大科學(xué)裝置推動(dòng)新材料技術(shù)研發(fā)的模式和路徑
——以中國(guó)散裂中子源為例

段 飛，龍?jiān)气P，2，孟 鴻

（1.廣東省科技創(chuàng)新監(jiān)測(cè)研究中心，廣東廣州 510040；2.北京大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100084；3.北京大學(xué)深圳研究生院，廣東深圳 518000）

1 研究背景

新材料是指通過(guò)新設(shè)計(jì)、新技術(shù)、新裝備等的綜合開(kāi)發(fā)應(yīng)用，制備出具有先進(jìn)性能或特殊功能的關(guān)鍵材料。超材料、納米材料、石墨烯等新材料為我國(guó)制造業(yè)創(chuàng)新提供了巨大的發(fā)展空間，新材料成為新興產(chǎn)業(yè)下一步創(chuàng)新發(fā)展的重要推動(dòng)力，關(guān)系著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與國(guó)家重大需求。我國(guó)對(duì)新材料產(chǎn)業(yè)高度重視，在“十四五”規(guī)劃中明確將新材料列入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)［1］。目前我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)雖已初具規(guī)模，但仍面臨先進(jìn)基礎(chǔ)材料參差不齊，關(guān)鍵戰(zhàn)略材料受制于人，前沿新材料技術(shù)有待突破等問(wèn)題，難以為中國(guó)制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略提供堅(jiān)實(shí)的支撐［2］，因此推動(dòng)新材料技術(shù)突破是當(dāng)前我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)。

要推動(dòng)新材料技術(shù)研發(fā)，必先提升新材料相關(guān)科技基礎(chǔ)設(shè)施水平。我國(guó)在推動(dòng)諸多關(guān)鍵領(lǐng)域技術(shù)突破所布局的百余臺(tái)大科學(xué)裝置中，中國(guó)散裂中子源（CSNS）是我國(guó)迄今為止已建成單項(xiàng)投資規(guī)模最大且與新材料相關(guān)的科研設(shè)施平臺(tái)［3］，是研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的理想探針，是材料研究的利器，能為國(guó)家急需的許多高性能結(jié)構(gòu)材料攻關(guān)提供關(guān)鍵技術(shù)平臺(tái)，有利于大力推動(dòng)新材料技術(shù)研發(fā)上的突破［4］，能夠促進(jìn)能源材料、納米材料、量子材料、合金材料、信息材料、高分子材料等材料相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)［5］。因此，本文以中國(guó)散裂中子源（CSNS）為例，通過(guò)對(duì)CSNS 裝置及關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)的建設(shè)運(yùn)行情況進(jìn)行研究，探討大科學(xué)裝置在新材料技術(shù)研發(fā)中所發(fā)揮的作用，梳理大科學(xué)裝置推動(dòng)新材料技術(shù)研發(fā)的模式及路徑，分析其問(wèn)題及不足，從而為更進(jìn)一步發(fā)揮大科學(xué)裝置在技術(shù)研發(fā)上的推動(dòng)作用提供參考及建議。

2 中國(guó)散裂中子源（CSNS）的發(fā)展概況

中國(guó)散裂中子源（CSNS）是國(guó)家“十一五”期間立項(xiàng)、“十二五”重點(diǎn)建設(shè)的大科學(xué)裝置，是國(guó)際前沿的高科技、多學(xué)科應(yīng)用的大型綜合性研究平臺(tái)，為來(lái)自基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究、工程技術(shù)開(kāi)發(fā)和工業(yè)應(yīng)用方面的廣泛領(lǐng)域的大量用戶提供不可替代的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和研究手段［6］。CSNS 是各種高精尖設(shè)備組成的復(fù)雜整體，建有多臺(tái)不同類型的中子譜儀裝置，譜儀所觀測(cè)對(duì)象的尺度能達(dá)到分子和原子層級(jí)，由中國(guó)科學(xué)院和廣東省人民政府共同建設(shè)，落戶于廣東省東莞市松山湖，于2018 年8 月建成并正式對(duì)國(guó)內(nèi)外用戶開(kāi)放，和世界上正在運(yùn)行的美國(guó)散裂中子源、日本散裂中子源與英國(guó)散裂中子源一起構(gòu)成世界四大脈沖式散裂中子源。

