今年以來，國內正在大力普及新冠疫情疫苗接種工作。疫情發(fā)生到現在，我們一直關注著疫苗上市的進展。但是盡管疫苗研制成功，沒有足夠多的瓶子裝疫苗，我們又怎么能被接種呢？

早期，國內醫(yī)藥企業(yè)生產的藥物以藥劑為主，醫(yī)藥包裝材料較為簡單，以棕色玻璃瓶、草板紙盒以及部分直頸安瓿為主。但是疫苗，作為高端生物制劑需要更匹配的包裝品——5.0中性硼硅藥用玻璃。

5.0中硼硅玻璃在耐水性、耐酸耐堿性、抗冷凍性、熱穩(wěn)定性、灌裝速度等方面都遠優(yōu)于7.0低硼硅玻璃，不易因藥品浸泡、侵蝕而產生“脫片”現象，與其他藥用玻璃瓶相比，在確保藥品質量方面具有不可比擬的優(yōu)越性，是國際公認的安全藥用包材。

《中國藥用玻璃包裝深度調研與投資戰(zhàn)略報告(2019版)》顯示，2018年，國內藥用玻璃市場上，中硼硅玻璃使用量僅占7%-8%。而在美國、歐洲等成熟市場中，均已經強制要求所有注射制劑和生物制劑使用中硼硅玻璃包裝。

長期以來，國內疫苗包裝用中性硼硅藥用玻璃被國外企業(yè)壟斷。為什么會這樣？還是因為核心技術沒有掌握在自己人手中！盡管它的主要成分僅是普普通通的石英砂（二氧化硅），但其制備工藝可是具有極高的技術壁壘。

什么是5.0藥用玻璃?還是中性的？

藥用中性玻璃即通常所稱的Ⅰ類玻璃，也稱為5.0玻璃或甲級料，可以說是最好的藥用玻璃。

我國部分藥廠為了將藥品出口到歐美國家，不得不高價從國外進口5.0中性硼硅藥用玻璃管及玻璃瓶。

中性硼硅藥用玻璃制備工藝究竟難在哪？

玻璃的醫(yī)用中性硼硅的主要成分為石英砂、氧化鋁、氧化硼、氧化鈉/鉀、氧化鋇/鎂/鈣。

玻璃的主要成分是耐水性能很好的石英。制備的過程中需要用到改變玻璃熔點的二氧化硅，但由于高純度二氧化硅熔點高達約2000℃，而且價格也高，所以通過添加鈉、鈣等較常見的網絡改性劑調節(jié)。問題又來了，網絡改性劑會和水中氫離子交換，降低玻璃的耐水性能，所以又要加點硼和鋁來加強玻璃結構，讓熔化溫度上升，提高玻璃的耐水性。

所以，從成分上看，5.0藥用玻璃制備過程中，二氧化硅、氧化鋁、氧化硼、氧化鈉/鉀、氧化鋇/鎂/鈣的比例就很關鍵，不過這這也不是什么秘密，二氧化硅含量約為72~75%，氧化硼約10%，氧化鋁5~7%，氧化鈉/鉀6-9%，氧化鋇/鎂/鈣1-3。

因為硼的含量大于10%，氧化鋁含量接近7%，所以面臨著黏度大、熔化溫度較高等問題，同時由于成型時對玻璃管的尺寸公差要求非常高，因此對玻璃的氣泡含量、玻璃熔體的化學均勻性、溫度均勻性都比普通玻璃要求高很多。

國外怎么解決的？

國外采用全氧燃燒同時輔助電助熔工藝進行熔化作業(yè)，再輔助于復合澄清劑，所以采用的爐子也多為全氧電助熔爐，爐子的規(guī)模多在10～30噸/天左右。

中國建材集團所屬凱盛科技集團有限公司，充分發(fā)揮中建材蚌埠玻璃工業(yè)設計研究院的科研和技術實力，采用“全氧燃燒+電助熔”的熔化工藝，并在設備關鍵部位大量采用貴金屬鉑金，通過3年時間聯(lián)合攻關，在凱盛君恒生產線上，最終成功攻克了高品質熔化、高精度成型等核心難題，解決了中性硼硅玻璃管生產中玻璃液不易澄清和高質量成形難度大的問題，并將此技術實現產業(yè)化應用，在國內首次使用國際認可的丹納法拉管成型工藝，每年可以生產5000噸5.0中性硼硅藥用玻璃。

凱盛君恒5.0中性硼硅藥用玻璃生產線

“全氧燃燒”技術是用工業(yè)氧氣代替空氣來燃燒燃料，可以使燃料燃燒更加完全，減少NOx的排放，還達到凈化環(huán)境的要求。再加上用丹納拉管法能拉制精度較好的，外徑為2~70mm，壁厚為0.4~3.0mm的玻璃管。

