作者:王敏 来源:中国科学报 发布时间:2024/10/30 15:20:33
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“钓鱼”变“捞鱼” 他们勇做中国材料基因工程践行者

 

就在记者见到魏宇学的前一天,她刚从大连“收集信息”回合肥。近日,那里举行了2024全国石油和化工行业科技创新大会。

与以往不同的是,这次魏宇学不仅是以安徽大学化学化工学院副教授的身份参会,同时还作为合肥垒行科技有限公司的董事长参展。

“在实验室做研究的时候,我更关注技术本身,希望做的又细又深;一旦做企业,就要面面俱到,要去了解市场需求、行业发展动向,收集用户对技术设备的反馈。”魏宇学向记者介绍,公司的员工近期都在外面参展。

近年来,魏宇学与团队开发了催化剂并行合成和高通量筛选技术,研制了相关设备,并于2023年实现了科技成果落地转化。从那时起,“90后”的她就在实验室、大学课堂、公司间来回“切换”身份,乐在其中。

魏宇学在做报告。受访者供图

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变“鱼竿”为“捞网”

材料是国民经济发展的基石。但据相关统计,我国关键新材料的自给率只有14%。

“一般地,一种材料从实验室到小试再到中试,最后来到人们身边,平均开发周期需要10至15年。研发过程还会涉及到光、电、磁、热等极端条件的影响。”长期从事催化材料研究的魏宇学,对材料研发的路径再熟悉不过。

魏宇学打了个比喻,“传统的材料研发就像钓鱼,一次钓一条,钓上来看看是不是我们想要的,有时候半天过去了,什么也钓不着。但如果将钓鱼变成捞鱼呢?一网下去我们总是能捞着一些鱼,而在这里面找到我们想要的那条鱼,概率就会高一些。”

魏宇学他们的工作就是将“鱼竿”变为“捞网”。实际上,这正是并行合成和高通量筛选技术的核心思想,即在短时间内快速合成大量不同的材料,再评价它们的性能,最后从中快速筛选出具有突出性能的目标材料,因此也被称为材料基因组技术。

早在2011年,美国最早开始实施材料基因组计划,欧洲、日本、俄罗斯紧随其后。同年,中国科学院和中国工程院召开“材料科学系统工程”的香山科学会议,提出要开展我国的材料基因组计划。2016年,科技部启动“材料基因工程关键技术与支撑平台”重点专项,“中国版”材料基因组计划正式开启。

工欲善其事,必先利其器。2023年,在安徽大学的大力支持下,魏宇学依托学校工业催化课题组老师为核心技术团队,成立了公司,旨在通过“材料引领+设备研制+智能数据”赋能材料研发,带动材料产业升级,希望客户将材料的“一生”交给他们。

魏宇学(左一)在指导学生做实验。受访者供图

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从“买设备”到自己做

2018年,魏宇学从中国科学院山西煤炭化学研究所毕业,加入安徽大学教授孙松团队。

魏宇学介绍,团队长期从事催化材料的设计与开发,围绕光催化、低碳分子催化转化,开展催化剂并行合成和高通量筛选等一系列基础和应用研究。最重要的是,团队还自主研制出了并行合成装置。以二氧化钛基催化剂为例,采用自主研制的溶胶凝胶并行合成装置,合成效率较传统方法提高了90倍以上。但当时这台装置仅限于供课题组的老师们和部分合作单位使用。

进入孙松团队后,魏宇学立刻感受到了并行合成装置带来的“魅力”。可是,大量的样品一次合成后,还要一个个评价其性能,才能筛选出最好的材料。

“一个学生评价一个样品,大概需要一周多甚至更多的时间。最难的是,我问学生,结果可靠吗?学生回复,‘要不我再试试’?”这让魏宇学有点崩溃。

实际上,他们曾想过直接购买高通量筛选的设备,还认真进行了市场调研。魏宇学说,“当时,美国的一家公司售卖相关设备,但售价700多万美元,太贵了;上海也有家科技公司有类似设备,但占地大,成本高,并且他们只能做到8通道,也就是一次只能评价8个样品,达不到我们想要的效果。”

魏宇学果断提出,既然前期团队都成功研发了材料合成装置,高通量筛选装置干脆也自己做。但这并非一件容易的事。

“大家都明白高通量筛选技术的原理,但如何把一个想法变成一个实际可操作的仪器,这很难。”魏宇学坦言,很长一段时间,他们没有一点思路。

除了做科研,平日里,魏宇学还要负责教授化学反应工程、催化作用原理的课。某次教课时,她突然想到可以从最基本的热力学角度出发解决问题。

找到思路后,他们开始画图设计、找工厂加工。经过2-3年的不懈努力,自主研制出催化剂快速筛选设备样机,并初步实现了预期效果,一次实现100个以上样品的快速筛选。部分科研单位使用体验了该样机后,疑惑道,“这么好用的装置为何不推广?”

