?質(zhì)譜儀有何用處?拒絕葬送中國高尖端科技未來,國產(chǎn)質(zhì)譜儀的崛起
發(fā)布日期:2021-09-16 瀏覽次數(shù):2038
大家應(yīng)該深有感觸,在醫(yī)院里做一次CT檢查,動不動就是幾百塊,要是做一些更專業(yè)的檢查甚至?xí)ㄙM(fèi)到成千上萬元,并且關(guān)于儀器類的醫(yī)院項(xiàng)目檢查只能自費(fèi),無法報(bào)銷。
這讓多少中國百姓吃了看病的苦頭,甚至有人懷疑是不是醫(yī)院收大價錢賺得盆滿缽滿。其實(shí)還真不是這樣,由于這些儀器都是進(jìn)口產(chǎn)品,主要原因還是由于歐美一些國家的要價太高。
不僅如此,在科研領(lǐng)域中,北京大學(xué)的一臺核磁共振儀器出了故障,學(xué)校方面向國外的廠家請求保修時,對方的態(tài)度非常的大爺:想修行啊,先預(yù)支人工費(fèi)23萬人民幣,至于什么時候修,能不能修好,看廠家的心情。
獅子大開口式的要價,傲慢無禮的態(tài)度,就連中國ZUI高學(xué)府北大都受過這種氣。
但是這種情況已經(jīng)屢見不鮮了。中國是繼英國之后的世界工廠,但是我們的工廠大多數(shù)是中國制造,而不是中國創(chuàng)造。
只要是高端科研儀器類,我們都需要進(jìn)口。不僅僅是科研儀器,就連軟件類都沒有逃過這種情況。這些高端的隱形行業(yè)養(yǎng)活了一堆外國公司,我們長期依賴進(jìn)口,處處受制于人,很可能葬送的就是我們的明天。
受制于人的高端科技
之前網(wǎng)絡(luò)上有這么一個新聞,美國拒簽了500多名去美國攻讀博士和碩士學(xué)位的研究生。他們大多數(shù)是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)、機(jī)械、電子工程、材料科學(xué)以及生物學(xué)的高精尖專業(yè)。
都說美國學(xué)府聚集了ZUI高端的人才,但這對于中國來說似乎意料之中。ZUI嚴(yán)重的時候,由于國際關(guān)系緊張,甚至研制我國了“兩彈一星”的錢學(xué)森都遭到了美國的非法囚禁。
打壓中國學(xué)術(shù)的目的就是防止我國的理工教育向西方學(xué)習(xí),ZUI怕大量的留學(xué)生像錢學(xué)森一樣在美國學(xué)成后,一心一意要回來建設(shè)祖國,卻被扣留在海外。
而這些留學(xué)生的學(xué)成與否,也關(guān)系著我國科研儀器的研發(fā)。尤其是基礎(chǔ)原材料、高端芯片、工業(yè)軟件、醫(yī)療科技、化學(xué)試劑等等科研儀器都有著相當(dāng)重要的聯(lián)系。這些儀器可以讓我國的科研過程更加方便快捷。
但是我們國家面對科研儀器方面,卻偏偏需要依賴進(jìn)口,科研儀器這種似不重要的隱形行業(yè),限制了我國很多的科研發(fā)展。
根據(jù)一些數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),在2007年我國科研儀器進(jìn)口消耗費(fèi)用是500億美元,而到了2019年就已經(jīng)到達(dá)520億美元了。五百多億的數(shù)字觸目驚心,可見我國多么缺少高端科研儀器。
比如在醫(yī)院里的核磁共振儀、X光機(jī)等等高端的醫(yī)療器械,都是依賴于西門子、飛利浦等國外廠家進(jìn)口。而像用于藥物開發(fā)、液體質(zhì)聯(lián)用儀、還有環(huán)境檢測的儀器國產(chǎn)占有比例都極其低下,甚至化學(xué)化工儀器、工程材料還有石油領(lǐng)域等方面的儀器我國占有比例更是慘淡,僅僅是1.32%。
在大型高端科研儀器研發(fā)方面,世界排行榜上我國根本就排不上名號。ZUI可怕的是,這些儀器的資料被保護(hù)得特別好,我們想仿制出來個山寨版本的都仿制不出來。
在這其中就有一種叫質(zhì)譜儀的儀器,它在環(huán)境監(jiān)測、藥物分析、生命科學(xué)以及食品安全等方面都占據(jù)著非常大的作用。
但是之前質(zhì)譜儀一直在依賴進(jìn)口,在2003年之不易進(jìn)口了300多臺,到了2005年以及進(jìn)口了950臺,而在2007年就變成了進(jìn)口1700臺,簡直是接近二倍的進(jìn)口量,而到了2010年我國進(jìn)口質(zhì)譜儀直接飆升到了4000多臺……這就讓我國陷入了非常嚴(yán)重的科學(xué)儀器依賴?yán)Ь场?
