美國(guó)TSI公司(以下簡(jiǎn)稱:TSI)是世界的粒子測(cè)量?jī)x器與流體測(cè)量?jī)x器的生產(chǎn)商,自1966年就開始從事氣溶膠粒子測(cè)量?jī)x器的研發(fā),其產(chǎn)品的粒徑測(cè)量范圍涵蓋2納米至20微米。公司總部位于美國(guó),范圍內(nèi)共有員工約500人,2011年總收入約為2.5億美元。
近日,美國(guó)TSI集團(tuán)(即TSI的母公司)總裁Thomas E. Kennedy博士一行到訪中國(guó),拜會(huì)了中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)白春禮院士,并與國(guó)家納米科學(xué)中心(以下簡(jiǎn)稱:NCNST)就納米顆粒的測(cè)量技術(shù)展開了合作。
為進(jìn)一步了解TSI集團(tuán)與NCNST合作的情況,儀器信息網(wǎng)編輯(以下簡(jiǎn)稱:Instrument)就TSI的發(fā)展概況、未來(lái)研發(fā)方向、該公司與科學(xué)家合作的成功經(jīng)驗(yàn)等主題采訪了Thomas E. Kennedy博士,陪同采訪的還有TSI集團(tuán)的兩位副總裁Jerry Bark、Kevin L. Krause,以及TSI公司中國(guó)區(qū)總梁東。
美國(guó)TSI集團(tuán)總裁Thomas E. Kennedy博士
TSI高層合影
(從左至右:Kevin L. Krause、Thomas E. Kennedy博士、Jerry Bark、梁東)
攻克DMA與CPC技術(shù) 夯實(shí)氣溶膠測(cè)量堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)
Instrument:貴公司產(chǎn)品線為什么會(huì)從流體測(cè)量?jī)x器擴(kuò)展到氣溶膠粒子測(cè)量?jī)x器?貴公司各產(chǎn)品線的地位與關(guān)系如何?目前貴公司產(chǎn)品主要應(yīng)用于哪些行業(yè)/領(lǐng)域?
Thomas E. Kennedy博士:TSI經(jīng)過(guò)五十余年的發(fā)展,形成了流體測(cè)量?jī)x器、氣溶膠粒子測(cè)量?jī)x器兩大產(chǎn)品線。兩條產(chǎn)品線看上去很不一樣,但實(shí)際上還是有一定淵源的。
流體測(cè)量?jī)x器zui開始發(fā)明的儀器是風(fēng)速儀,即通過(guò)氣流通過(guò)后帶走熱量來(lái)測(cè)量氣流速度。后來(lái)由于測(cè)量要求加入示蹤粒子來(lái)追蹤氣流的運(yùn)動(dòng)。此后客戶又要求對(duì)基于這種測(cè)量方法的氣流中的示蹤粒子進(jìn)行追蹤測(cè)量,比如流動(dòng)速度、粒徑大小、粒徑分布等。類似需求越來(lái)愈多,促使TSI研發(fā)出了粒子測(cè)量?jī)x器,并將其應(yīng)用到很多領(lǐng)域。從產(chǎn)值來(lái)說(shuō),流體測(cè)量?jī)x器與粒子測(cè)量?jī)x器兩大產(chǎn)品線并駕齊驅(qū),銷售額相當(dāng),難分主次。
這兩大產(chǎn)品線經(jīng)過(guò)拓展,各自都細(xì)分了很多具體產(chǎn)品線。流體測(cè)量?jī)x器應(yīng)用在流體力學(xué)研究、室內(nèi)環(huán)境、醫(yī)療、節(jié)能舒適、流速測(cè)量等領(lǐng)域。粒子測(cè)量?jī)x器的應(yīng)用領(lǐng)域則從氣溶膠研究擴(kuò)展到環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)健康與安全、職業(yè)衛(wèi)生、公共衛(wèi)生等領(lǐng)域。
Instrument:TSI在半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展過(guò)程中,產(chǎn)生了哪些“里程碑式”的氣溶膠技術(shù)創(chuàng)新?
