過(guò)去百年來(lái)，諾貝爾自然科學(xué)獎所涉及的開(kāi)創(chuàng )性工作和重大發(fā)現中，近70%借助儀器完成，物理和化學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展更是離不開(kāi)科學(xué)儀器的支撐。

正是意識到儀器在促進(jìn)科技進(jìn)步、推動(dòng)人類(lèi)認識客觀(guān)世界方面的重要意義，十多年來(lái)，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)副校長(cháng)杜江峰帶領(lǐng)的微觀(guān)磁共振重點(diǎn)實(shí)驗室團隊在國家自然科學(xué)基金的長(cháng)期支持下，“邊科研邊研制”，在微觀(guān)尺度磁共振譜學(xué)及生物、物理、信息等領(lǐng)域取得了一系列原創(chuàng )成果，60余篇相關(guān)論文在《科學(xué)》《自然》《自然》子刊和《物理評論快報》等期刊上發(fā)表，多項成果獲得獎勵。他們依托創(chuàng )新科研成果研制的近20種儀器，已廣泛服務(wù)于高校、研究所、醫院和企業(yè)。 

杜江峰認為，如果研制出原創(chuàng )的科學(xué)儀器是從“0”到“1”，那么把儀器送到千萬(wàn)用戶(hù)手中，讓用戶(hù)來(lái)驗收就是從“一”到“萬(wàn)”。在當前中國急需各種高端儀器的情況下，儀器研制應做到從“零”到“萬(wàn)”。 

“借”和“買(mǎi)”的困境

 上世紀末以前，我國科學(xué)家多數是做些不用儀器或使用低端儀器的研究。后來(lái)能從國外買(mǎi)一些高端儀器，但不少研究仍是“買(mǎi)得到就做，買(mǎi)不到就不做”。 

“這給科技創(chuàng )新帶來(lái)了巨大阻礙。一是發(fā)達國家對高端儀器禁運，有錢(qián)也買(mǎi)不到。二是即便能買(mǎi)，拿到儀器時(shí)也比人家晚一個(gè)階段。三是拿到儀器后，因為沒(méi)有維護維修能力，往往難以發(fā)揮最大作用?！倍沤鍖Α吨袊茖W(xué)報》說(shuō)，“現代科技已經(jīng)發(fā)展到高度依賴(lài)尖端科學(xué)儀器的階段，但我們的供給嚴重不足，儀器缺乏已經(jīng)成為制約我們原始創(chuàng )新的大問(wèn)題?！?span style="text-indent: 2em;"> 

20年前，杜江峰團隊基本上靠借儀器做實(shí)驗，聽(tīng)說(shuō)哪里有儀器，就跑去測一測，做個(gè)實(shí)驗。10年前，團隊有了第一臺進(jìn)口儀器，利用那臺儀器，做出了一些成果、也發(fā)了文章。很快，“借”和“買(mǎi)”都不能滿(mǎn)足需求了，他們就萌生了“自己做儀器的想法”。 

2010年，團隊得到中科院支持，啟動(dòng)一個(gè)200多萬(wàn)元的儀器研制項目。通過(guò)那個(gè)項目，團隊積累了研發(fā)經(jīng)驗，也得到了鍛煉。 

隨著(zhù)國內科學(xué)研究對儀器的需求越來(lái)越旺盛，國家自然科學(xué)基金委、科技部、財政部陸續推出一些儀器研制計劃。國家自然科學(xué)基金委的國家重大科研儀器研制項目定位于“前端”和“創(chuàng )新”，項目承擔者需要做出從“0”到“1”的突破，研制出原創(chuàng )的儀器。 

“我們去申請國家自然科學(xué)基金委重大科研儀器研制項目時(shí)，既有一定的研制基礎，又做出了很好的成果，還有一支優(yōu)秀的團隊?！倍沤逭f(shuō)，“當時(shí)我們提的方案合理，各項指標也非常高，國際上又沒(méi)有同類(lèi)型儀器，這完全符合項目定位?！?span style="text-indent: 2em;"> 

