《成功》2001年第三期

撞开纳米世界的大门
文/ 本刊记者：欧阳梅

    李正孝和一帮年轻人时常在中关村的Pizza店分享成功的喜悦
    在北京中关村有一家年轻人喜爱的自助Pizza店，四十岁的李正孝教授也常带朋友或学生去光临。1993年从美国回国的李正孝博士是北京大学技术物理系的老师。这天下午，带领我们采访完他的北大科技实业有限公司和参观完他的实验室后，李正孝老师看看手表，下午4点正，便说，“大家带着这么一大套摄像设备采访了一整天，辛苦了，我请大家吃晚饭。我们去吃Pizza吧，这里有家Pizza店很不错的。”早在两天前，李老师就说过，要请我们几个来自外地的年轻人吃Pizza，今天晚餐的点还没到，李老师就开着一辆金杯面包车把一行比他小十多岁的年轻人“拉”到了Pizza店。我们成了这天最热心的进餐者，六七个人连着李老师在这个Pizza店的大厅等了半个多小时，直到五点钟正式营业。抽空儿，李老师还拿出自己的商务通，逐个记下我们的联系办法。

    李老师喜欢洋味十足的自助Pizza，是因为在吃自助Pizza时，可以尽情享用鲜啤酒，那种畅快劲经常感染北京大学技术物理系他的学生们，最近，北大博雅科技实业有限公司的青年同事们也常有这样的机会。李正孝老师在教学科研以外，现在还是博雅公司的副董事长兼技术总监，是他研究的一种纳米燃油添加剂牢牢地吸引到一帮科技人才和北大方正集团3000万元的投资。北大博雅科技实业有限公司也正是由此创立。

    燃油中加了纳米水，不仅油水相容，而且纳米水颗粒可以像定时炸弹一样在燃油燃烧之前定时起爆，让燃油进一步雾化，从而让燃烧进行的充分并完全。
    2000年下半年，在证券市场上，纳米概念炒作得让沾了纳米一点光的股票一路飙升。同样，在商品市场上，注入了纳米概念的洗衣机、医药、保健品、内衣也特别好卖。其实，纳米只不过是一个长度单位，排在微米之后，即1微米等于1000纳米。科学家们在这个介于宏观和微观的介观尺度上，通过组织和调整原子和分子的结构和排列，来探求和改变材料的性质，让它们在纳米的尺度上重新排列组合，从而表现出完全不同于平时他们自己（普通材料）的性质，这就是纳米材料。而李正孝早在美国宇航公司（Astronautics of America）工作时的1993年就有了在燃油中放置纳米水炸弹，从而提高燃油的物理活性的设想，并于同年回国后着手研究开发了具有这样性质的的纳米燃油添加剂。

    李正孝是位高高大大的东北人，1977年，他作为九年级在校生参加了文革后的第一届高考，并以黑龙江省第二名的成绩考入北京大学物理系。1985年，李正孝研究生毕业后，他获得香港王宽成教育奖学金的资助，赴美国威斯康星大学留学。几年的留学生活，西方人务实的生活态度，对他影响很大，坚定了他这个基础学科领域的学者愿将其研究兴趣着眼于应用开发，并以此作用和回报于社会的研究理念。1993年上半年，当他在美国完成博士后的学习以后，作为第一位亚洲人受聘进入美国宇航公司的研究中心（Research Center, Astronautics of America）工作。每天的Tea Break,他都活跃地寻找机会同大家交流，并在交流中开始注意到该中心“高效航空航天燃料”的研究课题，其中的主要思路就是把水以分子的形式加到燃料里去，目的是提高燃料的物理活性，让燃料燃烧时与空气中的氧充分接触并氧化，从而释放出更高的热值。在美国高速公路上一次休息区里偶然的发现，令他茅塞顿开。为什么有些集装箱卡车的牵引车要在油路上加装加热器，并让汽化了的燃油收集在一个高压储气缸桶，然后再与高压空气混合进入发动机燃烧室。那是因为汽化燃油是燃油分子团，颗粒很小，有更高的比表面积，从而具有更大的物理活性，而这种物理活性是其在高温下充分氧化燃烧的物理基础。燃料燃烧的充分与否主要依赖于其物理活性的大小，也就是燃油是否充分雾化。而机械雾化的极限是50微米，这样的燃油雾滴还太大，要比汽化燃油（纳米尺度）的物理活性小数百万倍。如果能在燃油雾滴中预置一些定时炸弹，并让他们在燃烧前定时爆炸，将数十微米的燃油雾滴炸碎成纳米尺度的燃油分子团，那不就同汽化燃油一样了嘛！可是，怎样实现这个设想，用什么做炸药，用什么做弹壳，又如何放置到燃油中去？这几个问题一直困扰着他。

