破得了案解决得了产业问题，他们还想提升中国制造的品质

【编者按】

时钟走到了2019年,这是全面建成小康社会关键之年,我们也迎来了新中国成立70周年。

70年间,科学家们在实验室里皓首穷经、焚膏继晷地研究时,我们浑然不觉;突然有一天石破天惊、一日千里,我们才在惊叹生活已被改变。

科技与应用,其实离我们并不遥远。

在这一组专题里,我们准备带着人间烟火味,去探访那些让普通人蒙圈的科研实验室、研究所以及高新科技企业,试图从那里掀开未来一角的幕布。

“凡有接触,必留痕迹。”现代法证学的开山大师埃德蒙·罗卡曾提出了一个用他名字命名的定律。

罗卡定律告诉我们,物质是由无数微粒组成的,人所接触过的物体表面会和他的身体发生微粒的交换,从而留下一些痕迹,即便是刻意清理,也很难将这些痕迹彻底消除。这句话经过罗卡的反复例证后,被业内人士视为公理,并成为法庭科学,特别是物证学的一块基石。

这听起来很像刑侦小说中的场景,却是中国广州分析测试中心(下称中广测)主任陈江韩和他的团队每天的工作。

从检测大米中的重金属、猪肉中的瘦肉精、化妆品中的激素到环境突发问题的应急检测、通过笔迹中的蛛丝马迹推断签名的真伪,甚至能判断签名日期,中广测团队涉猎的领域看似包罗万象、毫无规律,实质上是从浩繁的世界中抽取出本质的规律,做到纤毫毕现。

他们也不是只会在实验室里捣鼓仪器和试剂、高冷范的科研人员,而是心里装着社会需求,希望解决工业生产、社会生活中出现的各种疑难杂症的一群人。

“只有一个个小问题都解决了,中国制造的品质才能上去。”陈江韩如是说。

40多分钟揪出面膜中80种激素

爱美之心人皆有之,护肤、化妆品已经成了很多人生活中的必需品,面膜便是其中之一。中广测的科研人员们在实践中了解到,面膜中有许多猫腻,一头扎进了这个领域。

陈江韩说,美容、护肤是一个见效缓慢的过程,一些面膜生产厂家为了让产品效果立竿见影,就往里头添加糖皮质激素。这些激素能让皮肤产生病理性肥大,使皮肤呈现美白、细嫩的效果,但是长期使用会让皮肤患上依赖性皮炎、停用后反而会加重皮肤过敏,出现红斑、丘疹、毛细血管扩张,甚至导致色素沉着、皮肤萎缩等严重问题。

“国家出台了一个禁限用列表,明确了糖皮质激素不能添加。目前,国家标准检测方法只能一次性检测41种糖皮质激素,有些不良商家就钻空子,往面膜里添加标准测法里不能检测到的糖皮质激素,企图躲过筛查。”

提到化妆品、护肤品,作为在分析测试这一行业浸淫了多年的老将,陈江韩建议消费者要选择正规品牌,“我们有些人比较喜欢秘方,容易受到虚假宣传的影响”。

为了检出这些“披着羊皮的狼”,中广测建立了化妆品中非法添加激素的高通量质谱快速分析技术,并在2015年至2018年连续四年承担广东省食品药品监督管理局的化妆品安全风险监督和评估项目。

金羊网记者了解到,2009年发布的国家标准GB/T 24800.2化妆品中41种糖皮质激素的测定,是现行最全面的糖皮质激素检测标准方法,而中广测的这项技术能做到在40多分钟内检测出80种糖皮质激素,在国内处于遥遥领先的地位。

“每一次测试的开销是差不多的,以前如果要检测几十上百种物质,要分三四次甚至分几十次来测。我们通过逐步地优化技术,变成测一次可以覆盖很大的面。测试成本降低了,时间也大大缩短了,快速解决问题,高通量测试的价值就在这里。”陈江韩解释说,工厂里验收的时候,生产线上对时间要求很高,要很快知道结果,慢一点也会造成很多麻烦。

这又是如何实现的呢?不同的化合物,分析方法也不同,中广测通过改进样品前处理方法、优化分离条件和检测参数,逐步摸索实现高通量。“比如面对一百个敌人,根据其特征分成几个组,对每组的每个敌人最重要特征进行标识,就很容易精准地发现敌人,不会有漏网之鱼。”陈江韩说。

逆向工程解决非标准化的棘手难题

中广测作为一家以理化测试为重点的综合性研究、服务机构,也会从实践中找到一些尚未得到解决的课题。他们还获得了外界的一个评价:“有疑难杂症,找中广测”,其在业界的地位可见一斑。

陈江韩说,很多检测单位可能是专攻一个行业或领域,多依照国家的相关标准检测。但标准化的检测不一定能覆盖到大部分社会需求。“标准永远滞后于需求。往往问题已经存在了,人们意识到需要搞个标准了,才会慢慢形成标准。”

在解决这些非标准化的棘手难题上,中广测也有自己的看家本领,那便是逆向工程。逆向工程说起来也并不复杂,陈江韩说,从产品终端情况反推它是怎么做出来的。如果产品存在问题,就要分析可能引起问题的因子是什么?如果是几个因子同时存在,问题就比较复杂,可能是几个因子分别起作用,都要排查。

两年前,广州一家做电子显示系统的企业找到了陈江韩。他们一直被一个问题困扰着,虽然对原材料进行了严格把关,但是产品品质一直不太稳定。中广测运用了逆向工程手段,帮他们解决了问题。

