特色研究，从自制仪器、自搭平台开始

冯培忠 中国矿业大学

基金讲特色，特色就是与众不同，不仅体现在思维、方向和场景，也体现在条件，其中思维属于脑科学，方向和场景也类似于脑科学的调查分析，但条件是实验科学，有了条件后，做实验可以说是密集劳动而已，有多少论文都是实验报告性质，其本质并没啥创新。所以自制仪器、自搭平台，创造条件就是创造特色。

当年博士毕业参加工作，学院大楼空空如也，骑着电动车到物资市场找原材料和器件，和老同学商量，到小作坊加工，做了一个可视化且同步测温的自蔓延高温合成设备，至今算来已经16年，竟然还在用！！！如果是手机，估计从1.0早升到6.0，甚至9.0+，尴尬哈，但至少能用且还在用。后来做自放热合成反应，在普通管式炉的基础上，增加了原位测试样品温度的模块和原位拍照模块，也好多年，这个算从1.0升级到2.0。

后来几年，随着经济的大发展，各个单位都买了大量的仪器设备，很快学院没地方了，至今也是非常拥挤，大家都热火朝天的做着各式各样的科研，发着IF越来越高的论文，普天同庆，甚是欢喜。但是，总体感觉，很多工科专业理科化，喜发论文，而材料专业都在化学化，向前端走，向粉末化走，走向瓶瓶罐罐、炉子和大众测试，而这些设备都是工业化流水线的产品，很少看到特色的与众不同的自制仪器或自搭平台，然而过去几年访问俄罗斯、德国、澳洲等高校，发现实验室很多装置是教授自制或自搭的，很是震撼。总体感觉，国内大多老师和学生自制设备的能力有限。

为什么自制或自搭？因为需要做独特的研究，有特殊的需求，找不到通用的仪器，或者通用的仪器不能满足制备或测试功能的需求，也就是说实验与众不同、独一无二。这样就需要自制或自搭，有了自制或自搭，就可以在特殊的条件下合成新材料，就可以测试特殊的性能，就可以同步测试不同的性能，实现性能在多个维度的同步解析，就有更大的可能揭示事物的本质。关于自制或自搭主要是如下几个方面的需求。

集成功能的需要。这个方面的典型例子太多，例如现在的SEM基本都集成了二次电子、背散射电子、能谱，甚至低位、中位、高位探头……等，力争把同一个区域的特征从不同物理现象的角度解析的更清楚。实验室有时候也需要，例如需要知道物质在加热过程的形貌、本身温度、气氛影响的变化，就可以搭建一个可视化、同步测温、可充不同气氛且控制流量和比例的装置，这样就可以实现集成功能的同步测试与研究。

精细功能的需要。例如研究含Al材料，因为Al 的熔点是660 C，有一些含Al合金的转变点也在这附近，那么500-700 C之间温度如何精细变化，是否可以设计一个500-700 C区间测试频次高、精度高的热电偶（例如100HZ，精度0.1 C），这样<500和>700区间正常普通测，但500-700C之间精细测，就可以研究在升温或降温的过程Al有关物质的一些细观的变化，也许会发现新大陆。

细分功能的需要。这个是我的一个学生开组会时候的建议，原先我搭建了同步测温和视频的装置，但是学生说在国外CSC访学的实验室，有一个专门视频的炉子，建议做一个炉子专门用于可视化研究，good。每个炉子细分一个功能，减少干扰甚至互不干扰，功能越简单其结果可能越可靠，所以细分单一功能做单独的搭建可以更精深、更专注、更专业，当今江浙地区，很多民企都在做着细分领域的产品，做到世界头部，细分看似和集成功能矛盾，但还是基于实际的场景和需求。

特色功能的需要。例如买一个炉子，完全可以加热样品，但是想知道加热过程中样品的具体温度是多少？因为样品在升温或降温的过程可能存在吸热或者放热的情况（也就是DTA和DSC存在的理由），样品的温度和炉子的温度可能并不完全一致，怎么办？通过法兰的设计给炉子增加一个同步测试样品温度的热电偶，这样就形成类DTA的原理，一个是炉子的温度，一个是样品的温度，探究二者的差别，这时候炉子就多了一个样品温度的特色功能，稍显与众不同。

自制或自搭的核心目的是实现与众不同的研究，做别人不会做或不能做的工作，做更复杂的工作，做更远一步的工作，创造性做自己的工作，从而形成自己的标签，形成有辨识度的工作，形成特色。如果所有设备都是买来直接用，说明是通用设备、标准化设备，可能就是跟风，随大流而已，至少在工艺和表征方面没啥特色，可能只有成分设计的特色，但成分设计属于思维层面（类似玩金融），不是实验层面（类似制造业），也就是只兼顾了一个方面，没做到理论和实践两手抓，最后只能一味拼性能，而没有拼特色仪器。想想，多少NS的工作都是球差和冷冻电镜的功劳，没它们，估计也难发，万一被卡脖不卖配件了呢！磨刀不误砍柴工，融入自己的思想，自制自搭不误科研工，同样可以形成特色，发更高水平的工作。

仪器可以说是国家的短板，例如高校分析中心，大多都是进口设备，尴尬！如果新教师入职一个实验室，直接上手，估计也是做标准化的劳动密集型科研而已。所以大众创新，高校教师大众自制与搭建仪器设备，众人拾柴火焰高，长期积累，逐渐补了短板，也是服务国家战略。

本故事纯属虚构，可以说太小太小，但入小入微，以小见大也是可以推演的，不当不妥之处敬请指正、完善、丰富。