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導讀:隨著國家科技部對國產儀器研發支持力度的不斷加強,國內儀器行業發展逐漸迎來了新的春天,在地礦檢測領域有著三十年工作經驗的鄭存江教授,這樣說道:“國產儀器的發展需要國家政府、科研院所、高校、檢測工作者以及分析儀器廠商的共同努力,儀器研發突破,需要解決關鍵零部件技術問題。”
浙江省地質礦產(chan)研究所 鄭存(cun)江教授
倡導綠色分析 提升儀器分析能力
經(jing)濟快速發(fa)展的(de)(de)(de)同時也加速了對(dui)(dui)環(huan)(huan)(huan)境(jing)的(de)(de)(de)破(po)壞程度(du),鄭教(jiao)授認(ren)(ren)為,在分析(xi)檢測行業,需(xu)要大力提(ti)倡(chang)“綠色(se)”理念,不能一(yi)(yi)邊喊著治理環(huan)(huan)(huan)境(jing),一(yi)(yi)邊又在污染環(huan)(huan)(huan)境(jing)。“綠色(se)分析(xi)技術是在化學分析(xi)過程中(zhong),通過檢測人(ren)員的(de)(de)(de)積極創造(zao)(zao)和參與(yu),最大程度(du)地降低環(huan)(huan)(huan)境(jing)污染和對(dui)(dui)人(ren)體健康(kang)造(zao)(zao)成的(de)(de)(de)危害(hai)(hai),減少各(ge)種消耗。如(ru)何(he)最大限度(du)減少危害(hai)(hai),提(ti)倡(chang)綠色(se)分析(xi)化學,我認(ren)(ren)為是我們(men)這一(yi)(yi)代人(ren)應該(gai)做的(de)(de)(de)事情。”
在(zai)浙江省地質礦產研(yan)究(jiu)(jiu)所(以(yi)下簡稱(cheng)地礦研(yan)究(jiu)(jiu)所)實驗室,每天大(da)概(gai)需(xu)要幾百個樣品進行檢測(ce),一年(nian)的(de)檢測(ce)數量(liang)(liang)可能(neng)達到(dao)(dao)十幾萬(wan)、二(er)十幾萬(wan)甚(shen)至(zhi)更(geng)多,這會消(xiao)耗大(da)量(liang)(liang)的(de)酸(suan)堿及其(qi)他(ta)化學試劑。現在(zai)實驗室逐(zhu)漸意識(shi)到(dao)(dao)綠色分析,覺得有必要減少(shao)能(neng)源消(xiao)耗,降低酸(suan)堿及其(qi)他(ta)化學試劑的(de)使用量(liang)(liang)。所以(yi)鄭教授(shou)和同事通過(guo)尋找(zhao)替代品和創新技術,在(zai)這方面有了(le)進展。“現在(zai)的(de)用酸(suan)量(liang)(liang)是過(guo)去的(de)十分之一,既減少(shao)了(le)污染(ran),還(huan)節約了(le)成本(ben)。”鄭教授(shou)介(jie)紹道。
2014年(nian)6月10日(ri),鄭(zheng)教(jiao)授(shou)應(ying)(ying)邀(yao)在(zai) “江蘇省(sheng)無機光譜分(fen)(fen)析應(ying)(ying)用技(ji)術研討會”上(shang)做大會報告(gao)。在(zai)報告(gao)中,鄭(zheng)教(jiao)授(shou)介紹了(le)一(yi)(yi)項新技(ji)術,一(yi)(yi)款(kuan)(kuan)新儀器——與聚光科技(ji)光譜研發(fa)(fa)團隊(dui)花費三年(nian)時間(jian)合作(zuo)研發(fa)(fa)的(de)(de)(de)全譜直讀電弧(hu)發(fa)(fa)射光譜儀E5000,這(zhe)款(kuan)(kuan)儀器不僅能(neng)對(dui)Ag、B、Sn這(zhe)三種在(zai)地礦行業公認(ren)難測(ce)的(de)(de)(de)元素成功進(jin)(jin)行分(fen)(fen)析,又能(neng)進(jin)(jin)行直接固體粉末(mo)進(jin)(jin)樣(yang)(yang),解決了(le)復雜前(qian)處理帶來的(de)(de)(de)樣(yang)(yang)品損失和對(dui)操作(zuo)人(ren)員(yuan)身體的(de)(de)(de)傷害以(yi)及對(dui)環境(jing)的(de)(de)(de)二次污(wu)染;同時還(huan)能(neng)夠(gou)提高檢測(ce)速度(du),實時得到分(fen)(fen)析結(jie)果,可(ke)以(yi)說,這(zhe)款(kuan)(kuan)儀器給地礦行業的(de)(de)(de)分(fen)(fen)析測(ce)試(shi)工作(zuo)者帶來了(le)福音,也是鄭(zheng)教(jiao)授(shou)一(yi)(yi)直致力于開發(fa)(fa)研究“綠色”分(fen)(fen)析方法的(de)(de)(de)完美體現。
