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【包头日报】从实验室成果到终端产品产业化之路

发布时间:2017-05-11 来源:包头日报 作者:张海芳 苏静 【字体: 点击:146

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技术人员正在进行实验。


 颜料在生活中随处可见,然而许多人不知道的是,颜料本身还存在许多隐患。彩色无机颜料因为常含有铅、镉等重金属会对人体造成伤害;有机颜料一般耐光性差,性质不稳定;稀土硫化物着色剂着色性能优异、无毒无害,但是合成过程中工艺复杂、危害大,成本高,不能大规模生产,极大地限制了稀土硫化物着色剂的推广使用。因此,研发无毒环保、性质稳定的无机颜料是许多科学家努力的方向。

 2015年11月的一天,中科院包头稀土研发中心刚刚成立仅半年,长春应化所研究员李成宇受张洪杰院士的委托,带着实验室最新成果“稀土环保着色剂”项目匆匆赶到了这里,希望将这一实验室项目产业化,使来之不易的研发成果为百姓造福。

 “张洪杰院士和李成宇研究员已经研制出了安全、环保、低成本的稀土硫化物着色剂制备技术,下一步要做的就是通过中试将实验室成果产业化。”承担科学技术转化的中科院包头稀土研发中心主任池建义立即开始和企业对接,然而在包头并没有找到能使该项目就地转化的企业。

 “如果不解决颜料的绿色环保问题,人们就只能生活在有毒颜料的环境中。”怀着科技工作者的使命感与责任感,池建义在当时稀土研发中心没有相关团队、没有厂房、没有工人、没有设备的“零基础”条件下,毅然接手这个项目,并开始了紧锣密鼓地筹备工作。

 2016年10月1日,世界首条坩埚隧道窑中试生产线在中科院包头稀土研发中心中科产业园建成,正式开启了稀土硫化物环保着色剂从实验室走向市场的进程。田磊、周效两名1987年出生的硕士带领着十几人的团队,开始了一段不断攻坚克难的征程。

 在更好的路上不断前行

早晨8点,田磊和他的团队成员准时来到位于中科产业园稀土硫化物环保着色剂的中试车间,他们认真观察刚下线产品的亮度和一致性,向值夜班的同事了解夜间生产的状况,各种生产参数,然后对比、分析, 给出建议并开始布置新的实验和生产工作。

 从去年10月1日开始中试,这条坩埚隧道窑中试生产线就在24小时不停运转,田磊团队则夜以继日地重复着实验、观察、取样、分析,再实验的过程。加班,成了他们的常态。虽然在筹备期间,研发中心专门派人到长春应化所学习,但从实验室成果到中试生产线,远没有想象中那样简单,从一开始就遇到了各种问题。

 田磊团队没有因此气馁,“制备过程中会有很多因素影响产品性能,出现问题很正常,但我们始终对这项技术抱有信心,相信肯定能做成。”带着这样的信念,田磊团队越挫越勇,他们仔细观察、分析,研究不同的解决方案,并逐一排查各种因素,通过实验确定每一因素的条件,以达到最优制备条件。

 2016年11月3日,首批产品下线,李成宇研究员专程赶来,硫化铈纯正的红色让每个人都异常兴奋。

 如今,外人眼中枯燥的实验,在田磊眼中却是另一种感受,“我觉得实验是一个博弈的过程,原有设想可能不会实现,但无意中发现的一个现象却有可能解决大问题。”平时不善言辞的田磊,说起实验却有一种飞扬的神采,“研发是不断细化、不断尝试也不断超越的过程,不是简单的重复性劳动,它考验着实验者思维的严谨度和拓展度,我喜欢也享受这个过程。”

