搞科研要“頂天立地”，頂天，指作基礎(chǔ)研究時，要處在國際最前沿。立地，指研究成果要滿足國家的需求，為區(qū)域經(jīng)濟作出實實在在的成果。
要想出實實在在的成果，還是得將技術(shù)進行產(chǎn)業(yè)化，讓產(chǎn)品上貨架。然而產(chǎn)業(yè)化的過程是非常復(fù)雜的，需要產(chǎn)業(yè)布局，土地申請，人才招募，公司管理，經(jīng)濟核算等等方面，這些遠遠超過了科研工作者的能力范圍，因此需要外界的幫助，才能成功進行技術(shù)的轉(zhuǎn)化。但是很少有機構(gòu)會對科研人員進行專門的培訓(xùn)來進行技術(shù)轉(zhuǎn)化，這使得產(chǎn)業(yè)化的進程大大延緩。
近日，Nature上刊發(fā)了一個評論文章，作者以自己十年的技術(shù)轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ)，告訴讀者這個過程中需要面臨的問題和挑戰(zhàn)，非常值得一讀，對科研人員會有很大的啟發(fā)。
甲烷占全球溫室氣體排放量的16-20%，在捕獲大氣中的熱量方面比二氧化碳更有效。一半以上的甲烷排放來自人類活動，包括煉油廠、煤礦和垃圾填埋場的泄漏。我們開發(fā)了一種從混合廢氣流中去除甲烷的材料。
將我們的材料商業(yè)化花了十年時間：從在化學(xué)實驗室開發(fā)（2011-18年），到在煤礦天然氣廠證明其有效性（2018-21），再到制造并開始銷售（2019-21）。這聽起來是很長一段時間，但實際上速度很快。在我們的工業(yè)化學(xué)領(lǐng)域，產(chǎn)品通常需要長達20年的時間才能從實驗室中走出并投放市場。大多數(shù)原型在第一個障礙時都失敗了，也就是沒有得到行業(yè)的支持。專利只持續(xù)了20年，我們需要與時間賽跑。
世界迫切需要新技術(shù)來避免氣候變化。不幸的是，幾乎沒有人來教學(xué)者如何進行商業(yè)化，如何在公司和法律界的陌生領(lǐng)域，同時兼顧大學(xué)職業(yè)要求。
為了激勵其他人前進，我們在這里分享我們加快技術(shù)轉(zhuǎn)化的經(jīng)驗教訓(xùn)。除了令人興奮的產(chǎn)品外，它還需要時間、金錢、業(yè)務(wù)管理和許多部門的協(xié)作。明確產(chǎn)品的市場地位，與關(guān)鍵合作伙伴的戰(zhàn)略合作，以及獲得出色的制造和工程能力，使新技術(shù)更有可能越過終點線。
從“5W”問題開始：什么是產(chǎn)品，誰是客戶，什么是競爭技術(shù)，產(chǎn)品的經(jīng)濟價值是什么，其社會和環(huán)境影響是什么。答案將引導(dǎo)您找到正確的行業(yè)、資金來源和營銷信息，同時解決提出的任何問題。
我們的產(chǎn)品是一種新型吸附材料（離子液體沸石；ILZs），可以有效地捕獲甲烷。它繞過了一個幾十年來一直挑戰(zhàn)化學(xué)家的問題——將甲烷與空氣中的氮氣分離。這兩種氣體具有相似的分子大小、沸點和反應(yīng)特性。
這個材料被發(fā)現(xiàn)后，我們并不知道如何使用。后來我們意外發(fā)現(xiàn)它的作用。K.G.L.于2012年搬到了珀斯的西澳大利亞大學(xué)（與E.F.M.一起）研究天然氣加工。我們致力于一個減少液化天然氣廠通風(fēng)口的甲烷排放的項目，ILZ材料似乎很合適。目標(biāo)客戶變得清晰了：液化天然氣精煉廠、煤氣濃縮廠和垃圾填埋場，以及可再生沼氣生產(chǎn)設(shè)施。
