จากใต้ทะเลลึกสู่ห้วงอวกาศ: แก้วไมโครสเฟียร์กลวงของ Hainuo ทำลายการผูกขาดและปูทางไปสู่ฟู่ 'แสง'

วันนี้ เม็ดแก้วกลวงประสิทธิภาพสูงของ Hainuo Technology ได้รับการนำเสนออีกครั้งใน *Science and Technology Daily* ในฐานะ “นวัตกรรมจีน · ผลิตภัณฑ์ใหม่ที่สำคัญ”!

ในฐานะบริษัทแรกในจีนที่มีสิทธิ์ในทรัพย์สินทางปัญญาที่เป็นอิสระและบรรลุการผลิตในระดับอุตสาหกรรม กระบวนการผลิตที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ Hainuo Technology ได้ทำลายการผูกขาดระหว่างประเทศสำเร็จแล้ว เร่งความเร็วของการทดแทนภายในประเทศ

เนื้อหาทั้งหมดของรายงานมีดังต่อไปนี้ ขอเชิญชวนให้ท่านมาเป็นประจักษ์พยานถึงขีดความสามารถอันแข็งแกร่งขององค์กร “วัสดุน้ำหนักเบาของจีน” แห่งนี้

เมื่อเร็วๆ นี้ สำนักงานทรัพย์สินทางปัญญาแห่งชาติของจีนได้เผยแพร่ “รายชื่อผู้เข้ารอบสุดท้ายสำหรับองค์กรสาธิตทรัพย์สินทางปัญญาแห่งชาติ (2025–2027)” โดยมี Shanxi Hainuo Technology Co., Ltd. (ต่อไปนี้จะเรียกว่า “Shanxi Hainuo”) อยู่ในรายชื่อ ในฐานะองค์กรในประเทศแห่งแรกที่มีสิทธิ์ในทรัพย์สินทางปัญญาที่เป็นอิสระและบรรลุการผลิตในระดับอุตสาหกรรมของเม็ดแก้วกลวงประสิทธิภาพสูง (ต่อไปนี้จะเรียกว่า “เม็ดแก้วกลวง”) กระบวนการผลิตที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ Shanxi Hainuo ได้ก้าวข้ามการผูกขาดระหว่างประเทศ

“หลังจากการวิจัยและพัฒนาอย่างเข้มข้นมานานกว่าทศวรรษ เราได้พัฒนาและประสบความสำเร็จในกระบวนการผลิตเม็ดแก้วกลวงแล้ว” Shen Pengzhan ประธานบริษัทอธิบาย “ประสิทธิภาพโดยรวมของเม็ดแก้วกลวงที่ผลิตโดยใช้กระบวนการนี้ได้ถึงระดับที่ก้าวหน้าในระดับสากล โดยบางรุ่นเป็นผู้นำระดับโลกในตัวชี้วัดหลัก เช่น ความแข็งแรงต่อการอัดและการกระจายขนาดอนุภาค”

เม็ดแก้วกลวงคือทรงกลมกลวงขนาดไมครอนที่ทำจากแก้วโบโรซิลิเกตอัลคาไล-ไลม์ บรรจุด้วยก๊าซเฉื่อย มีผนังด้านนอกที่บางมาก และมีน้ำหนักเบามากแต่ทนทานต่อการอัดสูง เม็ดแก้วกลวงสามสิบแปดล้านเม็ดมีน้ำหนักเพียง 1 กรัม โดยมีความแข็งแรงต่อการอัดสูงสุดเกิน 180 เมกะปาสคาล ด้วยคุณสมบัติหลักคือมีน้ำหนักเบาแต่แข็งแรง ทนความร้อน ทนการกัดกร่อน และมีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำ เม็ดแก้วกลวงจึงกลายเป็นวัสดุสำคัญที่ขาดไม่ได้ในอุตสาหกรรมวัสดุผสมขั้นสูง โดยมีการใช้งานที่หลากหลาย

