家用的手机电脑也都生产不出来。”苏州纳微科技股份有限公司董事长江必旺告诉记者，长期以来，我国高性能微球材料基本依赖进口，小小的纳米微球，是众多行业的“卡脖子”技术。



专注微球材料技术研发10余年，今天，小编就带大家来了解江必旺和他的团队如何在逆境中成功突围的创新故事。



回国创业，远比想象更艰难



纳米和微米级球形粒子简称微球，虽然直径比头发丝还要小很多，但是一颗颗小小的微球就像“强力磁铁”，在众多复杂的组分里迅速有力地抓出有用的物质。例如，在生物医药生产环节，微球是分离纯化过程不可或缺的关键材料。



江必旺说，微球的精髓在于精准制造，也就是对微球的粒径大小、均一性、孔道结构及表面性能进行精确调控，以满足现代产业需求。



长期以来，微球的精确制造技术是一个世界级的难题，技术壁垒极高，产品只有极少数几家公司能生产。



在微球材料领域攻坚10余年，江必旺和团队在微球技术的突围路上，写满了创业的艰辛。



1988年，江必旺从北京大学化学系本科毕业。留校工作期间从事科技成果转化的经历，让他深刻认识到，一项重大科技成果转化成功可能会影响到一个产业的发展，给社会创造巨大价值。那时候，他心中就埋下了创业的种子。



1994年，江必旺赴美国纽约州立大学Binghamton分校攻读博士学位，此后在美国工作生活了12年。这时的他已是一家世界500强企业的高级科学家，拥有丰厚的薪资待遇和优渥的生活。



但江必旺发现，在美国学习和工作十多年里，中国经济发生了天翻地覆的变化。这时，他心中埋下的创业种子开始“胎动”。2004年的一次回国探亲，更坚定了他创业的决心。



“一位亲戚得了糖尿病，每天要注射胰岛素，这种经济负担对农民来说是承受不了的。我是学材料专业的，虽然做不了药，也当不了医生，但微球是生物制药下游分离纯化的关键材料，关系到生物制药的主要成本及药品质量。”江必旺说，用于生物制药的微球材料一直掌握在极少数几家外国公司手中，价格居高不下，若能突破微球制造技术并实现国产化，将有助于降低中国生物制药成本。



微球材料研发技术壁垒高，研发周期长，投入风险大。创业初期，在国内原本空白的领域创新，基础材料及仪器设备无法满足技术研发、管理层对公司战略和方向性问题发生理念冲突、产品如何打入市场等问题不断凸显出来。



挑战“不可能”，要做就做世界第一



间隔物微球是用于控制液晶盒厚的关键材料。“没有这种微球，显示屏就像人没有骨头一样立不起来。”江必旺说，用于液晶显示的间隔物微球对其粒径大小、均匀性、机械强度、表面性能都有极高的要求，此前，全世界只有日本积水和早川两家公司可以生产。



在2007年深圳高交会的平板显示展区，江必旺看到所有展示的间隔物微球材料都是来自日本公司。当时，他就在心中暗自下决心：既然选择做微球材料，就一定要突破这项技术。



由于间隔物微球质量关系到液晶显示质量，其价格虽然昂贵，但用量少，在整个显示屏的成本中只占不到1%。显示屏生产厂家不会为了节省1%成本使用质量差的间隔物微球产品，去冒100%产品损失的风险。



国际上也有不少大公司想挑战这一产品，但都以失败告终。对于江必旺和他的团队来说，要面临技术壁垒和市场门槛的双重挑战，难度可想而知。



对于这项几乎“不可能”完成的挑战，江必旺对他的团队说：“如果要做间隔物微球产品，我们就必须把它做到世界第一，否则就会失败。我们只有另辟新路，通过底层技术创新，才有机会超越日本公司。”



宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。最终，江必旺和团队用成果将“不可能”变成了“可能”，成为世界上除日本公司之外第一家成功开发出液晶间隔物微球的公司，而且通过底层技术创新，把日本公司6个月的产品生产周期缩短为6天，技术水平远超日本公司，用实力证明了中国企业同样可以站在世界巅峰。



创新赢得尊重，圆梦中国色谱“芯”



微球在现代工业中应用广泛，在实验室分析检测及制药工业分离纯化领域，微球作为色谱填料被誉为色谱“芯”。



正如同没有芯片就没有半导体工业一样，如果没有色谱“芯”这样的微球材料，就无法分离出纯的药物分子，无法生产治病救人的生物药。此前，世界上可以大规模生产球形硅胶色谱填料的公司只有瑞典的Kromasil, 日本大曹、富士和ACG四家公司。



“色谱填料国外一旦停止供应，中国生物制药、电子信息，医疗诊断等上万亿产业将面临瘫痪。”江必旺说，多年以来，实现中国色谱“芯”是众多中国色谱领域科学家和企业家共同的梦想。



