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刘燕华:将科学仪器设备自主立异摆在科技作业的突出方位

上市日期: 2023-01-30 09:30:02来源:欧宝体育app安卓下载 作者:欧宝体育app官网

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刘燕华:将科学仪器设备自主立异摆在科技作业的突出方位

发布时间 2023-01-30 09:30:02来源:欧宝体育app安卓下载 作者:欧宝体育app官网

  我国经济网工业商场专题频道2007两会自主立异专家说法

  科学仪器设备(以下简称科学仪器)是科技立异和经济社会展开的柱石和重要确保,一流的科学研讨往往离不开一流的科学仪器。《国家中长期科学和技能展开规划大纲(2006-2020年》(以下简称《规划大纲》)清晰提出要“注重科学仪器与设备对科学研讨的作用,加强科学仪器设备及检测技能的自主研讨开发”。咱们要仔细贯彻落实《规划大纲》精力,将科学仪器自主立异摆在科技作业的突出方位,加速推进科学仪器的自主研制作业,增强自我配备才能,有用支撑《规划大纲》的施行,为立异型国家建造供给有力支撑。

  科学技能是第一出产力,科学仪器是科学技能展开的重要“东西”。闻名科学家王大珩先生指出,“机器是改造世界的东西,仪器是知道世界的东西”。科学仪器对科技立异,国民经济展开、国防建造和小康社会建造都具有重要的支撑和推进作用。

  1992年诺贝尔化学奖获得者R.R.Ernst指出,“现代科学的前进越来越依托顶级仪器的展开”。人类在科学技能上的严峻成就和科学研讨新范畴的拓荒,往往是以试验仪器和技能办法的打破为先导。从世界世界到根本粒子、从生命来源到人类自我知道等研讨的严峻打破越来越依靠于先进的科学仪器。据不完全计算,一个多世纪以来,诺贝尔天然科学奖项中,有68.4%的物理学奖、74.6%的化学奖和90%的生物医学奖是凭借各种先进的科学仪器完结的。正是因为毛细管阵列式基因测序仪的发明,才克服了世界“人类基因测序工程”展开缓慢的困难,发明了该项巨大工程大大提前完结的奇观;作为我国自主立异标志作用的神舟号系列飞船,尤其是“神五”和“神六”的接连成功发射及顺畅回来,要害就在于加强了丈量与操控等要害技能和设备的自主立异。

  科学仪器是确保经济展开、国家安全不可或缺的重要根底条件。首要,闻名科学家钱学森先生指出:“新技能革命的要害技能是信息技能。信息技能由丈量技能、核算机技能、通讯技能三部分组成。丈量技能则是要害和根底”。科学仪器是信息获取的源头,是信息工业的重要组成部分,科学仪器在信息年代的重要性怎样描述都不为过。党的十六大陈述指出,信息化是我国加速完成工业化和现代化的必定选择。为此,科学仪器是有用推进型工业化路途的根底性支撑。其次,科学仪器在国民经济展开中起到“四两拨千斤”的作用。美国商务部国家规范与技能研讨院20世纪90年代中发布的查询数据标明,美国仪器外表工业的产量约占社会总产量4%,而它拉动的相关产量却到达社会总产量的66%。

  事实上,在现代化大出产中,尽管各种丈量与操控仪器外表一般仅占化工厂、钢铁厂等企业固定资产的15%左右,但正是这些科学仪器决议着产品的质量和水平,决议着这些企业产品的竞赛力。第三,必定程度上能够说,兵器便是精细的科学仪器。当时,军事技能正朝着高、新、尖、精的方向展开,信息化、智能化、无人化、隐身化、微型化、一体化等是未来信息化条件下的兵器配备的展开趋势。1991年海湾战役美国运用的精细制导炸弹和导弹只占8%%,12年后美伊战役中美国运用的精细制导炸弹和导弹进步了90%以上,这些先进兵器都是靠一系列先进的丈量与操控仪器体系配备完成其操控功用的。