目前CSNS 已建或在建的譜儀共有11 臺(tái)，其中部分譜儀由CSNS 與南方科技大學(xué)、北京大學(xué)深圳研究生院、中山大學(xué)、東莞材料基因高等理工研究院、廣東省科技廳等機(jī)構(gòu)合作建設(shè)，CSNS 也將啟動(dòng)二期建設(shè)，繼續(xù)建設(shè)一批更具特色與先進(jìn)性的譜儀，這些譜儀將為材料科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)等提供功能更加強(qiáng)大、領(lǐng)域更加廣泛的關(guān)鍵研究平臺(tái)［7］。CSNS 除譜儀建設(shè)以外，還設(shè)立了博士后科研工作站推動(dòng)人才團(tuán)隊(duì)建設(shè)，培養(yǎng)了一批中子譜儀技術(shù)人才與關(guān)聯(lián)學(xué)科人才，并通過(guò)與高校院所與企業(yè)等用戶共建新材料領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)室及研究中心，進(jìn)一步培育中子與新材料復(fù)合學(xué)科人才，推動(dòng)譜儀技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用，如中國(guó)散裂中子源先進(jìn)材料聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。此外，CSNS 發(fā)揮大科學(xué)裝置磁極效應(yīng)［8］，在政府進(jìn)一步推動(dòng)下聚集新材料關(guān)聯(lián)企業(yè)與高校院所，逐步建立以大科學(xué)裝置為牽引、新型研發(fā)機(jī)構(gòu)與產(chǎn)學(xué)研園區(qū)協(xié)調(diào)建設(shè)的創(chuàng)新體系，打造綜合性國(guó)家科學(xué)中心——松山湖科學(xué)城。

3 CSNS 推動(dòng)新材料技術(shù)研發(fā)的模式和路徑

通過(guò)分析CSNS 大科學(xué)裝置及關(guān)聯(lián)單位等機(jī)構(gòu)的發(fā)展情況，可發(fā)現(xiàn)CSNS 具有三大優(yōu)勢(shì)，即先進(jìn)的中子譜儀裝置、一流的譜儀技術(shù)及人才、大科學(xué)裝置的磁極效應(yīng)，三大優(yōu)勢(shì)推動(dòng)CSNS 支持新材料技術(shù)研發(fā)的三種模式形成，即支持用戶自主研發(fā)模式、聯(lián)合多主體協(xié)同研發(fā)模式、全鏈條布局創(chuàng)新體系模式。

3.1 支持用戶自主研發(fā)模式

CSNS 擁有一系列世界一流的譜儀，能夠?yàn)閷W(xué)者及企業(yè)科技人員在新材料技術(shù)研發(fā)上提供更先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和研究手段，可用于研究晶體結(jié)構(gòu)、合金材料、磁性材料、納米材料等相關(guān)結(jié)構(gòu)和性能研究［9］。因此CSNS 裝置面向公共用戶開(kāi)放使用申請(qǐng)，形成了由用戶發(fā)起并主導(dǎo)課題、由CSNS 提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)支持的用戶自主研發(fā)模式［10］。具體過(guò)程為：用戶通過(guò)CSNS 用戶服務(wù)系統(tǒng)發(fā)起申請(qǐng)并闡明實(shí)驗(yàn)計(jì)劃與機(jī)時(shí)需求，經(jīng)裝置方專家審核通過(guò)后，即可依照計(jì)劃自主開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。為滿足用戶研發(fā)需求，裝置方設(shè)立用戶辦公室專門負(fù)責(zé)用戶自主研發(fā)課題的征集、評(píng)審、實(shí)施等全流程管理，其技術(shù)人員也積極為用戶提供實(shí)驗(yàn)方法指導(dǎo)，并提供樣品表征實(shí)驗(yàn)室、固態(tài)材料合成實(shí)驗(yàn)室、高精度加工中心、樣品環(huán)境實(shí)驗(yàn)室等輔助裝備和配套服務(wù)設(shè)施，為用戶利用CSNS裝置開(kāi)展新材料研究進(jìn)一步賦能［11］。該模式的優(yōu)點(diǎn)在于直接面向?qū)W者及企業(yè)需求，充分發(fā)揮用戶自主性，通過(guò)用戶在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)實(shí)際使用裝置所產(chǎn)生的創(chuàng)新成果，為推進(jìn)新材料技術(shù)研發(fā)提供支持；局限性在于CSNS 實(shí)驗(yàn)機(jī)時(shí)有限，每年的實(shí)驗(yàn)申請(qǐng)者中只有約30%的用戶能獲得實(shí)驗(yàn)機(jī)時(shí)，且裝置僅能支持用戶研發(fā)過(guò)程中的小部分實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。