早在2019年，中國建材集團、凱盛科技就已經投資建設中建材5.0中性硼硅藥玻璃產業(yè)園項目，投資金額高達10億元，規(guī)劃占地200畝。

現在，國產5.0中性硼硅藥用玻璃產品質量通過權威檢驗機構檢測，理化性能與加工性能也都達到國外同類產品標準。

除了疫苗瓶，我們的玻璃在抗疫初期更是發(fā)揮了“精準”的作用。

疫情期間，宅家辦公的打工人還記得每天需要向公司匯報當日測量體溫嗎？

機場口岸、地鐵、車站、碼頭、醫(yī)院、住宅小區(qū)、企事業(yè)單位，主要進入公共場合都需要接受體溫檢測。

在人群密集的地方，已經不需要排隊測溫是怎么做到的？這個屏幕大家一定不會陌生。

從一個一個接受體溫計測溫，到可以迅速通過安檢大門，能如此高效地測溫都歸功于以硫系玻璃為基礎的紅外鏡頭。

沒錯，這也是中國建材集團所屬中國建材總院的功勞。

中國建材總院采用了特種玻璃——硫系玻璃作為紅外鏡頭的鏡片。

玻璃院紅外鏡頭和硫系紅外玻璃的研發(fā)及生產

硫系玻璃的主要成分是硫族元素S、Se和Te中的一種或幾種，對8~12微米紅外波段具有高透過率，可以快速和精確地測量人體溫度，測溫范圍-20℃~+120℃，測溫精度達到±0.3℃。

紅外鏡頭可以對過檢人員進行多點體溫探測，無需近距離接觸，只需間隔3米~4米即可對過往人群進行準確高效篩查。

并且通過熱像儀探測極微小溫差，將溫差轉換成實時視頻圖像顯示出來，發(fā)現體溫高時立即報警，快速、安全識別發(fā)熱人群。

這是怎么做到的？

紅外測溫設備是以紅外熱成像技術為原理打造的，鏡頭最前端的硫系玻璃通過光學系統(tǒng)把肉眼不可見的目標物體輻射出的紅外能量匯聚起來，聚焦在光電探測器上，并轉變?yōu)橄鄳碾娦盘?，再經電路運算處理電路后，換算轉變?yōu)楸粶y目標的線性的溫度信號值，實現進一步的信號處理及控制。

顯示屏上紅紅綠綠的信號就是這么出來的。

去年，中國建材集團旗下凱盛科技聯(lián)合蚌埠院開發(fā)出全流程化30微米至70微米的超薄柔性可折疊玻璃（UTG，Ultra Thin Glass）。

可以折疊的玻璃？

對！這是我國在玻璃新材料領域的又一項“卡脖子”關鍵技術，還是國內唯一全國產化UTG產業(yè)鏈。

2019年之后，眾多終端廠商都在向折疊領域投巨資開發(fā)新產品，比如折疊屏手機。

但是2019年11月發(fā)布的三星 Galaxy Fold折疊屏采用的是CPI膜片。

CPI指的是ColorlessPolyimide，學名無色聚酰亞胺，簡稱透明PI膜，它屬于一種工程塑料。

CPI膜片的機械性能較強，并且可以耐高溫，加上生產難度不高，便于控制成本等優(yōu)勢都抵不過在實際操作中會出現的問題。不耐刮、防護性差、表面硬度不足，甚至能活生生地把屏幕撕下來。

沒辦法，國產柔性玻璃這會兒還沒研發(fā)出來。

所以，華為 Mate X、摩托羅拉 Razr 5G、華為 Mate X2以及小米MIX FOLD等等，還是采用了CPI柔性折疊蓋板。

對比CPI材質，UTG基于玻璃的特性，透光率更高、觸摸感也更接近用戶使用過的傳統(tǒng)手機，并且在硬度上也更高，更加耐磨耐熱。

柔性玻璃的厚度在30-70微米，這是個什么概念？

普通人一根頭發(fā)絲的直徑大概在60～90微米。60微米以下可以劃分為細發(fā)，90微米以上是粗發(fā)。柔性玻璃的厚度比普通人的頭發(fā)還要薄二分之一，彎折后的半徑能達到小于1.5毫米。

0.12毫米超薄電子觸控玻璃

玻璃易碎是人們的普遍常識，但柔性玻璃已經實現了連續(xù)90萬次彎折都不會有破損。 

超薄柔性玻璃具備超薄、耐磨、透光性好、強度高、可彎折、回彈性好等特性，被認為是柔性折疊材料在新型顯示應用上的重要發(fā)展方向。

這么薄的玻璃是怎么生產出來的？

在此之前，世界上最薄的0.12毫米超薄玻璃是中國建材集團凱盛科技在2018年生產的。到了2019年，凱盛科技充分發(fā)揮整合旗下蚌埠院、中建材（蚌埠）光電材料有限公司、凱盛科技股份有限公司等企業(yè)優(yōu)勢，成功開發(fā)出國內唯一全國產化的“原片配方開發(fā)、原片生產、UTG 減薄、UTG 成型、柔性貼合”全套超薄柔性玻璃生產工藝技術，形成了全國產化超薄柔性玻璃產業(yè)鏈，突破了信息顯示關鍵材料“卡脖子”技術，打破了國外壟斷。2021年2月，在超薄柔性玻璃產品的良品率和彎折半徑上持續(xù)突破，實現30微米彎折半徑小于1毫米。 

