航行,追随灯塔就能抵达。直到有人发现,真正的深水区,没有灯塔。
1月25日,2025年山东省十大科技创新成果发布,成果之一——高端轮胎阻隔材料DVA的研发历程,就是一个从追随“灯塔”到成为“灯塔”的故事。
DVA研发的17年,恰逢中国制造业从追赶者向开拓者的深刻转型。其突破的意义,远不止于填补一项技术空白。它向世界证明:中国制造不仅能追赶上最前沿的技术,更能攻克全球行业久攻不破的难关,在深水区点亮全新的航标。
DVA的攻关从来不是孤军奋战。它的背后,是一张覆盖材料、装备、工艺与终端应用的紧密协同网络。在这里,真实场景不断催生新需求,多元创新主体持续碰撞、接力向前,最终让那些“疯狂到颠覆”的构想,在真实的生产线上落地生根、开花结果。
正是这样一片产业生态,赋予了中国研发团队挺进深水区独一无二的底气和勇气。
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道恩总经理田洪池(左一)在指导研发工作。(通讯员 吴月民 供图)
决胜,在实验室之外
——从轮胎阻隔材料突破看中国式创新的生态优势
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汽车,以让人眼花缭乱的速度迭代更新。新能源、自动驾驶、智能网联……但最终撑起这一切的,还是这条窄窄的轮胎。
一条轮胎,三层微观世界。
最外层胎面,直面严苛的外部环境,是决定滚动阻力等性能的关键;中层是带束层和胎体,钢丝与帘布构成骨骼,承受数以吨计的重量;最内层是气阻层,紧贴轮胎内部,牢牢锁住胎压。
三层结构,是汽车安全行驶的保障,也是全球轮胎巨头比拼技术、彰显实力的竞技场。
外层,米其林设计隐藏沟槽,轮胎磨损后新花纹露出,轮胎始终保持良好的抓地力。中间层,倍耐力采用高刚性橡胶,轮胎失压仍能支撑车重。然而,当竞争触及最内层时,巨头们也鸦雀无声了。
各家企业的气阻层材料都一样——丁基橡胶,一种由美国企业在1943年量产的“老古董”。
80多年来,轮胎世界新科技应用层出不穷,唯独“内胆”,没有第二种材料可以取而代之。
并非没有升级的必要。丁基橡胶气密性强,但重量大。一条家用轿车轮胎的气阻层重约1.4千克。在汽车全面轻量化的今天,这个经典材料,到了变革的临界点。
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道恩DVA材料应用示意图。(通讯员 吴月民 供图)
环顾全球,破局者似乎只有埃克森美孚。2008年,其研发的新一代气阻材料DVA(轮胎用高气体阻隔动态硫化合金材料),阻气效果是传统材料的7-10倍,可让一条轮胎减重近1公斤。
要知道,轮胎行业上一次的“公斤级”跨越,还是80年前子午线轮胎的诞生。正因如此,业内人士将DVA誉为“颠覆性”技术。
然而,“剧本”在发展中偏离了预期。此后近20年,DVA并未真正走向市场,应用该技术的轮胎短暂上市,又彻底消失。被寄予厚望的“颠覆性”技术,似乎被困在“最后一公里”。
与此同时,大洋彼岸,一支由材料企业、高校与轮胎制造商组成的中国研发团队埋头攻关17年,在全球率先掌握了适配现有轮胎工艺的DVA全套工业化技术。
1月25日晚,2025年度山东省十大科技创新成果发布,山东道恩高分子材料股份有限公司(以下简称“道恩”)的高端轮胎阻隔材料位列其中。
如今,安装DVA轮胎的测试车辆正穿梭在中国多座城市。路跑初步数据表明,性能指标均达到预期。
这意味着,全球轮胎行业翘首以盼80多年的气阻层革新,最终的引领者将是——中国。
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故事的开头,略显“老套”。
与过往很多突破一样,中国团队的DVA攻关,始于跟随。
2008年,DVA研发成功的消息传到山东小城龙口,让道恩总经理田洪池心潮澎湃。
那时的他,刚刚带领团队建成了国内屈指可数的动态硫化平台,这恰恰是DVA诞生的“摇篮”。