目前CSNS 已有五臺(tái)中子譜儀投入開(kāi)放運(yùn)行并接收高校院所、企業(yè)等用戶申請(qǐng)，超4 000 名注冊(cè)用戶在磁性材料、納米功能材料、高效催化劑、有機(jī)太陽(yáng)能薄膜電池等領(lǐng)域開(kāi)展材料研發(fā)［12］，完成實(shí)驗(yàn)課題超1 000 項(xiàng)［13］，大多來(lái)自科研院所和高校，企業(yè)課題數(shù)量不足10%；在Science 等期刊發(fā)表的用戶成果文章170 余篇。如香港大學(xué)黃明欣團(tuán)隊(duì)利用CSNS 通用粉末衍射儀發(fā)現(xiàn)了效能創(chuàng)世界紀(jì)錄的“超級(jí)鋼”并發(fā)表于Science 期刊［14］。具備強(qiáng)大研發(fā)能力的龍頭企業(yè)向CSNS 提交課題實(shí)驗(yàn)申請(qǐng)，在譜儀上進(jìn)行課題研究及技術(shù)研發(fā)實(shí)驗(yàn)，如華為、紫光同創(chuàng)等高科技企業(yè)利用CSNS 中子束流開(kāi)展芯片單粒子效應(yīng)實(shí)驗(yàn)［15］。

3.2 聯(lián)合多主體協(xié)同研發(fā)模式

CSNS 的依托單位是散裂中子源科學(xué)中心，隸屬于中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所，舊名為東莞中子科學(xué)中心。該中心擁有超500 名專業(yè)的譜儀技術(shù)人員與關(guān)聯(lián)學(xué)科研究人才［16］，為進(jìn)一步發(fā)揮技術(shù)及人才優(yōu)勢(shì)，中心與相關(guān)高校院所及企業(yè)等創(chuàng)新主體合作，形成了以建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室及研究中心、聯(lián)合培養(yǎng)人才、課題合作、學(xué)術(shù)交流等為合作方式、以促進(jìn)中子散射實(shí)驗(yàn)技術(shù)在新材料研發(fā)中的應(yīng)用及實(shí)踐為目的的聯(lián)合多主體協(xié)同研發(fā)模式［17］。該模式提升了依托單位在新材料學(xué)科技術(shù)研發(fā)中的參與度，使CSNS 譜儀人才能與需求方進(jìn)行合作，雙方各自發(fā)揮在譜儀實(shí)驗(yàn)技術(shù)與新材料領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，有利于減少外界學(xué)者在研究上使用中子散射譜儀的阻礙，推動(dòng)中子散射科學(xué)技術(shù)在新材料中多方面的應(yīng)用及實(shí)踐，聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室建設(shè)以及人才培養(yǎng)也有助于為新材料領(lǐng)域需要長(zhǎng)期合力的技術(shù)攻關(guān)以及材料測(cè)試提供平臺(tái)并持續(xù)注入活力。

