一、 微球的重要性

前段時間科技日報總編劉亞東列出包括芯片，飛機(jī)發(fā)動機(jī)等在內(nèi)的35項中國給人卡脖子的技術(shù)，其中微球材料也是其中之一。大多數(shù)人可能很容易理解芯片和飛機(jī)發(fā)動機(jī)的技術(shù)難度及其重要性，但很少人可以理解微球為什么也這么重要這么難做。

我們所熟知的宏觀球體如籃球，乒乓球，玻璃珠是如此之普通，而微球只不過是把這些球體做到足夠“小”而已，為什么中國這么大的一個國家卻做不了。其實很多技術(shù)的難度都是因為“小”造成的。芯片之所以難做就是因為里面的結(jié)構(gòu)要精準(zhǔn)控制到納米尺寸。乒乓球可以很容易通過模具做出來，而要把乒乓球做到納米和微米范圍的尺度其實難度是很大的。在微觀尺度下，大家習(xí)以為常的宏觀工具和制作技術(shù)已完全不適用，需要全新的技術(shù)手段，使得宏觀很容易的事情在微觀變成高不可攀的技術(shù)難題。當(dāng)然也正是因為小，讓微球材料性能得到大幅度的提升，比如說微球表面效應(yīng)和體積效應(yīng)，一個乒乓球直徑40毫米，重量2-3克。如果把乒乓球做到直徑40納米微球，由于1毫米是106納米，因此一個普通乒乓球就可以做出1018個直徑40納米微球。其表面積有5000多平米，相當(dāng)與5個足球場大小，同樣重量的40納米微球與40毫米乒乓球相比表面積增加了1012倍，因此納米微球表面吸附能力也增加了1012倍。當(dāng)尺寸變小，表面吸附能力大幅度增加還是一個物理量變的過程，而某些物質(zhì)小到一定程度時，其性能還會出現(xiàn)質(zhì)的變化。比如說量子點(diǎn)就是有一類物質(zhì)當(dāng)尺寸小到納米尺度時，這些物質(zhì)就會發(fā)生質(zhì)的變化，由原本不發(fā)光的物質(zhì)變成會發(fā)光的物質(zhì)，而且發(fā)光的顏色或波長與尺寸還有關(guān)系。因此只要控制這些物質(zhì)的尺寸就可以控制這類物質(zhì)的發(fā)光波長。材質(zhì)不變，只依靠尺寸的變化就可以改變其性能的巨大變化就是納米技術(shù)領(lǐng)域興起的重要原因之一。

一、 納米微球的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)化技術(shù)

如何精l確控制和大規(guī)模化生產(chǎn)裸眼看不到的納米微球并賦予這些材料的功能，以滿足現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的需求是當(dāng)今納米材料科學(xué)家l重要的研究方向。納米微球的關(guān)鍵技術(shù)問題和研究方向如下：

1） 納米微球粒徑大小及粒徑分布精l確控制關(guān)鍵技術(shù):

納米微球的應(yīng)用非常廣泛,不同的應(yīng)用需要不同性能的微球,很多高l端應(yīng)用都對微球的粒徑大小和均一性都有極高的要求，如液晶間隔物微球和導(dǎo)電金球都要求能精l確控制粒徑大小l（平均粒徑精度控制在50納米以下），粒徑分布滿足變異系數(shù)小于3%,. 因此不同材料組成的納米微球的精l確粒徑大小和分布本領(lǐng)域首要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題.

首先，一個企業(yè)要能進(jìn)入高l端新材料領(lǐng)域，不僅要有創(chuàng)新性技術(shù)，新公司如果沒有領(lǐng)l先的技術(shù)，甚至顛覆性技術(shù)是無論如何都難以撬動新材料的寡頭壟斷。第二，光有領(lǐng)l先技術(shù)還不夠，一項領(lǐng)l先的技術(shù)要轉(zhuǎn)成有市場競爭力的產(chǎn)品還要有精益求精的工匠精神，沒有十幾年的耐心積累和沉淀是很難把產(chǎn)品做到極l致，也很難在贏者通吃的高l端新材料市場立足。開發(fā)世界領(lǐng)l先技術(shù)本身就很難，把先進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)成有競爭力的產(chǎn)品就更難。

微球在平板顯示領(lǐng)域應(yīng)用：單分散、粒徑高度均一的微球材料可以作為間隔物用于控制液晶盒厚，起到支撐上下基板的作用；導(dǎo)電微球均勻分布在熱固化性樹脂中形成各向異性導(dǎo)電膜（ACF）則是連接芯片和面板的關(guān)鍵材料；把光擴(kuò)散微球涂到光學(xué)膜的表面或均勻地分散在基板中，可以將點(diǎn)光源變成面光源，則是背光源膜組的重要部件。

間隔物微球產(chǎn)品主要有硅球，塑膠球和黑球間隔物三種，其中間隔物硅球全世界只有日本Ubo Nitto生產(chǎn)，而塑膠間隔物微球由日本 Sekisui和Hayakawa壟斷。Sekisui主要生產(chǎn)聚苯l乙烯基質(zhì)的塑膠微球，而Hayakawa 主要生產(chǎn)聚丙l烯酸酯為基質(zhì)的塑膠微球。用于微l導(dǎo)電連接的ACF材料基本由日本 Hitachi公司壟斷。目前中國用的ACF基本都依賴日本進(jìn)口。用于光學(xué)板或光學(xué)膜的關(guān)鍵微球材料主要由日本Soken和Sekisui壟斷。