Thomas E. Kennedy博士:TSIzui重要的與氣溶膠相關(guān)的創(chuàng)新技術(shù)有兩項(xiàng),一是差分電遷移率粒徑譜儀(DMA),二是凝聚核粒子計(jì)數(shù)器(CPC)。
DMA是TSI與美國(guó)加州理工學(xué)院一起開發(fā)的,這項(xiàng)技術(shù)給公司帶來(lái)了巨大的市場(chǎng)成功,目前TSI在DMA的*高達(dá)85%?;贒MA的各項(xiàng)研究成果發(fā)表的論壇已經(jīng)超過(guò)了5000篇。
小于100納米的超細(xì)顆粒是很難測(cè)量的。用光學(xué)儀器測(cè)量到粒徑為0.1微米已是極限。但隨著科技的發(fā)展,納米技術(shù)是未來(lái)的潮流,對(duì)檢測(cè)技術(shù)提出了很高要求,也帶來(lái)了很多市場(chǎng)機(jī)遇。CPC的出現(xiàn),把對(duì)極細(xì)顆粒的測(cè)量拓展到納米級(jí)別,已成為納米顆粒測(cè)量的良好選擇。
聯(lián)手國(guó)家納米科學(xué)中心 攻克納米團(tuán)聚顆粒測(cè)量難題
Instrument:能否介紹下TSI與NCNST此次合作的契機(jī)與具體內(nèi)容?
Thomas E. Kennedy博士:中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)白春禮院士作為納米科學(xué)研究的科學(xué)家、NCNST的發(fā)起者和主任,一直推進(jìn)中國(guó)納米科學(xué)和相關(guān)技術(shù)研究的發(fā)展。白院長(zhǎng)曾在2011年4月率團(tuán)訪問(wèn)過(guò)TSI總部,此次作為回訪,我們也拜會(huì)了白院士,并展開了有關(guān)納米顆粒的技術(shù)合作。
TSI此次與中國(guó)科學(xué)院的合作項(xiàng)目zui終落實(shí)在NCNST。與我們合作的兩位老師之前也是TSI儀器的用戶。雙方將就納米顆粒及其聚合團(tuán)塊粒徑分布的測(cè)量技術(shù)進(jìn)行通力合作。
兩位老師將采用TSI新研發(fā)的用于納米團(tuán)聚顆粒測(cè)量的儀器進(jìn)行研究。通過(guò)此次與代表中國(guó)zui高研究水平的研究者合作,我們一方面能了解新儀器的性能,另一方面了解在納米顆粒研究中,什么樣的儀器性能是研究者真正需要的,為未來(lái)的儀器研發(fā)找準(zhǔn)方向。TSI希望此次研發(fā)的儀器不僅能用在科研領(lǐng)域,也能應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中去。
Instrument:此次合作的研究成果未來(lái)將應(yīng)用在哪些領(lǐng)域?當(dāng)前研究的難點(diǎn)在哪里?
Thomas E. Kennedy博士:單個(gè)納米顆粒很容易聚合,這很大程度上會(huì)影響納米材料的性能。比如在制藥領(lǐng)域,藥物的納米顆粒在不同溫濕度下,聚合程度不一樣,藥物的效果也不一樣。這對(duì)檢測(cè)技術(shù)提出很高要求。傳統(tǒng)測(cè)量方法是用掃描電鏡去測(cè)量,但目前還不能很好地解決某些問(wèn)題。我們希望通過(guò)此次合作研發(fā)出的儀器可以用在納米材料、制藥等領(lǐng)域,解決納米團(tuán)聚顆粒的測(cè)量。目前,這款儀器研發(fā)的基本工作已完成,想通過(guò)這次合作來(lái)驗(yàn)證和改進(jìn)。
對(duì)于納米顆粒測(cè)量而言,采樣是比較困難的。當(dāng)前面臨的zui大困難是,如何根據(jù)不同行業(yè)的客戶設(shè)計(jì)不同的采樣方法。
立足工業(yè)應(yīng)用 拓展液體中納米顆粒測(cè)量新技術(shù)
Instrument:TSI在基于氣溶膠的納米顆粒物相關(guān)技術(shù)的研究上處于地位,能否介紹下貴公司在研發(fā)方面的新成果、新進(jìn)展?
