钢研纳克四十年深耕ICP-OES技术,实现从进口依赖到场景自主可控,推动中国高端科学仪器跨越式发展。
四十年前,钢研纳克引入国内首台ICP-OES电感耦合等离子体发射光谱仪),开启了中国冶金行业光谱分析技术的新纪元;今天,其已构建起自主研发、覆盖多场景需求的ICP-OES产品矩阵,从顺序型到CCD全谱型,以及全国产化型、手套箱型、在线定制化型等等,不同技术路径与应用方向的产品系列全面成型。这些成果不仅斩获中国分析测试协会BCEIA金奖、中国仪器仪表行业协会自主创新金奖、仪器信息网绿色仪器奖等,更在冶金、稀土等领域获得科学技术奖,见证了中国高端科学仪器从依赖进口到自主可控的跨越式发展。
我们熟知,钢研纳克拥有国内市场占有率第一的火花直读光谱,世界首创的超大尺寸金属原位分析仪等代表性产品,那么ICP-OES产线在其中扮演着怎样的角色呢?这就要谈到钢研纳克拥有的“三重身份”,作为国务院国资委直管中央企业的分析测试产业平台,它是国内金属材料检测领域业务覆盖最全、综合实力领先的测试研究机构;作为上市公司,它需在市场中赢得客户认可;作为服务钢铁行业的核心主体,它需响应国家战略需求。
这“三重身份”,决定了ICP-OES成为钢研纳克从响应国家战略、促进行业发展,迈向深耕市场需求的里程碑式成果。
钢研纳克毅然从“仪器使用者”转向“研发者”,目前拥有“一种宽谱段高分辨电感耦合等离子体发射光谱仪”、“一种双狭缝切换的二维高分辨率光谱仪光学系统”等专利14项和“ICP分析仪器专用软件”等软件著作权4项,开启了自主化征程。
攻克高稳定性ICP激发源、面阵CCD采集系统、中阶梯光栅光学系统、激光原位进样装置、RF射频电源等一系列“卡脖子”关键部件。目前,检测器、射频发生器、光栅等关键部件已实现100%国产替代,为关键领域的仪器自主可控筑牢了根基。
分析仪器的核心是解决用户的真实痛点。”钢研纳克ICP-OES的研发始终围绕三大核心需求展开:更高的分辨能力(抗干扰的基础)、更高的灵敏度(精准定量的关键)、更好的稳定性(结果可靠的保障),再通过功能与场景的优化提升用户体验。这一理念贯穿了产品迭代的全过程,也获得了技术和商业的成功。从早期客户“敢买”的试探,到实验人员“愿意用”的认可,再到客户主动“推荐”的口碑积累,钢研纳克ICP-OES逐步完成了市场渗透。以Plasma 3000为例,其市场保有量从10台逐步增长至数百台,最终突破千台规模,目前已稳定服务于钢铁、疾控、地质等多个行业的实验室。
做仪器没有捷径,没有电影中惊心动魄、柳暗花明的戏剧性转折,只有脚踏实地的反复实验、数据测算与方案优化。”研发过程中,团队经历了无数个日夜的攻坚:技术瓶颈带来的烦闷和迷茫、路线分歧引发的争论、人员流动的挑战……但无论困难多大,企业始终未放弃这一产品线,团队也秉持“对行业需求深刻理解”的初心,在失败中总结、在探索中创新。
钢研纳克始终践行绿色化发展理念,其代表性产品Plasma 3000 便是这一理念的集中体现。该仪器通过多项技术创新实现全生命周期环保降耗:搭载的智能电源管理系统使待机功耗较行业标准降低65%以上;氩气消耗量优化至8L/min,年运营成本可节约超12万元(以日均8小时计);单样品检测时间从常规系统的90秒缩短至50秒。在材料选择上,整机采用无铅无汞环保材料,配合模块化设计,使生产废料率降低28%。凭借在节能降耗、环保设计等方面的突出表现,Plasma 3000在ACCSI 2025评选中荣获绿色仪器奖。
