各種各樣的物質(zhì)構(gòu)成了整個世界。也正是得益于這些物質(zhì)與材料,才有了人類的生產(chǎn)和生活。
從石器時代,經(jīng)過工業(yè)革命,再到今天,在人類社會的進(jìn)步方面,材料的發(fā)展功不可沒,F(xiàn)在,材料研究已經(jīng)被公認(rèn)為是解決全球性問題的焦點(diǎn)。
日本國立物質(zhì)材料研究機(jī)構(gòu)(National Institute for Materials Science,NIMS)是日本唯一的專門進(jìn)行材料科學(xué)研究的國立研究與發(fā)展機(jī)構(gòu),其主要從事材料科學(xué)的基礎(chǔ)研發(fā),并致力于促進(jìn)該領(lǐng)域?qū)I(yè)水平的提升。
NIMS的主旨簡要而明確:用材料研究創(chuàng)造未來。
創(chuàng)新為魂
雖然NIMS的官方誕生日是在2001年,但就其歷史而言,可以一直向上追溯到20世紀(jì)中葉。
1956年,在當(dāng)時的日本科學(xué)技術(shù)廳的主持領(lǐng)導(dǎo)下,國立金屬材料技術(shù)研究所(NRIM)宣告成立。
1966年,在NRIM的基礎(chǔ)上,科學(xué)技術(shù)廳又建立了國立無機(jī)材料研究所(NIRIM)。1972年,NIRIM搬遷至筑波。這次搬遷也被視為是日本國立研究所的第一次轉(zhuǎn)移。
1979年,NRIM也開始在筑波設(shè)立辦公室,同時,3個研究部門轉(zhuǎn)移至筑波。直到1995年,NRIM才將其全部設(shè)施搬遷至筑波。
2001年4月,NRIM和NIRIM合并成為一個獨(dú)立的法人機(jī)構(gòu)——NIMS。
自以NIMS為名到今天,NIMS走過了15年的路程。然而,幾乎每一年NIMS都會迎來不小的變化與革新。也正是這種以創(chuàng)新為生命的精神,使其逐漸成長為全球材料科學(xué)研究領(lǐng)域的“大佬”。
2002年4月,NIMS建成3個研究中心和1個研究站,并啟動它的第一個中期項(xiàng)目。
2006年4月,20個研究中心、2個實(shí)驗(yàn)室以及材料基礎(chǔ)設(shè)施部進(jìn)行重組,這也被視為是NIMS成立以來的第一次重大重組,同時第二個五年計劃應(yīng)聲啟動。
2011年, 第三個五年計劃啟動,3個研究部、1個研究中心共計37個單位于4月再次經(jīng)歷重組。
同年9月,天津大學(xué)-NIMS聯(lián)合研究中心建成,該中心成為NIMS在海外建立的第一個具有實(shí)質(zhì)合作性質(zhì)的聯(lián)合研究機(jī)構(gòu)。聯(lián)合研究中心計劃在能源和環(huán)境先進(jìn)功能材料的研究開發(fā)和利用方面開展合作,并逐步發(fā)展成為具有國際領(lǐng)先水準(zhǔn)的材料科學(xué)研究和人才培養(yǎng)中心。
在此之后,NIMS又陸續(xù)建立了納米技術(shù)中心平臺、西北大學(xué)-NIMS聯(lián)合研究中心、NIMS開放創(chuàng)新中心、LG-NIMS材料科學(xué)卓越中心、HONDA-NIMS先進(jìn)功能材料卓越中心、GIANT-NIMS合作研究中心以及先進(jìn)熒光粉創(chuàng)新中心等等。
今天,NIMS在世界材料科學(xué)領(lǐng)域前沿不斷革新研究,研究領(lǐng)域不僅覆蓋金屬、陶瓷材料,同時也涉及有機(jī)材料與生物材料。而與之相關(guān)的研究,更是引領(lǐng)了使用納米技術(shù)和新材料的新興領(lǐng)域的發(fā)展。
造福明天
NIMS的研究領(lǐng)域主要分為三大方面:環(huán)境、能源及資源研究領(lǐng)域,納米尺度材料研究領(lǐng)域,先進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)研究領(lǐng)域。而被每一個五年計劃納入其中的項(xiàng)目,都可以被歸類到這三大領(lǐng)域之中。
其中,環(huán)境、能源及資源研究領(lǐng)域包括:環(huán)境修復(fù)材料、超導(dǎo)材料、發(fā)電存儲材料、新一代光伏材料、結(jié)構(gòu)材料的可靠性評估、高溫材料、輕質(zhì)高性能復(fù)合材料等方面的研究;
納米尺度材料研究領(lǐng)域包括:納米系統(tǒng)、化學(xué)納米技術(shù)、納米電子學(xué)和納米生物技術(shù)方面的研究;
先進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)研究領(lǐng)域包括:高級材料特性、創(chuàng)新性光子材料等方面的研究。
對于科學(xué)研究,NIMS一直秉承開放共享的態(tài)度。在NIMS人眼中,整個材料科學(xué)領(lǐng)域如同一個國際性研究組織,而NIMS在其中要做的,除了利用研究成果,促進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)化,還有分享設(shè)施與器材,并鼓勵人力資源的開發(fā)。
正所謂分享即獲得。NIMS開放的科研心態(tài)也使其收獲良多。一方面,NIMS與世界其他各國高校及研究機(jī)構(gòu)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手,打造國際研究中心;一方面與優(yōu)秀企業(yè)合作,共建聯(lián)合研究中心,雙管齊下,積極為各種難題提供優(yōu)質(zhì)的解決方案。
在與企業(yè)合作方面,不得不提的當(dāng)屬NIMS Saint-Gobain(圣戈班)先進(jìn)材料卓越中心。作為世界玻璃技術(shù)以及納米技術(shù)領(lǐng)域的兩個領(lǐng)導(dǎo)者,法國圣戈班集團(tuán)與NIMS的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合可謂相當(dāng)矚目。這一卓越中心主要致力于生產(chǎn)下一代人居和建設(shè)所需的先進(jìn)材料,以滿足人們對環(huán)境保護(hù)和能源效率日益增長的需求。
目前,NIMS在諸多領(lǐng)域已經(jīng)處于領(lǐng)軍地位,比如高溫高壓技術(shù)合成單晶金剛石和氮化硼,超導(dǎo)和有機(jī)材料,納米顆粒催化作用等,并開始在一些全新的器件和技術(shù)領(lǐng)域奮力開拓。
“鈣鈦礦太陽能電池”自2009年首次作為太陽能電池材料公開以來,轉(zhuǎn)換效率迅速提高,作為新一代太陽能電池受到了全球的關(guān)注。由于可以在基板和薄膜上涂布制造,利用印刷技術(shù)量產(chǎn),其蘊(yùn)含著能較以往的太陽能電池大幅降低制造成本的可能性。
今年5月1日,NIMS宣布,“鈣鈦礦太陽能電池”的能源轉(zhuǎn)換效率記錄在全球首次得到了國際標(biāo)準(zhǔn)測試機(jī)構(gòu)的認(rèn)可,轉(zhuǎn)換效率達(dá)到15%。毫無疑問,這大大鼓舞了科學(xué)家們。NIMS也有望以該成果為基礎(chǔ),開發(fā)出性能更高的載流子運(yùn)輸材料,并通過控制“鈣鈦礦太陽能電池”的界面,實(shí)現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)換效率。■