十年磨一剑！Nature深度报告：从实验室出发如何用十年将技术产业化！

　　半岛·BOB官方网站”，顶天，指作基础研究时，要处在国际最前沿。立地，指研究成果要满足国家的需求，为区域经济作出实实在在的成果。

　　要想出实实在在的成果，还是得将技术进行产业化，让产品上货架。然而产业化的过程是非常复杂的，需要产业布局，土地申请，人才招募，公司管理，经济核算等等方面，这些远远超过了科研工作者的能力范围，因此需要外界的帮助，才能成功进行技术的转化。但是很少有机构会对科研人员进行专门的培训来进行技术转化，这使得产业化的进程大大延缓。

　　近日，Nature上刊发了一个评论文章，作者以自己十年的技术转化为基础，告诉读者这个过程中需要面临的问题和挑战，非常值得一读，对科研人员会有很大的启发。

　　甲烷占全球温室气体排放量的16-20%，在捕获大气中的热量方面比二氧化碳更有效。一半以上的甲烷排放来自人类活动，包括炼油厂、煤矿和垃圾填埋场的泄漏。我们开发了一种从混合废气流中去除甲烷的材料。

　　将我们的材料商业化花了十年时间：从在化学实验室开发（2011-18年），到在煤矿天然气厂证明其有效性（2018-21），再到制造并开始销售（2019-21）。这听起来是很长一段时间，但实际上速度很快。在我们的工业化学领域，产品通常需要长达20年的时间才能从实验室中走出并投放市场。大多数原型在第一个障碍时都失败了，也就是没有得到行业的支持。专利只持续了20年，我们需要与时间赛跑。

　　世界迫切需要新技术来避免气候变化。不幸的是，几乎没有人来教学者如何进行商业化，如何在公司和法律界的陌生领域，同时兼顾大学职业要求。

　　为了激励其他人前进，我们在这里分享我们加快技术转化的经验教训。除了令人兴奋的产品外，它还需要时间、金钱、业务管理和许多部门的协作。明确产品的市场地位，与关键合作伙伴的战略合作，以及获得出色的制造和工程能力，使新技术更有可能越过终点线。

　　从“5W”问题开始：什么是产品，谁是客户，什么是竞争技术，产品的经济价值是什么，其社会和环境影响是什么。答案将引导您找到正确的行业、资金来源和营销信息，同时解决提出的任何问题。

　　我们的产品是一种新型吸附材料（离子液体沸石；ILZs），可以有效地捕获甲烷。它绕过了一个几十年来一直挑战化学家的问题——将甲烷与空气中的氮气分离。这两种气体具有相似的分子大小、沸点和反应特性。

　　这个材料被发现后，我们并不知道如何使用。后来我们意外发现它的作用。K.G.L.于2012年搬到了珀斯的西澳大利亚大学（与E.F.M.一起）研究天然气加工。我们致力于一个减少液化天然气厂通风口的甲烷排放的项目，ILZ材料似乎很合适。目标客户变得清晰了：液化天然气精炼厂、煤气浓缩厂和垃圾填埋场，以及可再生沼气生产设施。

　　我们首先关注那些可以用最低成本试用我们的技术，获得最大好处的客户。大型液化天然气厂太复杂了，中国的煤矿公司符合要求。2014年，天然气在西方便宜而丰富，但在中国需求量很大。中国供应大多数吸附剂的原材料。将被称为金属-有机框架的多孔催化剂材料商业化的研究人员也开始瞄准小型研究机构，而不是大型化工厂。

　　接下来，我们需要面对竞争。甲烷处理是一个快速发展的领域。处理低品位甲烷混合物有很多选择。每个都有利弊。稀燃式燃气发电装置便携、简单，但产量低。催化和热氧化剂在稀释的气体流上工作得很好，但浪费了热能。活性炭很便宜，但很难分离甲烷和氮。我们的ILZ更具选择性，但我们仍然必须最大限度地提高其性能——通过控制颗粒形状和大小，在用于捕获甲烷的工业容器中，最大限度地使用ILZ材料。