我們首先關(guān)注那些可以用最低成本試用我們的技術(shù)，獲得最大好處的客戶。大型液化天然氣廠太復(fù)雜了，中國的煤礦公司符合要求。2014年，天然氣在西方便宜而豐富，但在中國需求量很大。中國供應(yīng)大多數(shù)吸附劑的原材料。將被稱為金屬-有機框架的多孔催化劑材料商業(yè)化的研究人員也開始瞄準(zhǔn)小型研究機構(gòu)，而不是大型化工廠。
接下來，我們需要面對競爭。甲烷處理是一個快速發(fā)展的領(lǐng)域。處理低品位甲烷混合物有很多選擇。每個都有利弊。稀燃式燃氣發(fā)電裝置便攜、簡單，但產(chǎn)量低。催化和熱氧化劑在稀釋的氣體流上工作得很好，但浪費了熱能?；钚蕴亢鼙阋耍茈y分離甲烷和氮。我們的ILZ更具選擇性，但我們?nèi)匀槐仨氉畲笙薅鹊靥岣咂湫阅堋ㄟ^控制顆粒形狀和大小，在用于捕獲甲烷的工業(yè)容器中，最大限度地使用ILZ材料。
對于任何新技術(shù)來說，定價都是具有挑戰(zhàn)性的。歸根結(jié)底，價格是通過估計技術(shù)相對于傳統(tǒng)選項可以為客戶提供的邊際價值來確定的，但被客戶做新事物的風(fēng)險所抵消。當(dāng)供應(yīng)鏈不成熟時，生產(chǎn)成本一開始可能會很高，必須考慮直接成本（勞動力、材料、存儲、運輸和公用事業(yè)）和間接費用（銷售、營銷、融資、稅收、折舊和專利）。
在每個步驟中，傾聽客戶、合作伙伴和其他利益相關(guān)者的意見都很重要。該產(chǎn)品可能不是市場現(xiàn)在需要的；商業(yè)模式可能無法盈利。就我們而言，我們出售先進的工程解決方案和材料作為包裝，以增加利潤——就像打印機制造商通過銷售墨盒賺取額外收入一樣。
必須考慮環(huán)境影響，如材料毒性、廢物管理和碳足跡。我們的材料可以使用8-20年，之后可以燃燒、回收或填埋。然后，將這種處置成本與使用材料的環(huán)境效益進行權(quán)衡。一噸ILZ在其生命周期內(nèi)可以捕獲約4000萬噸二氧化碳當(dāng)量的溫室氣體。
隨著技術(shù)和供應(yīng)鏈的發(fā)展，“5W”問題的答案可能會在途中發(fā)生變化。要關(guān)注技術(shù)、經(jīng)濟和政策方面的全球變化，來收集數(shù)據(jù)以更準(zhǔn)確地應(yīng)對。
專利授予制造、使用和銷售技術(shù)的合法權(quán)利，期限通常為20年（美國、中國和歐洲都是如此）。在這段時間里，它阻止了其他人這樣做。商業(yè)秘密是保護知識產(chǎn)權(quán)專利的替代品。這需要您避免公布關(guān)鍵制造步驟，以便其他人難以復(fù)制這些步驟。在實踐中，可以使用多種方法。我們開始依賴商業(yè)秘密，但隨著我們繼續(xù)，我們部署了多項專利。
首先，縮小申請專利的范圍。它可以是一種材料、用途、設(shè)備或概念。其次，盡早與機構(gòu)知識產(chǎn)權(quán)（IP）官員和專利律師交談。例如，他們將知道產(chǎn)品是否具有商業(yè)價值，實施保護是否切實可行，以及是否有足夠的數(shù)據(jù)來支持您的申請。
2015年，我們在澳大利亞提交了第一份臨時專利申請。該階段只需要一個堅實的概念證明。準(zhǔn)確的措辭至關(guān)重要。從廣泛的主張開始，提供具體細節(jié)來證明創(chuàng)新，并盡可能少地披露特定技術(shù)。
