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创新不辍,研制中国首台太空显微实验仪,高分辨荧光显微镜打破国外垄断——从0到1!网红老企有个长青秘诀

创新不辍,研制中国首台太空显微实验仪,高分辨荧光显微镜打破国外垄断——从0到1!网红老企有个长青秘诀
2021年06月14日 22:30 新浪网 作者 江苏经济报

  一年一度的“南京创新周”即将到来,6月的古城金陵,又会有不少以创新为名片的年轻企业精彩亮相。记者日前在南京经济技术开发区走访发现,区内有家建厂近80年的老企业——南京江南永新光学有限公司,将创新基因埋在了骨子里,一个又一个“中国第一”在这里诞生。对于“创新”,公司董事长毛磊的理解朴实而坚定:“产业报国,关键就是要通过研发,实现‘从0到1’的突破。创新,我们从没停步!”

  位于南京经济技术开发区的江南永新

  4月29日,中国空间站天和核心舱成功发射。中国第一台太空显微实验仪——空间站荧光显微实验装置随“天和”顺利抵达太空,它是空间站实验室最基础最重要的仪器,相当于科学家进行太空研究的“眼睛”,它的研制方江南永新也因此成了“网红”。而很少有人知道,为了打造这副“灵眸”,江南永新从无到有,创新研发,虽一波三折,但无惧险阻,历时五年不懈攻坚,终于成功。

  江南永新研发团队在“天和”成功发射现场

  “这是目前为止我们承接的难度最高的任务。说实话,刚接到这个项目时,我们心里是没底的。”作为教授级高工、享受国务院特殊津贴的专家,毛磊深知,虽然公司当时已经涉足航空航天领域,先后承担过嫦娥二号、嫦娥三号、嫦娥四号探月卫星等多款相机光学镜头的制造,但“空间站荧光显微实验装置”是一个比“嫦娥”镜头复杂上百倍的完整装置,零部件达几百个,同时太空微重力的特殊环境对显微镜的结构、重量、制造工艺都提出了更严苛的要求,尤其是核心部件,需要在克服强加速度和各种极端变化后依然保持高精度和灵敏度。除了装置本身,还要考虑电源和包装等问题——因为是分装发射的,未来还需要宇航员在太空完成组装。

  “项目是我们争取来的。”毛磊回忆说,2016年,中国航天员科研训练中心找到江南永新,告知国家要建立自己的空间站,并载荷更多的试验设备进行科学研究,其中包括显微镜。“美欧日在关键技术上对我国卡脖子,我们自己的空间站配套设施必须实现国产化。”带队领导的这句话鼓舞了江南永新人。

  中国航天员科研训练中心对项目承担单位的技术及管理要求非常苛刻,第一次来到江南永新考察后,便没了下文。毛磊从一开始就明白:做这个“第一”不赚钱,还需要不计成本地投入。但他决定全力一试,除了报效祖国的赤子之心,他也想借此积累一些过去碰不到的技术,让企业有更多积淀。当时的国际空间站使用的显微镜,是由德国蔡司和徕卡提供的,它们与日本尼康、奥林巴斯并称“显微镜国际四大家”,占据了全球大部分市场,国内三甲及以上医院、高校及科研单位高端显微镜也全是这四大家的天下。在一些领域,国内显微镜的发展甚至比国外落后近50年。因此,如何迈出这个“从0到1”的“太空步”,借此赢得国内市场信任,实现显微镜国产品牌高端替代,既是艰巨的任务,更是企业的责任。

  研发团队一次次技术攻坚确保万无一失

  在希望还很渺茫的时候,江南永新的研发团队就开始实验,做试样,一次次沟通,终于打动了航天员科研训练中心,有了一试的机会。

  参与研发的工程师赵冉冉永远难忘那段特殊的日子,时间很紧,困难却一大堆:如何解决太空失重问题?如何解决上升过程中10个G的重力加速度、冲击问题?如何方便航天员操作?如何减小尺寸、减轻重量?——火箭每载重1g载体的成本约等于1g黄金的价值,所以显微仪仅运载成本就相当于额外用纯金打造一个……为此,江南永新的设计文件、接口控制文件更改了无数次,各种试验包括重力加速度试验、冲击试验、冷热交变试验、电磁兼容试验等等,交替重复验证显微镜的安全性,必须确保万无一失!