　　对于任何新技术来说，定价都是具有挑战性的。归根结底，价格是通过估计技术相对于传统选项可以为客户提供的边际价值来确定的，但被客户做新事物的风险所抵消。当供应链不成熟时，生产成本一开始可能会很高，必须考虑直接成本（劳动力、材料、存储、运输和公用事业）和间接费用（销售、营销、融资、税收、折旧和专利）。

　　在每个步骤中，倾听客户、合作伙伴和其他利益相关者的意见都很重要。该产品可能不是市场现在需要的；商业模式可能无法盈利。就我们而言，我们出售先进的工程解决方案和材料作为包装，以增加利润——就像打印机制造商通过销售墨盒赚取额外收入一样。

　　必须考虑环境影响，如材料毒性、废物管理和碳足迹。我们的材料可以使用8-20年，之后可以燃烧、回收或填埋。然后，将这种处置成本与使用材料的环境效益进行权衡。一吨ILZ在其生命周期内可以捕获约4000万吨二氧化碳当量的温室气体。

　　随着技术和供应链的发展，“5W”问题的答案可能会在途中发生变化。要关注技术、经济和政策方面的全球变化，来收集数据以更准确地应对。

　　专利授予制造、使用和销售技术的合法权利，期限通常为20年（美国、中国和欧洲都是如此）。在这段时间里，它阻止了其他人这样做。商业秘密是保护知识产权专利的替代品。这需要您避免公布关键制造步骤，以便其他人难以复制这些步骤。在实践中，可以使用多种方法。我们开始依赖商业秘密，但随着我们继续，我们部署了多项专利。

　　首先，缩小申请专利的范围。它可以是一种材料、用途、设备或概念。其次，尽早与机构知识产权（IP）官员和专利律师交谈。例如，他们将知道产品是否具有商业价值，实施保护是否切实可行，以及是否有足够的数据来支持您的申请。

　　2015年，我们在澳大利亚提交了第一份临时专利申请。该阶段只需要一个坚实的概念证明。准确的措辞至关重要。从广泛的主张开始，提供具体细节来证明创新，并尽可能少地披露特定技术。

　　专利对于建立公司很重要。尽管它是无形的，但它是公司的初始资产，吸引了合作者和投资者。我们的专利提供的安全性使我们能够向合作者披露我们的配方，这对扩大我们产品的制造规模至关重要。

　　然而，专利申请过程既漫长又昂贵。从在澳大利亚(2015年)申请国际专利，到在美国(2019年)、中国和澳大利亚(2021年)获得第一批完整专利，我们花了4到7年时间。我们仅为获得美国专利就投资了2万多澳元(约合1.5万美元)，每个专利都有年费，以及专利律师的持续费用。开公司要花很多钱。我们的目标是最有可能提供大市场的国家。随着产品开发和其他候选产品的出现，我们申请了更多的专利。

　　大多数学者，包括我们在内，对限制他们的研究感到矛盾。开放是科学进步的关键。而且研究人员需要发表论文来获得工作、资助和晋升。对我们来说，这意味着要小心行事。我们选择发表有关我们的材料先进用途的期刊文章，而不披露有关其生产的敏感信息。后来，我们可以通过引用专利来进一步说明。

　　像我们这样的技术需要数百万美元才能通过三个研发阶段：实验室研究、工业演示和商业工厂试验。

　　第一步，实验室研究。为了在实验室开发材料，我们最初从澳大利亚研究委员会（ARC）、西澳大利亚州政府和全球能源公司获得了总计数百万美元的资助。与E.F.M.集团的交叉合作为ARC的工业转型开辟了资金线。这些使我们能够将材料产量扩大到千克，制造设备，并测试吸附剂和甲烷捕获循环的性能。

　　这个阶段是大多数项目停滞不前的地方。一旦研究资金耗尽，我们也几乎完成了工作。幸运的是，我们这个材料的前景促使我们继续下去。获得研究资助以外的资金需要与行业和其他专家小组建立伙伴关系。这些可能从化学、机械和电气工程师到业务经理、经济学家、法律顾问和会计师。正是这些相互联系最终让我们壮大。以下是一些提示：

