จากใต้ทะเลลึกสู่ห้วงอวกาศ: แก้วไมโครสเฟียร์กลวงของ Hainuo ทำลายการผูกขาดและปูทางไปสู่ฟู่ 'แสง'

วันนี้ ไมโครสเฟียร์แก้วกลวงประสิทธิภาพสูงของ Hainuo Technology ได้รับการนำเสนอใน *Science and Technology Daily* อีกครั้งในฐานะ “จีนที่เป็นนวัตกรรม · ผลิตภัณฑ์ใหม่ที่สำคัญ”!

ในฐานะบริษัทแรกในจีนที่ครอบครองสิทธิในทรัพย์สินทางปัญญาที่เป็นอิสระและบรรลุการผลิตในระดับอุตสาหกรรม กระบวนการผลิตที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ Hainuo Technology ได้ประสบความสำเร็จในการทำลายการผูกขาดระหว่างประเทศ โดยเร่งการทดแทนในประเทศ

ข้อความทั้งหมดของรายงานแสดงไว้ด้านล่าง เพื่อเชิญชวนให้คุณสัมผัสถึงความสามารถอันน่าเกรงขามขององค์กร "วัสดุน้ำหนักเบาของจีน" นี้

เมื่อเร็วๆ นี้ สำนักงานทรัพย์สินทางปัญญาแห่งชาติของจีนได้เผยแพร่ “รายชื่อผู้สมัครเข้าร่วมองค์กรสาธิตทรัพย์สินทางปัญญาแห่งชาติ (2025–2027)” โดยมี Shanxi Hainuo Technology Co., Ltd. (ต่อไปนี้จะเรียกว่า “Shanxi Hainuo”) อยู่ในรายชื่อ ในฐานะองค์กรในประเทศแห่งแรกที่ครอบครองสิทธิ์ในทรัพย์สินทางปัญญาที่เป็นอิสระ และบรรลุการผลิตไมโครสเฟียร์แก้วกลวงประสิทธิภาพสูงในระดับอุตสาหกรรม (ต่อไปนี้จะเรียกว่า "ไมโครสเฟียร์กลวง") กระบวนการผลิตที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ Shanxi Hainuo ได้ทะลุผ่านการผูกขาดระหว่างประเทศ

“หลังจากการวิจัยและพัฒนาอย่างเข้มข้นมานานกว่าทศวรรษ เราก็ประสบความสำเร็จในการพัฒนากระบวนการผลิตสำหรับไมโครสเฟียร์กลวง” Shen Pengzhan ประธานบริษัทอธิบาย “ประสิทธิภาพที่ครอบคลุมของไมโครสเฟียร์กลวงที่ผลิตโดยใช้กระบวนการนี้ได้ก้าวไปสู่ระดับขั้นสูงในระดับสากล โดยมีโมเดลบางรุ่นเป็นผู้นำระดับโลกในด้านตัวชี้วัดหลัก เช่น กำลังรับแรงอัดและการกระจายขนาดอนุภาค”

ไมโครสเฟียร์กลวงเป็นทรงกลมกลวงขนาดไมครอนที่ทำจากแก้วบอโรซิลิเกตอัลคาไลไลม์ บรรจุด้วยก๊าซเฉื่อย มีผนังด้านนอกบางมาก และมีน้ำหนักเบามากแต่ทนทานต่อแรงอัดสูง ไมโครสเฟียร์กลวงจำนวน 38 ล้านชิ้น มีน้ำหนักเพียง 1 กรัม โดยมีกำลังอัดสูงสุดเกิน 180 เมกะปาสคาล ด้วยคุณลักษณะหลักที่มีน้ำหนักเบาแต่มีความแข็งแรงสูง เป็นฉนวนความร้อน ทนต่อการกัดกร่อน และมีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำ ไมโครสเฟียร์กลวงจึงกลายเป็นวัสดุหลักที่ขาดไม่ได้ในห่วงโซ่อุตสาหกรรมวัสดุคอมโพสิตขั้นสูงพร้อมการใช้งานที่หลากหลาย

