2016-04-22 09:58:00 來源：中國科學報
四川大學分析儀器研究中心主任、國家“千人計劃”特聘教授段憶翔
自2010年8月回國後，段憶翔創立分析儀器研究中心、一年之內拿到國家重大科學儀器設備開發專項、組織團隊開展光譜儀器的研發……如今的段憶翔不僅把“飯碗”牢牢端在手裏，還準備成立公司，給更多的人“飯碗”。
《聖經》裏有一句話：“凡自高者，必降為卑；自卑者，必升為高。”段憶翔屬於後者。
中組部第三批“千人計劃”特聘教授、四川大學生命科學學院分析儀器研究中心主任段憶翔在從美國國家實驗室回國之前，就作好了最壞的打算：只要回國5年後“還有飯碗”，就算回去對了。
5年是四川大學給段憶翔開出的合同期限。自2010年8月回國後，段憶翔創立分析儀器研究中心、一年之內拿到國家重大科學儀器設備開發專項、組織團隊開展光譜儀器的研發……如今的段憶翔不僅把“飯碗”牢牢端在手裏，還準備成立公司，給更多的人“飯碗”。
在接受《中國科學報》記者採訪時，段憶翔覺得自己“跟大學裏有些只埋頭科研的老師不太一樣”。“這跟我的經歷有關。”他說，在回國之前，他就在美國邊工作邊創業，與合夥人成立公司研製並經營光譜儀器。這段創業經歷雖說沒有賺到什麼錢，但與市場的零距離接駁讓他在後來的儀器研發中大受裨益。
瞄著市場做研發
段憶翔語速不快，略帶點口音但每個字都發音清晰。講起自己在海外的經歷，他都是一字一句、不溫不火，並不像個健談的人。但說起攜帶型“鐳射誘導擊穿光譜儀”（LIBS）的研究和開發，兩個小時的交談他沒有停下喝一口水。
LIBS用途很廣，可以用作幾乎所有元素的快速檢測和分析，涵蓋石油勘探、水文地質考察、冶金、制藥等各個領域。它最惹眼的一次亮相是在火星上——2012年8月19日，美國宇航局的“好奇”號火星車首次通過其攜帶的鐳射誘導擊穿光譜儀向一塊喚作“加冕”的石頭髮射鐳射束，來分析火星上的岩石成分。
段憶翔對LIBS饒有興趣，很早就萌生了研製具有自主智慧財產權的LIBS的想法。那時，北京一所高校曾花費100多萬元從國外進口一台臺式LIBS，他還特地派人跑去看。
那是臺LIBS樣機，操作繁瑣，使用起來還不太方便。這更堅定了段憶翔及其團隊研發LIBS的信心。
儘管LIBS的工作原理在業內是公開的，但在實際的儀器研發中，還有許多問題要解決：關鍵部件的選型、系統的整合設計、檢測方法的優化、數據庫……回國不久的段憶翔帶領一群年輕人鏖戰，幾乎從零做起。
一年多之後的2013年初，臺式LIBS還真被他們研製出來了。
段憶翔卻不滿足。那個時候，國外臺式LIBS的生產技術已經比較成熟了。他覺得LIBS還有潛力：臺式LIBS笨重、操作煩瑣，顯然不能滿足現場檢測的需求。
“分析測試儀器的發展趨勢，一定是從實驗室走向現場。這個例子可能極端一點：比如火星探測，總不至於要把火星上需要探測的所有東西都運回來吧？”實驗室大型儀器或許更準確、更穩定，但跟市場打交道的經歷告訴段憶翔，越簡單、越直接的儀器越受市場追捧。
新的制高點
為了把LIBS設計成可用於現場檢測的攜帶型設備，段憶翔又帶領團隊在鐳射器、光譜儀等關鍵部件和系統整合技術上下起了功夫。有人勸他先去研發關鍵部件，再來整合儀器，他不：關鍵部件要研究，但不是現在。一開始就撲在關鍵部件上，時間精力顧不上不說，如果使用不成熟的部件整合系統，出了問題都沒地方找。
一年後，首例國產攜帶型LIBS，成了。