    在美国宇航公司的研究中心，李正孝主要从事与自己极低温物理研究专业有关的工作，参与美方科研组的磁制冷技术研究，那个美好设想只好作为一个不断闪耀的思想火化存储在他的大脑里。是妻子执意回国的决定让他这个设想有了在中国实现的土壤。那时，李正孝已举家在美国团聚，老母亲也因为小儿子的出生而一直生活在他们身边。但妻子是北京大学考古学硕士，在美国无用武之地，陪读时就在一家缝纫厂工作，以后也一直没有换行，虽然收入不错，但不顺心，也不太习惯美国的生活。1993年6月，李正孝谢绝美国企业的盛情挽留，携全家回国，进入中国科学院从事有关细微颗粒的介观物理研究。材料在纳米态的奇异特性令他思路大开，继而大胆设想，假如运用最先进的纳米技术，把普通水处理成纳米水，彻底打破油水不相容的苑囿，使水与燃油因高度微乳化而溶为一体，就可以解决乳化燃油的热力学不稳定问题。由于水的沸点比燃油组份的沸点低，在燃油燃烧前的机械压缩过程会使燃油雾滴迅速加热，从而让预置在其中的纳米水颗粒的温度超过那个压力下的沸点，就可以让纳米水颗粒像定时炸弹中的火药一样起爆，并可以让他们在燃油燃烧前定时爆炸，从而炸碎燃油雾滴，充分激活燃油的物理活性，让燃油燃烧充分。这样，自然就会节省燃油，降低尾气污染物排放。李正孝从1977年以后就在北京生活，深知愈来愈严重的大气环境污染正侵蚀着这座美丽的文化古城，有效治理汽车尾气和改善燃料油燃烧将是解决城市环保问题和人类能源问题的有效手段。

    回国后的短短三年时间里，李正孝就把纳米燃油添加剂的研究带入了攻关阶段，攻关的核心是如何实现微乳化，把水稳定地加到油里去，遇到的问题从极限破乳到化学成份稳定，再到机械稳定，都一个个地解决了。在不断搜索世界权威信息和总结探索的过程中，李正孝一步步逼近他所设计的“微爆理论”实现的理想境地。在不断实验中，他终于弄明白了，如果纳米水是炸药的话，那么要爆炸有威力，还要给炸药包上一个弹壳，弹壳的强度越高，爆炸的威力才会越大。经过大量实验，他终于在核技术的帮助下，在充满γ射线的核辐照场中合成了这种弹壳材料。它既不溶于油，也不溶于水，但它一端亲油，一端亲水，是一种典型的二元协同纳米界面材料。用这样的弹壳包装纳米水，既降低了油水之间的界面张力，让它热力学稳定，又有极高的断裂强度，使微爆威力巨大。1996年12月的一天，李正孝从节能汽车台架上取得了节油的第一个数据，他终于成功了，他将纳米水赋予了弹壳，就把它变成了无数（10的18次方）炸弹，不仅把水变成了纳米材料，还造出了纳米尺度上的结构。

    在北大教书三年，纳米燃油添加剂成果一直待嫁闺中
    1997年，李正孝调到北京大学技术物理系工作。在承担教学任务的同时，他还承担了国家自然科学基金委和教育部的基金项目。在他的课堂上，有本科生、硕士生、博士生，学生们喜爱这位重视实践活动并有许多科学研究成果的教授。李正孝大胆使用西方教学经验，积极引进和倡导启发式教学，改进课堂教学气氛，将科研经验和成果寓于教学活动中，让学生在有限的时间内真正掌握物理学的思想和精髓，并把与纳米燃油添加剂有关的科研成果带入了课堂。应用化学专业的普通物理，作为北京大学的主干基础课，1998年以来一直由李正孝讲授。97年入学的龚岩从大一就师从李正孝老师，并在“挑战杯”的科研实践活动中与李老师共同完成了纳米燃油添加剂的产业化准备。龚岩耳濡目染，非常佩服李老师的研发能力。那时，因一直找不到合适的合作伙伴将该项技术产业化，纳米燃添加剂的研究成果只好搁置一旁，待嫁闺中。李正孝鼓励他所教过的每一个学生参与实践活动，他告诉学生：我们是生活在一个知识膨胀的量子化时代，评价一个人能力的标准正在经历着剧烈的变化，不再是像看一个容器一样看他拥有了多少知识，因为，现在想获得知识实在是太容易，教科书里、学术刊物中，特别是网上，只要你掌握了方法，你就可以在几分钟的时间里查到你想要的知识内容，所以大家不必刻意地记忆那么多死的知识内容，要学习知识中那些活的成份，那就是思维方法和思想逻辑的学习，而最终评价一个人的水平还是看他处理问题和解决问题的能力。

    李正孝积极鼓励他的学生们到他的实验室参与科研活动，并尽一切可能让他们参与实践活动。1999年上半年到暑假期间，龚岩携一个十人创业团队报名参加“全国首届大学生创业计划大赛” ，李老师作为团队教练，他们共同创造的参赛的作品便是“纳米燃油添加剂的创业推展计划"，并获得了第一名的好成绩。