CSNS 與高校院所及企業(yè)已建成一系列涉及材料領(lǐng)域的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室及研究中心（如表1 所示），負(fù)責(zé)結(jié)合新材料學(xué)科及產(chǎn)業(yè)需求開(kāi)展散裂中子源相關(guān)技術(shù)的研究以及中子散射實(shí)驗(yàn)技術(shù)開(kāi)發(fā)，開(kāi)展更具需求針對(duì)性的譜儀應(yīng)用研究與人才培養(yǎng)，如與東莞理工學(xué)院合建中國(guó)散裂中子源先進(jìn)材料聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，專門圍繞中子散射譜儀在先進(jìn)材料研究中的應(yīng)用展開(kāi)研究［17］；與中國(guó)科學(xué)院、深圳大學(xué)合作推進(jìn)中子斬波儀研制，提升測(cè)量精度，滿足更多實(shí)驗(yàn)需求［18］；中心通過(guò)召開(kāi)應(yīng)用研討會(huì)積極推動(dòng)譜儀專家與新材料學(xué)者的合作，促進(jìn)CSNS 中子技術(shù)在新材料研究的應(yīng)用，例如中子科學(xué)與技術(shù)在電池領(lǐng)域中的應(yīng)用前沿研討會(huì)［19］；中心還通過(guò)設(shè)立大科學(xué)裝置開(kāi)放課題，積極鼓勵(lì)學(xué)者們與大裝置依托單位科研人員合作利用散裂中子源裝置開(kāi)展中子散射多學(xué)科交叉研究以及應(yīng)用研究。在中心聯(lián)合多主體協(xié)同研發(fā)模式下，CSNS 譜儀學(xué)者與各機(jī)構(gòu)學(xué)者的合作更加順暢，在新材料領(lǐng)域共同尋求創(chuàng)新突破，例如CSNS 通用粉末衍射儀負(fù)責(zé)人何倫華與北京化工大學(xué)宋宇飛團(tuán)隊(duì)合作在譜儀上圍繞納米材料研究展開(kāi)中子粉末衍射測(cè)量實(shí)驗(yàn)并共同發(fā)表論文［21］。

表1 共建材料領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)室及研究中心

3.3 全鏈條布局創(chuàng)新體系模式

作為大科學(xué)裝置，CSNS 具有強(qiáng)大的磁極效應(yīng)，能夠吸引多方科技創(chuàng)新資源，因此形成了以CSNS 為核心的全鏈條布局創(chuàng)新體系模式，該模式由政府統(tǒng)一規(guī)劃及指導(dǎo)，以引入創(chuàng)新平臺(tái)及科研機(jī)構(gòu)、聚集新材料關(guān)聯(lián)企業(yè)為手段，以打造集科學(xué)研究、實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)、成果轉(zhuǎn)化的創(chuàng)新鏈為目的；具體表現(xiàn)為地方政府以CSNS 大科學(xué)裝置為核心，“以點(diǎn)帶面”打造綜合性國(guó)家科學(xué)中心松山湖科學(xué)城，推動(dòng)新材料實(shí)驗(yàn)室體系、新型研發(fā)機(jī)構(gòu)、成果轉(zhuǎn)化平臺(tái)、中試基地、產(chǎn)學(xué)研園區(qū)建設(shè)并吸引新材料關(guān)聯(lián)企業(yè)，為CSNS 推動(dòng)新材料技術(shù)研發(fā)中的各個(gè)環(huán)節(jié)提供全方位技術(shù)支持和服務(wù)［22］。該模式有助于連接政府、高校、科研院所、企業(yè)等創(chuàng)新主體，形成與當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)實(shí)際需求相融合的組織機(jī)制和創(chuàng)新模式，推進(jìn)CSNS 儀器共享，最大化發(fā)揮效用，推動(dòng)CSNS 圍繞新材料產(chǎn)業(yè)需求開(kāi)展課題研究，加速企業(yè)與CSNS 研究成果對(duì)接，促進(jìn)CSNS 成果轉(zhuǎn)化以及產(chǎn)業(yè)化，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看在政策長(zhǎng)期支持與配套設(shè)施建設(shè)下將推動(dòng)區(qū)域新材料產(chǎn)業(yè)的整體升級(jí)［23］。