วัสดุพิเศษที่จำเป็นสำหรับการสกัดน้ำมันนอกชายฝั่ง

เมื่อเร็วๆ นี้ ที่ฐานปฏิบัติการของ China National Offshore Oil Corporation (CNOOC) ในทะเลจีนใต้ฝั่งตะวันออก ท่อเจาะกำลังเจาะลงไปในน้ำลึกกว่าหนึ่งกิโลเมตร ผู้ปฏิบัติงานในพื้นที่อธิบายว่า เมื่อการเจาะเสร็จสิ้น จะมีการฉีดปูนซีเมนต์ที่มีเม็ดแก้วกลวงลงในช่องว่างวงแหวนระหว่างหลุมเจาะกับชั้นหินโดยรอบ ก่อตัวเป็นวงแหวนซีเมนต์ที่มีความหนาแน่นต่ำและมีความแข็งแรงต่อการอัดสูง ซึ่งช่วยเพิ่มคุณภาพของการซีเมนต์และรับประกันความปลอดภัยของการพัฒนาแหล่งน้ำมันและก๊าซ

“นี่เป็นขั้นตอนสำคัญในการสำรวจและพัฒนาแหล่งน้ำมันและก๊าซในทะเลลึก ในการซีเมนต์น้ำลึก การใช้ปูนซีเมนต์ที่มีความหนาแน่นสูงแบบดั้งเดิมอาจทำให้ชั้นหินใต้ทะเลที่เปราะบางแตกหักได้ง่าย นำไปสู่การสูญเสียของเหลวในการเจาะ” Shen Pengzhan กล่าว “การเติมเม็ดแก้วกลวงในสัดส่วนที่เหมาะสมลงในปูนซีเมนต์จะทำให้มีความหนาแน่นต่ำและมีความแข็งแรงต่อการอัดสูง ตรงตามข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการซีเมนต์หลุมเจาะนอกชายฝั่งทะเลลึก”

เป็นเวลานานแล้วที่เม็ดแก้วกลวงที่ใช้ในการสกัดน้ำมันของจีนต้องนำเข้าจากต่างประเทศ “กว่า 75 เปอร์เซ็นต์ของส่วนแบ่งการตลาดในประเทศถูกผูกขาดโดยผลิตภัณฑ์จากต่างประเทศ และบริษัทต่างชาติได้กำหนดข้อจำกัดทางเทคโนโลยีที่เข้มงวด ตรวจสอบการใช้ผลิตภัณฑ์ของตน และบังคับให้ส่งคืนวัสดุที่ไม่ได้ใช้และเศษวัสดุ” Zhao Huilong เลขานุการคณะกรรมการบริหารของ Shanxi Hainuo ยอมรับ

ในปี 2015 Shanxi Hainuo ประสบความสำเร็จในการผลิตเม็ดแก้วกลวงจำนวนมาก ซึ่งถูกจัดส่งไปยังฐานปฏิบัติการน้ำมันนอกชายฝั่งของ China National Offshore Oil Corporation (CNOOC) ในน้ำตื้นทันที ปริมาณการจัดส่งเพิ่มขึ้นทุกปีจาก 80 ตันในช่วงทดลองไปจนถึงหลายร้อยและหลายพันตัน ขยายครอบคลุมทุกช่วงความลึกของน้ำ จนถึงปัจจุบัน Shanxi Hainuo ได้จัดส่งเม็ดแก้วกลวงกว่า 10,000 ตัน บรรลุการจัดหาเม็ดแก้วกลวงพิเศษสำหรับ CNOOC สำหรับการดำเนินงานซีเมนต์ 100 เปอร์เซ็นต์

“เม็ดแก้วกลวงที่เราผลิตมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับผลิตภัณฑ์จากต่างประเทศ แต่มีราคาเพียงหนึ่งในสามของราคานำเข้า” Shen Pengzhan กล่าว “ที่สำคัญกว่านั้น เราได้บรรลุการควบคุมเทคโนโลยีหลักในด้านวัสดุซีเมนต์น้ำมันนอกชายฝั่งอย่างอิสระ”

