——中國科學院上海硅酸鹽研究所獨立建所六十年發(fā)展紀實

①中國科學院上海硅酸鹽研究所科研人員在實驗室工作

②高能物理用鍺酸鉍（BGO）閃爍晶體

③中國科學院上海硅酸鹽研究所特種無機涂層中心工作場景

　　■仲鶴 毛朝梁 彭芳 本報記者 黃辛

　　悟空、墨子、天宮、北斗……這些國人耳熟能詳的國之重器，無不鐫刻著她的名字；歐洲核子中心大型正負電子對撞機、緊湊型繆子螺線管探測器……這些國際著名的科學裝置，也都留下了她的烙印。

　　她就是我國無機材料領域歷史最悠久、學科門類最齊全的研究機構——中國科學院上海硅酸鹽研究所（以下簡稱上海硅酸鹽所）。

　　上海硅酸鹽所淵源于1928年成立的中央研究院工程研究所（以下簡稱工程所）。1950年，工程所改建為中國科學院工學實驗館，成為中國科學院首批建立的15個研究機構之一，后更名為中國科學院冶金陶瓷研究所，專攻陶瓷、玻璃、冶金三大學科領域；1959年獨立建所，定名為中國科學院硅酸鹽化學與工學研究所；1984年更名為中國科學院上海硅酸鹽研究所。

　　2019年，上海硅酸鹽所迎來了獨立建所60周年、工程所建所91周年華誕。一甲子櫛風沐雨，近百年春華秋實。發(fā)揚艱苦奮斗、勇于攀登的科學精神，上海硅酸鹽所不忘初心、繼往開來，在基礎與前瞻性研究、高技術研究、產業(yè)化關鍵技術與成果轉化等方面取得了一系列具有重要影響力的研究成果，為國家安全、國民經濟建設和社會進步，為提升我國科技的世界地位作出了杰出貢獻——

　　先后獲國家、中國科學院、上海市等省部級以上各類科技獎400余項，其中國家發(fā)明獎30項、國家自然科學獎9項、國家科技進步獎15項；

　　申請專利3300余項，獲專利授權1800余項；發(fā)表科研論文的國際被引用數在全國科研機構中連續(xù)15年排名前8名；

　　培養(yǎng)博士、碩士研究生3000余名，為國內外眾多科研機構、大學、企事業(yè)單位輸送了大批優(yōu)秀的科研及管理人才。

　　開創(chuàng)先河 多個“率先”

　　早在1928年，工程所就開展中國古陶瓷技藝的科學研究，尋找改進當時陶瓷工業(yè)的途徑，發(fā)展機械制瓷法，試制特種工業(yè)瓷，同時開展耐火材料的研究。

　　從1929年至1932年，時任所長周仁率隊三赴杭州對南宋官窯遺址進行考察發(fā)掘，兩赴瓷都景德鎮(zhèn)開展實地調查，撰寫了我國古陶瓷科學技術研究的第一篇論文《發(fā)掘杭州南宋官窯報告書》和我國陶瓷科學技術研究的第一篇論文《中央陶瓷試驗工場工作報告》，開創(chuàng)古陶瓷研究風氣之先，為古陶瓷研究奠定了科學基礎。

　　新中國成立后，工程所獲得了新生。嚴東生帶領科研人員開展含氟礦石對耐火材料侵蝕機理與合理選材的研究并攻克了這一世界難題，為我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展作出了重要貢獻；殷之文則領銜完成了高壓電瓷用原料及胎釉配方和制備工藝研究。

　　1959年獨立建所后，上海硅酸鹽所先后開創(chuàng)了我國結構陶瓷、功能陶瓷、人工晶體、特種無機涂層、特種玻璃以及無機非金屬材料分析測試與表征等多個研究領域，為我國先進無機材料科學技術的發(fā)展作出了開拓性貢獻——

　　率先開展高溫氧化物陶瓷研究。上世紀60年代，研制出大尺寸高鋁氧質陶瓷，為提高廣播電臺發(fā)射功率作出重要貢獻；1990年，上海硅酸鹽所等聯合研制成功我國第一臺無水冷陶瓷發(fā)動機，“氮化硅陶瓷組合活塞”成果獲1990年中國科學院十大科技成果之首。

