中国制造“膜法”领先世界

赛博科技 2022-11-08 16:01

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Part.1

“世卫组织健康水6条”，是目前市面上流传最广的健康饮水标准。

它包括“水体洁净度、矿物质和微生物含量、PH值、水分子团、溶解氧含量、硬度”六个方面，经常出现在净水产品、品牌或相关专家援引的权威背书中。

然而，这个看起来很科学、所有人都深信不疑的标准体系，却早在十几年前就被证实是伪造的。

2008年，一净水机品牌的宣传册上出现了“世界卫生组织提出健康饮用水必须符合6个条件”的字样，消费者遂委托健康日报查证，而世卫组织驻中国代表处给出的答复是：从未颁布过这个标准。

事后，该品牌方承认：“这个宣传资料，是从网上抄下来的”。他们甚至“特别考察了这个消息的真实程度”，看了很多媒体都进行过转载，才决定使用，觉得“这么多家媒体都报道了，应该不会是一个假消息”。

广泛的群众基础，使这套标准无法被真正杀死。它在无数品牌和专家的传播中继续存活，直到今天。而由于长时间的市场误导，致使消费者对健康水的认知可能都是错的。

那么问题来了，在各种功能水、保健水横行的净水机市场，健康好水的标准真的存在吗？

2012年，专业的高端厨电领导品牌方太启动了以还原天然好水为目标的 “H”项目，试图通过一个个试验市面上的产品，回答上述问题。

与之并行的，还有对25个典型水质城市的实地探访，对30多位权威专家求教，以及向国内外十几所科研机构力求合作。

这样的学习、求索、试错前前后后进行了三年，最终，项目组得出的答案非常明确——

既要滤尽水中的重金属等有害物质，又要保留对人体有益的矿物质和微量元素，只有同时满足这两个条件，才是真正的健康好水。

彼时，在厨电领域独领风骚的方太，对水处理这块自身全无接触的领域，还没有清晰的概念。

Part.2

明确标准的下一步，就是在技术上寻求突破，在净水领域，关键就是找到合适的膜材料。

直到今天，国内大部分主流净水机采用的膜材料，都是陶氏等外企的专利。引入一条膜产线，国内企业需要投入动辄千万美元成本，利润的大头都被外企瓜分。

但即便花费不菲，企业引进到国内的技术却也不是行业最先进，而是别人用剩下的。因为，技术差的存在可以帮助外企攫取更多利润。

这种环境下，出发前往全世界寻找膜材料方案的方太，碰了不少壁。当方太的工程师去参观别人的高端膜工厂时，只能隔着玻璃远远的看着；当方太向日本、荷兰等国企业寻求技术合作时，得到的答复也是“不可能”……

最终，跑遍全球，方太也没有找到一项能还原天然好水的净化技术。项目组焦急万分，此前光是确定标准就花了三年，如今研发没有头绪，不等于前功尽弃吗？

此时，方太董事长茅忠群给项目组打气：“水是要人喝的，一定要慎重一点，千万别赶时间。我都不急，你们急什么？”

在他的支持下，项目组另谋出路，把目光转向国内。2015年底，方太终于在一高校实验室发现，以聚砜/聚醚砜这种高分子材料为原料制成一根根膜丝，能够满足方太的净水需求。

然而，一颗胚芽要长成大树并结出果实，还要经历漫长的过程。把方案搬进实验室后，方太50多位研发人员的任务，是建立了每根膜丝的“ID标识”系统。

具体而言，“沙子”和“铁”在微观层面的区别，除了原子核不同，外围的电子稳定性也十分迥异。

而方太的目标是，通过膜丝横截面上分布着上千亿个负电荷，吸附重金属离子外围活跃的电子，同时让结构比较稳定的矿物离子顺利通过。

经过反复实验，2016年9月，第一根能够滤除水中重金属、保留有益矿物质的膜丝终于诞生。它能像光谱对各种波长的光选择性吸收一般，对各种结构的离子选择性过滤，被方太命名为“NSP选择性过滤技术”。