วัสดุเฉพาะทางที่จำเป็นสำหรับการสกัดน้ำมันนอกชายฝั่ง

เมื่อเร็วๆ นี้ ที่ฐานปฏิบัติการของบริษัท China National Offshore Oil Corporation (CNOOC) ในทะเลจีนใต้ทางตะวันออก ท่อเจาะกำลังรุกล้ำลงสู่น่านน้ำลึกกว่าหนึ่งกิโลเมตร เจ้าหน้าที่ปฏิบัติงานในสถานที่อธิบายว่าเมื่อการเจาะเสร็จสิ้น สารละลายซีเมนต์ที่มีไมโครสเฟียร์กลวงจะถูกฉีดเข้าไปในช่องว่างวงแหวนระหว่างหลุมเจาะและชั้นหินโดยรอบ ทำให้เกิดวงแหวนซีเมนต์ที่มีความหนาแน่นต่ำและมีแรงอัดสูง ซึ่งช่วยเพิ่มคุณภาพของการประสานและรับประกันความปลอดภัยของการพัฒนาน้ำมันและก๊าซ

“นี่เป็นขั้นตอนสำคัญในการสำรวจและพัฒนาน้ำมันและก๊าซในทะเลลึก ในการประสานน้ำลึก การใช้สารละลายซีเมนต์ความหนาแน่นสูงแบบธรรมดาสามารถแตกหักการก่อตัวของก้นทะเลที่เปราะบางได้ง่ายซึ่งนำไปสู่การสูญเสียของเหลวจากการขุดเจาะ” Shen Pengzhan กล่าว “การเพิ่มสัดส่วนของไมโครสเฟียร์กลวงลงในสารละลายซีเมนต์ทำให้มีความหนาแน่นต่ำและมีกำลังรับแรงอัดสูง ซึ่งตรงตามข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการประสานหลุมน้ำลึกนอกชายฝั่ง”

เป็นเวลานานแล้วที่ไมโครสเฟียร์กลวงที่ใช้ในการสกัดน้ำมันของจีนต้องนำเข้าจากต่างประเทศ “ส่วนแบ่งการตลาดในประเทศมากกว่า 75 เปอร์เซ็นต์ถูกผูกขาดโดยผลิตภัณฑ์จากต่างประเทศ และบริษัทต่างชาติได้บังคับใช้มาตรการคว่ำบาตรทางเทคโนโลยีที่เข้มงวด ติดตามการใช้ผลิตภัณฑ์ของตน และบังคับให้ส่งคืนวัสดุที่ไม่ได้ใช้และการตัดออก” Zhao Huilong เลขาธิการคณะกรรมการของ Shanxi Hainuo ยอมรับ

ในปี 2558 Shanxi Hainuo ประสบความสำเร็จในการผลิตจำนวนมากของไมโครสเฟียร์กลวง ซึ่งถูกส่งไปยังฐานปฏิบัติการน้ำมันนอกชายฝั่งของ China National Offshore Oil Corporation (CNOOC) ทันทีในบริเวณน้ำตื้น ปริมาณการจัดหาเพิ่มขึ้นทุกปีจาก 80 ตันในระหว่างระยะทดลองเป็นหลายร้อยและหลายพันตัน โดยขยายให้ครอบคลุมช่วงการปฏิบัติงานด้านความลึกของน้ำทั้งหมด จนถึงขณะนี้ Shanxi Hainuo ได้จัดหาไมโครสเฟียร์กลวงมากกว่า 10,000 ตัน ซึ่งทำให้สามารถจัดหาไมโครสเฟียร์แก้วกลวงเฉพาะทางของ CNOOC ได้ 100 เปอร์เซ็นต์สำหรับการดำเนินการประสานซีเมนต์

“ไมโครสเฟียร์กลวงที่เราผลิตนั้นทัดเทียมกับผลิตภัณฑ์จากต่างประเทศในแง่ของประสิทธิภาพ แต่มีราคาเพียงหนึ่งในสามของราคานำเข้า” Shen Pengzhan กล่าว “ที่สำคัญกว่านั้น เราประสบความสำเร็จในการควบคุมเทคโนโลยีหลักในด้านวัสดุประสานน้ำมันนอกชายฝั่งอย่างเป็นอิสระ”