“多波段脈沖單自旋磁共振譜儀”能夠在不破壞研究對象的前提下，提供微觀(guān)物質(zhì)內部結構信息，拓展人們駕馭單個(gè)核自旋的能力，對前沿基礎科學(xué)以及提升我國開(kāi)展原創(chuàng )性研究能力意義重大。 

2013年初，杜江峰團隊順利獲得國家自然科學(xué)基金委國家重大科研儀器研制項目資助，團隊成員摩拳擦掌，準備大干一番。 

蓄積力量 

缺乏高端科研儀器之“痛”有兩個(gè)突出表現。一是發(fā)達國家的技術(shù)封鎖，有錢(qián)也買(mǎi)不到。二是當我國少數領(lǐng)域邁入國際前沿時(shí)，迫切需要的儀器國際上也不一定有。 

當中國科學(xué)家在多個(gè)領(lǐng)域躋身國際前列時(shí)，缺“儀”之痛和今天的缺“芯”之痛如出一轍。 

在研制多波段脈沖單自旋磁共振譜儀時(shí)，有個(gè)關(guān)鍵部件叫鉆石傳感器，它的靈敏度決定著(zhù)儀器的性能。但當時(shí)相關(guān)的原理才提出來(lái)四五年時(shí)間，國內外都沒(méi)有現成的設備可參考。 

“當時(shí)美、德有個(gè)研究組也在往這個(gè)方向走，知道我們要研制后，馬上把相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品都封鎖了?！痹搱F隊成員、中科院微觀(guān)磁共振重點(diǎn)實(shí)驗室副研究員王鵬飛說(shuō)，“國外廠(chǎng)商禁運了鉆石傳感器相關(guān)的產(chǎn)品和技術(shù)，所以一開(kāi)始，我們就面臨很大的困難?！?/p>

鉆石傳感器研制中用到一種離子注入技術(shù)，但當時(shí)大家連離子注入的機制都不清楚。 

“杜老師在理論上給予指導，和我們一起討論，研究解決方案?！蓖貔i飛說(shuō)，“我們從一臺農業(yè)育種注入機上得到啟發(fā)，對它進(jìn)行改造和設計，又造了一些部件，最終達到了項目初步目標?！?span style="text-indent: 2em;"> 

后來(lái)，團隊不斷摸索，找相關(guān)單位攻克VR加工技術(shù)、波導設計加工工藝。經(jīng)過(guò)幾輪迭代，團隊用不到3年時(shí)間，將鉆石傳感器技術(shù)提升至國際先進(jìn)水平。 

“2016年底，連傳感器的原料也被發(fā)達國家禁運了，我們必須一點(diǎn)點(diǎn)摸索，攻克一道道工藝難關(guān)，但這也讓我們一步步、全鏈條地掌握了核心技術(shù)?！敝锌圃何⒂^(guān)磁共振重點(diǎn)實(shí)驗室副研究員秦熙說(shuō)，“在這個(gè)過(guò)程中，能明顯感覺(jué)到國外儀器廠(chǎng)商對我們的態(tài)度，經(jīng)歷了幾輪反轉?！?span style="text-indent: 2em;"> 

在國家自然科學(xué)基金委儀器研制項目的資助下，杜江峰團隊一路披荊斬棘，在實(shí)戰中蓄積著(zhù)“起跳的力量”。 

“落地”才算驗收 

2014年，杜江峰發(fā)現，國內一些研究機構也面臨著(zhù)自己曾經(jīng)的苦惱：迫切需要一些高端儀器但買(mǎi)不到。 

這時(shí)他們已經(jīng)研制出部分儀器，杜江峰想，既然有這個(gè)能力，何不多做幾臺？

“我們要探索新的合作方式，改變過(guò)去那種‘立項研究，驗收了事’的做法?！倍沤逭f(shuō)。

科學(xué)家研制儀器和企業(yè)家做儀器的目標、關(guān)注點(diǎn)完全不同。高校和研究所的儀器研制項目屬于“學(xué)術(shù)牽引”，可以不計原件成本，只要各項技術(shù)指標在驗收時(shí)最好即可。但企業(yè)要完全遵照市場(chǎng)規律，以產(chǎn)出成套儀器為目的，注重穩定性、可重復性，講究成本可控。

