◎ 科技日报记者 符晓波
含氟材料广泛应用于制冷、发泡、工业清洗等领域，是现代产业不可或缺的关键基础材料，但部分含氟产品带来的环境问题仍待破解，绿色替代技术正加速推进。
坐落于福建泉州泉港石化园区的泉州宇极新材料科技有限公司（以下简称“泉州宇极”），有这样一支科研团队，他们深耕氟化工近40年，率先提出以“零臭氧消耗、低温室效应、零降解三氟乙酸”为目标的第五代ODS替代物完整技术理念，成功合成出系列环境友好型含氟新材料，并实现量产。8月5日，该企业完成由福建省工业控股集团旗下基金领投的超亿元战略融资，资金将重点投向新一代含氟新材料的研发、放大与市场落地。
泉州宇极新材料科技有限公司鸟瞰图。
“我们追求的绝非化学品的简单替换，而是建立从原创分子、生产工艺、应用技术到环境评价的完整自主技术体系。”泉州宇极创始人、首席科学家权恒道说，对于我国氟化工产业而言，这也是从跟随开发迈向自主原创的重要一步。
重塑分子破解含氟材料降解难题
近年来，含氟材料已成为全球广泛关注的持久性污染物。如何规避污染？泉州宇极研发团队在大量实验与行业研究中，敏锐捕捉到现有含氟材料的局限，决心从源头寻找新的技术路线。
氟是地球上最“难管”的非金属元素之一，电负性最强，化学性质最活泼。“我们的研发，本质上就是‘驯化’它。”该公司研发工程师薛马晨博士介绍，传统含氟材料的改良，大多是在已有的成熟分子框架上“修修补补”，而团队则换了一套全新的思路——不从现成化学品出发，而是从微观源头做分子设计。
借助分子模拟与量子化学计算，针对成千上万种分子结构进行多维筛选，并把是否生成三氟乙酸作为重要评价条件，筛选出系列化学分子。
宇极纯化车间。
纸上完成设计只是第一步，要想把理论分子变成现实产品，离不开氟化物催化技术的支撑。团队通过定向开发过程催化剂，反复调控反应条件，成功实现系列性质稳定、适配工业化应用有机氟新材料的合成。从理论分子模型到实验室小试，再到跨越工程放大的“死亡之谷”，每一步都布满技术难关。
2024年4月，该团队首次对外宣布，打通第五代ODS替代物从计算筛选、实验合成到工程放大、应用验证的完整技术链条。相关产品由单一品种逐步拓展为系列氟化产品，覆盖制冷、发泡、清洗等多个应用领域。
率先定义下一代绿色标准
基于完整的原创技术体系，泉州宇极三项核心技术成果——“环境友好型含氟绝缘气体的催化合成技术及应用”“环境友好型含氟电子气体的催化合成及应用技术”“新型氯氟烃替代物催化合成关键技术及应用”先后通过中国石油和化学工业联合会组织的专家鉴定，整体技术水平达到国际领先水平。
一代破坏臭氧层、二代残留臭氧损伤、三代加剧温室效应、四代虽实现了大幅减碳但降解生成三氟乙酸……长期以来，全球含氟材料历经四轮技术迭代，始终无法彻底解决环保问题。这种物质留存时间久、容易随水体到处扩散。“我们提出的第五代技术路线一次性解决了臭氧层破坏、高温室效应、降解产生持久性有毒污染物三大难题，一次性补齐了前四代产品的全部环保缺陷。”泉州宇极副总经理郭勤说。
宇极洁净间。
过去数十年，消耗臭氧层物质替代品的分子设计、专利布局、行业标准大多由欧美、日本等企业主导，我国虽是全球氟化物生产大国，但在前几代技术迭代中长期处于跟随制造阶段。郭勤表示，如今，团队主动站上国际舞台，积极倡议新一代含氟材料技术路线与行业新标准，“从源头避免三氟乙酸”的中国技术理念正受到越来越多科研机构、行业组织及企业的关注。
“我们希望以全生命周期环境表现重新定义下一代含氟产品的价值标尺，让绿色理念贯穿分子设计、生产制造、应用验证和环境评价的全链条。”泉州宇极董事长贾晓卿说，下一步，公司将持续加大研发投入，深化与国内外科研机构、产业链伙伴的协同合作，加快推动具有自主知识产权的第五代产品实现规模化应用，为全球客户提供更具可持续性的产品与解决方案。
来源：科技日报 图片由受访者提供