除了超薄柔性玻璃外，中國建材還有一項令世人矚目的重量級成果。 

2019年9月18日，中建材蚌埠玻璃工業(yè)設計研究院自主研發(fā)的中國首片8.5代TFT液晶玻璃基板在安徽蚌埠下線，從點火投產到成功引板僅用70天，創(chuàng)造了自主生產高世代液晶玻璃基板的“中國速度”。 

玻璃基板是一種表面極其平整的浮法生產薄玻璃片，是構成液晶顯示器件的一個基本部件。

TFT液晶玻璃基板是液晶顯示面板核心部件，是電子信息顯示產業(yè)的關鍵材料，其生產控制精度與半導體行業(yè)相當，代表著目前全球現代玻璃規(guī)模化制造領域的最高水平。 

8.5代TFT-LCD玻璃基板生產線薄膜光伏建筑一體化應用示范項目

8.5代玻璃基板是65英寸以上大尺寸液晶電視顯示面板的核心部件，被譽為信息顯示玻璃行業(yè)“皇冠上的明珠”。長期以來，大尺寸液晶顯示所需的8.5代TFT液晶玻璃基板核心技術完全被國外壟斷，成為我國顯示產業(yè)發(fā)展的“卡脖子”難題。 

目前中國建材集團8.5代玻璃基板相關產品獲得市場認可，通過國內主流面板廠商的全流程梯度應用認證，成功導入大尺寸顯示產業(yè)鏈，為我國千億級信息顯示產業(yè)“固鏈、補鏈、強鏈”，滿足我國液晶顯示產業(yè)對基板玻璃的巨大需求發(fā)揮了重大作用。 

8.5代TFT-LCD玻璃基板產品實現工業(yè)化生產，使我國成為繼美日之后第三個掌握高世代TFT-LCD玻璃基板生產技術的國家，這對全面提升我國電子玻璃在國際市場的主動權與話語權，保障我國信息顯示產業(yè)安全意義深遠。
除了應用于手機、平板電腦、液晶電視、工控屏等終端顯示產品的超薄觸控玻璃，中國建材還有ITO導電膜玻璃、高鋁蓋板玻璃等，這些都統(tǒng)稱為電子顯示玻璃。

中國建材通過對平板玻璃進行各種物理和化學處理，以及與其他材料進行結構組合，形成具有新功能的深加工玻璃。從源頭上保障了中國信息顯示產業(yè)鏈安全，打破國外壟斷。

除了身邊的特殊玻璃，在遙遠的外太空也有中建材玻璃的身影。

2020年6月23日，中國建材集團所屬中國建材總院玻纖院研制的星載氫原子鐘用高穩(wěn)定性復合微孔準直玻璃材料再一次被搭載應用。

我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第五十五顆導航衛(wèi)星，暨北斗三號最后一顆全球組網衛(wèi)星。

導航的核心是時間測量。時間測量越精密，位置計算就越精確。

導航衛(wèi)星上面，原子鐘也是一個命門。如果原子鐘不準，整個時空基準就談不上了。

從北斗三號開始，我們開始用自己研發(fā)的原子鐘。但是地面的原子鐘要搬到衛(wèi)星上，面臨的問題非常非常多。首先，原子鐘體積和重量一定不能做得特別大；其次，原子鐘需要面對太空間輻照、熱環(huán)境、復雜的力學環(huán)境等。

為了提高服務的精度及衛(wèi)星在軌服務的可靠性，北斗三號衛(wèi)星還采取了多項可靠性措施，使衛(wèi)星的設計壽命達到12年，達到國際導航衛(wèi)星的先進水平，這為北斗系統(tǒng)服務的連續(xù)、穩(wěn)定提供了基礎保證。

其中，中國建材總院玻纖院研制的新型高穩(wěn)定性復合微孔準直玻璃材料，就是為了提高氫原子鐘的穩(wěn)定性、可靠性和使用壽命，被稱為星載原子鐘上的“毛細管”。

除了復合微孔準直玻璃材料，還有耐輻照石英玻璃。由石英與特種玻璃研究院自主研制的耐輻照石英玻璃，是姿態(tài)控制系統(tǒng)的核心光學材料，幫助衛(wèi)星精確測量其在宇宙中的方位。

耐輻照石英玻璃的功能和它的名字一樣，能耐宇宙射線輻照、過濾紫外線、抗熱沖擊等。

其實，歲月靜好的生活背后，是一個個強大的技術網編織的世界。而每一個技術的突破，都是為了掌握更多的自主權。