钢研纳克2024年仍实现营收与利润的持续增长,而这一成绩与其在应用领域的持续创新密不可分。文桦介绍,钢研纳克有服务于稀土、难熔金属等需要高分辨率场景的顺序扫描型ICP-OES,也有以高稳定性和效率满足常规分析需求的全谱扫描型ICP-OES等。
在此基础上,钢研纳克进一步突破特殊场景应用边界。2022年推出的手套箱型ICP-OES,通过光学系统与等离子体源技术的创新,结合手套箱防护,有效解决了放射性元素、生物毒性物质等需要辐射屏蔽场景的分析难题;2023年启动的实验室自动化与在线监测定制化服务,则瞄准工业智能化、精细化发展的需求,为生产过程感知与实验室高效运作提供支撑。
钢研纳克的增长逻辑不仅停留在产品交付,更延伸至价值交付。其核心就是帮助用户用好产品,从仪器安装、维护到样品检测、数据分析,提供全流程服务支持,确保用户获得高质量检测结果,有效提升了客户粘性与市场口碑。
企业研发模式正从逆向研发向正向研发转变,即以技术指标为核心,从底层技术突破开始构建产品体系。这一模式将更紧密地结合国家十四五规划和2035年远景目标,深度融入新一代信息技术、生物技术、新能源、绿色环保以及航空航天、海洋装备等战略新兴产业,为关键领域自主可控提供更坚实的仪器支撑。
技术突破之外,钢研纳克还通过标准布局提升行业线年起,企业牵头/参与各类标准制修订9项,其中,牵头制定ISO标准1项。这一标准化布局不仅系统规范了ICP-OES产品的技术要求,推动行业整体技术升级与质量管控水平提升,更通过主导国际标准制定,使中国分析仪器行业在全球技术规则制定中获得话语权,为国产科学仪器走向世界舞台奠定了坚实基础。
钢研纳克构建了以ICP-OES为核心的产业链配套体系。标准物质作为“分析标尺”确保测量准确可比;能力验证通过实战演练提升客户检测能力;计量服务为仪器精度把关;认证评价增强产品市场公信力。这些业务协同发力,既夯实了仪器业务的技术根基,也提升了企业在仪器装备领域的综合竞争力。
从引入首台设备到构建全场景产品矩阵,从技术突破到标准引领,钢研纳克的ICP-OES之路,是中国高端科学仪器自主创新的缩影。四十年间,一代代纳克人以“脚踏实地、攻坚克难”的精神,将“敢用、愿用、推荐用”的市场认可,转化为推动行业进步的坚实力量。未来,将有更多国产仪器的涌现,也许需要“漫长”的认可之路,但这条路必将走向更广阔的天地。
作为钢研纳克ICP-OES产品经理,文桦的职业生涯折射出企业的转型逻辑。2016年加入公司时,他主要从事ICP光谱与质谱的应用研发;随着业务发展,逐步从技术转向市场;2023年调回北京参与新成立的产品管理中心,全面负责市场推广。这种“技术-市场”的复合型成长路径,正是钢研纳克的特点。作为由钢铁研究总院衍生而来的企业,其人才队伍以技术背景为主,而当产品发展到特定阶段,既懂技术又懂市场的复合型人才便成为连接研发与需求的“桥梁”。
关于ICP-OES发展趋势,文桦提出两点核心判断。其一,与ICP-MS相比,ICP-OES以性价比优势主导常规元素分析(μg/L~mg/L级)场景,二者形成互补而非替代关系;其二,与原子吸收光谱(AAS)相比,尽管ICP-OES在多元素检测、效率等方面优势显著,但在标准仲裁等需绝对定量准确性的场景中AAS仍不可替代,“未来十年,完全替代的可能性较低”。
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