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不僅僅是“燒錢” 科學儀器小型化沒那么簡單
信息來源:儀表網 上傳日期:2019-06-06 點擊率:670次

真爱永存 www.zimye.club 日本島津制作所推出了一款長寬高皆為30多厘米、重量低至25千克的臺式質譜。它能夠詳細解析糖類分子鏈狀物糖鏈、蛋白質等分子結構,即便是狹窄的實驗室、研究所也可以輕松使用。值得一提的是,該儀器所用的離子化技術,由島津高級研究員、諾貝爾化學獎得主田中耕一研發。他希望,這款小型儀器可以幫助研究人員輕松分析,解決操作難題。

有別于二三十年前,科學儀器總是以大型、精密、嬌貴的特點呈現在大眾面前。近年來,科學儀器逐漸向智能化、專用化、小型化、聯用化方向發展,越來越多研發者傾向于將儀器產品設計得更加小型便攜。其主要目的在于,滿足用戶的三大需求:

其一,實驗室空間寸土寸金,為儀器設備留存的空間有限,小型化儀器能夠提高空間利用率。相比于大型儀器,這種小個頭的儀器設備日常維護也會相對省力一點。其二,不管是日常的現場檢測工作,還是航天軍事等特殊領域,體積小、重量輕的儀器更容易攜帶和使用。譬如,航天器的空間有限,能搭載的物品重量也很有限。如果科學儀器可以盡可能小型化,那么太空研究的可能性就更大了。其三,傳統的大型科學儀器都用于政府部門、高校院所、企事業單位等場合,小微企業或者個人很難承擔得起昂貴的費用。小型儀器的研發方向是節約成本、降低價格,有望滿足預算有限的用戶。

不過,儀器小型化的道路并不好走。即便是供職于島津的諾貝爾獎獲得者,也花費了不少心血去研發一款小型的臺式質譜儀。日本濱松在推出指尖大小的微型光譜儀之前,也花了10年的時間去沉淀技術。一步步從掌上,縮小至指尖,力爭尺寸更小、價位更低??梢鑰吹?,一家企業缺少足夠的資金和時間投入,是無法研制出真正適用于市場的小型化儀器。更多的只是跟風宣傳,打著小型化的噱頭,推出一些功能不完備、性能不理想、質量不可靠的“小儀器”。盡管這些產品的體型和重量已經滿足了用戶的要求,但是卻遠沒有大型儀器那么有實用性。

那么,科學儀器企業應當如何走好儀器小型化之路呢?前面提到的資金與時間投入是必不可少的,因為這是對產品質量的一種保證。在實際研發過程中,企業還需要處理好幾大矛盾,避免顧此失彼。

其一,小型化與功能性之間的矛盾。傳統的大型儀器通常擁有完備的功能,可以應對不同科學實驗項目的研究要求。想要讓儀器同時具備多種功能,勢必需要搭載更多配件,這與儀器小型化是相矛盾的。一般來說,功能單一的儀器更容易做得輕巧,更能滿足成本低、性價比高的要求。但同時,這種儀器產品的市場適用面也小,競爭優勢并不明顯。這意味著儀器廠商需要平衡小型化與功能性之間的矛盾,從市場角度出發好好斟酌,哪些儀器可以只做好單一功能,哪些儀器需要在保留多功能的基礎上盡量小型化。

其二,小型化與性能之間的矛盾。儀器小型化并不是簡單地將傳統儀器等比例縮小,也不是無下限地簡化結構。結構的簡化勢必會影響到儀器的性能指標,從檢測范圍、響應速度、檢測精度,到儀器的穩定性、可靠性、無故障時間等等。這就要求在研發小型化技術的時候,注重儀器性能的保持,甚至在一定程度上提升性能。因為小型化儀器的應用場景并不局限于條件良好的實驗室,很多條件一般甚至較為惡劣的環境也需要用到,所以小型化儀器需要擁有更好的環境適應性以及可靠性。

當然,對于科學儀器廠商而言,研發和生產小型化儀器需要考慮到的一個重要問題還是成本。資金充裕的企業經得起“燒錢”,但是也不會希望研發出一款并不受市場歡迎或者經濟效益不高的產品。所以說,有別于升級原有產品或者研發新產品,儀器小型化對企業的挑戰往往更大。能否下定決心做好儀器創新,愿不愿意擯棄熟悉的技術框架,將是小型化的關鍵。

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