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精密仪器自主研发掌握科技发展

2018-11-06 10:00:34

精密仪器自主研发 掌握科技发展

国产仪器虽然起步晚,发展迅速,但其中仍存在着一些问题,如实体转化差距大、人才短缺等问题。在市场需求的跟进上,这些问题都将成为制约国产仪器发展的硬伤,只有创新才是硬道理,加大科研投入,运用策略进行推广,才能在国际地位上占得一席之地。

天津大学教授、教育部科技委委员、国际光学工程学会会士徐可欣指出,先进的测量科技和精密仪器是科学发现的工具、技术创新的种子,如质谱仪的发明使我们能按原子、分子的质量差异进行分离,检测物质组成;计算机X射线断层扫描(CT)、核磁共振成像(MRI)等技术使我们可以更早发现疾病;图像传感器(CCD)已是、数码相机中的关键元器件等。

社会需求决定检测仪器的研发

现实社会发展也提出了很多新的科学上必须回答和解决的问题。如工业排放是如何对气候变化、环境乃至人群健康状态产生影响的?二恶英浓度低,测量方法复杂并只能离线进行,环境科学的发展迫切需要发明痕量物质监测的新测量方法和仪器监测二恶英。而痕量物质对人们健康影响的机理、评估与监测方法等更是亟待突破的科学问题。

如上世纪80年代,我国急需制成全国酸雨城市分布图,而当时的经济条件则决定了需要科研人员自主研发,功夫不负有心人,我国科研人员客服了当时各种困难,凭借着卓越的学识和精湛的技术,终开发了我国台离子色谱仪,并马上转成商业化,装备全国各地城市进行酸雨成分和浓度的检测。

再举个跟国防安全相关的事件,比如我国涉及到航天技术或者核武器的开发时,其使用的检测仪器必须为国产自主研发,这是基于中国人的使用习惯需求出发,当然也是为了在技术上进行保密,因为一旦使用国外仪器对设备进行检测,数据在传播的情况下,就容易造成国家机密技术的损失。

中国科技学会理事、编审陈宝泉介绍说,测量与仪器科技水平还反映国家实力。美国商务部国家标准与技术研究所上世纪90年代中期发布的数据表明,美国仪器仪表产值约占国民总产值的4%,但它拉动的相关产值却高达66%。2007年美国商务部国家标准技术研究所的战略报告指出,21世纪制造业和人们生活质量提高的关键是测量技术,此领域对维系国家竞争力也不可或缺。日本为夺回在测量分析仪器上的优势,文部省启动了测量事业,投资达上百亿日元。

高端仪器仍需进口

当前,我国在测量技术与精密仪器方面与世界强国差距大,由此导致的科技创新掣肘影响面广,如不尽快制定发展战略并迎头赶上,差距会继续拉大。陈宝泉分析指出,我国科技投入大幅增加,购置的大型仪器设备已初具规模。但其中60%是进口设备,尤其是昂贵的高端仪器设备基本都依靠进口。

来自中国仪器仪表学会对中国科学仪器产业发展状况所做的专题调研结果显示,2010年,中国科学仪器类出口呈现强劲的复苏势头,达到63.41亿美元,同比增幅28.28%.但是该行业进口总额更大,达到157.3亿美元,增长也更快,同比增幅35.23%,进出口逆差达到93.9亿美元。

到了2011年,这一趋势有增无减。数据显示,科学仪器出口呈现回落,达71.02亿美元,增长12.0%;进口则依然保持强劲态势,达207.48亿美元,增长31.9%,进出口逆差首次突破百亿美元大关,达到136.46亿美元。

中国仪器仪表行业协会专职副理事长李跃光在2013中国科学仪器及实验室装备高峰论坛上表示, 事实上,科学仪器进出口逆差并不仅仅存在于去年,而是已经成为一种常态。 更可怕的是,这一逆差呈现逐渐拉大的趋势。

自主创新掌握核心技术

推进我国测量科技进入世界前沿,要兼顾世界测量科技发展趋势和我国阶段性需求。专家指出需要重视三个目标。一是原创性测量技术与仪器,二是国家目标导向或测量仪器发展趋势引领的测量技术与仪器,三是精密仪器核心技术。这三大目标中,各有一个优先展开协同创新的方向,分别是先进测量方法、微智能探测器与微纳器件制作技术。

我国和发达国家的差距,除产业规模、技术积累不够外,更在于测量原理和仪器设计的原始创新方法上不行。要改变现状,需要在几个方向上下大工夫。如能源领域的深海、深地探测,环境领域中微量化学物质的快速检测,地球尺度环境风险的预警等;在食品安全与农产品药物残留检测方面,探索根据物质的指纹光谱等光学信息建立快速测量识别物质成分的方法,特别是痕量物质快速测量方法;在生命科学领域,活细胞或蛋白构造的实时观察,细胞内分子信息传递的视觉化,细胞与蛋白标识、检测装置的研发,如微弱荧光观察装置等;攻克复杂条件制约,突破现有测量极限,需改变原有模式、单一原理的方法局限,对不同学科进行交叉和融合,开展基于数理方法综合运用的手段创新以实现测量方法的原始创新,上述这些成果将对科技自主创新产生不可估量的影响。

作为中国首台离子色谱仪其中一位研发者,刘开禄表示,要有自己的核心技术才能与其他国家竞争,这其中的问题就是不要走模仿的道路,再者,科研人员也不要跟随国外的足迹,进行产品的研发。业内人士也曾指出,企业研发人员往往倾向于跟着国外的研发趋势走,而对国内许多新的方法未必理解,或者捕捉不到这些信息,不知道国内的一些方法也可以转化应用并获得很好的效果。

所以,要向占领高端市场,关键还在于自主创新,掌握核心技术,只有这样,我们拥有了别人无法比拟的技术,才能在国际市场上有话语权。

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