Thomas E. Kennedy博士:除了上述的納米團(tuán)聚顆粒相關(guān)測(cè)量?jī)x器的研發(fā)之外,TSI還在氣溶膠粒子化學(xué)成本檢測(cè)、液體中納米顆粒粒徑分布測(cè)量技術(shù)等方面進(jìn)行了研究。
氣溶膠粒子測(cè)量技術(shù)目前可能更多停留在粒子粒徑及其分布情況的測(cè)量,而制藥等行業(yè)對(duì)氣溶膠粒子的化學(xué)成分檢測(cè)也有很大需求。所以,在粒子粒徑等物理測(cè)量值的基礎(chǔ)上增加化學(xué)測(cè)量值,這樣的儀器會(huì)有很大的市場(chǎng)空間。而液體中納米顆粒相關(guān)測(cè)量技術(shù),其實(shí)也是TSI現(xiàn)有氣溶膠測(cè)量技術(shù)的一個(gè)新拓展。
對(duì)TSI而言,目前科研市場(chǎng)是較大的市場(chǎng)。但是未來(lái)三到五年,來(lái)自工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)值將超過(guò)科研領(lǐng)域的產(chǎn)值。無(wú)論是中國(guó)市場(chǎng),還是市場(chǎng),都是呈現(xiàn)這樣的趨勢(shì)。所以,TSI要在原有成熟的氣溶膠粒子測(cè)量技術(shù)之上,在保持儀器性能的前提下,實(shí)現(xiàn)儀器小型化、操作簡(jiǎn)單化。這樣,我們產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域就會(huì)擴(kuò)大很多,市場(chǎng)需求也會(huì)呈指數(shù)式增長(zhǎng)。
Instrument:貴公司之前也推出過(guò)用于分析氣溶膠粒子化學(xué)性質(zhì)的飛行時(shí)間質(zhì)譜儀ATOFMS-3800,但在市場(chǎng)上似乎并不是非常成功,此次為什么還要推出分析粒子化學(xué)成分的產(chǎn)品?
Thomas E. Kennedy博士:ATOFMS-3800的主要功能是測(cè)量單個(gè)顆粒物的化學(xué)成分。該儀器主要用于的科學(xué)研究,市場(chǎng)空間太小,一年的銷售量也不會(huì)超過(guò)40臺(tái)。這樣小的市場(chǎng)需求,市場(chǎng)回報(bào)太少,所以沒有持續(xù)在該儀器上投入。
但是從工業(yè)市場(chǎng)需求來(lái)看,制藥、潔凈空間等行業(yè)關(guān)注的不是單個(gè)顆粒的化學(xué)成分測(cè)量,而是一團(tuán)粒子的化學(xué)成分的測(cè)量。所以,TSI現(xiàn)在立足于后者進(jìn)行儀器開發(fā)。
此外,ATOFMS-3800采用的是質(zhì)譜技術(shù),需要非常專業(yè)的人員來(lái)操作,體積大,且價(jià)格昂貴。而TSI此次開發(fā)的儀器采用了新技術(shù),儀器操作簡(jiǎn)單、體積小,可以拿到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),而且價(jià)格也是飛行時(shí)間質(zhì)譜的八分之一。這樣的產(chǎn)品才是工業(yè)市場(chǎng)需要的產(chǎn)品,我們預(yù)計(jì)在2012年5月推出相關(guān)新產(chǎn)品。
Instrument:能否進(jìn)一步介紹下液體中納米顆粒粒徑的測(cè)量技術(shù)?該技術(shù)與激光粒度儀相比有何優(yōu)勢(shì)?
Thomas E. Kennedy博士:TSI將要推出的用于測(cè)量液體中納米顆粒粒徑分布的技術(shù),是超越現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)光散射法的新技術(shù),即把液體中的納米顆粒變成氣溶膠顆粒,然后用現(xiàn)在成熟的氣溶膠技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。
激光粒度儀采用動(dòng)態(tài)光散射法,其對(duì)應(yīng)的結(jié)果是模擬值,而且只能得到一條曲線。而TSI的這項(xiàng)新技術(shù)能更準(zhǔn)確的反應(yīng)真實(shí)情況。比如某藥品中的三個(gè)組份,我們新技術(shù)測(cè)出來(lái)粒徑分布曲線就會(huì)有三個(gè)不同的峰,而用動(dòng)態(tài)光散射法只能得到一個(gè)大峰。簡(jiǎn)言之,TSI的新方法分得更細(xì),分辨率更高,能看到動(dòng)態(tài)光散射法看不到的細(xì)節(jié)。
Instrument:當(dāng)前中國(guó)對(duì)PM2.5高度關(guān)注,能否介紹下貴公司與PM2.5相關(guān)的技術(shù)與產(chǎn)品?