但田洪池心里也没底。
DVA研发是一道真正的世界级难题,是从零开始构建全新材料的原始创新。
埃克森美孚拥有破解这一切的“特权”:百年积淀,对高分子材料了如指掌;涵盖从石油到化工全产业链,能调动海量研发资源,承受漫长的研发周期。DVA,几乎是为这样的“巨人”量身定制。
当时的道恩,只是一家年营收3亿元的“小块头”。DVA研发,没有配方,没有设备,甚至没有思路——能够找到的信息全被拆零打散变成数不清的专利,看都看不懂。
坚定研发信心,很大程度上是因为前方的“灯塔”——埃克森美孚成功探路,证明此路可行。
研发,从追赶起步。
道恩联手北京化工大学这座国内高分子材料领域的顶尖高校,确定了一条逆向攻关的路径:以公开的DVA性能指标为终点,反向推导可能的分子结构与配方组合。
他们找出最有可能的配方,在实验室日复一日筛选。
挫折一个接着一个,一批又一批配方被验证失败。
“每排除一个错的,离对的就更进一步。”田洪池鼓励团队。
不计其数的配方被淘汰后,数据开始爬坡。2013年,道恩样品性能指标达到埃克森美孚的60%左右;2016年,这一数字变为80%;2020年,性能曲线与埃克森美孚的样品几乎完全重合。
12年追赶,道恩终于抵达“灯塔”。
然而,团队没有像预想中一样陷入狂喜。相反,担忧开始蔓延:既然DVA这么完美,为什么全球唯一生产DVA轮胎的国外企业悄悄将其下线?为什么十多年过去了,在中国这个全球最大、最具活力的轮胎生产消费市场上,竟从未出现过一条真正的DVA轮胎?
带着疑惑,田洪池找到轮胎企业试制实验胎。没想到,对方对新材料兜头一盆冷水:“黏性太差,上不了线。”
传统的丁基橡胶材料像一张有黏性的胶布,能平整贴在半成品轮胎的内壁。但DVA光滑得像一张塑料布,要想贴合,就必须先预制成一个“圆筒”,套进成品轮胎,撑贴在内壁上。这意味着,要生产DVA气阻层,轮胎厂必须更换产线,以适应气阻层铺贴方式的改变。在行业经历下行周期的大背景下,让轮胎企业为一项未经大规模验证的技术投入巨资改造产线,几乎是天方夜谭。
端倪,在距离道恩40公里开外的招远,早已显露。
2009年,埃克森美孚带着DVA生产方案,来到中国轮胎领军企业之一——玲珑轮胎(以下简称“玲珑”)寻求合作。外方提供的是固定的技术,生产须依赖其配套设备。应用DVA技术,意味着玲珑已有的产线架构、工艺积累等被彻底替代。合作无果而终。
田洪池意识到,自己被逼到了“岔路口”。过去12年,他们一直朝着“灯塔”前行,在实验室复刻“标准答案”。而此刻,“灯塔”已不能再指引方向,他们必须跳出实验室,让“标准答案”适应充满未知变量的工业世界。
下一程,需要一位轮胎行业的同道人。
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同道人,正是玲珑。
其实,在婉拒现成的DVA方案之后,玲珑就下定决心,走一条更难的路——联手国内顶尖高校与科研院所,自主研发DVA。
进展之艰可想而知。从零开始自研核心材料,本就不是轮胎制造商的主业。市场不等人,必须有远超常规学术研究的转化节奏。
道恩手握接近“完美”却无法量产的材料,玲珑渴望突破应用却受限于上游材料的桎梏。两家企业都走到了自身能力的边界,也意识到彼此合作的必然。
2020年,道恩与玲珑的DVA合作正式启动。中国DVA研发力量合流后,抵达了气阻层材料革新真正的难关——把实验室创新植入产业链。
研发团队调整思路,在发明“双连续非均相交联结构”这种全新材料结构的基础上,拿出了“让材料适应产线”的新方案。
新方案,简单到极致,但又疯狂到颠覆。
“简单”的是逻辑:不让材料彻底“熟透”,在它还保留黏性时叫停,将“半成品”送往产线。这样,DVA就能像丁基橡胶一样,黏合在轮胎内壁,并在轮胎上完成最后一步反应。
“疯狂”的是方法:交付一种正在反应、状态极不稳定的材料。这颠覆了化工生产“交付稳定成品”的铁律,无异于把一座“活火山”送向产线。
全球范围,闻所未闻。