  整个研制过程可谓步步惊心。最惊险的一次,合同上的一个外购部件迟迟不来,对方先是百般推托,毛磊通过各种渠道交涉,足足等了两个月后,终于姗姗而来,可到了却发现完全不能用。“要为中国人争一口气!”在确认外购部件不可用之后,江南永新打了报告自主研发,并在8个月的夙兴夜寐后攻下难关。

  江南永新的研制工艺水平越来越高

  “五年磨一镜”,在最后一次验收评审会上,一位专家说:“我没有想到我们的国产荧光显微镜水平已如此之高,完全不输国际其他大品牌,甚至优于国际品牌!”这番话让在场的江南永新研发团队热泪盈眶。如今,由江南永新研制的空间站荧光显微实验装置,终于静静地躺在天和核心舱,遨游太空,等待引领科学家们在航天医学、空间生命科学与生物技术研究中,探索生命奇迹。

  从太空,回望江南永新的历史,你会更加明白:创新在这里是种传承。

  江南永新的前身——南京江南光学仪器厂是一家老国企,被誉为“中国光学的摇篮”,这里诞生过新中国第一台幻灯机、中国第一台生物显微镜、第一台60厘米天文望远镜……本世纪初改制成为合资的非公有制企业后,创新的脚步继续加快,相继研制出嫦娥二号、嫦娥三号、嫦娥四号探月卫星等多款相机光学镜头。

  与登上空间站的“空间站荧光显微实验装置”同样举世瞩目的网红之作,还有出现在不久前于南京举办的“中国航天展”上的1:18大变倍比体视显微镜NSZ818,这款江南永新研制的显微镜为全国观众高清晰度呈现了月壤的镜下图像。上个月,江南永新公司党委书记、总经理林广靠探望102岁高寿的公司创始人之一、新中国成立后该厂第一任厂长冯延昌老人。冯老是原燕京大学物理系光学工程技术专业毕业的高才生,为中国的光学事业埋首奋斗,一干就是一生,退休之后,又连续多年被聘为公司技术顾问,协助公司创新突破。当听到这两项技术在国内已处于绝对领先时,冯老脸上露出了欣慰的笑容。

  冯老听闻江南永新又有重大创新突破开心地笑了

  一代又一代耐得住寂寞的江南永新人,就这样传递着创新“接力棒”,接续奋斗,专注自强,走出了一个又一个“从0到1”的新步子。毛磊告诉记者,目前公司员工不到400人,其中研发人员就占了1/4,公司每年拿出销售收入8%以上用于产品研发、高端人才培育和技术改造。几十年的技术沉淀,让公司部分科学仪器核心竞争力追赶、接近了世界水平,推开了高端市场的大门——我国首批百纳米分辨率的高分辨荧光显微镜近日已在江南永新实现商品化。“普通光学显微镜分辨率只能达到200纳米以上尺度,而高分辨荧光显微镜可以直接观察到需要更高分辨率的活体细胞,是科研领域特别是生物制药的重要工具。”据毛磊介绍,长期以来,我国百纳米级的高分辨荧光显微镜每年都需要进口几亿人民币,这一战略性“工具”长期依赖进口的困局,如今将被江南永新打破。

  厚积薄发之下,江南永新已经步入高速发展轨道,在去年疫情未减产的基础上,今年公司第一季度业绩增幅近30%,“在高端显微镜替代方面,预计我们将实现每年翻倍的增速,在条码扫描光学部件、机器人视觉、影院高清放映镜头、V视频拍摄、自动驾驶等先进精密光学领域,我们的技术也在业界领先,将取得高速增长。”毛磊的眼中充满了希望。在目光所及的车间墙上,书写着八个大字“至诚至善,求是创新”,这也正是长青老企的核心价值观。

  江苏经济报记者侯力明通讯员康慷王刚

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