　　率先開展壓電陶瓷研究。自主研發(fā)了一批功能陶瓷材料和元件，成為世界上功能陶瓷系列最完備的研究中心之一，推動了我國電子陶瓷材料的產業(yè)發(fā)展。

　　率先建立火焰噴涂陶瓷涂層工藝，研制出我國第一臺等離子噴涂裝置，開創(chuàng)了我國特種無機涂層的先河；研制的熱控涂層成功應用于中國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”，此后又先后研制出航空航天用熱控涂層30余種，為我國一系列衛(wèi)星的發(fā)射成功作出了卓越貢獻。

　　率先開展微晶玻璃材料與應用研究，在國家專項工程中成功應用；率先開展光通信用光導纖維研究，提供了我國第一根光纖通信試驗線路的光纜。

　　率先開展陶瓷基復合材料研究，成功應用于我國航空航天領域，相關成果獲得1981年國家發(fā)明獎一等獎。

　　率先研制成功云母大單晶和激光紅寶石長桿晶，在國際晶體界引起轟動。上世紀80年代，應國際知名高能物理學家、諾貝爾獎獲得者丁肇中邀約，上海硅酸鹽所為歐洲核子研究中心（CERN）建設世界最大正負電子對撞機研制大尺寸、高質量鍺酸鉍（BGO）晶體。

　　大尺寸BGO晶體的成功研發(fā)，為上海硅酸鹽所在晶體界和國際高能物理界贏得了極高的聲譽，創(chuàng)造了改革開放后我國科學家參與國際競爭的一個里程碑式的成就。“坩堝下降法工業(yè)生產鍺酸鉍大單晶方法”獲1988年國家發(fā)明獎一等獎。

　　此后上海硅酸鹽所又研制成功鐵電晶體、聲光晶體和一系列功能晶體，在人工晶體領域做出了開創(chuàng)性工作，取得了顯著的社會經濟效益。

　　踔厲奮發(fā) 成果涌現

　　1999年，上海硅酸鹽所作為中科院首批知識創(chuàng)新工程試點之一，結合國家戰(zhàn)略需求和學科發(fā)展方向，新部署了一批能源、環(huán)境、信息、生物材料研究課題和先進無機材料前瞻性研究課題，在學科前沿領域的原始創(chuàng)新、以重大需求為導向的科技創(chuàng)新、工程化研究以及促進產業(yè)發(fā)展等方面取得了豐碩的成果——

　　在國內率先開展了各種納米氧化物粉體的制備和性能研究，發(fā)展了一系列新型介孔主客體復合材料，成為國際介孔主客體材料領域重要研究力量之一。“能在血管中通行的納米‘藥物分子運輸車’”這一研究成果入選“2005年中國十大科技進展”；開發(fā)出少量貴金屬微粒負載的新型介孔復合材料，成功應用于汽車尾氣三效催化。

　　自主研制的掃描電聲顯微鏡是國內外至今唯一實現商品化的電聲顯微鏡，被譽為“我國大型科學儀器出口到發(fā)達國家和地區(qū)的成功范例”，獲2005年國家技術發(fā)明獎二等獎。

　　成功實現了大尺寸摻雜鎢酸鉛（PWO）閃爍晶體的規(guī)模生產，性能達到國際領先水平，為CERN建造緊湊型繆子螺線管探測器的電磁量能器提供了高質量PWO晶體。研究成果獲2007年國家技術發(fā)明獎二等獎以及CERN頒發(fā)的CMS晶體獎。

　　進入新時代，上海硅酸鹽所緊密圍繞中科院率先行動計劃，積極推進特色所建設、主動融入上海科創(chuàng)中心建設，聚焦先進制造、能源、信息、環(huán)境與健康、國防工業(yè)等重點應用領域，繼往開來、推陳出新，解決了一批“卡脖子”的關鍵材料問題，取得了一批新的有影響力的科技成果——

　　研制出目前世界上最大尺寸的單體碳化硅光學部件，其單體口徑、減重率和輕量化結構復雜程度均為國際領先。相關成果在墨子號、天宮二號、風云四號、高景一號等衛(wèi)星和空間相機上應用，獲2012年國家科技發(fā)明獎二等獎。

　　研制出陶瓷基高可靠復合材料構件，首次將碳/碳化硅陶瓷基復合材料用于空間發(fā)動機噴管，獲2013年國家技術發(fā)明獎二等獎。在國際上首次提出陶瓷基復合材料整體結構加強筋一體化設計理念，研制的支撐結構件應用于相關衛(wèi)星與空間相機，助力我國光學衛(wèi)星相機分辨率首次跨入亞米級，相關成果獲2017年國家技術發(fā)明獎二等獎。