การทดลองนับหมื่นครั้งเพื่อแก้ปัญหาความท้าทายทางอุตสาหกรรม

ในเดือนตุลาคม 2023 สมาพันธ์อุตสาหกรรมปิโตรเลียมและเคมีแห่งชาติของจีนได้รับรองว่า 'เทคโนโลยีทางวิศวกรรมและการประยุกต์ใช้ไมโครสเฟียร์แก้วกลวงสำหรับการประสานน้ำมันนอกชายฝั่ง' ของซานซี ไห่โน ก้าวขึ้นสู่ระดับชั้นนำระดับนานาชาติ

เนื่องจากเป็นวัสดุประสิทธิภาพสูงสำหรับการประสานน้ำมันนอกชายฝั่ง การผลิตไมโครสเฟียร์แก้วกลวงในระดับอุตสาหกรรมจึงไม่ใช่เรื่องง่าย “เมื่อเราเข้าสู่สาขานี้ เราเผชิญกับภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกจากการคว่ำบาตรเทคโนโลยีจากต่างประเทศ และการขาดแคลนแบบอย่างในประเทศสำหรับอุตสาหกรรม เราพบว่าตัวเองอยู่ในสถานการณ์ที่ 'ห้ามสามประการ': ไม่มีภาพวาดทางเทคนิค ไม่มีอุปกรณ์สำเร็จรูป และไม่มีพรสวรรค์เฉพาะทาง” Shen Pengzhan เล่า เขาให้ทุนสนับสนุนการจัดตั้งทีมวิจัยและพัฒนา โดยเริ่มจากการทดลองขนาด 5 กิโลกรัมเพื่อกำหนดกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม

ในปี 2009 ที่โรงงาน Shanxi Hainuo ที่อยู่ลึกเข้าไปในเทือกเขา Taihang ทีมวิจัยและพัฒนาได้ผสมวัตถุดิบ เช่น ซิลิคอนไดออกไซด์ลงในสารละลาย และหลังจากผ่านกระบวนการต่างๆ รวมถึงการบด การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน และการเผา ก็ได้รอการสร้างไมโครสเฟียร์กลวง เมื่อเตาหลอมทรงกลมที่อุณหภูมิสูงถูกยิงครั้งแรกแล้วทำให้เย็นลง ผลลัพธ์ที่ได้คือกองไมโครสเฟียร์แก้วที่เป็นของแข็งหรือจับตัวเป็นก้อน “การเปลี่ยนจากการทดลองไปสู่การผลิตเชิงอุตสาหกรรม การแปลการวิจัยไปสู่ผลลัพธ์เชิงปฏิบัตินั้นไม่ง่ายไปกว่าการวิจัยเชิงทฤษฎี” Shen Pengzhan กล่าว “แม้แต่การเบี่ยงเบนเพียงเล็กน้อยในอัตราส่วนของวัตถุดิบสำหรับไมโครสเฟียร์กลวงก็อาจส่งผลให้ได้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่แตกต่างกันอย่างมากมาย หากอุณหภูมิการเผาผนึกสูงขึ้นเพียงไม่กี่องศาเซลเซียส โครงสร้างกลวงก็อาจพังทลายลงได้”

กองสมุดบันทึกสีเหลืองที่บรรจุข้อมูลการทดลองพุ่งสูงขึ้น ในขณะที่กองผลิตภัณฑ์ที่บกพร่องก็ชั่งน้ำหนักสุราอย่างหนัก ด้วยการทดลองซ้ำและการปรับพารามิเตอร์ - ดำเนินไปจากการทดลองขนาดเล็กไปจนถึงขนาดใหญ่และความพยายามลองผิดลองถูกนับหมื่นครั้ง - ทีมงาน R&D ผ่านการทำงานหนักอย่างเต็มที่ ระบุข้อมูลและกระบวนการสำคัญทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการผลิตไมโครสเฟียร์กลวงทางอุตสาหกรรมภายในปี 2555: การเตรียมสารละลายวัตถุดิบที่มีหลายองค์ประกอบ สร้างวัตถุสีเขียวผ่านการพ่นละอองที่มีความแม่นยำ จากนั้นจึงเสริมกำลังให้เป็นเม็ดบีดในทันทีโดยใช้เปลวไฟที่มีอุณหภูมิสูง

