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TSI:粒子測量科研成果轉(zhuǎn)化之“夢工廠”——訪美國TSI集團總裁Thomas E. Kennedy博士
閱讀：6848 發(fā)布時間：2012-4-19美國TSI公司（以下簡稱：TSI）是世界的粒子測量儀器與流體測量儀器的生產(chǎn)商,，自1966年就開始從事氣溶膠粒子測量儀器的研發(fā),，其產(chǎn)品的粒徑測量范圍涵蓋2納米至20微米,。公司總部位于美國,，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TSI集團（即TSI的母公司）總裁Thomas E. Kennedy博士一行到訪中國,，拜會了中國科學(xué)院院長白春禮院士，并與國家納米科學(xué)中心（以下簡稱：NCNST）就納米顆粒的測量技術(shù)展開了合作,。
為進一步了解TSI集團與NCNST合作的情況,，儀器信息網(wǎng)編輯（以下簡稱：Instrument）就TSI的發(fā)展概況、未來研發(fā)方向,、該公司與科學(xué)家合作的成功經(jīng)驗等主題采訪了Thomas E. Kennedy博士,，陪同采訪的還有TSI集團的兩位副總裁Jerry Bark、Kevin L. Krause,，以及TSI公司中國區(qū)總梁東,。
美國TSI集團總裁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) 夯實氣溶膠測量堅實基礎(chǔ)
Instrument：貴公司產(chǎn)品線為什么會從流體測量儀器擴展到氣溶膠粒子測量儀器?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)過五十余年的發(fā)展，形成了流體測量儀器,、氣溶膠粒子測量儀器兩大產(chǎn)品線,。兩條產(chǎn)品線看上去很不一樣，但實際上還是有一定淵源的,。
流體測量儀器zui開始發(fā)明的儀器是風速儀,，即通過氣流通過后帶走熱量來測量氣流速度。后來由于測量要求加入示蹤粒子來追蹤氣流的運動。此后客戶又要求對基于這種測量方法的氣流中的示蹤粒子進行追蹤測量,，比如流動速度,、粒徑大小、粒徑分布等,。類似需求越來愈多,，促使TSI研發(fā)出了粒子測量儀器，并將其應(yīng)用到很多領(lǐng)域,。從產(chǎn)值來說,，流體測量儀器與粒子測量儀器兩大產(chǎn)品線并駕齊驅(qū)，銷售額相當,，難分主次,。
這兩大產(chǎn)品線經(jīng)過拓展，各自都細分了很多具體產(chǎn)品線,。流體測量儀器應(yīng)用在流體力學(xué)研究,、室內(nèi)環(huán)境、醫(yī)療,、節(jié)能舒適,、流速測量等領(lǐng)域。粒子測量儀器的應(yīng)用領(lǐng)域則從氣溶膠研究擴展到環(huán)境監(jiān)測,、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在半個世紀的發(fā)展過程中,，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，一是差分電遷移率粒徑譜儀（DMA）,，二是凝聚核粒子計數(shù)器（CPC）,。
DMA是TSI與美國加州理工學(xué)院一起開發(fā)的，這項技術(shù)給公司帶來了巨大的市場成功,，目前TSI在DMA的*高達85%,。基于DMA的各項研究成果發(fā)表的論壇已經(jīng)超過了5000篇,。
小于100納米的超細顆粒是很難測量的,。用光學(xué)儀器測量到粒徑為0.1微米已是極限。但隨著科技的發(fā)展,，納米技術(shù)是未來的潮流，對檢測技術(shù)提出了很高要求,，也帶來了很多市場機遇,。CPC的出現(xiàn)，把對極細顆粒的測量拓展到納米級別，已成為納米顆粒測量的良好選擇,。
聯(lián)手國家納米科學(xué)中心 攻克納米團聚顆粒測量難題
Instrument：能否介紹下TSI與NCNST此次合作的契機與具體內(nèi)容?
Thomas E. Kennedy博士：中國科學(xué)院院長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，一直推進中國納米科學(xué)和相關(guān)技術(shù)研究的發(fā)展,。白院長曾在2011年4月率團訪問過TSI總部,，此次作為回訪，我們也拜會了白院士,，并展開了有關(guān)納米顆粒的技術(shù)合作,。
TSI此次與中國科學(xué)院的合作項目zui終落實在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塊粒徑分布的測量技術(shù)進行通力合作,。
兩位老師將采用TSI新研發(fā)的用于納米團聚顆粒測量的儀器進行研究。通過此次與代表中國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,，為未來的儀器研發(fā)找準方向,。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將應(yīng)用在哪些領(lǐng)域?當前研究的難點在哪里?
