今年以來(lái)，國(guó)內(nèi)正在大力普及新冠疫情疫苗接種工作。疫情發(fā)生到現(xiàn)在，我們一直關(guān)注著疫苗上市的進(jìn)展。但是盡管疫苗研制成功，沒(méi)有足夠多的瓶子裝疫苗，我們又怎么能被接種呢？

早期，國(guó)內(nèi)醫(yī)藥企業(yè)生產(chǎn)的藥物以藥劑為主，醫(yī)藥包裝材料較為簡(jiǎn)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(yuǎn)優(yōu)于7.0低硼硅玻璃，不易因藥品浸泡、侵蝕而產(chǎn)生“脫片”現(xiàn)象，與其他藥用玻璃瓶相比，在確保藥品質(zhì)量方面具有不可比擬的優(yōu)越性，是國(guó)際公認(rèn)的安全藥用包材。

《中國(guó)藥用玻璃包裝深度調(diào)研與投資戰(zhàn)略報(bào)告(2019版)》顯示，2018年，國(guó)內(nèi)藥用玻璃市場(chǎng)上，中硼硅玻璃使用量?jī)H占7%-8%。而在美國(guó)、歐洲等成熟市場(chǎng)中，均已經(jīng)強(qiáng)制要求所有注射制劑和生物制劑使用中硼硅玻璃包裝。

長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)疫苗包裝用中性硼硅藥用玻璃被國(guó)外企業(yè)壟斷。為什么會(huì)這樣？還是因?yàn)楹诵募夹g(shù)沒(méi)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(shù)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(jí)料，可以說(shuō)是最好的藥用玻璃。

我國(guó)部分藥廠為了將藥品出口到歐美國(guó)家，不得不高價(jià)從國(guó)外進(jìn)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(guò)程中需要用到改變玻璃熔點(diǎn)的二氧化硅，但由于高純度二氧化硅熔點(diǎn)高達(dá)約2000℃，而且價(jià)格也高，所以通過(guò)添加鈉、鈣等較常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)改性劑調(diào)節(jié)。問(wèn)題又來(lái)了，網(wǎng)絡(luò)改性劑會(huì)和水中氫離子交換，降低玻璃的耐水性能，所以又要加點(diǎn)硼和鋁來(lái)加強(qiáng)玻璃結(jié)構(gòu)，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(guò)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(guān)鍵，不過(guò)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?yàn)榕鸬暮看笥?0%，氧化鋁含量接近7%，所以面臨著黏度大、熔化溫度較高等問(wèn)題，同時(shí)由于成型時(shí)對(duì)玻璃管的尺寸公差要求非常高，因此對(duì)玻璃的氣泡含量、玻璃熔體的化學(xué)均勻性、溫度均勻性都比普通玻璃要求高很多。

國(guó)外怎么解決的？

國(guó)外采用全氧燃燒同時(shí)輔助電助熔工藝進(jìn)行熔化作業(yè)，再輔助于復(fù)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(guó)建材集團(tuán)所屬凱盛科技集團(tuán)有限公司，充分發(fā)揮中建材蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計(jì)研究院的科研和技術(shù)實(shí)力，采用“全氧燃燒+電助熔”的熔化工藝，并在設(shè)備關(guān)鍵部位大量采用貴金屬鉑金，通過(guò)3年時(shí)間聯(lián)合攻關(guān)，在凱盛君恒生產(chǎn)線上，最終成功攻克了高品質(zhì)熔化、高精度成型等核心難題，解決了中性硼硅玻璃管生產(chǎn)中玻璃液不易澄清和高質(zhì)量成形難度大的問(wèn)題，并將此技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)首次使用國(guó)際認(rèn)可的丹納法拉管成型工藝，每年可以生產(chǎn)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(chǎn)線

“全氧燃燒”技術(shù)是用工業(yè)氧氣代替空氣來(lái)燃燒燃料，可以使燃料燃燒更加完全，減少NOx的排放，還達(dá)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(guó)建材集團(tuán)、凱盛科技就已經(jīng)投資建設(shè)中建材5.0中性硼硅藥玻璃產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目，投資金額高達(dá)10億元，規(guī)劃占地200畝。

現(xiàn)在，國(guó)產(chǎn)5.0中性硼硅藥用玻璃產(chǎn)品質(zhì)量通過(guò)權(quán)威檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)檢測(cè)，理化性能與加工性能也都達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