การทดลองนับหมื่นครั้งเพื่อแก้ไขปัญหาอุตสาหกรรม

ในเดือนตุลาคม 2023 สมาพันธ์อุตสาหกรรมปิโตรเคมีแห่งประเทศจีนได้รับรองว่า ‘วิศวกรรมเทคโนโลยีและการประยุกต์ใช้เม็ดแก้วกลวงสำหรับการซีเมนต์น้ำมันนอกชายฝั่ง’ ของ Shanxi Haino ได้ถึงระดับชั้นนำระดับสากลแล้ว

ในฐานะวัสดุประสิทธิภาพสูงสำหรับการซีเมนต์น้ำมันนอกชายฝั่ง การผลิตเม็ดแก้วกลวงในระดับอุตสาหกรรมไม่ใช่เรื่องง่าย “เมื่อเราเข้าสู่สาขานี้ เราเผชิญกับภาวะกลืนไม่เข้าคายไม่ออกจากการคว่ำบาตรทางเทคโนโลยีจากต่างประเทศและการขาดแบบอย่างในประเทศสำหรับการทำให้เป็นอุตสาหกรรม เราพบว่าตัวเองอยู่ในสถานการณ์ ‘สามไม่มี’: ไม่มีแบบเขียนทางเทคนิค ไม่มีอุปกรณ์สำเร็จรูป และไม่มีผู้เชี่ยวชาญ” Shen Pengzhan เล่า เขาได้ให้ทุนสนับสนุนการจัดตั้งทีมวิจัยและพัฒนา โดยเริ่มต้นจากการทดลอง 5 กิโลกรัมเพื่อพัฒนากระบวนการผลิตในระดับอุตสาหกรรม

ในปี 2009 ที่โรงงาน Shanxi Hainuo ซึ่งตั้งอยู่ลึกเข้าไปในเทือกเขาไท่หาง ทีม R&D ได้ผสมวัตถุดิบ เช่น ซิลิกาไดออกไซด์ ลงในสารละลาย และหลังจากผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การบด การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน และการเผา ก็รอคอยการสร้างเม็ดแก้วกลวง เมื่อเตาเผาขึ้นรูปทรงกลมที่อุณหภูมิสูงถูกจุดขึ้นครั้งแรกและเย็นลง ผลลัพธ์ที่ได้คือเม็ดแก้วกลวงที่เป็นของแข็งหรือจับตัวเป็นก้อน “การเปลี่ยนจากการทดลองไปสู่การผลิตในระดับอุตสาหกรรม การแปลงงานวิจัยให้เป็นผลลัพธ์ที่ใช้งานได้จริงนั้นไม่ง่ายไปกว่าการวิจัยเชิงทฤษฎี” Shen Pengzhan กล่าว “แม้แต่การเบี่ยงเบนเพียงเล็กน้อยในอัตราส่วนของวัตถุดิบสำหรับเม็ดแก้วกลวงก็สามารถส่งผลให้ผลิตภัณฑ์สุดท้ายแตกต่างกันอย่างมาก หากอุณหภูมิการเผาผนึกสูงขึ้นเพียงไม่กี่องศาเซลเซียส โครงสร้างกลวงอาจยุบตัวได้”

กองสมุดบันทึกข้อมูลการทดลองที่มีสีเหลืองซีดวางซ้อนกันสูง ในขณะที่กองผลิตภัณฑ์ที่ชำรุดมีน้ำหนักกดทับจิตใจของพวกเขา ด้วยการทดลองซ้ำๆ และการปรับพารามิเตอร์ต่างๆ — ก้าวหน้าจากการทดลองขนาดเล็กไปสู่ขนาดใหญ่ และการลองผิดลองถูกนับหมื่นครั้ง — ทีม R&D ด้วยความพากเพียรอย่างแท้จริง ได้ระบุข้อมูลและกระบวนการสำคัญทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการผลิตเม็ดแก้วกลวงในระดับอุตสาหกรรมภายในปี 2012: การเตรียมสารละลายวัตถุดิบหลายองค์ประกอบ การขึ้นรูปตัวอ่อนโดยใช้การพ่นแบบละเอียด และจากนั้นจึงเสริมความแข็งแรงให้เป็นเม็ดทันทีโดยใช้เปลวไฟอุณหภูมิสูง

อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าในกระบวนการผลิตเป็นเพียงก้าวแรก อุปกรณ์พิเศษหลายสิบชิ้นที่จำเป็นสำหรับการผลิตเม็ดแก้วกลวงยังไม่มีจำหน่ายในประเทศจีนในขณะนั้น ทุกอย่างตั้งแต่เครื่องอบแห้งไปจนถึงเตาเผาเม็ดแก้วหลักต้องได้รับการพัฒนาขึ้นเอง สำหรับเครื่องอบแห้งที่ผลิตตามสั่งเพียงเครื่องเดียว ทีม R&D ได้เดินทางไปยังมณฑลเจียงซู ทำงานร่วมกับช่างเทคนิคของผู้ผลิตเพื่อปรับปรุงต้นแบบถึงหกหรือเจ็ดครั้งก่อนที่จะประสบความสำเร็จ “ในฐานะอุปกรณ์หลัก เตาเผาเม็ดแก้วต้องสามารถควบคุมเปลวไฟได้อย่างแม่นยำในช่วง 600–1,000 องศาเซลเซียส เพื่อให้แน่ใจว่าเม็ดแก้วกลวงจะผ่านเปลวไฟได้อย่างสม่ำเสมอ” Zhao Huilong กล่าว “เราได้ร่างแบบเขียนแบบและแนะนำผู้ผลิตทางตอนใต้ผ่านกระบวนการผลิต ใช้เวลาหลายรอบของการแก้ไขก่อนที่เราจะผลิตเตาเผาที่ตรงตามข้อกำหนดของเราได้สำเร็จ”

เริ่มต้นจากศูนย์และขยายขนาดอย่างค่อยเป็นค่อยไป Shanxi Haino ได้ก้าวหน้าจากการทดลอง 5 กิโลกรัมไปสู่การทดลองขนาดเล็กที่เกี่ยวข้องกับหลายร้อยกิโลกรัม และจากนั้นไปสู่การทดลองนำร่องขนาดตัน โดยใช้แนวทาง ‘การขยายขนาดทีละขั้น’ เพื่อแก้ไขปัญหาต่างๆ เช่น การปรับอุปกรณ์สำหรับเม็ดแก้วกลวงและการทำให้กระบวนการคงที่ทีละอย่าง ในปี 2015 Shanxi Haino ได้ก่อตั้งสายการผลิตอุตสาหกรรมแห่งแรกของจีน และในปี 2023 ได้สร้างสายการผลิตขนาด 10,000 เมตริกตันแห่งเดียวของประเทศสำเร็จแล้ว

ก้าวเข้าสู่มหาสมุทรสีฟ้าแห่งการประยุกต์ใช้เม็ดแก้วกลวง

“สวนอุตสาหกรรมวัสดุใหม่เม็ดแก้วกลวงประสิทธิภาพสูง Hainuo ที่เรากำลังก่อสร้างในเขตพัฒนาเศรษฐกิจ Gaoping มณฑลซานซี ได้รับการบรรจุอยู่ในรายชื่อโครงการระดับจังหวัดที่สำคัญของมณฑลซานซีในปีนี้ ด้วยความช่วยเหลือจากหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง ที่ดินสำหรับโครงการได้รับการจัดหาแล้ว ขณะนี้เรากำลังดำเนินการขั้นตอนเบื้องต้นให้เสร็จสิ้น เช่น การประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและการประเมินประสิทธิภาพพลังงาน และการก่อสร้างจะเริ่มขึ้นในไม่ช้า” Zhao Huilong กล่าว