อย่างไรก็ตามความก้าวหน้าในกระบวนการผลิตเป็นเพียงก้าวแรกเท่านั้น อุปกรณ์พิเศษหลายสิบชิ้นที่จำเป็นสำหรับการผลิตไมโครบีดกลวงไม่มีจำหน่ายในประเทศจีนในขณะนั้น ทุกอย่างตั้งแต่อุปกรณ์อบแห้งไปจนถึงเตาอัดเม็ดหลักต้องได้รับการพัฒนาภายในบริษัท สำหรับเครื่องอบผ้าสั่งทำพิเศษเครื่องเดียว ทีม R&D เดินทางไปมณฑลเจียงซู โดยทำงานร่วมกับช่างเทคนิคของผู้ผลิตเพื่อปรับปรุงต้นแบบหกหรือเจ็ดครั้งก่อนที่จะประสบความสำเร็จ “เนื่องจากเป็นอุปกรณ์หลัก เตาอัดเม็ดจึงต้องสามารถควบคุมเปลวไฟในช่วง 600–1,000 °C ได้อย่างแม่นยำ เพื่อให้แน่ใจว่าไมโครบีดกลวงจะผ่านเปลวไฟได้อย่างสม่ำเสมอ” Zhao Huilong กล่าว “เราร่างพิมพ์เขียวการออกแบบและแนะนำผู้ผลิตในภาคใต้ตลอดกระบวนการผลิต ซึ่งต้องใช้เวลาแก้ไขหลายสิบรอบก่อนที่เราจะผลิตเตาเผาที่ตรงตามข้อกำหนดของเราในที่สุด”

Shanxi Haino เริ่มต้นจากศูนย์และค่อยๆ ขยายขนาดจากการทดลองขนาด 5 กิโลกรัมไปเป็นการทดลองขนาดเล็กที่เกี่ยวข้องกับน้ำหนักหลายร้อยกิโลกรัม จากนั้นจึงไปสู่การทดลองนำร่องในระดับตัน โดยใช้แนวทาง "การขยายขนาดทีละขั้นตอน" เพื่อรับมือกับความท้าทายต่างๆ เช่น การปรับอุปกรณ์สำหรับไมโครสเฟียร์กลวงและกระบวนการรักษาเสถียรภาพทีละขั้นตอน ในปี 2558 ซานซี ไห่โน ได้ก่อตั้งสายการผลิตเชิงอุตสาหกรรมแห่งแรกของจีน และในปี 2566 บริษัทได้สร้างสายการผลิตขนาด 10,000 เมตริกตันเพียงแห่งเดียวของประเทศแล้วเสร็จ

ก้าวเข้าสู่มหาสมุทรสีน้ำเงินของแอปพลิเคชั่นไมโครสเฟียร์กลวง

“นิคมอุตสาหกรรมวัสดุใหม่ Hollow Microspheres ประสิทธิภาพสูง Hainuo ที่เรากำลังก่อสร้างในเขตพัฒนาเศรษฐกิจ Gaoping มณฑลซานซี ได้ถูกรวมอยู่ในรายชื่อโครงการระดับมณฑลที่สำคัญของมณฑลซานซีในปีนี้ ด้วยความช่วยเหลือจากหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง ที่ดินสำหรับโครงการนี้จึงได้รับการคุ้มครอง ขณะนี้ เรากำลังสรุปขั้นตอนเบื้องต้น เช่น การประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและการประเมินประสิทธิภาพพลังงาน และการก่อสร้างจะเริ่มในเร็วๆ นี้” Zhao Huilong กล่าว