2007年10月，江必旺作为苏州工业园区第一批引进的科技领军人才，在园区成立了纳微科技，他带领团队从微球材料基础做起，攻克重重难关。初衷很简单：研发出属于中国自己的色谱“芯”，摆脱被国外垄断的局面。



成千上万次的实验，无数个日日夜夜的技术攻关，纳微科技颠覆了国外现有色谱填料生产技术，成功开发出世界首创的色谱“芯”——单分散硅胶色谱填料。



实现了技术突破，如何导入市场是摆在纳微科技的新难题。江必旺说，这个过程纳微科技凭借创新实力赢得了尊重。



江必旺说，欧洲有一家具有百年历史的著名药企，其药品纯化用的色谱填料一直是由一家世界500强的日本公司提供，而且十几年来质量非常稳定。



“当我们向这家欧洲药企推广色谱填料时，他们根本不屑一顾，他们很难相信一个不知名的中国小公司能做出比世界500强日本公司更好的填料产品。”江必旺说，但试验测试结果不仅让欧洲药企震惊，也让日本填料供应商感到震惊。



“纳微的填料不仅比日本公司好，而且好得就连我们自己都没有料到。”江必旺说，原来这家欧洲药企要用13000升日本公司生产的填料，纳微科技预测大概可以用6000升填料替换日本填料，可没想到的是最终只用了3000升填料。



“不仅填料使用量降低到原来的1/4，而且纳微的填料让药品回收率提高了10个点以上，纯度也大幅度提高，污水排放大量减少。”江必旺说，得到认可后，欧洲药企在非常短的时间便完成了填料替换。



江必旺自豪地说：“单分散色谱填料已得到欧洲制药公司的认可和使用。我们的硅胶色谱填料粒径分布系数CV值小于3%，而进口产品CV值大于10%，我们远超国际现有水平，改写了中国高性能硅胶色谱填料完全依赖进口的历史，也促进了行业的技术进步。”



继续突围，微球应用领域再拓展



“我回来创业不仅希望解决关键层析介质国产化问题，也希望能通过创新赢得国内外同行的尊重。”江必旺说。



回想起纳微科技于2015年第一次参加美国制备色谱展会并获得认可时，江必旺一脸幸福。“当时美国色谱领域的一个老专家走到展台，问我们是不是从日本来的企业。当我回答来自中国之后，他发出了这样的感叹：没想到中国还有创新能力这么强的公司，可以做出连欧美日发达国家都做不出来的技术和产品。”



在微球材料精准制造领域成功突围，纳微科技靠的是什么？在江必旺看来，解决技术问题只是跨出了第一步，能在微球材料市场上站稳脚跟，靠的是他们的创新能力、工匠精神以及十几年如一日的坚守与耐心



今年6月23日，纳微科技在上海证券交易所科创板挂牌上市。对于江必旺来说，这是纳微科技发展历程中的又一里程碑。



“从2006年我回国创新创业，历经15载砥砺创新，潜心研究，纳微突破了微球精确制造的技术难题，把多项技术做到世界领先，开发的高性能微球产品已成功应用于生物制药、液晶显示、体外诊断及分析检测领域，一举打破国外对这些产品的高度垄断，到今天纳微成功上市，要归结于信任、创新、坚持。”江必旺说。



在通往“赢者通吃”顶峰的路上，领先技术特别是颠覆性技术是决定能不能前行的前提和基础，这方面中国不乏其人，每年都有数量庞大的技术研发和科技创新者。



江必旺说，在这条登山的路上，是否有足够的耐心做技术转化、是否有足够的恒心及精益求精的工匠精神把产品做到极致、是否有足够的决心去抵挡短平快的诱惑，并在慢长且艰难的高端新材料产业化道路上坚守，这些才是决定一个企业能否在高度垄断的新材料领域登顶的关键所在。



创新永不止步，纳微科技的突围故事还在继续。“微球材料是很多行业的核心材料，我们将深耕底层技术，在微球应用的更多领域继续突围。”江必旺说。



在全球市场中，微球主要供应商有日本积水化学、日本松本、荷兰阿克苏诺贝、美国大通、美国迈图、美国赛默飞世尔、美国路明克斯等。2019年，全球微球市场规模约为120亿美元。



我国纳米技术研究不断深入，但在微球技术研究领域相对落后，早期国内微球市场主要被欧美日企业所垄断。经过不断发展，现阶段我国已经拥有微球材料生产企业，苏州纳微生产的微球可应用在平板显示、生物医药、食品检测等领域，除此之外，丽珠集团研发生产的缓释微球制剂也已上市。我国微球市场国产化率不断提升，但在高技术含量产品领域，国外企业仍占据主导地位。



行业分析人士表示，微球材料在电子、医疗、环保、检测、能源、国防等众多领域应用广泛，是重要的基础材料。随着我国经济持续发展，下游行业对微球材料需求不断上升，推动我国微球行业从无到有，在国内市场中占有率不断提高。但与国际领先企业相比，我国微球行业技术、经验积累依然不足，高端市场需求还需依靠进口，未来还有较大进步空间。

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来源：贤集网
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