  党的十六大提出了建造小康社会的宏伟目标,要求加强全民健身和医疗卫生体系建造,完成可继续展开才能不断增强,生态环境得到改进,资源运用功率显着进步,促进人与天然的调和。《国民经济和社会展开第十一个五年规划大纲》对社会主义新农村与调和社会的建造也提出清晰要求。而现在资源干涸、环境污染等问题成为社会健康展开的瓶颈;食物安全问题、公共突发事件、疾病诊断、易燃易爆化学危险品等给公民的日子带来了严峻影响,这些严峻问题的处理都离不开先进的检测技能和手法。

  1.立异型国家都非常注重科学仪器的自主研制。欧美日等国家都把“展开一流的科学仪器支撑一流的科研作业”作为国家战略,对科学仪器的配备和立异给予要点扶持。如美国经过国家天然基金(NSF)和国家健康研讨院等搀扶科学仪器的研制,确保美国在世界科学仪器工业的领先地位;日本于2002年拟定了高精细科学仪器复兴方案,在岛津公司的田中耕一因为在仪器方面的出色贡献获得2002年诺贝尔奖后,日本文部科学省决议,从2004年起斥巨资(100亿日元)开发世界顶级的剖析核算丈量仪器,以催生更多诺贝尔奖级的科研作用;欧盟在“第六结构方案”(2002-2006)中将“操作和操控设备和仪器的开发”列为纳米技能和纳米科学范畴的要点内容,在“第七结构方案”(2007-2013年)中,斥资41亿欧元首要用于辐射源、望远镜和数据库等新式研讨根底设备建造;加拿大天然科学与工程研讨理事会拟定了“研讨东西、仪器和设备方案”,等等。

  2.技能展开趋势。科学技能的飞速展开,促进科学仪器新技能、新作用层出不穷。现在,科学仪器已远远超出“光机电一体化”这个概念,除了参与核算机技能,还许多引入一日千里的高新技能,如纳米、MEMS、芯片、网络、主动化、免疫学、仿生学、基因工程等等新技能,一起,一些高精尖的军用技能向民用技能搬运,大大进步了科学仪器的技能水平缓更新换代速度。当今科学仪器展开总体上呈现出如下趋势:一是,惯例科学仪器向多功用、主动化、智能化、网络化方向展开;二是,生命科学科学仪器向原位、在体、实时、在线、高灵敏度、高通量、高选择性方向展开;三是,用于杂乱组分样品检测剖析的科学仪器向联用技能方向展开;四是,用于环境、动力、农业、食物、临床查验等国民经济范畴的科学仪器向专用、小型化方向展开;五是,样品前处理科学仪器向专用、快速、主动化方向展开;六是,监控工业出产过程的科学仪器向在线、原位剖析方向展开。

  3.工业展开趋势。一是,PerkinElmer、热电、安捷伦、岛津、布鲁克等科学仪器企业大集团主导着世界科学仪器的商场;二是,中小型科学仪器企业一般向“专、精、特”方向展开;三是,经过并购和组成战略联盟,构成科学仪器大集团是世界科学仪器工业展开的重要趋势。

  历年科技展开规划都将科学仪器作为其重要组成部分,尤其是第一个12年规划,将“仪器,计量及国家规范”作为13项严峻任务之一。“两弹一星”期间,科学仪器得到重要展开,自给自足,攻破了一大批技能难关,制作了光学丈量仪器、质谱仪等几十万台件设备、仪器、外表,为“两弹一星”做出出色贡献。

  1.自主研制投入少,中心技能匮乏。近年来,我国对科技的投入大幅度添加,但“重引入,轻自主研制”的现象仍比较严峻。据计算,“十五”期间,863方案、973方案和国家科技攻关方案等科技方案经费的20%左右用于置办科学仪器,985工程、211工程以及常识立异工程更将许多的经费用于科学仪器置办,但在科学仪器研制方面,政府支撑严峻缺少。863方案、973方案和国家科技攻关方案等国家3大主体科技方案“十五”期间合计330亿元,用于“科学仪器设备研制与开发”项目的仅0.85亿元,而反观美国,仅以NSF为例,2003和2004年投入到大学的相关项目中,科学仪器研制或功用改进占支撑科学仪器总金额的25.3%%。投入缺少使我国具有自主常识产权的科学仪器非常有限。