ในปีนี้ Shanxi Hainuo กำลังลงทุน 750 ล้านหยวนในการก่อสร้างสวนอุตสาหกรรม ซึ่งมีกำลังการผลิตตามที่ออกแบบไว้ที่ 30,000 ตัน และคาดว่าจะแล้วเสร็จและจะเริ่มดำเนินการในปีหน้า “กำลังการผลิตประจำปีของเราในปัจจุบันอยู่ที่ 15,000 ตัน ด้วยการเพิ่ม 30,000 ตัน สวนอุตสาหกรรมนี้จะกลายเป็นฐานการผลิตอัจฉริยะที่ใหญ่ที่สุดในโลกสำหรับไมโครสเฟียร์กลวง” Zhao Huilong กล่าว เขาเสริมว่าเมื่อสวนอุตสาหกรรมเสร็จสมบูรณ์แล้ว ไมโครสเฟียร์กลวงจะไม่เพียงแต่ใช้ในการสกัดน้ำมันเท่านั้น แต่ยังถูกคาดหวังให้นำไปใช้ในภาคส่วนต่าง ๆ เช่น การบินและอวกาศและอิเล็กทรอนิกส์อีกด้วย

ด้วยเหตุนี้ Shanxi Hainuo จึงได้สร้างกรอบการวิจัยและพัฒนาที่ประกอบด้วย "พันธมิตร – สถาบันวิจัย – ศูนย์วิศวกรรม – เวิร์กสเตชัน" ซึ่งสร้างเมทริกซ์แอปพลิเคชันด้านอุตสาหกรรม สถาบันการศึกษา การวิจัย และการประยุกต์ใช้ที่ครอบคลุม ครอบคลุมการวิจัยขั้นพื้นฐาน การเปลี่ยนแปลงทางวิศวกรรม และการสนับสนุนทางอุตสาหกรรม ซึ่งจะทำให้นวัตกรรมในการวิจัยและพัฒนาแบบกลวงไมโครสเฟียร์ก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง

ไมโครสเฟียร์กลวงของ Shanxi Hainuo กำลังขยายไปสู่สาขาต่างๆ เช่น ปัญญาประดิษฐ์ เซมิคอนดักเตอร์ เศรษฐกิจในพื้นที่ต่ำ และการก่อสร้างที่ทันสมัย “เรายังพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่อีก 9 รายการซึ่งเปิดตัวในตลาด ได้แก่ วัสดุลอยตัวที่เป็นของแข็งของไมโครสเฟียร์กลวง วัสดุคอมโพสิตคล้ายโพลียูรีเทนที่แปรรูปจากไม้ได้ และไมโครสเฟียร์แก้วกลวงประสิทธิภาพสูงที่มีขนาดอนุภาคต่ำและค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำ ซึ่งออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการใช้งาน 5G” Shen Pengzhan กล่าว เขาเสริมว่าผลิตภัณฑ์หลายอย่างได้รับการตรวจสอบสำหรับการใช้งานขนาดใหญ่โดยองค์กรชั้นนำในหลายภาคส่วน ซึ่งให้บริการลูกค้าโดยตรง เช่น BYD และ China Aerospace Science and Industry Corporation

Shanxi Haino เป็นองค์กร 'Little Giant' 'เฉพาะทาง กลั่นกรอง มีเอกลักษณ์ และสร้างสรรค์' (SRUI) ระดับรัฐ โดยเชี่ยวชาญด้านการผลิตไมโครสเฟียร์กลวง โดยมีเป้าหมายในการ 'ก้าวขึ้นเป็นองค์กรชั้นนำของโลกในด้านวัสดุใหม่ระดับไมโครสเฟียร์' Shen Pengzhan กล่าวว่า "เราตั้งใจที่จะเพิ่มพูนความเชี่ยวชาญของเราในด้านวัสดุใหม่แบบไมโครสเฟียร์กลวงต่อไป ซึ่งจะเป็นการวางรากฐานที่มั่นคงของวัสดุใหม่เพื่อความปลอดภัยของอุตสาหกรรมเชิงกลยุทธ์ของประเทศ"

ที่มา: วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีรายวัน