北京中关村落,一个带有高科技光环和无限创新活力的地方。中关村落的核心区里,坐落着中国科学院理化技能研究所(以下简称理化所)。
6月的仲夏时节,理化所即将迎来组建25周年的历史时候。25年,虽然只是历史长河中的短暂一瞬,却见证了该所从起步到腾飞、从声名未显到享誉国际的辉煌进程。25年,创新的泉眼在这个院落里悄然涌动,无声地融入中国科技创新翻天覆地的跃迁之中。
理化所中关村落园区。
世纪更迭,应运而生
1999年6月,中国科学院根据知识创新工程总体支配,以中国科学院原感光化学研究所和低温技能实验中央为主体,联合北京人工晶体研究发展中央和化学研究所干系部分,组建了理化所。
组建之初,正值创新潮起的世纪之交。浪潮中的理化所,被中国科学院党组授予了一个明确的义务:瞄准国家计策需求和国际科学技能前沿,立足物质科学基地的根本研究成果,有选择地开展国家急需的重大项目的运用研究,推动具有自主知识产权的研究成果转化为高新技能,促进家当化进程;紧张从事对国民经济有重大影响、具有市场前景和国家特需的科技成果转化前期的研究事情,推动科技成果转化为市场需求的共性技能和关键技能,为企业生产技能改造、产品升级换代,以及引进、消化接管国外前辈技能供应技能支撑。
这样的发展定位和创新形势,让理化所面临着亘古未有的机遇和弗成思议的寻衅。
紧张的寻衅便是生存问题。以詹文山为所长的第一届所领导班子带着研究所高下全体职员,深入研讨研究所的重点研究领域和紧张研究方向,将光功能材料及器件、低温工程学新技能、绿色化学合成新技能与环境友好材料确立为重点研究领域,并环绕三大领域,支配新型光电功能材料与器件、有机光功能材料及器件、特种感光材料新技能等8个紧张研究方向。一系列强有力的发展举措随之出身,大家携手并肩,顽强拼搏,仅用4年就首创出新局势,寻得活气。
詹文山曾说:“成大事者,敢为人先者,必须要有捐躯精神。”这样的精神鼓舞着一代又一代理化人。2003年,理化所将所训确立为“自强、务实、和谐、创新”,被放在首位的“自强”代表着研究所之自强,更代表着国家科技之自强。
从2003年起,在第一届领导班子奠定的根本上,以刘新厚、张丽萍为所长的第二、三届领导班子,以10年为期,持续发力,推动理化所步入快速稳定发展的历史期间。这段期间,理化所牵头承担了第一个亿元级项目,产出了一批有主要显示度的成果,连续三年得到国家科技奖二等奖;于2005年底顺利进入知识创新三期工程;2011年,理化所作为中国科学院首批整体择优单位,率前辈入并全面启动履行“创新2020”工程。
此后,以张丽萍、汪鹏飞为所长的第四、五届领导班子,又以10年为期,改革攻坚,致力于打造一条以国际前沿为引领、以国家计策需求为牵引、以关键技能打破为核心、以家当运用为目标的完全创新代价链条。10年韶光,理化所的上风特色更加光鲜突出,整体实力也随之快速提升。2015年,理化所成为中国科学院制造业领域首批特色研究所试点单位。2021年,理化所成为中国科学院“深化科研院所改革 提升原始创新能力试点”首批试点单位。2022年,理化所“十四五”方案得到中国科学院党组首批批复。
时至今日,以王雪松为所长的第六届领导班子接续努力,推动理化所不断知足国家重大计策需求,承担“国家事”“国家责”,抢占科技制高点,致力于把理化所培植成为高技能领域的特色研发基地、国家主要计策支撑机构、国际上有主要影响的一流研究机构。
25年,从一个根本条件薄弱的整合研究所到中国科学院科技创新国家队的一支主要力量,理化所的蜕变不仅是为了自身的发展,更是为理解国之所忧、行民之所盼。
理化所所训。
创新成果,解国所忧
从探索到引领,从打破到超越,25年,理化人将科技报国的初心转化为雕琢前行的动力,一次次打破极限,一次次刷新记录,为国家铸造出科技创新的“强引擎”。
面向国家重大计策需求,他们扛起科技报国的时期重任,占领系列关键技能。
低温科学与工程是国家主要计策支撑,在罕有气体资源保障、空间探索、量子科技等国家重大计策需求和科技前沿领域霸占主要地位。作为理化所前身之一的中国科学院低温技能实验中央,在我国低温物理和低温工程奠基人洪朝生的领导下,为我国低温奇迹作出了重大贡献。理化所组建25年来,由洪朝生院士、周远院士领衔的低温团队,不断寻衅低温技能极限,取得了全球瞩目的成绩。
为知足国家对大型低温制冷技能的急迫需求,理化所向“大冷量”“全温区”发起寻衅,打破了低温制冷系统的一系列关键技能,研制出具有自主知识产权的多种规格的液氦到超流氦温区大型低温制冷装备,彻底冲破国外在大型低温制冷技能领域对我国的禁运和垄断。为知足空间卫星对龟龄命低温制冷技能的需求,理化所2008年研制出我国首台空间脉冲牵制冷机,使我国成为继美国之后第二个节制空间脉冲牵制冷技能的国家,研制的在轨空间脉冲牵制冷机数量迄今已达47台。作为海内最早开展热声热机研究的单位之一,理化所在国际上率先研制成功百千瓦级发电功率自由活塞热声斯特林样机,研发出大幅提高整机热制冷效率的新型热驱动热声制冷系统。面对2019年国际单位制量子化变革后建立新一代热力学温度丈量装置的国际前沿难题,理化所在“测温事理-丈量装置-国际标准”方面开展了系统性研究,原创了定压气体折射率基准测温事理,建立了5K~24.5K热力学温度丈量装置,被用于国际温标修订,实现了我国在该领域“零的打破”,提升了我国在低温温度计量领域的国际影响力。此外,理化所还建立了以新型稠浊工质、回热换热构造、高效循环构型等为特色的“深冷稠浊工质节流制冷”技能体系,研发的系列规格装备达到天下领先水平;在交变流动制冷领域,提出了室温调相器与脉冲管相结合的新型构造流程,研制液氮至液氢温区高效制冷机;在极低温制冷方面,着力发展绝热去磁制冷技能、稀释制冷技能并持续取得打破。
材料是制造业发展的基石,是当代高技能打破和家当发展的先导,特种功能材料更是与国家计策安全息息相关。面对国家重大计策需求和重点行业需求,理化所结合研究所自身上风,发展具有特种功能的关键材料并实现运用。
在特种影像材料领域,理化所承担了特种航空航天胶片的研制任务,并实现成功运用,使我国在该领域取得了打破性进展。理化所研制的深海谱系化固体浮力材料,旋转了我国深潜浮力材料依赖入口、受制于人的被动局势。“奋斗者”号万米载人潜水器、“悟空号”、“海斗一号”、“思源号”等一系列万米级无人潜水器都采取了理化所团队研制的浮力材料,我国随之成为天下上为数不多的、具备了万米级浮力材料研发制造全链条自主保障能力的国家之一。
面向天下科技前沿,理化所取得了一系列国际水平的研究成果,不断为创新链条强根筑基。
光化学研究不仅能够知足对绿色、高效生产办法的急迫需求,对国家的可持续发展和环球竞争力提升也具有主要意义。佟振合院士、吴骊珠院士领衔的科研团队在超分子光化学领域持续深耕,“超分子体系中的光勾引电子转移、能量通报和化学转换”获2005年度国家自然科学奖二等奖。团队致力于建立高效人工光合成体系,实现高质化学品合成,开拓了高效、稳定、廉价的人工光合成催化体系,以分子组装增强多电子多质子转移,连续6年不断刷新记录。
仿生界面科学是冲破国家能源、康健、信息、资源、环境等重大需求中的瓶颈、办理科学和技能问题过程中独辟路子打破“痛点”“堵点”的关键。江雷院士领衔的科研团队以学习自然、仿照及超越自然为理念,取得了一系列具有国际水平的研究成果,多项技能实现运用,持续引领并带动该领域在环球快速发展。
深紫外全固态激光源在根本科学研究、前辈科学仪器制造等领域具有重大运用,但长期以来一贯缺少实用化、精密化深紫外激光源,制约了深紫外全固态激光技能的发展。陈创天院士领衔的晶体团队和许祖彦院士领衔的激光团队通力协作,承担了财政部重大专项深紫外固态激光源前沿装备研制(一期、二期)项目,使我国在深紫外激光领域的发展中抢占先机。“KBBF族晶体深紫外非线性光学特性的创造、晶体成长与激光运用”获2013年度国家技能发明奖二等奖。
在常温液态金属物质科学领域,理化所取得系列创始性根本创造和底层技能打破,开辟出多个学科前沿并建立了理论与运用技能体系,如液态金属印刷电子学/半导体、液态金属前辈芯片冷却、液态金属生物质料学以及液态金属柔性机器学等,推动了液态金属新兴家当的创建和发展,成果在世界范围产生了广泛影响。
理化所科研楼外景。
出象牙塔,行民所盼
作为中国科学院学科交叉的代表性研究所之一,理化所在面向经济主沙场和公民生命康健方面,走出了一条独具特色的发展之路。
面向经济主沙场,他们实现多项重大科技成果的规模家当化,让实验室里的高新科技变成国家发展的新质生产力。