除了疫苗瓶，我們的玻璃在抗疫初期更是發(fā)揮了“精準(zhǔn)”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(bào)當(dāng)日測(cè)量體溫嗎？

機(jī)場(chǎng)口岸、地鐵、車(chē)站、碼頭、醫(yī)院、住宅小區(qū)、企事業(yè)單位，主要進(jìn)入公共場(chǎng)合都需要接受體溫檢測(cè)。

在人群密集的地方，已經(jīng)不需要排隊(duì)測(cè)溫是怎么做到的？這個(gè)屏幕大家一定不會(huì)陌生。

從一個(gè)一個(gè)接受體溫計(jì)測(cè)溫，到可以迅速通過(guò)安檢大門(mén)，能如此高效地測(cè)溫都?xì)w功于以硫系玻璃為基礎(chǔ)的紅外鏡頭。

沒(méi)錯(cuò)，這也是中國(guó)建材集團(tuán)所屬中國(guó)建材總院的功勞。

中國(guó)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(chǎn)

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(duì)8~12微米紅外波段具有高透過(guò)率，可以快速和精確地測(cè)量人體溫度，測(cè)溫范圍-20℃~+120℃，測(cè)溫精度達(dá)到±0.3℃。

紅外鏡頭可以對(duì)過(guò)檢人員進(jìn)行多點(diǎn)體溫探測(cè)，無(wú)需近距離接觸，只需間隔3米~4米即可對(duì)過(guò)往人群進(jìn)行準(zhǔn)確高效篩查。

并且通過(guò)熱像儀探測(cè)極微小溫差，將溫差轉(zhuǎn)換成實(shí)時(shí)視頻圖像顯示出來(lái)，發(fā)現(xiàn)體溫高時(shí)立即報(bào)警，快速、安全識(shí)別發(fā)熱人群。

這是怎么做到的？

紅外測(cè)溫設(shè)備是以紅外熱成像技術(shù)為原理打造的，鏡頭最前端的硫系玻璃通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)把肉眼不可見(jiàn)的目標(biāo)物體輻射出的紅外能量匯聚起來(lái)，聚焦在光電探測(cè)器上，并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)，再經(jīng)電路運(yùn)算處理電路后，換算轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y(cè)目標(biāo)的線性的溫度信號(hào)值，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的信號(hào)處理及控制。

顯示屏上紅紅綠綠的信號(hào)就是這么出來(lái)的。

去年，中國(guó)建材集團(tuán)旗下凱盛科技聯(lián)合蚌埠院開(kāi)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(duì)！這是我國(guó)在玻璃新材料領(lǐng)域的又一項(xiàng)“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)，還是國(guó)內(nèi)唯一全國(guó)產(chǎn)化UTG產(chǎn)業(yè)鏈。

2019年之后，眾多終端廠商都在向折疊領(lǐng)域投巨資開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，比如折疊屏手機(jī)。

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(xué)名無(wú)色聚酰亞胺，簡(jiǎn)稱透明PI膜，它屬于一種工程塑料。

CPI膜片的機(jī)械性能較強(qiáng)，并且可以耐高溫，加上生產(chǎn)難度不高，便于控制成本等優(yōu)勢(shì)都抵不過(guò)在實(shí)際操作中會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題。不耐刮、防護(hù)性差、表面硬度不足，甚至能活生生地把屏幕撕下來(lái)。

沒(méi)辦法，國(guó)產(chǎn)柔性玻璃這會(huì)兒還沒(méi)研發(fā)出來(lái)。

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(duì)比CPI材質(zhì)，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(guò)的傳統(tǒng)手機(jī)，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(gè)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(xì)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(dá)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(shí)，但柔性玻璃已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)90萬(wàn)次彎折都不會(huì)有破損。 

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

這么薄的玻璃是怎么生產(chǎn)出來(lái)的？

在此之前，世界上最薄的0.12毫米超薄玻璃是中國(guó)建材集團(tuán)凱盛科技在2018年生產(chǎn)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(shì)，成功開(kāi)發(fā)出國(guó)內(nèi)唯一全國(guó)產(chǎn)化的“原片配方開(kāi)發(fā)、原片生產(chǎn)、UTG 減薄、UTG 成型、柔性貼合”全套超薄柔性玻璃生產(chǎn)工藝技術(shù)，形成了全國(guó)產(chǎn)化超薄柔性玻璃產(chǎn)業(yè)鏈，突破了信息顯示關(guān)鍵材料“卡脖子”技術(shù)，打破了國(guó)外壟斷。2021年2月，在超薄柔性玻璃產(chǎn)品的良品率和彎折半徑上持續(xù)突破，實(shí)現(xiàn)30微米彎折半徑小于1毫米。 