然而，由於一開始並沒有針對LIBS儀器關鍵部件進行研發，而是直接選用已知性能表現較好、成熟的進口部件，他們的研發曾被人質疑“自主研發程度不高”。
“做產品和做研究的想法不太一樣，產品研發要求每個部件都可靠，然後整合出來的系統才可評估；有了可靠的系統，下一步才是關鍵部件的研發和替代。”段憶翔說，如果一開始就醉心於各個部件都自主研發，“現在我們也走不了這麼遠”。LIBS相關儀器還在研製的時候，段憶翔把這些話彙報給教育部的領導，得到了領導的支援，更堅定了他的信念。
關鍵部件直接決定儀器性能，段憶翔再清楚不過。臺式LIBS落成後，他們主動向關鍵部件自主生產替代方向攻關。其中對鐳射器的研發替代，直接成就了他們手提式和手持式LIBS的研發。
原來，進口臺式LIBS的鐳射器雖然單脈衝能量高，但它的電源帶有一個水冷系統，光電源就有10公斤重。這對於致力於攜帶型LIBS的段憶翔團隊而言是不能接受的。
目標明確，整個團隊就在鐳射器性能及其整合的方向上進行不斷改進。繼攜帶型LIBS之後不久，經過一番密集攻關，“高能手持式LIBS”問世。
“這是一個新的制高點。”段憶翔對記者說，高能手持式LIBS單脈衝能量可達百毫焦量級，能與通常的臺式機媲美。而因無須臺式機的冷卻系統，它的結構得以保持緊湊輕便，適用場景大為拓寬。
創新創業“兼著做”
在新的制高點上，已過知天命之年的段憶翔沒有停下腳步。他的目標是要把儀器推廣到市場上，真正實現對進口儀器的替代。這一點，他心裏明鏡兒似的——研製成功跟產品化完全是兩個不同的階段，手持式LIBS的研發成功距離產品化還有更難的一段路要走。
這是又一次創業。段憶翔開玩笑說在“雙創”時代自己提前趕上了把時髦：創新和創業兼著做。
“儀器最終的目的是用。然而，無論臺式還是手持LIBS，它放在那裏就只是一台硬體儀器，我們還要賦予它控制系統、軟體功能和數據庫等。”研發成果要變成產品，需要完善的還很多。段憶翔舉例說，LIBS有個特點，對固體樣品分析效果好，但對水樣效果較差，因為鐳射脈衝打上去後水樣會濺起，而且水對電漿體還有淬滅效應。於是他們就逐步發展了十幾種方法，使LIBS可以對水樣中的金屬等元素進行分析。
“我們搞儀器的有點特殊。特殊在儀器研發要講究‘綜合素質’——既要懂硬體軟體，還要懂方法，更要懂市場。不懂方法，儀器用不起來；不懂市場，做出來的儀器不接地氣，不解決具體問題。”
正因如此，段憶翔團隊成員可謂是“八仙過海各有神通”，他們的專業背景從分析化學到儀器工程，從電子資訊到軟體設計……這些專業背景的人才有1/3專注于基礎研究探索，1/3專注于應用研究開發，1/3專注于儀器研發製造，各有專攻，但又互相交叉。段憶翔說，看到不同專業背景的他們每天交流互動，是他最開心的事情。
“從某種程度來講，我們這個擁有交叉學科背景的團隊在儀器研發這個領域作了很好的探索。”段憶翔對記者說，目前他並不是很擔心人才斷層的問題。回國5年多來，現在圍繞儀器研究已經形成了一個幾十人的團隊，這個團隊的人才流動正呈現出一個動態平衡的狀態。
他還向記者透露，最近他正在推進成立公司的事宜，將來可以通過公司“留住核心人才”。
“成立公司後，我們的研發工作就真的跟市場無縫對接了。我覺得這樣堅持下來，科技跟市場就不會脫節。”段憶翔打了個形象的比方：“就像左手跟右手一起配合，大有可為。”
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