首批样品送到产线,田洪池亲自“督战”。他期待看到一张膜,但机器压出了一堆渣。
黏性?用手攥都团不到一起。
“攻克工艺障碍,只是时间问题。”首次上线就遭遇失败,并没有让玲珑的配方设计部经理李彦果感到意外,“这一行里,再完美的配方,也得在产线上一遍遍‘磨’。”
伴随着反复的失败,研发团队逐渐摸到了问题的核心:成败的关键,在于在哪个精确的时间点“叫停”反应。
通常生产化工材料,反应时间很宽裕,动辄十几小时。而DVA保持黏性的窗口期,只有几十秒;有时甚至相差一秒,性质就全变。
这要求精准控制反应时间。
障碍随之出现:没有现成的设备。传统反应釜像一串高压锅,物料在“锅”与“锅”之间倾倒、转移。几十秒?物料甚至都来不及倒出来。
研发团队索性抛弃“锅”的逻辑,自主设计出前所未有的管道式反应装置。材料在密闭的管道中流动、反应,像一列高铁,到站即停。研发阶段,单这套反应装置,就迭代了8套。
他们还要与时间赛跑。起初,材料的黏性只能维持几分钟,甚至撑不到送出道恩的厂区。经过不断调整,窗口期拉长至几十分钟、几小时,长到能跨越40多公里抵达玲珑的车间。如今,窗口期已稳定超过15天——足以让产品漂洋过海,走向全球。
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不得不说,DVA的逆袭,带着一丝偶然。
两家企业,行业不同、处境不同,却都选择了DVA研发这条相同的路;在同样无路可走的情况下,遇到了彼此;双方又恰好都具备将“豪赌”进行到底的决心与能力。
“恰好”背后,又有其必然。
这必然,根植于中国的产业生态。
田洪池记得,自己读大学时,聚丙烯等常见化工原料尚依赖进口,几十万吨产能的工厂就称得上“大厂”。如今,千万吨级工厂已不鲜见。道恩所在的龙口,航空航天、轨道交通等高端制造产业环绕周边,丰富的应用场景倒逼这座小城持续加速产业进化。如今,龙口的高端化工新材料产业集群,产值已突破千亿元。厚实的产业基底,为协同、验证、试错等一切创新活动,提供了过去无法想象的巨大空间。
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道恩所在的龙口,航空航天、轨道交通等高端制造产业环绕周边。(通讯员 吴月民 供图)
2025年,中国新能源汽车连续第11年产销量位居全球第一。全球轮胎品牌75强中,中国占39席,仅山东就有23家——这是一片足以支撑任何深度探索的创新海洋,也赋予创新者“总有下一个”的底气。
道恩与玲珑并非彼此DVA研发之路上的第一任合作者。一个伙伴退出?不要紧,很快就会有另一双手接过“接力棒”。庞大的产业生态中,自有一股强大的引力,把志同道合的探索者吸引到一起,让每一个“断点”迅速转化为新一轮攻坚的起点。
“过去,产业底子薄,研发慢人一步,不奇怪。现在,站在全球独一无二的产业链上,再踩着别人的脚印搞研发?我们已经志不在此了。”参与DVA研发的工程师,不约而同地提到一个观点:中国的产业生态,是再高端的实验室都无法替代的创新优势。
以DVA研发为代表的中国式研发突破,是产业生态壮大成熟的必然。如果说,曾经的跟跑是后发态势下的务实选择,那么,如今依托庞大而健全的产业生态,实现从跟跑到领先的“交接棒”,已经水到渠成。
到这里,故事还没讲完。
前不久,田洪池的办公室来了几位访客,来自一家风头正劲的“造车新势力”。
来者没带采购合同,带来的是一个令任何合成橡胶专家都会心头一震的目标:打破滚动阻力、耐磨性、抓地表现的“不可能三角”,造一条真正的“超级轮胎”。
这件事,过去想也不敢想,一家企业办不到,几家合伙也够呛。但如果是整车厂牵头呢?从产业链筛选最顶尖的玩家,把分散在各家的“独门秘技”集中到一条轮胎上,谁说“超级轮胎”就一定不可能?
水大鱼大。只要海在,就总有敢闯的鱼。
(大众新闻记者 李振 董卿)
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