25年来,理化所的200余项重大科技成果实现转移转化,扶持北京中科富海低温科技有限公司、杭州中科极光科技有限公司、中科微针 (北京) 科技有限公司等10余家高新技能企业,造就中科美菱低温科技株式会社、山东宝莫生归天工株式会社、包头东宝生物技能株式会社、浙江花园生物高科株式会社4家上市企业,为经济社会发展和家当转型升级供应源头创新动力和技能支撑。
上世纪90年代,我国维生素D3需求险些全部依赖入口,其生产技能长期为少数国外制药企业垄断。理化所曹怡研究员、张宝文研究员带领的科研团队针对传统维生素D3生产技能中存在的重大毛病,首创了具有自主知识产权的维生素D3生产新工艺,独家转让给浙江花园生物高科株式会社。维生素D3产品一上市,就凭借其高质量和大的生产规模主导了海内市场,并打入国际市场,一举冲破了维生素D3生产被国外垄断的局势,使我国一跃成为天下上节制前辈维生素D3生产技能的国家之一。“维生素D3生产新工艺”获2007年度国家科技进步奖二等奖。
21世纪初,理化所形成了具有自主知识产权的银盐打算机直接制版(CTP)技能,参与培植了海内第一条银盐CTP版材生产线,冲破了国外技能垄断。2008年,银盐CTP材料家当化入选国家发改委“家当化示范工程十年造诣奖”,为CTP技能在我国印刷的推广运用作出了历史性贡献。
理化所形成了完全的具有自主知识产权的深冷稠浊工质节流制冷技能体系,全温区机器式制冷系列低温冷冻储存箱技能转让给中科美菱公司,撬装煤层气/天然气液化妆置最大日处理量超过万方。“深冷稠浊工质节流制冷技能及其运用”获2006年度国家技能发明奖二等奖。
面向激光显示这一国家高新技能家当方向,许祖彦院士领衔的科研团队20余年来从理论、实验、技能和家当示范开展了全链条攻关,取得国际首台三基色激光电视产品样机等多项领先成果,实现了事理、技能抵家当可行三个台阶的创新超过。该技能成果在国庆70周年文艺晚会、北京冬奥会、杭州亚运会等重大活动中实现运用。
针对传统的碱法骨明胶生产工艺生产周期长、吨胶耗水量大等问题,理化所团队环绕酶法明胶制备核心工艺,打破一系列关键技能,建成天下第一条绿色酶法明胶生产线,引领了明胶家当的巨大变革。从2000年开始,理化所历时16年,与行业内干系企业共同完成了国际首条3000吨酶法明胶生产线的培植,引发国内外同行的广泛关注。
为缓解废弃塑料环境污染问题,理化所开拓出具有自主知识产权的新型全生物降解塑料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(PBAT)一步法聚合新工艺,形成了高效稳定的成套生产及运用专利技能。该技能转让和授权给多家企业,已累计建成年产30万吨的PBS/PBAT降解塑料生产线,支撑了国内外禁塑,推动了我国可降解塑料家当的发展。
理化所建成并运行了海内首套含氧煤层气制液化天然气生产示范线,为我国工业化工尾气能源化高效处理供应完全工艺包和解决方案。
热声制冷是本征高效的新型制冷技能。理化所历时20多年造就海内领先的热声制冷技能高新企业,实现了高效小型热声制冷机走出国门。
大规模液态空气储能技能步入规模化示范运用阶段,在青海开工培植60兆瓦示范项目,是液态空气储能领域发电功率天下第一、储能规模天下最大的示范项目。
超导磁分离污水处理技能,微针经皮给药技能,燃烧合成前辈陶瓷粉体材料技能,基于电化学事理的水质毒性检测技能,闭路循环干燥关键技能,新能源汽车宽温域热泵热管理技能,冰糖心苹果无损分选技能,超高分子量耐温抗盐驱油聚合物,苛刻油藏高效驱油表面活性剂,低事情电压、高效和稳定的厚膜有机发光二极管,纳米纤维锂电池隔膜,柔性显示用无色聚酰亚胺薄膜,纤维素微纳化制备及纳米纤维素基防水涂料……理化所不断创新成果转化模式,加强科技成果从产出到转化的全链条“策划”,推动一大批前辈技能走向市场大放异彩。
面向公民生命康健,他们用科技为“康健中国”保驾护航,守护亿万民众的福祉康健。