Thomas E. Kennedy博士：單個納米顆粒很容易聚合,，這很大程度上會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,。這對檢測技術(shù)提出很高要求,。傳統(tǒng)測量方法是用掃描電鏡去測量，但目前還不能很好地解決某些問題,。我們希望通過此次合作研發(fā)出的儀器可以用在納米材料,、制藥等領(lǐng)域，解決納米團聚顆粒的測量,。目前,，這款儀器研發(fā)的基本工作已完成，想通過這次合作來驗證和改進,。
對于納米顆粒測量而言,，采樣是比較困難的。當前面臨的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、新進展?
Thomas E. Kennedy博士：除了上述的納米團聚顆粒相關(guān)測量儀器的研發(fā)之外,，TSI還在氣溶膠粒子化學(xué)成本檢測,、液體中納米顆粒粒徑分布測量技術(shù)等方面進行了研究。
氣溶膠粒子測量技術(shù)目前可能更多停留在粒子粒徑及其分布情況的測量,，而制藥等行業(yè)對氣溶膠粒子的化學(xué)成分檢測也有很大需求,。所以，在粒子粒徑等物理測量值的基礎(chǔ)上增加化學(xué)測量值,，這樣的儀器會有很大的市場空間,。而液體中納米顆粒相關(guān)測量技術(shù)，其實也是TSI現(xiàn)有氣溶膠測量技術(shù)的一個新拓展,。
對TSI而言,，目前科研市場是較大的市場。但是未來三到五年,，來自工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)值將超過科研領(lǐng)域的產(chǎn)值,。無論是中國市場，還是市場,，都是呈現(xiàn)這樣的趨勢,。所以，TSI要在原有成熟的氣溶膠粒子測量技術(shù)之上,，在保持儀器性能的前提下,，實現(xiàn)儀器小型化、操作簡單化,。這樣,，我們產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域就會擴大很多，市場需求也會呈指數(shù)式增長,。
Instrument：貴公司之前也推出過用于分析氣溶膠粒子化學(xué)性質(zhì)的飛行時間質(zhì)譜儀ATOFMS-3800,，但在市場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的主要功能是測量單個顆粒物的化學(xué)成分,。該儀器主要用于的科學(xué)研究,，市場空間太小，一年的銷售量也不會超過40臺,。這樣小的市場需求,，市場回報太少，所以沒有持續(xù)在該儀器上投入,。
但是從工業(yè)市場需求來看,，制藥、潔凈空間等行業(yè)關(guān)注的不是單個顆粒的化學(xué)成分測量,，而是一團粒子的化學(xué)成分的測量,。所以,，TSI現(xiàn)在立足于后者進行儀器開發(fā)。
此外,，ATOFMS-3800采用的是質(zhì)譜技術(shù)，需要非常專業(yè)的人員來操作,，體積大,，且價格昂貴。而TSI此次開發(fā)的儀器采用了新技術(shù),，儀器操作簡單,、體積小，可以拿到現(xiàn)場檢測,，而且價格也是飛行時間質(zhì)譜的八分之一,。這樣的產(chǎn)品才是工業(yè)市場需要的產(chǎn)品，我們預(yù)計在2012年5月推出相關(guān)新產(chǎn)品,。
Instrument：能否進一步介紹下液體中納米顆粒粒徑的測量技術(shù)?該技術(shù)與激光粒度儀相比有何優(yōu)勢?
Thomas E. Kennedy博士：TSI將要推出的用于測量液體中納米顆粒粒徑分布的技術(shù),，是超越現(xiàn)有的動態(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)進行檢測,。
激光粒度儀采用動態(tài)光散射法，其對應(yīng)的結(jié)果是模擬值,，而且只能得到一條曲線,。而TSI的這項新技術(shù)能更準確的反應(yīng)真實情況。比如某藥品中的三個組份,，我們新技術(shù)測出來粒徑分布曲線就會有三個不同的峰,，而用動態(tài)光散射法只能得到一個大峰。簡言之,，TSI的新方法分得更細,，分辨率更高，能看到動態(tài)光散射法看不到的細節(jié),。
Instrument：當前中國對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PM2.5的測量，TSI在 2011年推出了型的DUST TARKTM DRX氣溶膠監(jiān)測儀,，該儀器分為臺式和手持式兩個型號,，內(nèi)置光散射激光光度計，實現(xiàn)多通道測量,，可以同時PM1,、PM2.5、PM10,、可吸入顆粒物,、總PM（<15微米）的質(zhì)量濃度,。其優(yōu)勢是響應(yīng)速度快，時間分辨率高,，操作簡單,，對尋找污染源有很大幫助。
在美國本土,，TSI在超細顆粒的監(jiān)測方面還是非常成功的,。除了PM2.5的質(zhì)量濃度外，美國環(huán)保署（EPA）還希望知道更多的細節(jié)信息,，采購了許多TSI的相關(guān)儀器,，作為PM2.5監(jiān)測的重要補充。
力促“科研成果”變“市場成功產(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)于美國明尼蘇達大學(xué)工程專業(yè)的研究生建立的公司,，公司的zui初產(chǎn)品就將他們在學(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,。在這個理念的激勵下,，TSI至成立以來就與范圍內(nèi)的科研院所展開了廣泛的技術(shù)合作，獲得了超過25項核心技術(shù)許可,，研制了許多市場成功的產(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)驗豐富,，具有很強的創(chuàng)新能力,。我們會保持這樣的創(chuàng)新能力，持續(xù)不斷地與世界各地的科學(xué)家進行合作,，并不斷推出市場需要的更好的產(chǎn)品,。
Instrument：能否介紹下TSI在“與科研機構(gòu)合作將科研成果轉(zhuǎn)化為市場成功產(chǎn)品”方面的成功經(jīng)驗?