  2.与世界先进科学仪器存在显着距离。我国科学仪器工业经过多年展开,已具有必定的研讨、开发和出产的才能。可是,因为中心技能匮乏,且制作业、资料业等与科学仪器工业密切相关的工业总体水平不高,我国科学仪器工业总体水平与世界先进水平存在显着的距离。在中高档科学仪器方面,如等离子体质谱仪、核磁波谱仪、高档激光干涉仪等附加值高的科学仪器,我国根本处于空白,即便在一些科学仪器方面有必定打破,但离商场尚存在较大距离;在中档科学仪器方面,如液相色谱仪、生化剖析仪器、X射线晶体定向仪等,我国尽管有产品,但安稳性和重现性不高,以及相应的使用软件等配套性较差,导致这些科学仪器商场占有率不高;在中低档科学仪器方面,如气相色谱仪、紫外吸收光谱仪等附加值不高的科学仪器,尽管在国内具有较高的商场占有率,有的还出口国外,但国内厂商之间竞赛非常激烈,有的乃至存在恶性竞赛。

  3.商场巨大,但首要依托进口,科学研讨“空芯化”现象严峻。我国每年上万亿元的科学仪器固定资产投资中,有60%%是用于进口设备,其间精细仪器等高技能含量和高附加值的产品首要依靠进口。以剖析测验仪器为例,据保存计算,剖析仪器进口总额从2001年的9亿美元猛增到2004年20亿美元以上。在生命科学科学仪器方面,我国对发达国家的依靠则更为严峻。近年来,我国科技投入大幅度添加,大型科学仪器已具有必定规划。据不完全计算,到2002年末,50万元以上的科学仪器总值现已超越150亿元,可是90%以上都是依靠进口。尤其是国家投入许多资金树立的研讨试验基地,尽管配备精良,但往往是自我配备才能显着缺少,重要科学仪器及其辅佐设备根本都依靠进口。闻名科学家师昌绪先生曾指出:“须知一个仪器从试验阶段做到成为产品,至少要3-5年,而这期间许多有开拓性作业都已宣布,而买来的设备已是强弩之末,难以作出开创性的作业”。科学研讨依靠进口科学仪器的“空芯化”现象使得我国科技立异面对非常晦气的局势。

  党的十六届五中全会提出建造立异型国家的战略。建造立异型国家,中心便是把增强自主立异才能作为展开科学技能的战略基点,走出我国特征自主立异路途,推进科学技能的跨过式展开。“对外技能的依存度低于30%”是立异型国家非常重要的目标,而现在,作为科学技能这个第一出产力的“东西”的科学仪器严峻依靠进口,与立异型国家建造的要求严峻不符。为此,加强科学仪器自主研制,下降对国外科学仪器的依存度,是增强立异才能自我配备和进步的重要途径,是推进立异型国家建造的重要作业。

  一方面,《规划大纲》清晰提出要“加强科学仪器设备及检测技能的自主研讨开发”和“科学试验与观测办法、技能和设备的立异”。一起,《规划大纲》在环境、动力、水和矿产资源、制作业、人口与健康以及公共安全等重要范畴中近30处提出要加强监测技能、检测技能、测验技能、勘探测验技能等研讨作业。另一方面,科学仪器是我国西气东输工程、南水北调、北斗星定位体系等严峻工程、严峻配备不可或缺的组成部分,这些严峻工程和严峻配备往往关系到国家的严峻利益,它们的施行更需我国自主研制的科学仪器。一起,科学仪器也是我国载人航天工程、探月工程的重要组成部分,如神舟飞船由“测控与通讯”、“环境操控与生命确保”、“外表”等13个部分组成,实践上,上述“测控与通讯”等3个部分等都是由若干科学仪器组成。为此,加强科学仪器的自主立异,是贯彻落实《规划大纲》精力,是有用支撑国家严峻工程的重要行动。

