首页 > 所庆专辑 > 45周年所庆 > 庆典系列出版物 > 《生物物理研究所与生命科学仪器技术》
在贝老的倡导和支持下,生物物理所在生命科学仪器方面取得了巨大的成绩,多项成果填补了国内空白,为生命科学的发展做出了重要贡献。我从事科学仪器研制工作已有10多年,正赶上我国科学仪器发展的低谷阶段,深感发展科学仪器的重要性和艰巨性。在庆贺贝老百岁诞辰之际,结合离心机研制工作谈谈自己的体会。
一、对科学仪器的重新认识
实验是自然科学的基础。科学实验过程就是用科学仪器进行测量、分析,使实验结果成为可以定量比较和精确计算的数据。科学仪器成为人类感官的延伸,是人类认识自然、改造自然必不可少的工具和基础。现代科学仪器,还是人脑和神经功能的延伸,其本身就是高科技前沿。
新仪器的发明带来研究活动的显著扩展,使人类对自然界的认识进入崭新的领域。前沿性研究更依赖于科学仪器技术。科学仪器决定了人类探索未知世界的广度和深度,进而决定了科学技术的发展水平,现代科学技术的发展首先依赖于科学仪器。诺贝尔化学奖获得者R.R.Ernst说:“现代科学的进步越来越依靠尖端仪器的发展”。
在科学前沿领域,单靠买来的仪器往往难以完成一流的工作。因为全新的学术思想是难以用成熟的技术和商品化的仪器去实现和验证的。一些先进的科学思想因为缺乏仪器来获得必要的信息和数据进行验证,常常被搁置几年甚至几十年。
科学仪器不仅仅是探索自然规律的工具,其本身就是高科技前沿。现代科学仪器既是知识创新和技术创新的前提,也是创新研究的主体内容之一和创新成就的重要体现形式,标志着国家创新能力和科学技术发展的水平,牵涉国家的可持续发展。
振兴科学仪器事业是个战略问题,绝不能用急功近利的思想看待它。多年来对科学仪器的忽视,使我国科学仪器事业处于危机困境中。虽然现在我国科学仪器事业还比较落后,不能为基础科研提供优良的仪器设备,但是,如果我们现在还不重视发展我们的科学仪器事业,那么我们将永远不可能研制出世界水平的科学仪器,我国“科教兴国”战略势必受到严重影响,从这个意义上说振兴科学仪器已经刻不容缓了。
二、离心机技术大有可为
离心机作为物质的分离、提取与精制的科学仪器,是科研、临床及生产的必备设备。我国一直非常重视离心机的国产化,我所离心机技术人员分别承担了“六五”、“九五”离心机专题,取得了系列成果。1965年中国第1台实用13000转/分高速离心机研制成功。70年代研制成直接驱动的18000转/分高速离心机。1977年中国第1台6万转/分超速离心机研制成功。70年代末我国成功地进行了多次超速离心转子破坏实验,取得了一些重要的转子安全数据。此后又进行了向工业部门推广的工作,开发或生产了几种高速和台式冷冻离心机。1999年高性能离心机DLB-7和GLB-24型离心机实现了国产离心机变频电机直接驱动,电器控制从模拟技术向数字技术的转变,实现了国产离心机通用技术的更新换代,机器性能指标与国外先进水平相当。这些成果向北京、四川、武汉、图们、长沙等地企业的推广,使我国从无到有形成了离心机产业。
我国离心机市场巨大,离心机工业与国外先进水平相比有很大差距,目前只能生产低速和部分高速离心机。美国的BECKMAN公司、KENDRO公司和日本的HITACHI公司在离心机技术方面遥遥领先,成为世界离心机的主要制造商,他们垄断着中高档离心机市场。为进一步扩大市场占有率,近些年开始争夺中低档离心机市场,我国离心机产业如果得不到技术上强有力的支持会处于更加被动的地位。我所的离心机研制队伍较系统地掌握了离心机技术,如果得到国家的支持,结合合理的运行机制,我们就有可能整体提升国产离心机的品质,改变我国离心机产业落后的局面。
我国离心机产业的潜力是很大的。为发展我国离心机产业,建议首先做以下几点。1)离心机企业应以提高产品的可靠性为目标,守住自己的阵地。2)加强仪器开发同生产结合的机制。3)集中资金支持,解决技术瓶颈。
影响我国离心机产业进一步发展的技术障碍是转子安全和寿命。如果这个问题不解决,我国离心机只能在低转速下徘徊。我所离心机研制工作曾经在1978—1981年期间作了多种转子的破坏实验,积累了重要的数据和实际经验。在“九五”离心机专题研究中利用有限元方法对转子作了强度分析,在理论和实践上已系统地掌握了转子安全数据的建立方法,如果能得到进一步支持,我们有能力取得转子安全数据,解决困扰离心机行业的技术瓶颈。这个问题解决后,我们就有能力研制出安全可靠的国产超速离心机,整体提高国产离心机现有的技术水平,保证国产离心机更具有竞争力。
我国的离心机产业面临严峻的挑战。但是如能合理组织技术资源,采取有利的运行机制,集中资金,合理部署,我国的离心机技术及产业的发展是大有希望的。