隱形行業(yè)質(zhì)譜儀
質(zhì)譜儀又可以叫做質(zhì)譜計(jì),可以分離和檢測不同同位素的儀器。
就是可以根據(jù)帶著電粒子在電磁場中也能夠偏轉(zhuǎn)的原理,將分子、原子或者一些碎片的質(zhì)量差異進(jìn)行分離和檢測物質(zhì)成分的一種儀器。
質(zhì)譜儀能夠用高能電子流量對樣品分子進(jìn)行轟擊,ZUI后讓這個分子丟失掉了電子變成帶著正電荷的分子離子和碎片離子。這些個不同種類的離子也具有不同的質(zhì)量,而不同的質(zhì)量的離子在磁場的作用下達(dá)到檢測器的時間也各不相同,這個就是質(zhì)譜圖。
自從上個世紀(jì)八十年代以來,因?yàn)閲獾馁|(zhì)譜儀器市場價吸引了很多中國人購買質(zhì)譜儀,所以這也間接導(dǎo)致了質(zhì)譜儀產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)研發(fā)的覆滅。所以在國內(nèi)質(zhì)譜儀的廠商中,基本上進(jìn)入了二十多年的研發(fā)真空時期。
也正是因?yàn)檠邪l(fā)機(jī)器的廠商沒有傳承核心技術(shù),導(dǎo)致導(dǎo)致了研制工作停頓,因此引發(fā)的質(zhì)譜技術(shù)人才斷檔也是必然的趨勢。
所以中國的科學(xué)技術(shù)部門從“十五”開始投入了大量的資金來支持質(zhì)譜技術(shù)以及產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)。中國計(jì)量科學(xué)研究院也承擔(dān)了質(zhì)譜儀研究的計(jì)劃和發(fā)展??梢钥吹贸鲑|(zhì)譜儀研究的科研計(jì)劃,中國人勢在必行。
國外質(zhì)譜儀的發(fā)展歷程
國外質(zhì)譜儀ZUI初誕生于1871年,一位叫做亨利·卡文迪許的科學(xué)家設(shè)計(jì)了ZUI初質(zhì)譜儀的原型,他被認(rèn)為是繼承牛頓之后ZUI偉大的科學(xué)家之一。
這個可以追溯到19世界的物理學(xué)界,在歐洲一直有著這樣一個問題。因?yàn)榉烹妼?shí)驗(yàn)室中正對著陰極的玻璃管上面有綠光,有一位德國的物理學(xué)家說這些綠光的產(chǎn)生就是由于一種射線,但是誰也不知道這個射線的具體來源和構(gòu)成是什么。
亨利·卡文迪許發(fā)現(xiàn)這種東西就是電子,因此制作出了一臺能夠測量氫原子核質(zhì)荷比的儀器,這種儀器讓陰極和陽極產(chǎn)生射線,射線可以經(jīng)過外加磁場,這樣就可以讓只有速度達(dá)到特殊要求的粒子才能到達(dá)終點(diǎn),這種儀器就是ZUI初質(zhì)譜儀的原有雛形。
直到1910年,弗朗西斯·阿斯頓也去研究這種射線,他也想要開發(fā)出利用磁場來測試原子的方法,但是他在此基礎(chǔ)上又有了新收獲。
他發(fā)現(xiàn)氖元素中還有很多和和它一樣的化學(xué)組成,但是質(zhì)量卻又不一樣,這就是后來人們都了解到的物質(zhì)——同位素。
一戰(zhàn)后,弗朗西斯·阿斯頓終于研究出了第一臺高精密的質(zhì)譜儀,不僅僅可以觀測,還可以測量。這樣就讓這位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了212種同位素。因此這位科學(xué)家也獲得了諾貝爾的物理學(xué)獎項(xiàng)。
這就是國外ZUI初對質(zhì)譜儀的研究。而到了現(xiàn)在,美國研制的質(zhì)譜儀能夠占世界生產(chǎn)和銷售的80%以上,日本則占到了10%左右。在我國國內(nèi),進(jìn)口質(zhì)譜儀幾乎壟斷了所有的市場,這種情況不僅讓人膽寒,我們再研發(fā)不出新的科研儀器,會不會就像清朝的閉關(guān)鎖國沒有科技發(fā)展一樣,葬送掉明天?