關于(yu)此(ci)次與聚光(guang)科技合作(zuo)研(yan)發(fa)(fa)E5000,地礦研(yan)究(jiu)所(suo)鄭教(jiao)授作(zuo)了(le)進一(yi)步詮釋(shi):“我國雖然從70年(nian)代就(jiu)開始(shi)了(le)對發(fa)(fa)射光(guang)譜的(de)研(yan)發(fa)(fa),但是之后(hou)再也沒有技術上的(de)突(tu)破。原來的(de)技術已經(jing)不(bu)能滿足(zu)地礦檢(jian)測(ce)(ce)需(xu)求,所(suo)以(yi)我們急(ji)需(xu)要一(yi)款儀器能解決檢(jian)測(ce)(ce)研(yan)究(jiu)所(suo)面臨的(de)一(yi)些問題。”
在一次去(qu)聚光(guang)科技參觀的過程中,鄭教授見到了(le)該(gai)公司的研(yan)(yan)發團隊(dui)(dui),對(dui)其研(yan)(yan)發實(shi)(shi)力非常認可,他向團隊(dui)(dui)建議一起研(yan)(yan)發一款適合地(di)(di)礦行業(ye)(ye)檢測(ce)的儀器,能同時對(dui)Ag、B、Sn進行分析,并且有(you)較好的穩定性。經過三(san)年(nian)的溝通、改進和磨(mo)合,這個項目最終(zhong)轉化(hua)為實(shi)(shi)體商品,得(de)到中國地(di)(di)調局(ju)區域化(hua)探質量監督檢查組組長葉家瑜、浙江地(di)(di)礦所所長胡(hu)勇平、山東省地(di)(di)質科學研(yan)(yan)究院祝培明(ming)(ming)等老(lao)師的認可,證明(ming)(ming)其能滿足地(di)(di)礦行業(ye)(ye)樣(yang)品檢測(ce)部分需求。鄭教授希(xi)望該(gai)款儀器今(jin)后的應(ying)用,不僅僅是局(ju)限在地(di)(di)礦行業(ye)(ye),還能進一步拓展應(ying)用領域,完善前處理(li)技術(shu)的配套使(shi)用,爭取在環保、農業(ye)(ye)、工業(ye)(ye)原料檢測(ce)和海(hai)洋勘察有(you)所“建功”。
國產儀(yi)器的突破(po)需聚焦在科技(ji)創新(xin)、人才培養和應(ying)用開發
科(ke)學儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)相(xiang)當于“隱形”的(de)(de)軍工行(xing)業,是(shi)各國(guo)(guo)各家(jia)廠商(shang)必爭的(de)(de)領域。科(ke)學儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)的(de)(de)創新(xin)、制造及(ji)應用(yong)(yong)(yong)水平都(dou)能反映(ying)出一個國(guo)(guo)家(jia)的(de)(de)科(ke)技(ji)和工業實(shi)力。然而,國(guo)(guo)內(nei)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)產(chan)品仍存在可靠性、穩(wen)(wen)定性等問題(ti),國(guo)(guo)內(nei)用(yong)(yong)(yong)戶(hu)對此反映(ying)非常強(qiang)烈(lie)。對于國(guo)(guo)產(chan)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)自(zi)主品牌(pai)今后(hou)的(de)(de)發展,鄭教授卻認為看到了希望(wang)。“前幾年我(wo)一直(zhi)不敢言(yan)國(guo)(guo)產(chan)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)發展情況(kuang),因為確實(shi)存在很多問題(ti)。地(di)礦檢(jian)測分(fen)析所需的(de)(de)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi),相(xiang)比其他行(xing)業,對儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)的(de)(de)穩(wen)(wen)定性要(yao)求更高。但是(shi)在聚光科(ke)技(ji)ICP-5000這款儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)上,我(wo)看到了希望(wang),只要(yao)有好(hao)的(de)(de)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi),我(wo)們就(jiu)愿意用(yong)(yong)(yong),并且相(xiang)信能夠用(yong)(yong)(yong)得好(hao)。”