“这个叫合格不合用,一种材料,符合出厂标准,用在A产品是非常合适,用在B产品上可能就不合适。找出问题的关键在于搞清楚这种材料的化学物质组成在不同场合下的影响差异。比如食物,我们可能关注重金属含量,其他的方面,比如分子量大一点还是小一点,仅从质量来说可能影响不大。但电子化学品材料的某一部分特性,对品质的影响就很大。”

中广测的科研团队通过研究找出引起电子显示系统品质变化的几个核心要素,企业将这些核心要素作为原材料的控制指标,让产品的品质产生了质的飞跃,而企业仅仅需要支付十几万元。企业负责人对他说:“咱们要是三年前认识就好了,这个事情我可以少花三年的时间在那折腾。”

他还提到了逆向工程的另一种应用——竞品分析。很多化工品,两个产品可能99%的成分是一样的,却产生了差异,这可能是由少量的不为人知的成分在起关键作用,通过逆向工程一层一层地分析,最后就能找到这个关键因素。

很多企业尝到了甜头,会寻求中广测的帮助进行竞品分析,了解自己的产品跟别人的差异有多大,主要的缺陷在哪,为下一步的创新奠定基础。这相当于是研发的另外一条思路,对企业的正向研发起到很好的辅助作用。陈江韩透露,中广测每年协助上千家企业开展产品技术创新工作。

走出实验室,解决产业发展问题

中广测的科研人员甚至走出了实验室,来到乡镇驻扎,用科学技术服务一方经济。

陈江韩说,早期中广测检测能力的建立,往往是基于某一个学科方向的研究沉淀,比如分为有机分析、无机元素分析等方向。但是社会上出现的某种需求,不会按这样的方法划分,往往是综合性的。

面对这样的现象,陈江韩和他的团队逐步调整能力的组合,深入地了解具体的行业,变成行业里的大半个专家,跟进社会发展的热点。例如针对环境问题,中广测组建了环境研究室,着重于环境的分析。

2015年,他们通过观察,在工业领域里发现了一些被忽视的问题。比如被称作“工业之米”的紧固件(螺钉、螺母等机械零件的总称)在各种工业产品中非常普遍,它的质量高低对产品品质影响很大。“螺丝松了,一个桌子也就散了,但是这么要害的东西,并没有引起人们普遍的重视。”陈江韩说。

当时广东还没有一家在紧固件方面做得非常深入、全面的测试机构,中广测认为这方面有需求,能解决共性的关键问题,因此他们建立了一个国内领先的紧固件实验室。“这个工作还是领先于需求,大家都没有想到要把紧固件的问题认真搞清楚,随着供给侧改革的推进,产品要提质增效,现在大家逐渐意识到这个问题”。

2013年,中山大涌镇政府有关领导找到陈江韩,希望他们派团队到大涌镇设个点。陈江韩到当地了解到,大涌的自然资源匮乏,当地政府花了很长时间,解决了红木家具和牛仔裤产业落地的问题,包括改善营商环境、建污水处理厂、请教专家解决红木家具水分控制等,将其打造成为全国闻名的特色专业镇。

陈江韩听了之后非常感动,动员了几个同事去了当地,慢慢地扎到产业里去,把脉问诊。比如某一类产品的品质得不到提升,从材料的角度出发,经过几年的时间,中广测帮助当地建立了一套技术标准。他们还通过逆向技术和其他的测试技术找出了产品质量问题的要害,控制住生产工艺中的一些关键的参数,解决了问题。

当地的企业多是从小作坊一步步成长起来,解决污染问题也是一个渐进的过程。陈江韩说,他们正在跟当地的产业区一起努力解决这些问题。

“在这个过程中,我们建立起产业互信,大家对你信任,有问题才愿意跟你交流。只有一个个小问题都解决了,中国制造的品质才能上去。”陈江韩说,每一个产业都需要有科研人员与产业界一起去思考、去努力。

聚沙成塔,希望改变工艺数据落后局面

分析测试可以说贯穿了工业生产的全链条,至关重要。但是这个行业却往往容易被忽略。

理论上的突破,打通之后一下子就能进入了另一片天地,这是一种科研进步的路径。而分析测试往往是一种积累型的技术,需要在日常工作中不断地琢磨、改进。这两种方法都是社会所需的。

陈江韩说,测试分析是理论与经验相结合的技术,有了经验就不用绕弯。比如想要在山里快速地发现一种植物,植物学家有理论的指导,会在合适的地方去找,例如这种植物是长在阳坡还是阴坡、大概会在哪个海拔高度,是否会长在水边,需要结合扎实的理论基础和丰富的经验。从事测试分析的科研人员也是如此,碰到一个问题,如果有经验,就能比别人更快速地判断问题所在。

而分析数据的积累也有举足轻重的作用。“你的数据积累比人家少得多,你就要比人家聪明25倍,才能发现同样的问题。我们现在对数据的积累,对这种技能持续推动的重视程度是不够的,因为它本身很难短期出彩。做的往往是幕后的工作,数据也往往有敏感性,我做了也不一定能说。”陈江韩说,通过对不同年代的产品数据的积累,比如在文书成文时间鉴定中,要收集不同年代的各种颜料、打印材料、墨水、书写工具等,形成自己的数据库,聚沙成塔,关键时刻才能解决问题。

而谈到目前的科技创新,陈江韩说,中广测还是要紧紧咬定自身的社会定位,让实验科学、测试科学为科技创新和社会发展服务。

统筹:记者 张英姿 肖 萍

采写:记者 吴晓娴

摄影:记者 孙 毅