拒絕葬送: 我國質(zhì)譜儀崛起
110多年來,多少諾貝爾物理學(xué)獎和諾貝爾化學(xué)獎給了發(fā)展和擁有科研儀器的科學(xué)家們,面對這一情況,在20世紀(jì)九十年代,周振就決心要研究出屬于中國人的質(zhì)譜儀。
在20多年前的今天,周振從廈門大學(xué)畢業(yè)去德國吉森大學(xué)深造,攻讀物理學(xué)博士以此學(xué)習(xí)技術(shù),發(fā)展中國的科研儀器?!?
但是當(dāng)時科研儀器更是全都依賴于進(jìn)口,所有人都覺得周振簡直是異想天開,那時只有傅家謨,但是有了一個人支持就相當(dāng)于有了勇氣。周振一點(diǎn)也不氣餒,堅(jiān)定自己的想法,ZUI終走上研發(fā)質(zhì)譜儀的道路。
研發(fā)的第一步是籌集資金,光是籌集就耗費(fèi)了周振不少腿腳和嘴皮子,所有人一聽說研發(fā)質(zhì)譜儀覺得不太可能直接拒絕。一個研究項(xiàng)目至少要投資個幾千萬,小企業(yè)實(shí)在是做不到這種投資。直到后來廣東的一家科技風(fēng)投控股批給了周振500萬的項(xiàng)目資金,終于周振有了啟動資金了。
而光有資金還不行,還需要技術(shù)人員。但是左右湊集周振的科研團(tuán)隊(duì)人數(shù)依然相當(dāng)可憐,兩個學(xué)生和一個助理,還有一位老技工。但是就是在這樣缺兵少將又資金匱乏的情況下,在2000年,周振成功的研制出了分辨率高達(dá)20000的垂直型引入式飛行時間質(zhì)譜儀。
并且研究出來的就要是ZUI好的,ZUI優(yōu)秀的,在當(dāng)時的科技領(lǐng)域,周振研制出來的質(zhì)譜儀就是世界上同類儀器的ZUI高水平,充分打破了我國沒有科研儀器的尷尬境地。
而在2013年,周振又成功推出了一款PM2.5飛行時間在線源解析質(zhì)譜監(jiān)測產(chǎn)品,這款用于環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)譜儀一研發(fā)就是十年的時間。直到2017年,他們又研制出生物領(lǐng)域的質(zhì)譜儀,這一款質(zhì)譜儀可以用來分析蛋白質(zhì)組學(xué)、基因?qū)W、代謝領(lǐng)域、藥物以及聚合物等各種生物領(lǐng)域。
環(huán)境監(jiān)測到生物醫(yī)藥科學(xué),周振研發(fā)的質(zhì)譜儀在多個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,為我國的科技儀器研發(fā)打開了新的大門,我國質(zhì)譜儀技術(shù)領(lǐng)域就此崛起。
周振從ZUI開始的5人團(tuán)隊(duì),到現(xiàn)在的240多名員工,他的成功發(fā)展就是我國科研儀器行業(yè)的成功發(fā)展??蒲袃x器這個隱形行業(yè)需要更多的人才去補(bǔ)充和積累,這樣我們才能填補(bǔ)這一曾經(jīng)不受重視的隱形行業(yè)的空白,避免葬送我國高尖端科技的明天。
【結(jié)語】
沒有屬于自己的高精尖科研儀器研發(fā),就會很難產(chǎn)生創(chuàng)新性研究成果,就更難去發(fā)現(xiàn)別人沒有發(fā)現(xiàn)的問題,來彌補(bǔ)我國的科研領(lǐng)域缺陷。
這個道理就是沒有屬于自己科研儀器的情況下,我國的科研成果做得再好,把文章發(fā)送到國際的學(xué)術(shù)期刊上也不過就是對成果的補(bǔ)充,而不是創(chuàng)新,這也說明會讓我國的科研始終處于跟蹤和模仿的尷尬階段。
就像我們國家的核磁共振儀出了故障,我們想要到國外檢修卻要看人臉色處處受氣;還有我們都熟知的華為手機(jī),也是因?yàn)樵缦纫蕾嚸绹M(jìn)口芯片,ZUI后美國芯片停止供應(yīng)讓華為陷入兩難的境地,ZUI后這個問題雖然解決了,但是足夠引起我們的重視。只有自己擁有,才是ZUI好的,這也是我國一定要走科研獨(dú)立道路,不在關(guān)鍵技術(shù)上被人“卡脖子”的原因。