孙松(右)、魏宇学(中)在与学生讨论实验结果。受访者供图

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从“不敢转”到“敢转”

为何不推广?魏宇学表示,一是没想过转,二是不敢转。“学校支持吗?”“失败了怎么办?”

事实上,“不想转、不愿转、不敢转、不会转”是科研人员在做科技成果转化中的通病。

自2022年起,安徽省开始在省属高校开展职务科技成果赋权改革试点。安徽大学作为首批赋权改革试点单位,印发了《安徽省职务科技成果赋权改革试点实施方案》,成立了以校党委书记、校长为组长的科技成果转移转化工作领导小组。

安徽大学校地合作办副主任刘泉介绍,“赋权改革后,学校的科研人员成果转化积极性明显提高。成果落地转化为企业的项目,2021年仅有2项,2023年就有7项。”此外,学校还定期举办一些论坛,邀请创业领域的大咖进校分享经验。

有了学校的支持和鼓励后,魏宇学“敢转”了。

他们马不停蹄开展了相关设备工程机的研制,拓展了设备的应用场景,并向安徽大学申请科技成果赋权,相关成果经第三方资产评估公司评估总价值为人民币500万元,按照评估价格增资入股合肥垒行科技有限公司。其中,学校占比百分之二十。

“起初,我们没有一点经验,甚至不知道如何注册公司,注册还需要地址,注册资本要在5年内完成实缴。甚至连公司的名字也是反复修改……”谈起创立公司初期的情形,魏宇学有些哭笑不得。

“学校就是我们最大的后盾,给予了全方位、全流程的支持和帮助。”魏宇学介绍,学校联合有关单位为团队成果“量身定制”了系列转化方案,根据项目需求对接了园区场地、投资机构和应用场景,解决了转化过程中可能出现的场地、资金和市场等问题。

聘请职业经理人、研发工程师、行政专家……魏宇学一直秉持“专业的人,做专业的事”的理念。

现如今,公司慢慢走入正轨,并已推出高通量配料系统、多通道匀料系统、催化剂快速筛选设备、多通道量热仪等,相关产品技术参数领跑国际。其中,催化剂快速筛选设备是国内首发,填补了国内高通量筛选设备的空白,售价在50万到300万之间。

“科技成果赋权改革激发了我们科研人员做成果转化的热情,消除了转化的顾虑。”魏宇学表示,目前,他们已为10余家科研院所、企业提供设备、方案设计和技术服务,应用于催化剂、导热材料和热管理材料等领域。

某公司技术部门负责人曾表示,“这套高通量设备操作方便,系统反馈及时,自从引入后,我们的研发效率明显提高,极大地减轻了我们的工作负担。”

安徽大学工业催化课题组师生合影。受访者供图

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反哺教学实现产教融合

谈起做科技成果转移转化,魏宇学最大的感受就是观念上的转变。“现在,在实验室做研究时,我会思考这个课题有没有转化的可能性?市场上是否有需求?此前,我们更多关注的是发文章、申请专利。”魏宇学说,这在一定程度上使转化工作前移,加速科技成果转化。

除了观念上,还有行动上的改变。“研发阶段是实验室里小部分人的‘精雕细琢’,转化阶段则需要直接对接市场,在对接用户的过程中,我发现设备要不断打磨、修正,要根据用户需求做定制化,这样才能在市场上得到一个好的反馈。所以,现在我能更加沉下心来做研究。”

就在采访接近尾声时,记者注意到有几名学生正在公司做实验。

作为一名高校教师,魏宇学常常听到学生的一些疑惑——“上基础课的意义在哪里?”

“在做科技成果转化后,我了解了行业最新动态,我希望能把相关工程实践的感受和经验带回课堂,反哺教学,在教学过程中融入创新创业的思想,提升教学深度和学生感受,这是我非常想做的一件事。”魏宇学说。

千里之行,始于足下;九层之台,起于垒土。合肥垒行源于此,魏宇学希望自己与团队始终牢记“加速材料研发、解决卡脖子材料”的初心使命,努力成为中国材料基因工程的践行者。

“接下来,我们将对设备进行工程设计和优化。同时,进一步拓展设备的应用领域,比如,纳米材料、电感材料、保温材料、新能源材料等体系。”魏宇学表示,仪器研制是前期投入比较高的行业,因此目前主要困难还是资金问题。她希望能吸纳更多融投资进入,共同推进中国关键材料的研发进程。

 
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