　　同時，圍繞國家重大工程需要，開展了各類新型涂層材料的研究。一批新涂層應用廣泛，特別是為各類氣象衛(wèi)星、導航衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、偵察衛(wèi)星、載人飛船和空間站等的正常發(fā)射和運行提供了保障。

　　首次提出了基于介孔孔道的“原位氧化還原法”的新理念，獲得了高性能pH響應的新型錳基ＭRI造影劑。該研究成果獲2011年國家自然科學獎二等獎。制備出3種擁有自主知識產權的新型納米藥物診療體系。在國際上首次提出“納米催化醫(yī)學”腫瘤治療新策略，相關成果獲2014年上海市自然科學獎一等獎。

　　高性能熱電材料與器件研究亦取得突破。發(fā)展了“聲子液體”熱電材料新概念，設計合成了一系列具有極低晶格熱導率的新熱電化合物，研發(fā)了轉換效率位居國際前列的熱電器件及級聯器件，突破了從瓦級到百瓦級同位素溫差電池特種電源集成技術。相關成果獲2013年國家自然科學獎二等獎、2014年國家技術發(fā)明獎二等獎。

　　高性能光電晶體及器件也實現了新發(fā)展。國際上首次突破超大尺寸BGO晶體生長技術，2015年12月應用于我國首顆暗物質探測衛(wèi)星“悟空”；研制的LYSO晶體成為空間高能輻射探測器首選材料。與行業(yè)龍頭企業(yè)合作，研制出國內首款高清B超探頭，打破了國外壟斷；攻克了數種鹵化物光電晶體的關鍵應用技術，批量應用于安檢、物流和高能物理等領域，成為國內引領者。

　　在高性能光電材料和器件結構設計方面，發(fā)現了系列高性能光電材料；發(fā)現了低堆積因子值的材料具有優(yōu)異的光電轉換性能的規(guī)律，被同行稱為“普適模型”；發(fā)現的黑色氧化鈦和高效半導體復合結構為太陽能利用提供了可持續(xù)發(fā)展的新策略。相關研究成果獲2016年上海市自然科學獎一等獎、2017年國家自然科學獎二等獎。

　　在激光透明陶瓷、紅外透明陶瓷研究方面，2012年實現4.5千瓦準連續(xù)激光輸出，接近美國激光介質性能。突破了粉體自給、復雜形狀部件成型和燒結三項關鍵技術。研制出國內公開報道最大尺寸AlON部件，制備出直徑210毫米的YAG透明陶瓷半球冠頭罩，綜合性能和異型部件研制能力國內領先。

　　轉化應用 齊頭并進

　　為更好地貫徹習近平總書記對中科院科研工作“面向國民經濟主戰(zhàn)場”的要求，上海硅酸鹽所圍繞先進制造、能源、信息、環(huán)境與健康、國防工業(yè)等重點應用領域，以需求為導向，重點推進新材料、新器件、新產品、新工藝、新技術、中試生產線等產業(yè)技術的研發(fā)與應用。

　　上海硅酸鹽所與重慶、江蘇等4個省級主管部門，湖州等14個地級市建立長期合作渠道，科技成果推廣應用合作覆蓋全國2/3省區(qū)市。新建慈溪創(chuàng)新中心、蘇州研究院兩家研發(fā)機構，構建“政府、技術、資本、市場”協(xié)同創(chuàng)新的平臺，充分體現科技成果帶動地方經濟轉型升級的社會價值。與500多家企業(yè)進行了產業(yè)對接，其中包括中天科技集團、浙能集團等百億產值的知名企業(yè)。通過“共建中心、技術許可、知識產權共享”等多種合作模式，推進成果轉移轉化，服務區(qū)域經濟發(fā)展。

　　2017年，鈉鎳電池技術以5500萬元現金+500萬元作價入股實施轉化，獲北京首科三新基金A輪投資2.4億元，2018年底建成了我國首條鈉鎳電池批量化生產線。高安全性鈉鎳儲能電池實現成功轉化，形成了“研究開發(fā)—中試—產業(yè)化—研究提升”產學研合作的良性循環(huán)，建立了從陶瓷、電池到儲能系統(tǒng)的完整技術鏈，為我國此項技術的從無到有、從跟進到未來領跑創(chuàng)造了條件。