專利對于建立公司很重要。盡管它是無形的，但它是公司的初始資產(chǎn)，吸引了合作者和投資者。我們的專利提供的安全性使我們能夠向合作者披露我們的配方，這對擴大我們產(chǎn)品的制造規(guī)模至關(guān)重要。
然而，專利申請過程既漫長又昂貴。從在澳大利亞(2015年)申請國際專利，到在美國(2019年)、中國和澳大利亞(2021年)獲得第一批完整專利，我們花了4到7年時間。我們僅為獲得美國專利就投資了2萬多澳元(約合1.5萬美元)，每個專利都有年費，以及專利律師的持續(xù)費用。開公司要花很多錢。我們的目標(biāo)是最有可能提供大市場的國家。隨著產(chǎn)品開發(fā)和其他候選產(chǎn)品的出現(xiàn)，我們申請了更多的專利。
大多數(shù)學(xué)者，包括我們在內(nèi)，對限制他們的研究感到矛盾。開放是科學(xué)進步的關(guān)鍵。而且研究人員需要發(fā)表論文來獲得工作、資助和晉升。對我們來說，這意味著要小心行事。我們選擇發(fā)表有關(guān)我們的材料先進用途的期刊文章，而不披露有關(guān)其生產(chǎn)的敏感信息。后來，我們可以通過引用專利來進一步說明。
像我們這樣的技術(shù)需要數(shù)百萬美元才能通過三個研發(fā)階段：實驗室研究、工業(yè)演示和商業(yè)工廠試驗。
第一步，實驗室研究。為了在實驗室開發(fā)材料，我們最初從澳大利亞研究委員會（ARC）、西澳大利亞州政府和全球能源公司獲得了總計數(shù)百萬美元的資助。與E.F.M.集團的交叉合作為ARC的工業(yè)轉(zhuǎn)型開辟了資金線。這些使我們能夠?qū)⒉牧袭a(chǎn)量擴大到千克，制造設(shè)備，并測試吸附劑和甲烷捕獲循環(huán)的性能。
這個階段是大多數(shù)項目停滯不前的地方。一旦研究資金耗盡，我們也幾乎完成了工作。幸運的是，我們這個材料的前景促使我們繼續(xù)下去。獲得研究資助以外的資金需要與行業(yè)和其他專家小組建立伙伴關(guān)系。這些可能從化學(xué)、機械和電氣工程師到業(yè)務(wù)經(jīng)理、經(jīng)濟學(xué)家、法律顧問和會計師。正是這些相互聯(lián)系最終讓我們壯大。以下是一些提示：
首先，一旦確定產(chǎn)品，就尋求戰(zhàn)略伙伴關(guān)系。這些不一定是大人物。當(dāng)我們接近大型吸附劑和氣體分離公司時，我們運氣不佳。但當(dāng)我們接觸中小型企業(yè)時，我們確實引起了關(guān)注，這些中小企業(yè)更愿意冒險。
第二，建立國際聯(lián)系。這開辟了融資渠道、專業(yè)知識領(lǐng)域和市場。會議和展覽是連接的好地方。例如，在一次關(guān)于從煤層中減排甲烷的會議上，我們與一家中國氣體分離公司合作。我們同意在談判條款和條件期間進行測試。我們通過保密協(xié)議和在建立互信的同時保守商業(yè)秘密來保護我們的知識產(chǎn)權(quán)。這種謹(jǐn)慎的步驟避免了未來的業(yè)務(wù)糾紛。
第三，用于促進合作的訪問贈款。2017年，我們很幸運地通過澳大利亞政府的全球創(chuàng)新聯(lián)系計劃獲得了200萬澳元（直接和實物支持）。這些聯(lián)系將三個組織聚集在一起，成立了一家名為Gas Capture Technologies的初創(chuàng)公司。
最后，在條件最有利的地方找到合作者。例如，我們受益于與澳大利亞的合作伙伴合作生產(chǎn)知識產(chǎn)權(quán)，一家德國制造商，提供專業(yè)原材料，以及在中國的天然氣公司進行加工和商業(yè)演示。