 目前,该项目已经由北京世纪中天投资有限公司投资10亿元在包头建厂进行稀土硫化物系列产品开发,而田磊团队仍继续着之前严谨的工作方式,他们一方面不断稳定产品的各项性质,另一方面在长春应化所的研究基础上不断改良配方,精简工艺,删减步骤,使之更具操作性,并开始尝试使用自动化设备生产,使工艺技术更符合企业大规模生产。科研没有最好,田磊说,他们只是在更好的路上不断前进。

 在应用领域开疆拓土

 早在稀土环保硫化物着色剂生产线筹备之初,池建义就在思考另一个关键问题:稀土硫化物环保着色剂优势明显,然而这些环保颜料用到哪儿、怎么用?如果不能解决应用问题,仍然不能发挥其作用。

 池建义主任将这一课题安排给了在英国学习过市场营销的周效,并要求他在两个月内提交一份完整的市场研发报告。

 稀土颜料在产品级别的应用开发就是开发出可直接被消费者在日常生活中使用的产品,这种开发没有前人经验可以借鉴,只能自己摸索。两个月里,周效首先查阅了大量有关稀土硫化物理化性质的资料及文献,又对市场做了大量分析。

 他坦言,刚接到任务时比较迷茫,随着了解的不断深入,思路逐渐清晰,最终提交的报告系统而扎实,分项目市场分析、进展计划和市场应用三个层次,其中市场应用又分为基础研究、中间产品开发和终端产品开发三部分。

 几乎是与坩埚隧道窑中试生产线同时,周效带领4名成员开始了硫化铈的市场应用研发。与田磊团队实验中的坎坷不同,周效团队遇到的问题是理论基础较弱。为尽快完善理论体系,他们抓紧一切时间学习,每天晚上仿佛又回到了学生状态。

 周效说:“我们中心有很好的氛围和环境,图书、资料非常充足,工作中遇到的问题使学习更有针对性和主动性。”积极向上的氛围、严谨的态度,使周效团队的个人成长和实验进展都非常迅速。2016年11月底,首批印泥产品开发成功,同月,稀土绘画颜料开发成功。

 终端产品领域实现突破,但中间产品色浆的研发却遇到了障碍。为解决这一难题,周效带领团队从基础研究方面下功夫,最终攻克了硫化铈材料的应用难题。周效兴奋地说:“有了这个突破,我们就打开了市场应用的新领域。”2017年1月,稀土色浆产品制作成功;2017年3月中旬,首批无毒稀土颜料口红产品试制完成。此外,涂料、油墨、塑料、橡胶、陶瓷等领域的开发也不断取得进展。

 周效团队还十分重视对已有成果的保护,2017年他们计划申请专利20项,目前已申请8项。在周效与他的团队眼中,市场研发同样无止境,而他们愿意在这一领域不断突破,体会新产品在自己手中“从无到有”的成就感。

 ■记者手记

 “科研”对于普通人来说,既熟悉又陌生,熟悉是因为我们每天都享受着科技带来的便利;陌生则是因为我们不知道一项成果从实验室到走进千家万户中间要经历怎样的过程,是一群什么样的人,付出怎样的努力,才使我们的生活不断进步着。

 在我们身边就有这样的团队,他们在远离市区的中试车间里,屏蔽了繁华,甘于寂寞,默默地做着各项研究。在他们身上有年轻人思维的活跃、开阔,却没有时下常见的浮躁、功利。

 田磊说,“因为工作关系我们能接触到中科院很多老科学家,越是成就斐然的前辈越平易近人、谦和淡泊,在他们身上能感受到那种回报国家、回报社会的赤子情怀,这些都深深影响着我们。让我们觉得自己所做的是有益于这个社会、有益于每个普通人的事。”

 科学需要传承,而更需要传承的是来自老一辈科学家的责任与情怀,是对科学的严谨与坚韧,是由内而外散发出的不张扬却润物无声的坚定与执着。而这些,不仅值得科研领域的年轻人学习,也是我们每个人都应该向往并努力拥有的精神财富。


(原载于《包头日报》2017-05-10 07版)