對于聚(ju)光科(ke)技推出(chu)的(de)(de)(de)(de)國(guo)內首(shou)款全譜(pu)直讀的(de)(de)(de)(de)電感(gan)耦合(he)等離(li)子體(ti)發射光譜(pu)儀(yi)(yi)ICP-5000,鄭教授起初對這(zhe)款儀(yi)(yi)器的(de)(de)(de)(de)性能指標抱(bao)有(you)極大(da)的(de)(de)(de)(de)懷疑。他(ta)這(zhe)樣描述(shu)后(hou)來實際使用該儀(yi)(yi)器的(de)(de)(de)(de)感(gan)受(shou):“這(zhe)臺(tai)儀(yi)(yi)器不(bu)僅能檢測(ce)金屬(shu)(shu),還(huan)能檢測(ce)非金屬(shu)(shu)。我們在實驗室用過一段(duan)以(yi)后(hou),發現(xian)這(zhe)臺(tai)儀(yi)(yi)器的(de)(de)(de)(de)精(jing)密(mi)(mi)度和(he)穩定性出(chu)乎(hu)我所料(liao),精(jing)密(mi)(mi)度最優可0.5%,2小時穩定性≦1%,8小時穩定性≦2%。其(qi)他(ta)指標如分辨率,檢測(ce)波長(chang)范圍大(da)家都可以(yi)做到,但精(jing)密(mi)(mi)度和(he)穩定性是最難做的(de)(de)(de)(de)。這(zhe)臺(tai)儀(yi)(yi)器在國(guo)內完全可以(yi)取代國(guo)外常規的(de)(de)(de)(de)ICP光譜(pu)儀(yi)(yi)。如果它的(de)(de)(de)(de)分辨率進一步(bu)提高(gao),還(huan)可以(yi)進一步(bu)拓展應用。”
國產(chan)儀器的發展需要(yao)(yao)國家的扶持。而儀器研發水平的提升,也需要(yao)(yao)工業原(yuan)件制造水平的提升,即高精度(du)零部件加工技術的提質。
目(mu)前各(ge)行業實驗室在用儀(yi)器(qi)(qi)(qi)(qi)設(she)備,國外企業研制占了(le)90%,不僅是儀(yi)器(qi)(qi)(qi)(qi)行業工作者(zhe),國家也看到了(le)存在的(de)問題(ti),近幾年(nian)投(tou)入的(de)資金不斷加大,以(yi)鼓勵科技工作者(zhe)在國產儀(yi)器(qi)(qi)(qi)(qi)設(she)備研發上(shang)有所突破。但(dan)這仍不夠(gou),鄭(zheng)教授指出,“除了(le)資金上(shang)的(de)扶持,還需要(yao)人(ren)才上(shang)的(de)培養,通過(guo)科研院所、高(gao)校單(dan)位(wei)的(de)聯合(he),通過(guo)儀(yi)器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)才專業的(de)設(she)置,齊頭并進,提升儀(yi)器(qi)(qi)(qi)(qi)研發能(neng)力,解決關(guan)鍵零(ling)部件技術問題(ti),就能(neng)夠(gou)趕上(shang)國際水平,甚(shen)至(zhi)趕超。”
除了科學儀(yi)器穩定性(xing)的(de)提(ti)升(sheng),儀(yi)器研發者還可以將目光聚焦在應用(yong)功能拓展上,既能夠解決(jue)環保在線(xian)連續檢測,也能夠在醫(yi)學、農業等行業有所應用(yong),未來(lai)的(de)儀(yi)器發展,除了注重(zhong)實用(yong)性(xing),也注重(zhong)靈活(huo)性(xing)和便(bian)捷化,結合前處理,能夠實現現場快速分析。
期望年輕工作者攀登檢測技術高峰
2009年(nian),國(guo)(guo)土資(zi)源公益(yi)性行業科研(yan)(yan)專項“鈦(tai)鐵礦(kuang)等(deng)8種標(biao)準物質(zhi)研(yan)(yan)制(zhi)”立項,由浙江省(sheng)地質(zhi)礦(kuang)產研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)所(suo)承擔,國(guo)(guo)家(jia)地質(zhi)實驗測試中心(xin)等(deng)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院共同(tong)參與,到2012年(nian)底(di)完成。按照國(guo)(guo)家(jia)標(biao)準物質(zhi)研(yan)(yan)制(zhi)規范的新要求篩(shai)選了國(guo)(guo)內(nei)典型區域(yu)的候(hou)選物質(zhi),通過加(jia)工(gong)技術、均(jun)勻(yun)度、穩定(ding)性、定(ding)值方法及不確定(ding)度評定(ding)等(deng)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)工(gong)作和數(shu)理統計(ji)計(ji)算。