良好的工程建設(shè)至關(guān)重要，與生產(chǎn)工程師密切合作可以加快速度。例如，與中國制造商合作，我們花了兩年時間和多次迭代才為我們的材料找到商業(yè)上可行的配方。在此過程中，我們開發(fā)了一個工程周期，使我們的甲烷捕獲效率提高了一倍，并降低了資本成本。使用成熟的設(shè)施、工程師和支持團隊也比從頭開始更快、更便宜。
中國山西秦水盆地的甲烷捕獲廠使用他們開發(fā)的技術(shù)
下一步，商業(yè)工廠試驗，要求我們找到一個可以獲益并愿意測試該技術(shù)的組織。經(jīng)過多次實地考察、研討和可行性研究，一家領(lǐng)先的煤層甲烷氣公司同意支持我們在中國山西省秦水盆地建造第一家商用甲烷回收廠。這是世界上最大的煤層甲烷儲量地區(qū)之一的一家小型工廠。我們的團隊花了五個月的時間在現(xiàn)場安裝、調(diào)試和測試工廠。
根據(jù)我們網(wǎng)站上的信息和已發(fā)表的論文，成功贏得了北美和歐洲客戶的銷售訂單。我們能夠利用中國合作伙伴的工廠大規(guī)模制造材料和處理廢物。使用別人的設(shè)施將升級時間縮短了兩到三年。
溝通不暢可能是商業(yè)化延遲的最大原因。誤解會浪費時間和金錢，并造成緊張局勢和延誤。良好的溝通可以建立信任。廣泛的團隊（會計師、工程師、科學(xué)家和銷售人員）是取得成功的必要條件，但并非都在同一頁上。需要找到平衡，讓整個團隊參與進來，讓每個人都保持和諧。
跨學(xué)科溝通也是關(guān)鍵。例如，在建造示范工廠之前，我們在設(shè)計、機械和電氣工程師的參與下，至少瀏覽了管道和儀表圖中的每件設(shè)備20次。在整個過程中，我們繼續(xù)與他們交談。當(dāng)雨季中斷進度時，他們幫助我們迅速重回正軌，例如通過提高儀器的防水性。
還有更多的艱苦工作要做，比如提高生產(chǎn)率、確保資本和建立強大的供應(yīng)鏈。我們需要使產(chǎn)品和收入來源多樣化，并雇用可以全職工作的人才。對我們來說，這是學(xué)術(shù)界的第二份工作。如果我們知道未來會發(fā)生什么，通過全職工作，我們可能會更快地達到商業(yè)規(guī)模。
如果我們再次有同樣的機會，我們會更快地建立我們的公司，更頻繁地與行業(yè)互動，在會議或展覽的行業(yè)會議上獲得更多反饋，并更早地將我們的技術(shù)投入商業(yè)環(huán)境。我們可能會在不同的國家單獨申請專利，而不是經(jīng)歷緩慢的國際進程。我們呼吁知識產(chǎn)權(quán)機構(gòu)加快專利審查過程，與其他司法管轄區(qū)進行更有效的溝通，避免重復(fù)專利搜索和查詢。
政府和機構(gòu)對商業(yè)化的支持至關(guān)重要。需要持續(xù)支持創(chuàng)新中心或園區(qū)，應(yīng)該更系統(tǒng)、更廣泛地提供資金和培訓(xùn)。知識產(chǎn)權(quán)保護和商業(yè)化方面的培訓(xùn)應(yīng)隨時提供給研究人員，包括具有商界經(jīng)驗的導(dǎo)師和自己參與商業(yè)化的企業(yè)家。董事課程以及治理和商業(yè)培訓(xùn)也會有所幫助。
最后，我們鼓勵有創(chuàng)業(yè)精神的實驗室研究人員以耐心、毅力和積極主動的方式擁抱這段旅程。
https://doi.org/10.1038/d41586-022-00999-3
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