在松山湖科學(xué)城中，各類創(chuàng)新主體為新材料技術(shù)研發(fā)各環(huán)節(jié)發(fā)揮著不同支持作用，發(fā)揮科學(xué)研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的協(xié)同效應(yīng)［24］。企業(yè)布局于CSNS 周邊有利于促進(jìn)產(chǎn)業(yè)需求與CSNS 研發(fā)課題的對(duì)接，松山湖科學(xué)城聚集了華為終端、歌爾智能等一大批電子信息、高端裝備制造關(guān)聯(lián)企業(yè)，這些企業(yè)根據(jù)各自需求，利用CSNS 為電子電路基材、光學(xué)材料、電池材料等電子材料的技術(shù)研發(fā)實(shí)驗(yàn)與性能測(cè)試提供支持［25］。新型研發(fā)機(jī)構(gòu)有助于促進(jìn)CSNS 科技成果的基礎(chǔ)及應(yīng)用研究、轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，例如材料基因高等理工研究院致力于推動(dòng)CSNS 工程材料中子譜儀的建設(shè)與應(yīng)用研究，與廣東韶鋼松山股份有限公司等企業(yè)開(kāi)展合作，推動(dòng)我國(guó)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中存在廣泛需求的材料與裝備制造應(yīng)力工程技術(shù)研發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用［26］；松山湖材料實(shí)驗(yàn)室利用CSNS 裝置推進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，并致力于為科技成果打造“前沿基礎(chǔ)研究—應(yīng)用基礎(chǔ)研究—產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究—產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化”的全鏈條創(chuàng)新模式，設(shè)置創(chuàng)新工場(chǎng)與產(chǎn)業(yè)育成中心，與產(chǎn)業(yè)界密切合作并將相關(guān)核心關(guān)鍵材料和器件轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品［27］，以推動(dòng)材料科學(xué)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)突破與重大成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，其科研團(tuán)隊(duì)利用CSNS譜儀開(kāi)展鋰電池材料研究實(shí)驗(yàn)［28］，成功改進(jìn)電池材料并實(shí)現(xiàn)了高穩(wěn)定長(zhǎng)循環(huán)的鎳錳酸鋰材料批量化生產(chǎn)，便是成功案例之一［29］。新材料產(chǎn)學(xué)研園區(qū)有助于全面貫通企業(yè)在材料科技創(chuàng)新、科技成果轉(zhuǎn)化、中試試驗(yàn)、市場(chǎng)應(yīng)用等全鏈條資源，如光大We谷·溥彥科技園吸納共享研發(fā)實(shí)驗(yàn)室、材料產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)基金等多方科創(chuàng)資源及服務(wù)配套并建成產(chǎn)學(xué)研科技成果轉(zhuǎn)化中心與先進(jìn)制造業(yè)服務(wù)平臺(tái)［25］。

3.4 CSNS 推動(dòng)新材料技術(shù)研發(fā)的路徑

結(jié)合CSNS 推動(dòng)新材料技術(shù)研發(fā)的三種模式，通過(guò)梳理新材料技術(shù)研發(fā)的環(huán)節(jié)以及CSNS 關(guān)聯(lián)的創(chuàng)新主體，可以歸納出CSNS 推動(dòng)新材料技術(shù)研發(fā)的路徑，該路徑包含CSNS 譜儀、各類創(chuàng)新主體以及新材料領(lǐng)域的“基礎(chǔ)研究—應(yīng)用研究—中試孵化—產(chǎn)業(yè)應(yīng)用”研發(fā)鏈。

