不僅僅是“燒錢” 科學儀器小型化沒那麽簡單

近日，日本島津製作所推出了一款長寬高皆為(wei) 30多厘米、重量低至25千克的台式質譜。它能夠詳細解析糖類分子鏈狀物糖鏈、蛋白質等分子結構，即便是狹窄的實驗室、研究所也可以輕鬆使用。值得一提的是，該儀(yi) 器所用的離子化技術，由島津研究員、諾貝爾化學獎得主田中耕一研發。他希望，這款小型儀(yi) 器可以幫助研究人員輕鬆分析，解決(jue) 操作難題。
 

 
　　有別於(yu) 二三十年前，科學儀(yi) 器總是以大型、精密、嬌貴的特點呈現在大眾(zhong) 麵前。近年來，科學儀(yi) 器逐漸向智能化、化、小型化、聯用化方向發展，越來越多研發者傾(qing) 向於(yu) 將儀(yi) 器產(chan) 品設計得更加小型便攜。其主要目的在於(yu) ，滿足用戶的三大需求：
 
　　其一，實驗室空間，為(wei) 儀(yi) 器設備留存的空間有限，小型化儀(yi) 器能夠提高空間利用率。相比於(yu) 大型儀(yi) 器，這種小個(ge) 頭的儀(yi) 器設備日常維護也會(hui) 相對省力一點。其二，不管是日常的現場檢測工作，還是航天軍(jun) 事等特殊領域，體(ti) 積小、重量輕的儀(yi) 器更容易攜帶和使用。譬如，航天器的空間有限，能搭載的物品重量也很有限。如果科學儀(yi) 器可以盡可能小型化，那麽(me) 太空研究的可能性就更大了。其三，傳(chuan) 統的大型科學儀(yi) 器都用於(yu) 政府部門、高校院所、企事業(ye) 單位等場合，小微企業(ye) 或者個(ge) 人很難承擔得起昂貴的費用。小型儀(yi) 器的研發方向是節約成本、降低價(jia) 格，有望滿足預算有限的用戶。
 
　　不過，儀(yi) 器小型化的道路並不好走。即便是供職於(yu) 島津的諾貝爾獎獲得者，也花費了不少心血去研發一款小型的台式質譜儀(yi) 。日本濱鬆在推出指尖大小的微型光譜儀(yi) 之前，也花了10年的時間去沉澱技術。一步步從(cong) 掌上，縮小至指尖，力爭(zheng) 尺寸更小、價(jia) 位更低。可以看到，一家企業(ye) 缺少足夠的資金和時間投入，是無法研製出真正適用於(yu) 的小型化儀(yi) 器。更多的隻是跟風宣傳(chuan) ，打著小型化的噱頭，推出一些功能不完備、性能不、質量不可靠的“小儀(yi) 器”。盡管這些產(chan) 品的體(ti) 型和重量已經滿足了用戶的要求，但是卻遠沒有大型儀(yi) 器那麽(me) 有實用性。
 
　　那麽(me) ，科學儀(yi) 器企業(ye) 應當如何走好儀(yi) 器小型化之路呢？前麵提到的資金與(yu) 時間投入是*的，因為(wei) 這是對產(chan) 品質量的一種保證。在實際研發過程中，企業(ye) 還需要處理好幾大矛盾，避免顧此失彼。
 
　　其一，小型化與(yu) 功能性之間的矛盾。傳(chuan) 統的大型儀(yi) 器通常擁有完備的功能，可以應對不同科學實驗項目的研究要求。想要讓儀(yi) 器同時具備多種功能，勢必需要搭載更多配件，這與(yu) 儀(yi) 器小型化是相矛盾的。一般來說，功能單一的儀(yi) 器更容易做得輕巧，更能滿足成本低、性價(jia) 比高的要求。但同時，這種儀(yi) 器產(chan) 品的適用麵也小，競爭(zheng) 優(you) 勢並不明顯。這意味著儀(yi) 器廠商需要平衡小型化與(yu) 功能性之間的矛盾，從(cong) 角度出發好好斟酌，哪些儀(yi) 器可以隻做好單一功能，哪些儀(yi) 器需要在保留多功能的基礎上盡量小型化。
 
　　其二，小型化與(yu) 性能之間的矛盾。儀(yi) 器小型化並不是簡單地將傳(chuan) 統儀(yi) 器等比例縮小，也不是無下限地簡化結構。結構的簡化勢必會(hui) 影響到儀(yi) 器的性能指標，從(cong) 檢測範圍、響應速度、檢測精度，到儀(yi) 器的穩定性、可靠性、*時間等等。這就要求在研發小型化技術的時候，注重儀(yi) 器性能的保持，甚至在一定程度上提升性能。因為(wei) 小型化儀(yi) 器的應用場景並不局限於(yu) 條件良好的實驗室，很多條件一般甚至較為(wei) 惡劣的環境也需要用到，所以小型化儀(yi) 器需要擁有更好的環境適應性以及可靠性。
 
　　當然，對於(yu) 科學儀(yi) 器廠商而言，研發和生產(chan) 小型化儀(yi) 器需要考慮到的一個(ge) 重要問題還是成本。資金充裕的企業(ye) 經得起“燒錢”，但是也不會(hui) 希望研發出一款並不受歡迎或者經濟效益不高的產(chan) 品。所以說，有別於(yu) 升級原有產(chan) 品或者研發新產(chan) 品，儀(yi) 器小型化對企業(ye) 的挑戰往往更大。能否下定決(jue) 心做好儀(yi) 器創新，願不願意擯棄熟悉的技術框架，將是小型化的關(guan) 鍵。