除了超薄柔性玻璃外，中國(guó)建材還有一項(xiàng)令世人矚目的重量級(jí)成果。 

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

玻璃基板是一種表面極其平整的浮法生產(chǎn)薄玻璃片，是構(gòu)成液晶顯示器件的一個(gè)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(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料，其生產(chǎn)控制精度與半導(dǎo)體行業(yè)相當(dāng)，代表著目前全球現(xiàn)代玻璃規(guī)?；圃祛I(lǐng)域的最高水平。 

8.5代TFT-LCD玻璃基板生產(chǎn)線薄膜光伏建筑一體化應(yīng)用示范項(xiàng)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(yù)為信息顯示玻璃行業(yè)“皇冠上的明珠”。長(zhǎng)期以來(lái)，大尺寸液晶顯示所需的8.5代TFT液晶玻璃基板核心技術(shù)完全被國(guó)外壟斷，成為我國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“卡脖子”難題。 

目前中國(guó)建材集團(tuán)8.5代玻璃基板相關(guān)產(chǎn)品獲得市場(chǎng)認(rèn)可，通過(guò)國(guó)內(nèi)主流面板廠商的全流程梯度應(yīng)用認(rèn)證，成功導(dǎo)入大尺寸顯示產(chǎn)業(yè)鏈，為我國(guó)千億級(jí)信息顯示產(chǎn)業(yè)“固鏈、補(bǔ)鏈、強(qiáng)鏈”，滿足我國(guó)液晶顯示產(chǎn)業(yè)對(duì)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(chǎn)品實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，使我國(guó)成為繼美日之后第三個(gè)掌握高世代TFT-LCD玻璃基板生產(chǎn)技術(shù)的國(guó)家，這對(duì)全面提升我國(guó)電子玻璃在國(guó)際市場(chǎng)的主動(dòng)權(quán)與話語(yǔ)權(quán)，保障我國(guó)信息顯示產(chǎn)業(yè)安全意義深遠(yuǎn)。
除了應(yīng)用于手機(jī)、平板電腦、液晶電視、工控屏等終端顯示產(chǎn)品的超薄觸控玻璃，中國(guó)建材還有ITO導(dǎo)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(guó)建材通過(guò)對(duì)平板玻璃進(jìn)行各種物理和化學(xué)處理，以及與其他材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)組合，形成具有新功能的深加工玻璃。從源頭上保障了中國(guó)信息顯示產(chǎn)業(yè)鏈安全，打破國(guó)外壟斷。

除了身邊的特殊玻璃，在遙遠(yuǎn)的外太空也有中建材玻璃的身影。

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

我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第五十五顆導(dǎo)航衛(wèi)星，暨北斗三號(hào)最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星。

導(dǎo)航的核心是時(shí)間測(cè)量。時(shí)間測(cè)量越精密，位置計(jì)算就越精確。

導(dǎo)航衛(wèi)星上面，原子鐘也是一個(gè)命門(mén)。如果原子鐘不準(zhǔn)，整個(gè)時(shí)空基準(zhǔn)就談不上了。

從北斗三號(hào)開(kāi)始，我們開(kāi)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(wèn)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(duì)太空間輻照、熱環(huán)境、復(fù)雜的力學(xué)環(huán)境等。

為了提高服務(wù)的精度及衛(wèi)星在軌服務(wù)的可靠性，北斗三號(hào)衛(wèi)星還采取了多項(xiàng)可靠性措施，使衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命達(dá)到12年，達(dá)到國(guó)際導(dǎo)航衛(wèi)星的先進(jìn)水平，這為北斗系統(tǒng)服務(wù)的連續(xù)、穩(wěn)定提供了基礎(chǔ)保證。

其中，中國(guó)建材總院玻纖院研制的新型高穩(wěn)定性復(fù)合微孔準(zhǔn)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(xì)管”。

除了復(fù)合微孔準(zhǔn)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(xué)材料，幫助衛(wèi)星精確測(cè)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(guò)濾紫外線、抗熱沖擊等。

其實(shí)，歲月靜好的生活背后，是一個(gè)個(gè)強(qiáng)大的技術(shù)網(wǎng)編織的世界。而每一個(gè)技術(shù)的突破，都是為了掌握更多的自主權(quán)。