“盡管都和儀器有關(guān)，但做產(chǎn)品和搞基礎研究是兩碼事?！倍沤逭f(shuō)，“不少項目是‘進(jìn)門(mén)嚴苛，出門(mén)寬松’，只要能立項，驗收通常并不困難。專(zhuān)家把各項指標一測，達標就可以通過(guò)。但儀器成為商品不同，就像一個(gè)手機，不能今天有信號，明天沒(méi)信號?！?/span> 

為解決產(chǎn)學(xué)研銜接的難題，讓儀器研究真正“落地”，杜江峰下定決心，承諾延遲驗收，讓用戶(hù)單位來(lái)驗收?！坝脩?hù)什么時(shí)候覺(jué)得滿(mǎn)意了，什么時(shí)候通過(guò)驗收?！?span style="text-indent: 2em;"> 

“我們這套儀器原計劃2016年完成，專(zhuān)家驗收是2016年完成的，但用戶(hù)在實(shí)際使用過(guò)程中，不斷發(fā)現問(wèn)題、提出改進(jìn)意見(jiàn)，包括原來(lái)計劃里沒(méi)有的。研究出現新情況、產(chǎn)生新需求，我們都盡可能滿(mǎn)足，最后用戶(hù)徹底滿(mǎn)意了?！倍沤逭f(shuō)。 

該儀器后期迭代也隨著(zhù)國儀量子（合肥）技術(shù)有限公司的成立交由公司負責，從而更加明確了科研團隊從“0”到“1”、企業(yè)從“一”到“萬(wàn)”的產(chǎn)學(xué)研模式。 

底氣何來(lái)

“我們實(shí)驗室有近40臺裝備，除了2009年買(mǎi)過(guò)一臺進(jìn)口儀器外，這12年來(lái)沒(méi)買(mǎi)過(guò)成套裝備，基本上自己想到的、需要的，都由自己做?！倍沤逭f(shuō)。

目前，該團隊研制的儀器已廣泛服務(wù)于醫院、企業(yè)、科研院所。談及團隊制勝的“法寶”，杜江峰用“品格、平臺、氛圍”六字概括。 

“感謝中科院和國家自然科學(xué)基金委領(lǐng)導的遠見(jiàn)和魄力，支持我們探索一種靈活的機制，比如‘邊科研邊研制’，比如支持我們把研制的儀器真正‘落地’?！倍沤逭f(shuō)，“在持續資助下，我們也在實(shí)戰中鍛煉了一支特別能‘打’的隊伍?！?span style="text-indent: 2em;"> 

“務(wù)實(shí)、低調，凝聚力強”，是國儀量子（合肥）技術(shù)有限公司總裁賀羽對團隊的最深刻印象。目前，該公司已經(jīng)從科學(xué)家手中接過(guò)成果產(chǎn)業(yè)化的“接力棒”，開(kāi)始用產(chǎn)品經(jīng)營(yíng)的思路、以工程化的方式向商業(yè)化邁進(jìn)。 

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授石發(fā)展說(shuō)：“杜老師常說(shuō)，學(xué)術(shù)討論只有對錯，不分地位高低。所以我們形成了自由、平等的學(xué)術(shù)討論氛圍。我們從不打卡，但晚上12點(diǎn)實(shí)驗室燈火通明是常態(tài)。大家都奔著(zhù)一個(gè)目標，做得非常開(kāi)心?！?span style="text-indent: 2em;"> 

杜江峰認為，人才是大學(xué)最重要的產(chǎn)品，除了要培養學(xué)生的品格外，還要提供一流的平臺、好的工作環(huán)境和科研氛圍。 

“非常感謝團隊成員的努力?！倍沤逭f(shuō)，“雖然我們取得了多個(gè)世界第一、獲得了一流成果、培養了一流人才、提供了一流平臺、做出了一流產(chǎn)業(yè)，但在儀器研制方面，跟國際先進(jìn)水平相比仍有差距。儀器研制‘路漫漫其修遠兮’?！?span style="text-indent: 2em;"> 

來(lái)源：《中國科學(xué)報》