Thomas E. Kennedy博士:針對(duì)PM2.5的測(cè)量,TSI在 2011年推出了型的DUST TARKTM DRX氣溶膠監(jiān)測(cè)儀,該儀器分為臺(tái)式和手持式兩個(gè)型號(hào),內(nèi)置光散射激光光度計(jì),實(shí)現(xiàn)多通道測(cè)量,可以同時(shí)PM1、PM2.5、PM10、可吸入顆粒物、總PM(<15微米)的質(zhì)量濃度。其優(yōu)勢(shì)是響應(yīng)速度快,時(shí)間分辨率高,操作簡(jiǎn)單,對(duì)尋找污染源有很大幫助。
在美國(guó)本土,TSI在超細(xì)顆粒的監(jiān)測(cè)方面還是非常成功的。除了PM2.5的質(zhì)量濃度外,美國(guó)環(huán)保署(EPA)還希望知道更多的細(xì)節(jié)信息,采購(gòu)了許多TSI的相關(guān)儀器,作為PM2.5監(jiān)測(cè)的重要補(bǔ)充。
力促“科研成果”變“市場(chǎng)成功產(chǎn)品”
Instrument:“SEIENCE”是TSI公司三大核心理念之一,能否解釋下該理念的內(nèi)涵?
Thomas E. Kennedy博士:TSI是由一群畢業(yè)于美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)工程專業(yè)的研究生建立的公司,公司的zui初產(chǎn)品就將他們?cè)趯W(xué)校開發(fā)的純研究性的科研成果。創(chuàng)始人創(chuàng)立公司的初衷之一也是想把科研成果轉(zhuǎn)化為市場(chǎng)成功的產(chǎn)品。
“SEIENCE”是公司的“TRUST、SCIENCE、INNOVATION”三大核心理念之一。在這個(gè)理念的激勵(lì)下,TSI至成立以來(lái)就與范圍內(nèi)的科研院所展開了廣泛的技術(shù)合作,獲得了超過(guò)25項(xiàng)核心技術(shù)許可,研制了許多市場(chǎng)成功的產(chǎn)品。每天我們的專業(yè)人員都在努力把的科研成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。
TSI在把科研成果轉(zhuǎn)化為新技術(shù)并推出新產(chǎn)品方面經(jīng)驗(yàn)豐富,具有很強(qiáng)的創(chuàng)新能力。我們會(huì)保持這樣的創(chuàng)新能力,持續(xù)不斷地與世界各地的科學(xué)家進(jìn)行合作,并不斷推出市場(chǎng)需要的更好的產(chǎn)品。
Instrument:能否介紹下TSI在“與科研機(jī)構(gòu)合作將科研成果轉(zhuǎn)化為市場(chǎng)成功產(chǎn)品”方面的成功經(jīng)驗(yàn)?
Thomas E. Kennedy博士:TSI與科學(xué)家們的合作方式是多樣的。除了共同開發(fā)、*生產(chǎn)這樣的合作方式外,TSI還直接購(gòu)買研究者的技術(shù),然后將其轉(zhuǎn)化為成熟的產(chǎn)品。
與科學(xué)家們合作,通常都是開發(fā)新技術(shù),這需要時(shí)間,需要耐心。我們要不斷地改進(jìn)技術(shù)來(lái)適應(yīng)市場(chǎng)需求,往往很多嘗試都是不成功的,也因此失去耐心。很多企業(yè)與科學(xué)家的合作不成功的原因就在于失去耐心。其實(shí)一旦堅(jiān)持住了,就會(huì)迎來(lái)市場(chǎng)成功。當(dāng)然,耐心不是無(wú)限制的,如果一定要給TSI的耐心定一個(gè)時(shí)間限制的話,那這個(gè)時(shí)間通常是4年。
Instrument:貴公司在選擇合作的科學(xué)家方面有什么標(biāo)準(zhǔn)?