　　首先，一旦确定产品，就寻求战略伙伴关系。这些不一定是大人物。当我们接近大型吸附剂和气体分离公司时，我们运气不佳。但当我们接触中小型企业时，我们确实引起了关注，这些中小企业更愿意冒险。

　　第二，建立国际联系。这开辟了融资渠道、专业知识领域和市场。会议和展览是连接的好地方。例如，在一次关于从煤层中减排甲烷的会议上，我们与一家中国气体分离公司合作。我们同意在谈判条款和条件期间进行测试。我们通过保密协议和在建立互信的同时保守商业秘密来保护我们的知识产权。这种谨慎的步骤避免了未来的业务纠纷。

　　第三，用于促进合作的访问赠款。2017年，我们很幸运地通过澳大利亚政府的全球创新联系计划获得了200万澳元（直接和实物支持）。这些联系将三个组织聚集在一起，成立了一家名为Gas Capture Technologies的初创公司。

　　最后，在条件最有利的地方找到合作者。例如，我们受益于与澳大利亚的合作伙伴合作生产知识产权，一家德国制造商，提供专业原材料，以及在中国的天然气公司进行加工和商业演示。

　　良好的工程建设至关重要，与生产工程师密切合作可以加快速度。例如，与中国制造商合作，我们花了两年时间和多次迭代才为我们的材料找到商业上可行的配方。在此过程中，我们开发了一个工程周期，使我们的甲烷捕获效率提高了一倍，并降低了资本成本。使用成熟的设施、工程师和支持团队也比从头开始更快、更便宜。

　　下一步，商业工厂试验，要求我们找到一个可以获益并愿意测试该技术的组织。经过多次实地考察、研讨和可行性研究，一家领先的煤层甲烷气公司同意支持我们在中国山西省秦水盆地建造第一家商用甲烷回收厂。这是世界上最大的煤层甲烷储量地区之一的一家小型工厂。我们的团队花了五个月的时间在现场安装、调试和测试工厂。

　　根据我们网站上的信息和已发表的论文，成功赢得了北美和欧洲客户的销售订单。我们能够利用中国合作伙伴的工厂大规模制造材料和处理废物。使用别人的设施将升级时间缩短了两到三年。

　　沟通不畅可能是商业化延迟的最大原因。误解会浪费时间和金钱，并造成紧张局势和延误。良好的沟通可以建立信任。广泛的团队（会计师、工程师、科学家和销售人员）是取得成功的必要条件，但并非都在同一页上。需要找到平衡，让整个团队参与进来，让每个人都保持和谐。

　　跨学科沟通也是关键。例如，在建造示范工厂之前，我们在设计、机械和电气工程师的参与下，至少浏览了管道和仪表图中的每件设备20次。在整个过程中，我们继续与他们交谈。当雨季中断进度时，他们帮助我们迅速重回正轨，例如通过提高仪器的防水性。

　　还有更多的艰苦工作要做，比如提高生产率、确保资本和建立强大的供应链。我们需要使产品和收入来源多样化，并雇用可以全职工作的人才。对我们来说，这是学术界的第二份工作。如果我们知道未来会发生什么，通过全职工作，我们可能会更快地达到商业规模。

　　如果我们再次有同样的机会，我们会更快地建立我们的公司，更频繁地与行业互动，在会议或展览的行业会议上获得更多反馈，并更早地将我们的技术投入商业环境。我们可能会在不同的国家单独申请专利，而不是经历缓慢的国际进程。我们呼吁知识产权机构加快专利审查过程，与其他司法管辖区进行更有效的沟通，避免重复专利搜索和查询。

　　政府和机构对商业化的支持至关重要。需要持续支持创新中心或园区，应该更系统、更广泛地提供资金和培训。知识产权保护和商业化方面的培训应随时提供给研究人员，包括具有商界经验的导师和自己参与商业化的企业家。董事课程以及治理和商业培训也会有所帮助。

　　最后，我们鼓励有创业精神的实验室研究人员以耐心、毅力和积极主动的方式拥抱这段旅程。

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