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揭秘高分子材料全球顶尖实验室

2013年10月15日 星期一 来源:凤凰网 我来说两句 保存为书签

刚刚落下帷幕的2013年诺贝尔奖颁奖典礼牵引全球注意力,物理奖、化学奖、生物奖等,无一不涉及高科技应用,这实际上是一场科技力量的较量。

科学的“圣堂”依然闪耀着光芒,引无数科技“圣徒”们前仆后继。

高分子材料也依然充满魅力,功能性膜材料、有机硅、工程塑料、特种橡胶,也无一不充满着未来想象力。

理财周报材料科学实验室把探索的触角延伸至全球领域,在世界范围内寻找这些“闪耀”的物质所在地。

据理财周报记者统计,全球涉足高分子材料科学研究的科研机构、高校研究所、顶尖公司研究所共有175所。其中,美国有53家,除了美国以外的主要地区包括欧洲、韩国、日本、新加坡、南非等有76家,中国有46家,美国是拥有顶尖科研机构、高校研究所和公司研究所最多的国家,科研实力全球领先。

美国“之巅”

美国是科技大国,走在高科技前沿,名副其实。

50个州一共拥有50个科研机构和高校研究所,其中,据理财周报记者统计,在美国涉及高分子材料科学研究的顶尖高校以及科研机构共有50所,其中名列前五的分别是麻省理工学院、斯坦福大学、伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校、西北大学以及加州大学伯克利分校。

此外,波士顿大学聚合物研究中心、普林斯顿大学化学工程部、加州理工学院化学工程与聚合物物理流变学、弗罗利达大学的瓦格纳小组、马萨诸塞大学的阿姆赫斯特高分子研究与教育中心、马萨诸塞大学塑料工程罗维尔分校、南密西西比大学、康奈尔大学以及新罕布什尔大学也都是集聚高分子材料科学研究精英的“圣堂”。

这些堆砌的名校,是美国能够站在高分子材料科学研究“之巅”的扎实基础。

不仅高校研究所林立,美国在专业科研机构方面实力非常雄厚。理财周报主要关注涉足高分子材料科学研究的美国标准与技术研究院、NIST化学科学与技术实验室以及NIST材料科学与技术实验室。

作为权威科研机构,美国标准与技术研究院(NIST),前身为国家标准局(NBS,1901年~1988年),是一家测量标准实验室,属于美国商务部的非监管机构。NIST总部位于马里兰州的盖瑟斯堡,在国内约有350个附属研究中心。

此外,在高分子材料的产业化发展过程中,一批具有创新精神的企业走在了时代的前沿,这其中包括大名鼎鼎的杜邦公司、尤尼艾克斯公司(UNIAX)、明尼苏达矿务及制造业公司(3M)以及光学聚合物研究公司(Optical Polymer Research,Inc.)等。

中国“在路上”

在领略了其他地区高分子材料研究所的风采后,我们走进中国大陆地区高分子研究所和高校实验室。

大陆研究所方面,中国科学院占据了绝对的主导地位。第三方研究显示,中科院材料科学专业的研究已经连续多年全球领先,现在也是一直走在“路上”

根据中科院内部人士透露,中科院直属研究所中涉及物理和化学研究的所几乎都在做新材料的研发,其中包括中科院宁波材料技术与工程研究所、中科院化学研究所、中科院物理研究所、中科院国家纳米科学中心、中科院金属研究所、上海应用物理研究所、上海硅酸盐研究所、长春应用化学研究所、高能物理研究所、半导体研究所、光电研究院、微电子研究所、北京综合研究中心、工程热物理研究所、大连化学物理研究所、上海技术物理研究所、上海有机化学研究所等。

在以上研究所中,高分子材料研究做得最为出色的包括中科院化学研究所、上海应用物理研究所、上海硅酸盐研究所、长春应用化学研究所、中科院宁波材料技术与工程研究所等数家研究所。如中科院长春应用化学研究所就取得了镍系顺丁橡胶、火箭固体推进剂、稀土萃取分离、高分子热缩材料等重大科技成果450多项,创造了百余项“中国第一”。

此外,大陆地区众多高校的高分子实验室研究也做的风生水起,包括华北地区的清华大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、大连理工大学、天津大学、北京理工大学等,上海江浙地区的上海大学、华东理工大学、上海交通大学、浙江大学、同济大学、南京理工大学、南京大学等,以及其他地区中国科学技术大学、华中科技大学、中南大学、西安交通大学、四川大学、西北工业大学、华南理工大学、东南大学等等。

此外,国内高分子材料相关顶尖公司的研发中心力量同样不可小觑。如国内光学膜领导者康得新(002450.SZ)就从韩国、日本、美国和台湾等地区引进了100多位博士、专家人才,组建了国内领先的高分子材料研发技术团队。

欧、日、韩“各有所长”

高分子材料目前应用广泛,但其研究也具备一定的技术和资金上的壁垒壁垒,从欧洲、日本、韩国、台湾等国家和地区的研究方式来看,存在一定的差异性,但也各有所长,取得不错的研究成果。

欧洲是高分子材料研究的一个重要区域,代表性国家有德国、英国和俄罗斯。以德国为例,德国在高分子方面的研究主要集中在国家支持成立的研究机构联合会里。德国研究气氛浓厚,既有政府支持的联合会,也有企业资助的协会。而这些研究机构也注重与大学的联系,例如马普高分子所便设立在德国美因茨大学内部。

另外,德国企业本身也同样重视新技术的研发与应用,能够迅速地将新技术、新材料应用于大规模生产,朗盛集团、西门子为当中翘楚。

英国同样拥有众多顶尖研究所和高校研究院。最早将“黑金”石墨烯从石墨中分离出来便是英国的曼彻斯特大学实验室。

俄罗斯关于高分子材料的研究则主要集中在国内大型、最前沿的研究机构中,比如说航空材料研究所等军工研究机构。

另外,亚洲日本、韩国也是多集中在全国性的研究机构内,起到整合资源的作用。而这些国家的企业也是高分子材料研究的前沿,索尼、LG、三星等产品风靡全球。

美国实验室:50所顶尖研究机构矗立全球高分子之巅,NIST附属350个研究所

在美国,涉及高分子材料科学研究名列前五的顶尖高校分别是麻省理工学院、斯坦福大学、伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校、西北大学以及加州大学伯克利分校

2013年化学诺贝尔奖最终“花落”斯坦福大学教授迈克尔·莱维特、哈佛大学教授马丁·卡普拉斯和马丁·卡普拉斯阿里耶·瓦谢勒,科学家们再一次让大众领略到了科技风暴所带来的冲击力和无限魅力。

实际上,对于高分子材料研究、高分子化学科学的重要性,学术界已达成共识。

早在1972年诺贝尔奖金获得者、美国高分子科学家P.Flory就曾说过:“高分子化学是一门发展迅速的科学,它既是一门基础科学,又是一门应用科学。”高分子化学成为一门独立的科学将进一步加快高分子材料的发展。

为培育和发展新材料产业,推动材料工业转型升级,支撑战略性新兴产业发展,工信部发布《新材料产业“十二五”发展规划》,对新材料的发展予以指导,旨在实现重点高分子材料产品研发的自主化。

据悉,美国国家科学基金会(NSF)2013年材料研究部(DMR)预算投入材料中心建设的经费达5120万,较上年增长15.4%。其中,材料科学和工程研究部中心(MRSECS)是其最主要的投资项目,而高分子材料作为材料家族的新锐,聚焦了最多的关注。

 
 
 
 

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