从技术成熟度到死亡谷 科研成果转化该有多难?

这两天，国内科研界出了一件大事！国务院印发了《实施〈中华人民共和国促进科技成果转化法〉若干规定》，其中就提到要促进研究开发机构、高等院校技术转移，要激励科技人员创新创业。这对于材料领域的研究者来说，不甘于止步于文献、专利，想试一试研究成果成功实现产业化的话，是一个大好时机。

但是，每年光见诸报道的新材料就有千千万，但真正产业化的却寥寥无几。是消费者不喜欢用新材料？还是企业固步自封不图进取？这样的指责自然是安全的，但于事无补。但我们更应该了解科研成果转化到底难度几何。要想了解科研成果转化难度，技术成熟度等级，和“死亡之谷”，此文或许值得一看。

何为技术成熟度等级（Technology Readiness Levels，TRLs）？

通常来讲，科研成果的转化需要经历四个阶段：概念研究阶段、技术开发阶段、工程研制阶段、生产部署阶段。科研项目，尤其是具有战略性和前瞻性的国防项目，如果罔顾技术发展现状，跨越式发展，不但会造成项目失败、经济损失，也可能最终延误技术成熟。为此，美国航空航天局( NASA) 在1989年首次提出TRLs的概念，以此评估判断产品技术现阶段所处等级, 简要、清晰地表达开发状态和技术风险。当一项技术经评估达不到要求的技术成熟度等级时，就不能转入下一阶段的研究，否则劳民伤财，最重要的是项目难产，影响后续进展。

最开始只有7 个等级，后经修改，在1995 年的NASA 白皮书中增加至9个等级。从技术起点萌芽期--发现基本原理的第1级到技术成熟期--市场上出现成品的第9级。不同领域的技术都可用TRLs来评估其成熟度，只是定义有所不同。

其中，美国国防部（DOD）对于TRLs的定义如表1所示。表1中的定义可用于计算机领域、生物医学领域以及制造业领域。

表1  DOD对TRLs的定义

何为死亡之谷（ Valley of Death）？

乍一看，科研成果只要努力，顺顺当当走过四个阶段不就可以修成正果了？事实并非如此。就像公务员，从科级到处级、部级再到国级，等级阶段都划好了，但是大家都能爬的上去吗？要理解科研成果转化的难度，还得了解所谓“死亡之谷”。

图1  “死亡之谷’现象

如图1所示，横坐标是科研成果转化的各个阶段。按照TRLS分级，1-3级属于基础研究，3-5级发展到应用研究，5-7级是技术发展阶段，7-9级是成品原型和系统测试阶段。

从图中可以看出，在科研成果转化过程中，研究者作用由强到弱，企业作用由弱到强。而中间有一个薄弱地带，就是所谓的“死亡之谷”。

为什么会出现”死亡之谷“呢？科技人员作出成果，企业拿着推动市场化，不是皆大欢喜吗？高校科技人员擅长成果产业化过程的前端工作，但而产品开发和产业化生产后续工作也很繁重，不适合进一步介入TRLs3-5级之后。而企业有追求利润最大化的本能，不愿承担科技成果应用的诸多风险，他们不会轻易触碰TRLs中低于7级的技术。因此，TRLs4-7级之间的地带，就成了科研成果的”死亡谷“。

前面提到的科研成果是泛指，难以有一个具体概念。我们用航空发动机用材料来举例，看看材料发展到哪一步，对应的技术成熟度如何。（数据来源于文献：陈亚莉. 技术成熟度评估在航空材料开发中的应用[J]. 航空制造技术, 2010(14):62-65.）

同样，先进材料的技术成熟度划分为9 级。一般先进材料完成预研后, 技术成熟度大约达到3 -4 级的水平, 达到6 级成熟度以上的新材料才可供型号选择。

表2  材料技术成熟度定义

从这里能看到，材料的技术成熟度已经用具体的指标所划分出来。而从材料的应用领域来看，如果要降低研制风险、减少研制成本，尽量要选用成熟的材料应用技术，也就是技术成熟路线8-9级左右。表3中关于材料与发动机技术成熟度之间的关系也是来自于《技术成熟度评估在航空材料开发中的应用》一文。

表3  材料与发动机技术成熟度之间的关系

结语：从上面的内容可以看到， 刚刚从实验室研制出来的新材料要想实现应用，还有较长的一段路要走。不过，相信这一系列关于促进科研成果转化的文件，应该可以鼓舞材料科技人才吧。

材料人签约作者刘流供稿，材料牛编辑整理。