  先进的科学仪器既是技能立异和常识立异的条件,也是立异研讨的主体内容之一和立异作用的重要表现方式,科学仪器的立异往往成为最有价值、最具生机、最有竞赛力和展开前景的立异。计算结果标明,一个世纪以来,50多位科学家因为在科学仪器办法和技能方面的直接作用获得诺贝尔天然科学奖;1/3以上的诺贝尔物理学奖、化学奖和生物医学奖颁发给了那些在电子显微镜、质谱仪、CT断层扫描仪、X光物质结构剖析仪、光学相衬显微镜和新拓荒范畴的扫描隧道显微镜等科学仪器及其办法技能方面有出色立异的科学家;2002年的诺贝尔化学奖更是悉数奖给了3名在剖析仪器研讨范畴有出色贡献的剖析化学家;2005年的诺贝尔物理学奖颁发了对极宽频带的高精确计量激光仪展开奠定了重要根底的三名物理学家。

  尽管我国已向国外购买了大批的科学仪器,但真实的中心技能是买不来的,尤其是触及军事、纳米、生命科学等范畴的具有战略意义的科学仪器,发达国家一直对我国进行封闭。如SARS迸发后,我国拟树立生物安全p4试验室,而其间的中心仪器国外对我国施行封闭;再如,风洞在国防、铁道、桥梁等范畴具有非常重要作用,而其间的中心仪器国外也一直对我国施行封闭;又如,高档激光干涉仪是超高精细丈量和加工的必备丈量仪器,仅有极少数的几个国家出产,但悉数制止向我国出口,等等。为了完全破除发达国家的技能封闭,加强科学仪器的中心技能的自主研讨和开发,活泼尽力开发具有自主常识产权的高新科学仪器,有用防止“受制于人”,是抢占科技战略制高点的重要行动。

  近年来,尤其是我国参与WTO后,国外发达国家选用进步有关项目的测验目标等手法,设置技能壁垒,致使我国在世界贸易中蒙受了巨大的经济损失。为此,加强我国科学仪器自主立异,进步其检测水平缓才能,脱节受制于人的局势具有非常重要的实践意义。一起,如果能针对我国特征资源和优势资源的检测需求,展开起具有我国特征的科学仪器工业,能够进步我国特征资源和优势资源的技能壁垒,约束或削减国外产品涌入我国,然后到达反规范操控的作用。

  现在,我国科学仪器工业尚为天真工业,而且许多产品仅限于中低档水平。首要表现在,一方面,中心技能匮乏、工艺水平不高、配套性差等缺少,另一方面,出产高档次科学仪器的企业根本空白,中低档科学仪器工业却是“千军万马过独木桥”,有些范畴乃至存在国内企业之间的恶性竞赛,2000年查询数据标明,全国出产气相色谱仪器的企业多达80家。

  我国科学仪器工业存在上述问题的重要原因之一便是长期以来,各有关方面对科学仪器的自主立异注重不行。为此,加强科学仪器自主立异,进步科学仪器研讨开发的技能水平缓办理水平,这是在WTO年代我国科学仪器工业做大做强的必经之路。

  1.国家领导人高度注重科学仪器研讨开发作业。早在1995年,、、、和宋健等领导同志就对卢嘉锡、王大珩等20位院士提出的《关于复兴我国仪器外表工业的主张》作出重要批示。2000年,、和等领导同志又对王大珩、杨嘉墀等11位院士关于《我国仪器外表工业急需统一规划和归口办理的主张》作出重要批示,时任国务院副总理的同志指出:“仪器外表工业很重要”。

  2.实践需求要求我国加强科学仪器自主研制。十六届五中全会清晰提出了要把我国建造为立异型国家的巨大战略,《规划大纲》及其配套方针对我国自主立异才能的进步也提出了清晰要求。当时和未来一段时间内,我国将对科学仪器有旺盛的需求。首要,《规划大纲》清晰布置了未来15年我国科学技能展开的首要任务,任重而道远。工欲善其事,必先利其器,这些严峻任务的施行对科学仪器提出了火急的需求。其次,微观、微观、归纳和极点条件化是当今科学技能展开的重要方向,这对传统的科学仪器提出了新的要求和应战,对严峻精细科学仪器需求火急。例如,电子显微镜是纳米技能研讨必不可少的科学仪器,现在,在亚埃级电子显微镜的支撑下,世界一流的纳米技能现已到亚埃等级的微观尺度,要确保咱们的纳米技能处于世界一流水平,必定需求亚埃级电子显微镜,不然咱们仅能处于世界二流的纳米级的水平。第三,环境保护、食物安全、出产安全、进出口贸易、医疗卫生等经济和社会展开的重要范畴对科学仪器也有着严峻需求,计算标明,这些范畴对科学仪器的需求每年以约30%%的速度继续攀升。