Thomas E. Kennedy博士:首先,TSI會(huì)根據(jù)市場(chǎng)的需求,確定技術(shù)難點(diǎn)在哪里;然后,看科學(xué)家研究的成果能不能解決技術(shù)問(wèn)題,其研究的方法是不是市場(chǎng)承受得起的。
具體來(lái)說(shuō)就是,TSI會(huì)對(duì)技術(shù)的難度與成熟程度、技術(shù)商業(yè)化的成本與時(shí)間等方面都進(jìn)行評(píng)估,根據(jù)評(píng)估結(jié)果來(lái)選擇適合的合作對(duì)象。
Instrument:此次與NCNST的合作,是貴公司與國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行研發(fā)方面的合作,您對(duì)TSI與中國(guó)科學(xué)家們未來(lái)的合作有哪些期待?
Thomas E. Kennedy博士:TSI在美國(guó)、歐洲都有與科學(xué)家們合作的成熟模式,但在中國(guó)才剛剛開始這項(xiàng)工作,這與TSI在中國(guó)分支機(jī)構(gòu)的發(fā)展有關(guān)。
中國(guó)現(xiàn)在是TSI的第三大市場(chǎng),其銷售額占公司總銷售額的20%。2011年,TSI中國(guó)區(qū)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)超過(guò)了歐美及亞太其他地區(qū)。進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)6年,TSI中國(guó)區(qū)的業(yè)績(jī)翻了四翻。未來(lái)五年,中國(guó)業(yè)務(wù)還可能翻番,有望超過(guò)美國(guó)、歐洲成為TSIzui大的市場(chǎng)。在這樣的市場(chǎng)預(yù)期之下,我們未來(lái)3年將加大對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的投入,中國(guó)員工的人數(shù)將翻番,達(dá)到50人。
這樣隨著TSI中國(guó)子公司的壯大,TSI會(huì)與更多中國(guó)科學(xué)家合作,合作模式也會(huì)成熟很多,并預(yù)計(jì)未來(lái)五年內(nèi)會(huì)取得很大成功。TSI以前都是把美國(guó)研究出來(lái)的技術(shù)拿到中國(guó)來(lái),這次與中科院及NCNST的合作使我們認(rèn)識(shí)到,中國(guó)也有很好的基礎(chǔ)研究成果,我們可以將這些成果轉(zhuǎn)化為技術(shù),并拿到美國(guó)或其它地區(qū)去推廣。
采訪現(xiàn)場(chǎng)
后記
筆者算了一下TSI公司的人均產(chǎn)值,員工500人,2011年產(chǎn)值2.5億美元,算起來(lái)人均產(chǎn)值約是50萬(wàn)美元。這樣高的人均產(chǎn)值,在所有的儀器公司中也應(yīng)該是比較靠前的吧!(比如,安捷倫科技2011年產(chǎn)值66.2億美元,員工約18700人,人均產(chǎn)值35.4萬(wàn)美元。)能夠獲得這樣高的人均產(chǎn)值,TSI這個(gè)“小公司”中自然是蘊(yùn)藏著“大學(xué)問(wèn)”!
筆者認(rèn)為,TSI的人均產(chǎn)值這么高,很大程度在于其具有高附加值的產(chǎn)品,而高附值的產(chǎn)品則與其研發(fā)實(shí)力息息相關(guān)。雖然該公司的研發(fā)人員僅70余人,但通過(guò)范圍內(nèi)與科研機(jī)構(gòu)的合作,該公司卻擁有許多研發(fā)“外援”,他們是高水平的、非常專業(yè)的資深科學(xué)家。此舉既降低了研發(fā)失敗的風(fēng)險(xiǎn),又節(jié)約了研發(fā)成本,并確保了技術(shù)的性。我想這也許是TSI公司zui值得借鑒的地方。
采訪編輯:楊丹丹
附錄1:Thomas E. Kennedy博士簡(jiǎn)介
1974年至1983年就讀于美國(guó)伊利諾伊州立大學(xué),1983年獲博士學(xué)位,1983年至1986年*博士供職于GE集團(tuán)研發(fā)中心的電子學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室,作為research scientists,取得了多項(xiàng)研究成果。1986年*博士進(jìn)入GE醫(yī)療系統(tǒng),歷任多項(xiàng)職務(wù),并進(jìn)入高管團(tuán)隊(duì)。1998年*博士加入Camtronics醫(yī)療系統(tǒng)擔(dān)任副總裁。2005年*博士加入TSI集團(tuán)的母公司丘吉爾控股,擔(dān)任副總裁,并于2006年,擔(dān)任TSI集團(tuán)總裁至今。
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