相较目前市面上“保留矿物质，就过滤不了重金属，或者滤除重金属，就保留不了矿物质的”主流净水技术，NSP真正做到了兼顾“洁净”和“功能”。

2017年11月23日，中国工程院院士高从堦、膜法水处理技术创新领域带头人张宏伟，中国膜工业协会首席顾问尤金德，中国陆军军医大学环境卫生学教研主任舒为群等水领域一线专家聚集一堂，对NSP选择性过滤技术进行验收。

在验收会上，净水膜色谱材料研究与开发项目联合验收组给出的评价是：“这项技术成果意义重大，一是体现了中国家电企业自己拥有了研发尖端净水技术的能力，净化效果不低于国际领先水平且更加有益人体健康；二是这项技术具备实际应用价值，建议进一步加快成果转化、推广及规模化应用。”

然而，得到顶级专家一致认可的方太来不及高兴，因为它的面前，又钻出了一只名叫“量产转化”的拦路虎。

Part.3

别小看量产转化，事实上，我国的科研机构和院校在国际期刊上发表的论文和申请的专利并不少，但直到2019年，我国高校科技成果转化率却只有8.1%。

一项新技术再好，如果不能从实验室走向车间，实现稳定量产，就还是纸上谈兵。

对于方太来说，量产的关键是膜丝在不同环境下均能稳定实现选择性过滤，但实验显示，一旦投入量产，膜丝的重金属去除率、有机物溶出、低温耐受性等指标都在经受严峻挑战。

而这一次，不需要茅忠群打气，项目成员自发把铺盖搬到了实验室。抱着“H”项目如果不能落地开花，对自己的职业生涯也无法交待的心情，项目组再次开启攻坚模式。

此后3年中，方太对膜丝配方和工艺参数进行了430多次改进，用掉了2000公斤原材料，纺制的膜丝甚至可以绕地球一圈，终于让膜丝的重金属滤除率稳定在99%以上，有机物溶出低于国标，在零下20度的环境中，也依然耐受。

值得一提的是，为了用一代产品解决未来可能遇到的所有问题，方太还发动员工试用一代产品，从用户使用体验各个维度，改进升级。这也是为什么，方太净水机一上市就是第二代。

2019年，耗时8年的方太净水机终于翻越了从实验室到量产之间的大山，正式上市。

据国家海水及苦咸水利用产品质量监督检验中心、中国科学院宁波材料所的检测报告显示，该净水机对铅、镉、铬、砷的去除率均达到了与反渗透净水机相同的水平，而独创的膜色谱滤芯对钙、镁、钠等常量元素几乎无截留，从而真正起到高效滤除重金属的同时又适当保留有益矿物质的功能。

回顾过去十年，有无数个节点，方太的净水机项目都极有可能夭折，但它坚持了下来。

研发团队的工程师回忆说：“刚开始研发膜技术时，大家还很乐观，觉得技术再难，撑死3-4年，怎么也能见到东西了，但谁也没想到一晃就8年，才瓜熟蒂落。这8年，就是在希望、迷茫、绝望情绪里不断循环，每个阶段都有难以想象的困难。”

然而，如此艰辛的开发历程，“H”项目组核心成员没有一人离职。

一定程度上，这得益于方太创始人的初心和格局：“我们要从消费者出发，做别人不能做或者不愿意做的事情，无愧做美善产品的初心！”

一线工程师有了施展抱负的良好平台，上下一致始终追求“独特、高定、领先”，心往一处想，劲往一处使，中国净水行业之间的空白才有可能填补，中国制造净水“膜”法才有机会领先世界。

如今，方太依然保持持续迭代，升级材料配方，提升净水机性能。相信随着“NSP选择性过滤技术”的逐渐成熟，未来其也将成为整个净水行业的升级动力。

2022年4月21日，方太牵头制定了行业首部“选择性过滤”净水技术标准，为消费者提供科学，同时规范行业发展，可以看出，对这一技术的普及应用已经提上日程。

纵观方太的净水膜材研发历程，还可得出一个结论，即材料是一切工业产业的物质基础，材料技术不发达，产业链难言升级，甚至有可能受制于人。

好在像方太一样注重研发的创新企业，也正在成为国家科研组织活动的重要组成部分。

靠近市场的有利位置、规模化生产的需求以及资金实力等优势，使其在技术突围中扮演着越来越关键的作用，并成为保障国家工业生产、人民安居生活的坚强后盾。

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