這一(yi)項目對促(cu)進(jin)我國的(de)(de)地(di)質(zhi)(zhi)科(ke)(ke)學研(yan)究(jiu)(jiu)、地(di)質(zhi)(zhi)找(zhao)礦(kuang)、環境地(di)質(zhi)(zhi)評價、農業、礦(kuang)產貿(mao)易發展,具有顯(xian)著的(de)(de)技(ji)術、經(jing)濟和社會效益(yi)。在三十年(nian)的(de)(de)科(ke)(ke)研(yan)生涯中(zhong),鄭(zheng)教授正是(shi)嚴謹對待每一(yi)個研(yan)究(jiu)(jiu)課題,為(wei)國家(jia)地(di)礦(kuang)事(shi)業做出了不菲(fei)的(de)(de)貢獻(xian)。“現(xian)代的(de)(de)地(di)質(zhi)(zhi)找(zhao)礦(kuang),更(geng)離不開檢測。雖然我們是(shi)幕后工(gong)(gong)作者,但為(wei)地(di)質(zhi)(zhi)找(zhao)礦(kuang)提供了技(ji)術支持,除了分析(xi)元(yuan)素成分,還(huan)可以通(tong)過我們的(de)(de)檢測工(gong)(gong)作,進(jin)一(yi)步計算(suan)元(yuan)素含量。”
鄭教(jiao)授認為(wei),地礦(kuang)分析不(bu)(bu)僅僅是(shi)化學分析,它(ta)還需(xu)要(yao)(yao)(yao)借助先進的(de)分析技術,展(zhan)開具(ju)體的(de)科研(yan)。地礦(kuang)分析充滿著(zhu)復雜(za)性,對(dui)檢(jian)測(ce)質量的(de)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)也(ye)非常(chang)高,在這個(ge)行業(ye),需(xu)要(yao)(yao)(yao)不(bu)(bu)斷的(de)探(tan)索,不(bu)(bu)僅要(yao)(yao)(yao)抓牢科研(yan)項目(mu),也(ye)要(yao)(yao)(yao)認真對(dui)待(dai)尋(xun)常(chang)的(de)檢(jian)測(ce)項目(mu),為(wei)國(guo)家(jia)和企業(ye)解(jie)決技術難題。
對(dui)于后輩(bei)的(de)(de)“崛(jue)起(qi)”,鄭教授給予了非(fei)常多(duo)的(de)(de)肯定。“他們這一代人對(dui)信息資(zi)訊的(de)(de)獲取,比我(wo)們知道(dao)的(de)(de)多(duo),能夠(gou)很(hen)及時地掌握新檢(jian)測(ce)(ce)方法(fa)的(de)(de)動態,了解國際國內檢(jian)測(ce)(ce)技(ji)術發展趨勢,這對(dui)于提高自我(wo)檢(jian)測(ce)(ce)技(ji)術,有很(hen)大的(de)(de)幫助。”
對于現在(zai)年(nian)(nian)輕工作者在(zai)這(zhe)個領(ling)域的(de)(de)繼承發(fa)展,他提(ti)出(chu)了(le)幾(ji)點(dian)希望(wang):一是要(yao)有事業心和(he)責任心,因(yin)為分(fen)析(xi)(xi)檢(jian)測(ce)行(xing)業來不得半年(nian)(nian)的(de)(de)虛假(jia)和(he)馬虎;第二(er)是要(yao)不斷學習和(he)吸(xi)收先(xian)進(jin)的(de)(de)檢(jian)測(ce)技術,努力(li)提(ti)高檢(jian)測(ce)實力(li),勇于攀登檢(jian)測(ce)事業新的(de)(de)高峰,在(zai)自動化和(he)綠(lv)色分(fen)析(xi)(xi)方面,多(duo)進(jin)行(xing)一些(xie)探索研究(jiu)(jiu),同時也(ye)要(yao)多(duo)深入檢(jian)測(ce)工作實際不斷發(fa)現問題,研究(jiu)(jiu)解決這(zhe)些(xie)問題的(de)(de)方法;最后(hou)是希望(wang)年(nian)(nian)輕人(ren)要(yao)有投身檢(jian)測(ce)行(xing)業的(de)(de)使命感,要(yao)有“獻(xian)身”精(jing)神,用(yong)自己的(de)(de)專(zhuan)業水(shui)平,堅持走一個方向,解決一個問題,一步步走。
(來源:中國化工儀器網)
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