  3.我国已具有大力推进科学仪器自主立异的根本条件。在方针方面。全国科技大会举行,自主立异已家喻户晓,国务院发布的《施行〈国家中长期科学和技能展开规划大纲(2006—2020年)〉的若干配套方针》清晰提出了支撑自主立异的财税、金融、政府收购等方针,这些方针为科学仪器的自主立异供给了重要方针确保。在根底理论和办法方面。变革开放以来,在政府的大力投入支撑下,我国已在许多与展开新的科学仪器相关的重要前沿范畴,如微纳米技能、电化学、色谱学、化学计量学、光谱学、传感器等,在世界上占有了先发方位。在要害共性技能储备方面。经过“九五”、“十五”国家科技方案(专项)的施行,霸占了一大批中心技能、工艺技能,仅“十五”科技攻关方案“科学仪器设备研制与开发”项目,就霸占了核磁测井技能、液相色谱高灵敏度检测技能、微波源技能、光谱全谱技能、X射线小角散射技能以及微波消解等近30项要害技能。在人才队伍方面。我国已具有一大批活泼在世界科学仪器范畴的研讨、出产和办理的人才队伍,现已构成了一支老、中、青相结合,研讨人员、工程技能专家和高档技能工人相和谐的较为合理的人才队伍。在工业根底方面。经过国家长期以来的大力支撑,逐步构成了一批以国有骨干企业、民营企业、转制的企业型科研院所和具有自主中心技能的小型科技型企业为主体结构的科学仪器骨干企业。现在,量大面广的惯例科学仪器商场占有率已由10年前的13%%进步为40%以上。

  坚持“自主立异、要点跨过、支撑展开、引领未来”方针,针对《规划大纲》提出的加强科学仪器自主研制,以及监测技能、检测技能、测验技能、勘探测验技能等作业的战略布置,采纳原始立异、集成立异和引入消化吸收再立异等自主立异形式,一是注重自主常识产权和规范的发明,以加强中心技能和要害部件为打破口,带动发生一批有自主常识产权的科学仪器;二是坚持项目、基地、人才建造相结合,促进一流人才和严峻项目向科学仪器基地集合,带动发生一批科学仪器研制基地和具有中心技能的企业集团,增强我国科学仪器设备的可继续立异才能;三是加强军民两用技能研讨开发,鼓舞高端军用技能向民用科学仪器搬运;四是充沛运用政府收购手法,加强政府首购和认购准则的履行力度,尤其是加大各类科技方案(专项)对自主研制科学仪器的收购力度;五是加强世界合作与沟通,在进口科学仪器的一起,引入先进规划制作技能,鼓舞我国科技人员与国外一起研制科学仪器;六是充沛发挥政府资金的引导、调控作用,调集有关企业的活泼性,构成以企业为主体,产学研结合的技能立异格式,一起,鼓舞方针性金融机构等为科学仪器展开投融资供给便当条件。

  战略导向性。一是,要加强受制于人的科学仪器的研制。二是,要提炼国民经济和社会展开急需处理的科学仪器的严峻技能问题,要点安排力气开发和攻关。三是,推进一批科学仪器工程技能(研讨)中心、国家工程试验室和研讨开发途径建造,加强工程化研讨和中心技能研讨,增强科学仪器工程化才能和可继续展开才能。

  承继延续性。要充沛运用国家天然科学基金、我国科学院常识立异工程、973方案、863方案和科技攻关方案等科技方案(专项)构成的具有必定优势的中心技能,对或许构成严峻打破的严峻科学仪器给予要点支撑,一起要充沛运用已获得的严峻作用和全部世界先进技能、办理经验。