各類創(chuàng)新主體中，CSNS 譜儀負(fù)責(zé)為研發(fā)鏈各環(huán)節(jié)提供材料研究與性能測(cè)試的平臺(tái)支持；中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所與散裂中子源科學(xué)中心作為依托主體負(fù)責(zé)推動(dòng)譜儀建設(shè)，并依照學(xué)科及產(chǎn)業(yè)需求，與多家高校院所及企業(yè)合作建設(shè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，從而推動(dòng)中子譜儀在新材料領(lǐng)域研究的應(yīng)用，開(kāi)發(fā)用于中子散射實(shí)驗(yàn)的方法學(xué)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)、樣品環(huán)境等；新型研發(fā)機(jī)構(gòu)、產(chǎn)學(xué)研園區(qū)等主體，則全方位支持研發(fā)鏈各環(huán)節(jié)，為CSNS 成果研發(fā)、轉(zhuǎn)化及企業(yè)對(duì)接提供服務(wù)。研發(fā)鏈各創(chuàng)新環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣推進(jìn)創(chuàng)新活動(dòng)?；A(chǔ)研究是研發(fā)鏈的源頭和基礎(chǔ)，學(xué)者及企業(yè)用戶依托CSNS 譜儀開(kāi)展新材料基礎(chǔ)研究，一般涉及材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部研究、材料性能研究、材料合成等；應(yīng)用研究是在前序研究基礎(chǔ)上探索知識(shí)和技術(shù)的應(yīng)用途徑，學(xué)者及企業(yè)用戶依托CSNS 譜儀開(kāi)展應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)，涉及電池研發(fā)、半導(dǎo)體器件研發(fā)等；中試孵化則是研究成果產(chǎn)業(yè)化之前的試驗(yàn)環(huán)節(jié)，材料實(shí)驗(yàn)室中試線、溥彥科技園中試研發(fā)區(qū)等可以為CSNS 成果提供中試孵化平臺(tái)，對(duì)成果進(jìn)行快速量產(chǎn)性論證與轉(zhuǎn)化；產(chǎn)業(yè)化則是讓研究成果成為大規(guī)模應(yīng)用的產(chǎn)品，材料實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新樣板工廠、產(chǎn)業(yè)育成中心與產(chǎn)學(xué)研園區(qū)能夠助力CSNS 科技成果對(duì)接企業(yè)應(yīng)用需求，推動(dòng)成果產(chǎn)業(yè)化，發(fā)揮科研與社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。CSNS 譜儀與各創(chuàng)新主體圍繞研發(fā)鏈各環(huán)節(jié)共同發(fā)揮作用，形成了CSNS 推動(dòng)新材料技術(shù)研發(fā)的路徑，構(gòu)成大科學(xué)裝置創(chuàng)新體系，如圖1 所示。

圖1 CSNS 推動(dòng)新材料技術(shù)研發(fā)的路徑

4 問(wèn)題與建議

CSNS 大科學(xué)裝置所帶來(lái)的對(duì)新材料領(lǐng)域中科學(xué)與產(chǎn)業(yè)的促進(jìn)作用是巨大的，松山湖科學(xué)城也依托其為核心逐漸形成新材料領(lǐng)域的創(chuàng)新高地、人才高地及產(chǎn)業(yè)高地，但在分析發(fā)展現(xiàn)狀以及研發(fā)模式和路徑過(guò)程中，本文發(fā)現(xiàn)CSNS 依然存在一些問(wèn)題仍待解決，并圍繞這些問(wèn)題提出相關(guān)對(duì)策建議。

4.1 存在的問(wèn)題

CSNS 在新材料領(lǐng)域的研究成果數(shù)量和水平有待進(jìn)一步提升。與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比，CSNS 在新材料上的研究工作、科學(xué)產(chǎn)出數(shù)量及水平依然與之存在一定差距。一方面受限于依托CSNS 裝置的科研團(tuán)隊(duì)及企業(yè)水平，產(chǎn)出能力相對(duì)有限；一方面是受限于CSNS 現(xiàn)有的中子譜儀數(shù)量，所能覆蓋的研究領(lǐng)域有限，無(wú)法滿足某些領(lǐng)域用戶的十分迫切的需求；再者，我國(guó)中子散射學(xué)科的發(fā)展與國(guó)外相比起步較晚，很多材料領(lǐng)域的研究學(xué)者對(duì)中子散射在其研究領(lǐng)域的作用尚不清楚，需要不斷加強(qiáng)高水平用戶的培養(yǎng)，提升材料相關(guān)學(xué)者用戶以及企業(yè)用戶對(duì)于中子技術(shù)的了解，同時(shí)也需要提升譜儀實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的水平和能力［30］。