ในปีนี้ Shanxi Hainuo ได้ลงทุน 750 ล้านหยวนในการก่อสร้างสวนอุตสาหกรรม ซึ่งมีกำลังการผลิตที่ออกแบบไว้ 30,000 ตัน และคาดว่าจะแล้วเสร็จและเริ่มดำเนินการได้ในปีหน้า “กำลังการผลิตต่อปีในปัจจุบันของเราอยู่ที่ 15,000 ตัน เมื่อรวมกับอีก 30,000 ตันนี้ สวนอุตสาหกรรมจะกลายเป็นฐานการผลิตอัจฉริยะสำหรับเม็ดแก้วกลวงที่ใหญ่ที่สุดในโลก” Zhao Huilong กล่าว เขากล่าวเสริมว่า เมื่อสวนอุตสาหกรรมแล้วเสร็จ เม็ดแก้วกลวงจะไม่เพียงแต่ใช้ในการสกัดน้ำมันเท่านั้น แต่ยังคาดว่าจะมีการนำไปใช้ในภาคส่วนต่างๆ เช่น อวกาศและอิเล็กทรอนิกส์อีกด้วย

เพื่อการนี้ Shanxi Hainuo ได้จัดตั้งกรอบการวิจัยและพัฒนาที่ประกอบด้วย “พันธมิตร – สถาบันวิจัย – ศูนย์วิศวกรรม – สถานีทำงาน” ก่อให้เกิดเมทริกซ์อุตสาหกรรม-วิชาการ-วิจัย-การประยุกต์ใช้ที่ครอบคลุม ตั้งแต่การวิจัยพื้นฐาน การแปลงทางวิศวกรรม และการสนับสนุนอุตสาหกรรม เพื่อส่งเสริมนวัตกรรมในการวิจัยและพัฒนาเม็ดแก้วกลวงอย่างต่อเนื่อง

เม็ดแก้วกลวงของ Shanxi Hainuo กำลังขยายตัวเข้าสู่สาขาต่างๆ เช่น ปัญญาประดิษฐ์ เซมิคอนดักเตอร์ เศรษฐกิจระดับต่ำ และการก่อสร้างสมัยใหม่ “เรายังได้พัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่เก้าชนิดที่เปิดตัวสู่ตลาด รวมถึงวัสดุโฟมลอยตัวของเม็ดแก้วกลวง วัสดุผสมโพลียูรีเทนที่สามารถแปรรูปได้เหมือนไม้ และเม็ดแก้วกลวงประสิทธิภาพสูงที่มีขนาดอนุภาคต่ำและค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการใช้งาน 5G” Shen Pengzhan กล่าว เขากล่าวเสริมว่า ผลิตภัณฑ์หลายชนิดได้รับการตรวจสอบเพื่อการใช้งานในวงกว้างโดยองค์กรชั้นนำในหลายภาคส่วน โดยให้บริการลูกค้าโดยตรง เช่น BYD และ China Aerospace Science and Industry Corporation

Shanxi Haino เป็นองค์กรระดับรัฐ ‘พิเศษ กลั่นแกร่ง เป็นเอกลักษณ์ และสร้างสรรค์’ (SRUI) ‘ยักษ์น้อย’ ที่เชี่ยวชาญในการผลิตเม็ดแก้วกลวง โดยมีเป้าหมาย ‘การเป็นองค์กรชั้นนำระดับโลกในด้านวัสดุใหม่ของไมโครสเฟียร์’ Shen Pengzhan กล่าวว่า: ‘เราตั้งใจที่จะเจาะลึกความเชี่ยวชาญของเราในด้านวัสดุใหม่ของเม็ดแก้วกลวงต่อไป เพื่อวางรากฐานที่มั่นคงของวัสดุใหม่เพื่อความมั่นคงของอุตสาหกรรมเชิงกลยุทธ์ของชาติ!’

ที่มา: Science and Technology Daily