复合式冷热肿瘤溶解技能是理化所在国际上首次提出的肿瘤治疗方案,经由近20年的攻关,实现了国际原创的复合式冷热溶解系统(康博刀)的家当化,惠及广大肿瘤患者。理化所团队历经10年研发出多糖基医疗东西,实现了多糖基生物医用材料从原材料规模化制备到产品研制的家当转化,获批两项以多糖为核心身分的国家II类医疗东西证,推进了高端医疗东西从核心原材料到产品的国产化。在癌症早筛领域,理化所团队通过仿生材料制备技能大幅提高了循环肿瘤细胞分离诊断的灵敏度和准确度,循环肿瘤细胞分离诊断方法在前列腺癌诊断中的运用入选2022中国泌尿外科诊断治疗指南。此外,他们还开辟了微纳构造材料在肿瘤微波电磁治疗运用的新方向,利用临床参与技能将微波热疗增敏材料超选择递送至肿瘤动脉,丰富了纳米药物制剂的给药办法,为临床运用化发展供应了新策略。
理化所廊坊园区。
扬帆远航,筑梦未来
理化所从组建至今,具有主要显示度的科技创新成果数不胜数。据统计,25年来,理化所已承担各种国家重大、重点任务400余项,包括国家财政重大专项“深紫外固态激光源前沿装备研制”“大型低温制冷设备研制”等亿元级项目近20项。
这些科技创新成果的背后,是积累了25年的系统编制机制创新履历。“过去的25年是理化所全体科研职员发奋图强、顽强拼搏的25年,个中有开拓的艰辛,也有成功的喜悦,同时也为我们留下了宝贵的历史履历。”现任所长王雪松说。
过去的25年,是理化所不断凝练科技目标、聚焦布局的25年。
在历次方案科学引领下,理化所一步一个脚印,深入推进物理、化学、材料、工程等学科间的交叉领悟和高水平人才军队的培养和引进,形成了光化学转换与功能材料、低温科学与工程、功能晶体与激光技能、仿生超浸润界面科学与技能、特种功能材料与生物医用技能五大上风方向,在国家材料、能源、前辈制造、生物医药等领域作出了主要贡献。
过去的25年,是理化所大胆探索科研组织模式、塑造军队的25年。
理化所从组建初期效仿企业设立8个奇迹部开始,一步步聚焦布局。2013年,为集中资源做大事,研究所在原有40余个研究组的根本上,整合组建了15个研究中央,由纯挚的PI(课题组长)制或类PI制,过渡到了适宜研究所特色、有利于重大产出、以研究中央为主体的“大兵团”创新模式。2023年,理化所又进一步“聚焦布局、重塑军队”,顺利完成研究中央主任年轻化调度。
过去的25年,是理化所环绕“四个面向”建立“全链条”研发体系的25年。
理化所下大力气建立和完善告终果转化机制,建立起从实验室研究、小试、中试抵家当化前期的完全研发链条,在中国科学院内发挥了引领示范浸染,科研事情形成了根本研究、高技能运用、家当化“三足鼎立”的局势。
过去的25年,是理化所厚植科研沃土、打造人才军队的25年。
为了形成完全的人才引进与培养体系,理化所实施“绩效分类评价”制度、“岗位聘任破格”制度等,全力为科研团队与人才构建最佳发展生态,引发青年科技人才的积极性。同时,研究所系统推进研究生培养,在学研究生规模近千人,累计培养了2700余名研究生,并牵头承办了中国科学院大学以培养未来技能领域交叉复合型人才为目标的未来技能学院。
过去的25年,是理化所完善科研条件培植、为科技创新创造良好事情环境的25年。
重点、重大项目的增加,对研发平台提出了更高哀求。2010年,理化所开始培植河北廊坊园区。此后,大型低温设备、深紫外晶体、脉冲牵制冷机等研发平台陆续落地廊坊,为一系列项目组织履行供应了支撑和保障。截至2023年底,理化所仪器设备达到近2万台套,为科研事情供应了有效支撑。
理化所廊坊园区。理化所供图
面向未来,王雪松表示,理化所将致力发展低温科学与工程,开展关键核心技能攻关,在计策必争领域抢占制高点;开展光化学与光功能材料、仿生超浸润界面科学运用根本研究,为新能源和新材料领域颠覆性技能供应源头创新;环绕碳中和、新材料、前辈制造、生命康健、光电信息领域需求,用好研究所全链条科技创新体系,支配并推动多少重大创新成果实现家当转化;大力推动学科交叉领悟,持续产生原创性、引领性技能,努力把理化所培植成为国家主要计策支撑机构、国际上有主要影响的一流研究机构。
“弦歌廿五,是韶光的积淀,更是精神的传承。”理化所党委布告王树涛说,理化所将连续完善科技创新机制,以党建“一盘棋”持续深化对抢占科技制高点的认识,以干部队伍“新能力”培植迭代升级抢占科技制高点环境,以环球“揭榜挂帅”引才激活发展内生动能,力争早日在研究所主责领域抢占科技制高点事情中取得打破。