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)，這需要時間,，需要耐心,。我們要不斷地改進技術(shù)來適應(yīng)市場需求，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,。其實一旦堅持住了，就會迎來市場成功,。當然,，耐心不是無限制的，如果一定要給TSI的耐心定一個時間限制的話,，那這個時間通常是4年,。
Instrument：貴公司在選擇合作的科學(xué)家方面有什么標準?
Thomas E. Kennedy博士：首先，TSI會根據(jù)市場的需求,，確定技術(shù)難點在哪里;然后，看科學(xué)家研究的成果能不能解決技術(shù)問題,，其研究的方法是不是市場承受得起的,。
具體來說就是，TSI會對技術(shù)的難度與成熟程度,、技術(shù)商業(yè)化的成本與時間等方面都進行評估,，根據(jù)評估結(jié)果來選擇適合的合作對象。
Instrument：此次與NCNST的合作,，是貴公司與國內(nèi)科研機構(gòu)進行研發(fā)方面的合作,，您對TSI與中國科學(xué)家們未來的合作有哪些期待?
Thomas E. Kennedy博士：TSI在美國、歐洲都有與科學(xué)家們合作的成熟模式,，但在中國才剛剛開始這項工作,，這與TSI在中國分支機構(gòu)的發(fā)展有關(guān)。
中國現(xiàn)在是TSI的第三大市場,，其銷售額占公司總銷售額的20%,。2011年，TSI中國區(qū)業(yè)務(wù)增長超過了歐美及亞太其他地區(qū),。進入中國市場6年,，TSI中國區(qū)的業(yè)績翻了四翻。未來五年,，中國業(yè)務(wù)還可能翻番,，有望超過美國、歐洲成為TSIzui大的市場,。在這樣的市場預(yù)期之下,，我們未來3年將加大對中國市場的投入，中國員工的人數(shù)將翻番,，達到50人,。
這樣隨著TSI中國子公司的壯大，TSI會與更多中國科學(xué)家合作,，合作模式也會成熟很多,，并預(yù)計未來五年內(nèi)會取得很大成功,。TSI以前都是把美國研究出來的技術(shù)拿到中國來，這次與中科院及NCNST的合作使我們認識到,，中國也有很好的基礎(chǔ)研究成果,，我們可以將這些成果轉(zhuǎn)化為技術(shù)，并拿到美國或其它地區(qū)去推廣,。
采訪現(xiàn)場
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,，算起來人均產(chǎn)值約是50萬美元,。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35.4萬美元,。）能夠獲得這樣高的人均產(chǎn)值,，TSI這個“小公司”中自然是蘊藏著“大學(xué)問”!
筆者認為，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)實力息息相關(guān)。雖然該公司的研發(fā)人員僅70余人,，但通過范圍內(nèi)與科研機構(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)失敗的風險，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博士簡介
1974年至1983年就讀于美國伊利諾伊州立大學(xué),，1983年獲博士學(xué)位,，1983年至1986年*博士供職于GE集團研發(fā)中心的電子學(xué)研究實驗室，作為research scientists,，取得了多項研究成果,。1986年*博士進入GE醫(yī)療系統(tǒng)，歷任多項職務(wù),，并進入高管團隊,。1998年*博士加入Camtronics醫(yī)療系統(tǒng)擔任副總裁。2005年*博士加入TSI集團的母公司丘吉爾控股，擔任副總裁,，并于2006年,，擔任TSI集團總裁至今。