第二，CSNS 企業(yè)研發(fā)用戶占比偏低，企業(yè)創(chuàng)新能力有待提升。企業(yè)作為科技創(chuàng)新的主體，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)的重要依托和支撐［31］，但自從2018 年CSNS 投入運(yùn)行以來(lái)已實(shí)施的800 多項(xiàng)開(kāi)放課題中，多來(lái)自于科研院所和高校，企業(yè)課題數(shù)量不足10%，且大部分實(shí)驗(yàn)來(lái)自于華為系企業(yè)。主要由于CSNS 作為集眾多復(fù)雜技術(shù)于一身的大科學(xué)裝置，其對(duì)用戶研究水平要求非常高，只有具有強(qiáng)大研發(fā)能力且達(dá)到相當(dāng)高水平的企業(yè)才可能用到中子散射作為研究和表征手段，以鋰電池為例，東莞本地及周邊企業(yè)能力和水平有限，缺乏運(yùn)用的意識(shí)，只有寧德時(shí)代、比亞迪這類大企業(yè)才有運(yùn)用及分析需求。企業(yè)對(duì)CSNS 的了解以及企業(yè)自身創(chuàng)新能力仍有待提升，CSNS 需要加大對(duì)于企業(yè)類用戶的宣傳和培訓(xùn)。另外，大企業(yè)往往將CSNS 中子譜儀當(dāng)作普通的產(chǎn)品測(cè)試設(shè)備，僅關(guān)注產(chǎn)品性能，缺乏利用大科學(xué)裝置深入研究以及在技術(shù)領(lǐng)域提前布局的意愿及動(dòng)力，例如中子中心提議芯片企業(yè)可以利用中子建立芯片存儲(chǔ)輻照標(biāo)準(zhǔn)，有助于掌握該領(lǐng)域話語(yǔ)權(quán)，但企業(yè)并未加以重視。

第三，新材料研發(fā)模式缺乏系統(tǒng)化支持，CSNS成果產(chǎn)業(yè)化程度有待提升。隨著關(guān)聯(lián)研發(fā)機(jī)構(gòu)為CSNS 研究成果的轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供全方位技術(shù)與服務(wù)支持，逐漸形成新材料領(lǐng)域的研發(fā)鏈，但各創(chuàng)新主體之間缺乏串聯(lián)，功能類似的機(jī)構(gòu)存在重復(fù)性建設(shè)問(wèn)題，且與CSNS 裝置未形成有效的聯(lián)系，CSNS 譜儀科學(xué)家熟悉中子技術(shù)但對(duì)新材料產(chǎn)業(yè)了解有限，而企業(yè)專家及工程師則主要關(guān)注產(chǎn)品性能層面分析，缺乏對(duì)新材料研究的原理、機(jī)制及技術(shù)層面的探究，因此CSNS 技術(shù)對(duì)接到企業(yè)應(yīng)用上依然存在壁壘。目前未建立一個(gè)能夠串聯(lián)政府、科研機(jī)構(gòu)及企業(yè)、打通CSNS 科學(xué)家與企業(yè)用戶壁壘并對(duì)新材料研發(fā)鏈進(jìn)行全方位支持維護(hù)、推進(jìn)CSNS 成果在新材料領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化的部門，也未有系統(tǒng)的政策對(duì)該研發(fā)鏈各節(jié)點(diǎn)機(jī)構(gòu)任務(wù)進(jìn)行明確定位以及提供針對(duì)性的資金支持。

4.2 思考和建議

第一，加強(qiáng)推進(jìn)譜儀建設(shè)與人才建設(shè)，吸引更多高端用戶。一方面推動(dòng)譜儀建設(shè)，擴(kuò)大用戶容量，加強(qiáng)中子散射人才的學(xué)科復(fù)合知識(shí)培養(yǎng)，提升用戶對(duì)接效率；一方面面向高校院所及企業(yè)加強(qiáng)散裂中子源應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化宣傳，例如定期舉辦高水準(zhǔn)的國(guó)際、國(guó)內(nèi)用戶會(huì)議或與世界一流高校院所開(kāi)辦CSNS科普講座，邀請(qǐng)國(guó)際、國(guó)內(nèi)散裂中子源相關(guān)技術(shù)及新材料學(xué)科的專家學(xué)者、現(xiàn)有用戶和潛在用戶參與，尤其是邀請(qǐng)對(duì)CSNS 相關(guān)技術(shù)有需求的大企業(yè)以及具有強(qiáng)大研發(fā)能力的科研團(tuán)隊(duì)參與，吸引散裂中子源的現(xiàn)有用戶，開(kāi)發(fā)潛在用戶，推動(dòng)CSNS 的產(chǎn)出成果的提升并推動(dòng)研究成果的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