    比赛结束，李老师充分肯定大家在强手面前的过人表现，恰逢北京最美的仲秋时节，他亲自驾车带领大家（龚岩，只强，张逸之，苏惠，张娜娜，孙迎宾，赵杨，郑波，吴京达，李波，张智渊，戴克化）到过去京北最大的佛家道场银山塔林进行登山比赛，并在银山之巅，即兴赋诗一首：

铁壁屏障护幽州，银山红叶映仲秋。
塔林曲径缀净土，禅院神泉衬清秀。
学子登攀勤为路，书生弄潮苦做舟。
燕郎创业显英才，名刹丛中争上游。

    他对龚岩说，创业就是一种社会实践，不在乎你们做了些什么，而是看你们做什么和怎么做。通过这些活动，你可以感受到知识的力量。好事成双，更让大家感到自豪的是，通过他们团队的参赛表现和所获得新闻媒体等各方面的关注，纳米燃油添加剂就此有了走入市场的契机。

    北京大学方正集团的投资专家慧眼识珠
    龚岩团队的创业计划书给出了详细的市场报告，团队的10个学生用了一个多月的时间进行了北京及华北地区的市场调查，报告以详实的数据表明：如果纳米燃油添加剂实现占领市场30%，以华北地区为例，每年利润将是几十亿。创业计划书引起了作为评委之一的北京大学产业部副部长李元阳（后任方正投资公司总经理）的关注，李元阳当时已是北大方正集团管理投资项目的副总。创业比赛中，李元阳相中了这个待嫁几年的好项目。1999年11月，李元阳主动邀请李正孝老师到未名湖畔的备斋进行两个多小时的长谈，从技术关键到市场容量，从资金落实到项目组织，他们进行了全方位的详谈，并约定，李正孝为北大方正保留这个项目到2000年3月，因为那时，李元阳是否出任方正投资公司总经理将有个说法。方正集团的高层投资决策会议上，企业家们充分意识到该项目巨大的社会效益和经济前景，迅速决策对这个项目进行全面考察，考察结果令人更加振奋。很快就进入到合作谈判的过程。在合作谈判中，李元阳亲自写好了包括投资方案在内的所有合作方案，双方一拍即合，一项投资三千万人民币的合作协议4月签字。2000年4月底第一笔资金到位，标志着该项目正式启动，一个精干的团队随后组成。方正集团同李正孝博士合作组建了北大博雅科技实业有限公司，李正孝以技术入股占全部投资的30%，方正集团毕业于清华大学的工商管理硕士杭锋担任公司总裁，董事长是方正集团总裁张兆东，李正孝和李元阳担任副董事长。这个将商机、信息和技术相结合的产业项目受到方正集团总裁张兆东的高度评价，他鼓励大家：希望你们创造良好的企业文化，发扬创业时期的优良传统，把产品的品牌树起来，将研发工作深入地开展下去。

    将产品转化为生产力，原来会以为是一个很漫长的过程，可仅仅四个多月的努力，就初步换来了产业化的成果。产品现已通过了国家权威机构的检测，并大面积地推向了社会，已经产生了良好的社会效益和经济效益。纳米燃油添加剂注册商标为NANO，已能够在年产量为1000吨的批量规模上生产。产品被包装成5ml、12.5ml、25ml三种包装上市，其中小包装产品在今年的销售统计报表呈现为，以每星期40%增长率占领着北京市场，并强有力地敲打着外地和海外市场的大门。该产品在八千分之一的添加比例下，经过了数千吨汽油的车辆路用实验和车辆台架实验，表明该产品可以大幅度改进燃油品质，有平均节油20%的骄人成绩，可以提高车辆动力性能28%，其汽车尾气污染物净化能力为美国同类产品的二倍。相当于一个体积的纳米水变成了一百六十倍体积的高清洁汽油，中国人自己制造的“纳米水”实现了“水”变油的质的飞跃。

    2000年底，方正集团又联合中国节能投资公司决策成立方正博雅纳米科技研究院，由李正孝博士出任院长，以实现二元协同纳米界面技术平台中油水液相纳米技术的深入研发。纳米渣油降粘剂、纳米石油管道输运降粘降凝剂、纳米柴油降凝剂和纳米防冻液技术正从实验室走出，能将中药纳米化的生物纳米抗血栓制剂，也正以崭新的面貌出现在纳米材料领域。在这个技术平台上衍生出的纳米孔防水涂料和纳米孔超滤膜技术，也将以全新的姿态作用于建材行业和水处理技术。以纳米气为特征的过饱和富氧水，将使保健业和医药业的理念发生根本性的变化。多么广阔的前景，多么诱人技术，在这个日新月异的量子时代，“知本”已进入人类生活，由此衍化出的生产力更是难以限量。这正是企业家的投资热点，并且将产生出巨大的社会效益和经济利益。

    北大博雅公司的办公楼里，一帮年轻的同事正在腾出一间充满阳光的房间，将配给李正孝的办公桌椅认真地摆放在靠窗的位置，初冬的阳光暖暖地照在这些现代化的办公设备上，李正孝看着，喜悦之情不禁溢于言表，他又说道：“今天晚饭，我请客，我们去吃Pizza。”