　　綠色低成本水鈉儲能電池也實現了商業(yè)化運行。在鈉基儲能電池工程化研制的基礎上，科研人員開展了常溫水鈉儲能電池的研制工作，順利完成單體電池的產品定型，建成了具備一定自動化、連續(xù)化程度的生產線，光儲系統(tǒng)在上海市電力公司實現并網運行。2017年，水系鈉離子電池技術獲軟銀中國1.3億元A輪投資，已建成國內首條20MWh生產線，產品達到歐美市場標準，已納入日本軟銀全球光儲計劃。

　　凝心聚力 改革創(chuàng)新

　　科技成果的不斷涌現，離不開黨建工作的創(chuàng)新開展，來組織引領前沿探索、凝心聚力攻堅克難，也離不開科研環(huán)境的不斷改善，來為科學研究提供堅實保障。

　　上海硅酸鹽所黨委以習近平新時代中國特色社會主義思想為指引，按照新時代黨的建設總要求和“5+2”的總體布局，貫徹落實黨中央、國務院和中科院黨組決策部署，以黨的政治建設為統(tǒng)領，持續(xù)增強黨組織政治領導力、基層組織力、自我凈化力、文化凝聚力，全面提升黨建工作質量，為建設一流研究所、實現“四個率先”提供堅強保證，以優(yōu)異成績譜寫新時代改革創(chuàng)新發(fā)展新篇章。研究所獲第五屆“全國文明單位”稱號，連續(xù)6屆獲“上海市文明單位”稱號。

　　為提高服務國民經濟主戰(zhàn)場和國家重大工程的能力，上海硅酸鹽所提出了建設新材料中試和關鍵材料工程化創(chuàng)新園區(qū)的方案。

　　2015年7月，上海硅酸鹽所與江蘇省太倉市簽訂了建設太倉園區(qū)的協(xié)議，致力于將太倉園區(qū)建設成為新材料中試、重大工程用關鍵材料工程化研究和新材料企業(yè)孵化的基地。建設太倉園區(qū)是研究所開拓發(fā)展空間、建設開放型綜合科技創(chuàng)新平臺的重要舉措。由此，上海硅酸鹽所將形成長寧園區(qū)（對外交流窗口）—嘉定園區(qū)（研發(fā)中心）—太倉園區(qū)（工程化基地）“三位一體”的科技創(chuàng)新園區(qū)布局。

　　同時，在科技體制改革上，上海硅酸鹽所也站在了最前沿——

　　健全科研分類績效評價體系。根據研究工作的不同特點，進行分類崗位設置。優(yōu)化分類考核評價方法，進一步健全科研績效評價激勵機制。

　　基礎研究方面，延長考核周期，考核以理論成果實際水平、在國內外的影響力為主要評價指標，強化個人貢獻考核，建立競爭上崗和末位淘汰機制，加大人員待遇方面的投入。高技術研究方面，強化團隊考核，注重成果的實際應用、在國家重大工程中的作用等，使科研人員通過其承擔的任務實現高收入。產業(yè)化研究方面，重點考核科技成果的轉移轉化效果及技術對產業(yè)發(fā)展的貢獻，完善科研成果轉化激勵機制，人人有機會在成果轉化中獲得收益。

　　改革科研運行機制，實行項目分類部署，激發(fā)科研創(chuàng)新活力。針對應用基礎研究、高技術研究、產業(yè)化等不同性質的工作，分類進行項目立項、績效考評和獎勵激勵，提升重大成果產出能力和水平。

　　制定實施一系列成果轉化政策，提高科研人員獲得感。加大科技成果轉移轉化獎勵，研究團隊最高可獲得轉移轉化凈收入52.5%的獎勵，以此激發(fā)科研人員開展科技成果轉移轉化的積極性。

　　同時，上海硅酸鹽所積極開展對外交流與合作。在國際方面，先后與歐洲核子中心、德國馬普學會、日本國立材料科學研究所、美國通用電氣、美國康寧、日本索尼、韓國三星等國際著名院所和公司簽訂合作協(xié)議，在諸多領域開展實質性合作。鼓勵科研人員參與國際合作研究，國際交流的規(guī)模逐年上升，合作形式多樣，合作層次顯著提高，國際影響日益增加，努力成為無機非金屬領域全球科技創(chuàng)新的“中樞”。

　　作為在滬中科院研究機構，上海硅酸鹽所積極融入上�？苿�(chuàng)中心建設，服務長三角經濟發(fā)展——

　　與中科院上海光學精密機械研究所成立“超強激光材料聯合實驗室”，策劃舉辦海底觀測網上海創(chuàng)新論壇，為國家重大科技基礎設施提供材料和器件支撐，服務上海張江綜合性國家科學中心建設。