第二，依據(jù)新材料研發(fā)鏈加強(qiáng)政策布局，抓住政策發(fā)力節(jié)點(diǎn)。CSNS 技術(shù)前沿復(fù)雜，在新材料領(lǐng)域內(nèi)的研發(fā)鏈涉及主體較多，研發(fā)機(jī)構(gòu)也在持續(xù)建設(shè)但缺乏系統(tǒng)性。因此應(yīng)當(dāng)系統(tǒng)梳理現(xiàn)有支持政策，圍繞研發(fā)鏈進(jìn)行合理布局，在科技研發(fā)、推廣應(yīng)用、成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等重點(diǎn)環(huán)節(jié)加強(qiáng)部署，靈活采用機(jī)制建設(shè)、資金獎(jiǎng)補(bǔ)、項(xiàng)目支持、服務(wù)配套等多元化的支持手段，形成系統(tǒng)成型的政策支持體系。例如在研發(fā)鏈的前端，應(yīng)當(dāng)加大原始創(chuàng)新資金投入，成立相關(guān)科研基金、合理規(guī)劃平臺(tái)布局，引入創(chuàng)新人才，加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)以促進(jìn)CSNS 成果產(chǎn)出。在研發(fā)鏈的中后端，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向引入社會(huì)資本，推動(dòng)成果應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化，推動(dòng)CSNS 圍繞市場(chǎng)需求進(jìn)行成果產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，還可以實(shí)行企業(yè)研發(fā)費(fèi)加計(jì)扣除以及稅收減免或返補(bǔ)等優(yōu)惠政策，引導(dǎo)材料企業(yè)加大對(duì)CSNS 中子技術(shù)的使用。

第三，建立新材料研發(fā)鏈支持部門，全方位維護(hù)研發(fā)鏈。以日本茨城縣建立的中子產(chǎn)業(yè)利用促進(jìn)會(huì)為例，該組織使地方政府、高校及科研機(jī)構(gòu)、鋰電等關(guān)聯(lián)企業(yè)形成聯(lián)盟共同支持及維護(hù)中子相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈。同樣，圍繞CSNS 的新材料研發(fā)鏈也涉及較多環(huán)節(jié)及主體，CSNS 若要發(fā)揮創(chuàng)新主導(dǎo)作用，應(yīng)當(dāng)引入學(xué)科復(fù)合背景人才以及對(duì)市場(chǎng)需求敏感的技術(shù)經(jīng)理人，學(xué)習(xí)日本經(jīng)驗(yàn)建立研發(fā)鏈支持部門，并與政府部門進(jìn)行對(duì)接。該支持部門能夠結(jié)合CSNS相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域聚焦新材料產(chǎn)業(yè)，深度剖析和診斷產(chǎn)業(yè)發(fā)展的困境，繪制新材料產(chǎn)業(yè)鏈圖譜，羅列研發(fā)機(jī)構(gòu)、行業(yè)龍頭企業(yè)、企業(yè)主要需求、關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)、重點(diǎn)項(xiàng)目、重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)區(qū)域布局等清單，根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈圖譜和各項(xiàng)清單與CSNS 進(jìn)行對(duì)接，并統(tǒng)籌政府內(nèi)部各部門的資源，協(xié)調(diào)企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)、資金、領(lǐng)軍人才、科技中介服務(wù)等外部資源，共同推進(jìn)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，從而增強(qiáng)研發(fā)鏈中各主體之間的溝通和互動(dòng)。