  1.新技能新办法研讨。科学仪器是老练的测验技能和办法的物化,如先有了色谱学,后才呈现了色谱剖析仪器;先有了极谱法,后才诞生了极谱仪;先发现了X射线的衍射现象,后才呈现了X射线衍射仪。测验办法和技能的立异性往往决议着科学仪器的立异性水平,诺贝尔奖等高水平奖项一般都是颁发在办法和技能上有严峻打破的科学家。为此,新技能和新办法研讨对科学仪器的展开至关重要,要特别倡议展开一些科学仪器的新原理、新规划、新工艺的研讨和开发。

  2.重要科学仪器的自主研制。鼓舞集成立异,充沛集成光学、机械、电子、核算机、物理、化学、生物等方面力气,归纳运用激光、超导、纳米、生物芯片、MEMS技能等高新技能,加强重要科学仪器的自主研制。一是霸占一批能有用带动和引领科学仪器职业展开的要害中心技能和中心部件,如高安稳光源、高分辩分光元器件、高性能检测器、新式质谱质量剖析器、高效别离色谱柱及填料、EPC电子压力操控器及主动转化阀等要害部件。二是与生命科学、资料科学等新式范畴相关的严峻科学仪器。这些范畴直接关系到人类生计和展开、国家战略安全,又往往受制于人,而我国在这些新式范畴也具有杰出的根底和技能储备。三是触及我国共同资源和共同环境的科学仪器。如中药现代化研讨、人类肝蛋白组学研讨等所需的科学仪器,对我国特有农产品、工业品等质量剖析的近红外光谱仪器,以及公共安全等仪器设备。四是与大科学设备配套的重要科学仪器。加强科学仪器与国家已建和在建的中子散射源、国家强磁场、上海光源和北京正负电子对撞机等大科学设备的配套性建造,充沛发挥大科学设备在实践作业中的严峻作用,拓宽大科学设备的使用范畴。五是国家计量基规范的树立。树立和完善一批国家计量基规范,推进一批重要计量基规范、规范物质及检测技能到达发达国家先进计量水平,添补若干不能参与世界比对的空白项目;应对世界单位制变革,树立和完善以量子物理为根底的、高精确度和高安稳性的计量基规范设备。

  3.科学仪器晋级改造技能研讨开发。引入消化吸收再立异是契合我国当时国情的一种重要形式,《规划大纲》及其配套方针清晰提出要加强严峻配备、严峻技能的引入消化吸收再立异。咱们要坚持消化吸收和再立异,充沛发掘现有许多科学仪器潜能和运用水平,构成具有自主常识产权的相关技能,并推广使用。首要,加强重要科学仪器消化吸收再立异。在充沛消化吸收现有严峻科学仪器要害技能的根底上,开发具有自主常识产权的要害技能和仪器产品。其次,展开体系改造、晋级。经过技能立异,对科学仪器中已不能满意实践作业需求的操控体系、数据处理体系及其软件等进行研讨开发或技能晋级,康复和进步科学仪器的目标。第三,着力功用开发。研讨开发与现有科学仪器配套的要害部件,拓宽现有科学仪器功用,进步其性能目标。

  4.辅佐设备的研讨开发。科学仪器一般由主机和试剂、软件模型、样品前处理设备等辅佐设备组成。一方面,试剂等辅佐设备往往成为科学仪器归纳运用作用的重要因素。另一方面,注重科学仪器的配套试剂、样品前处理设备等的研制已是发达国家仪器厂商的重要展开趋势,辅佐设备已成为现在和未来较长时间内科学仪器商场竞赛的焦点。为此,咱们要高度注重科学仪器的辅佐设备的研讨开发。

  5.科学仪器作用二次立异。现在,在科技方案(专项)及其他途径的支撑下,我国现已获得了一批重要的科学仪器要害技能和作用,可是因为缺少工程化研讨、与有关范畴实践需求严峻脱节等问题,一大批作用离商场化还存在很大距离,这对国家来说是一种极大的糟蹋。咱们要在前期作业所获得的要害技能和科学仪器的根底上,加强二次立异,一方面,展开工艺和工程化的研讨作业,增强产品的安稳性和可靠性,另一方面,结合环境保护、食物安全、出产安全、进出口贸易、医疗卫生等实践使用范畴的特别使用需求,展开现有科学仪器作用的使用研讨,进步现有用果的商场转化水平。

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