　　牽頭上海地區(qū)人工晶體優(yōu)勢研究單位，謀劃成立上海人工晶體研發(fā)與轉化功能型平臺，建成“上海晶體”創(chuàng)新網絡，支撐上海與長三角地區(qū)信息技術及物聯網、高端醫(yī)療影像技術、先進裝備制造技術和國家重大工程的發(fā)展需求。

　　以上海電氣和航發(fā)商發(fā)重型燃氣輪機以及航空發(fā)動機高溫單晶葉片需求為牽引，謀劃建立空間材料實驗地面模擬平臺，納入上海高溫合金戰(zhàn)略規(guī)劃，支撐上海戰(zhàn)略新興產業(yè)和國家重大專項任務。

　　積極服務長三角經濟發(fā)展，與上海市嘉定區(qū)共建先進材料產業(yè)技術研究院，引進上海麓路資本推進“三個一公里”的成果孵化與轉化；攜手嘉定、太倉等地方政府，積極融入“嘉昆太”協(xié)同創(chuàng)新核心圈建設；借力浙江區(qū)域產業(yè)優(yōu)勢，打造湖州中心、慈溪中心、平湖中心特色服務與示范平臺。

　　人才輩出 精神永續(xù)

　　一路走來，上海硅酸鹽所的成長始終與人才培養(yǎng)和科研團隊的建設密不可分。在老一輩科學家的言傳身教下，一支支“肯吃苦、勇創(chuàng)新、善攻堅、能合作、顧大局、講奉獻”的科研團隊鍛煉成長，形成了“顧全大局、克難攻堅、求真務實、嚴謹治學、甘于奉獻”的優(yōu)良傳統(tǒng)，培育了“求真、務實、協(xié)作、奉獻”的所風精神，為上海硅酸鹽所的持續(xù)發(fā)展積累了寶貴的精神財富。

　　首任所長、中國科學院學部委員（院士）周仁是我國的材料科學大師，是著名的冶金學家和陶瓷學家、我國特殊鋼和合金鑄鐵研究的開拓者與奠基人、我國古陶瓷科學研究的奠基人。第二任所長、兩院院士嚴東生是國際著名的材料科學家、中國先進無機非金屬材料科學的奠基人，被國際無機材料科學界譽為最有影響力的學術領導人之一。在不斷發(fā)展、勇攀高峰的崢嶸歲月中，上海硅酸鹽所走出了殷之文、李家治、郭景坤、丁傳賢、江東亮等優(yōu)秀科技工作者。

　　多年來，上海硅酸鹽所匯聚和造就了一大批為新中國科技事業(yè)做出重大貢獻的科學家。他們中很多人已成為優(yōu)秀的學科帶頭人，正為上海硅酸鹽所的發(fā)展、為中國無機非金屬材料研究事業(yè)的不斷進步奉獻著寶貴的青春。

　　雄關漫道真如鐵，而今邁步從頭越。

　　當前，世界正迎來新一輪科技革命和產業(yè)變革，全球創(chuàng)新版圖正在重構，全球經濟結構正在重塑。面對良好的歷史機遇期，上海硅酸鹽所人將繼承發(fā)揚老一輩科學家的精神，準確研判新時代我國科技創(chuàng)新戰(zhàn)略新格局，準確把握新一輪科技革命帶來的歷史機遇；認真對標黨中央、國務院對科技創(chuàng)新工作的新要求，對標中科院黨組決策部署，對標上�？苿�(chuàng)中心建設要求，全面梳理在關鍵應用領域中存在的關鍵材料問題，加強在信息通信、生物醫(yī)藥、先進制造、能源技術、航空航天等領域材料的戰(zhàn)略布局與原始突破，著力解決在事關國家戰(zhàn)略安全與國民經濟建設中的材料短板問題，為我國科技發(fā)展提供可信賴、可依靠、可仰仗的材料支撐；同時，強化原始性、引領性、顛覆性、系統(tǒng)性科技創(chuàng)新，構建符合科技發(fā)展規(guī)律、滿足科技發(fā)展需求的科技創(chuàng)新體系，提升為國家提供高端有效供給的能力。

　　硅酸鹽所人將以更高的戰(zhàn)略定位和更加開闊的視野，迎接新一輪科技革命與產業(yè)變革，推動研究所向著國際一流科研機構目標邁進，為加快建設創(chuàng)新型國家和世界科技強國，不斷作出應有的創(chuàng)新貢獻！

中國科學院上海硅酸鹽研究所嘉定園區(qū)（二期）