مادران (و پدران) اختراع

آیا تا به حال فکر کرده اید که اکتشافات انجام شده در آزمایشگاه های ملی آمریکا چگونه به تجارت آمریکایی کمک می کند؟ ما از مایک پائولوس، مدیر انتقال فناوری ORNL خواستیم تا کمی در مورد این موضوع روشن کند و 10 داستان موفقیت برتر انتقال فناوری آزمایشگاه را به اشتراک بگذارد.

بهترین شریک ممکن

دانشمندان ORNL ظاهراً در حال اختراع فناوری‌ها و فرآیندها هستند و آزمایشگاه می‌خواهد آنها را برای بهبود اقتصاد ملی در اختیار شرکت‌های آمریکایی قرار دهد.

مایک پائولوس، مدیر انتقال فناوری ORNL گفت: “بسیاری از خروجی های تحقیقاتی ما در حوزه عمومی در نشریات علمی است، اما مواقعی وجود دارد که شرکت ها باید سرمایه گذاری های کلانی انجام دهند تا نتایج علمی خود را به محصولات یا خدمات تبدیل کنند. بنابراین آنها نیاز دارند. انحصاری برای دریافت بازگشت سرمایه خود.

برای انجام این مسابقات، تیم پائولوس باید نیازهای پژوهشگران و کسب‌وکارها را تطبیق دهد.

پاولوس گفت: “اولین وظیفه ما کمک به محققان در شناسایی اختراعاتی است که می توانند پتانسیل تجاری داشته باشند و با آنها برای ثبت اختراعات همکاری کنیم.” کار دوم ما تعامل با کسب و کارها، ارتباط آنها با محققان، دادن مالکیت معنوی به آنها برای موفقیت است و سپس، اغلب، استفاده از قابلیت های آزمایشگاه را ادامه می دهیم.”

موفقیت در انتقال فناوری

هنگامی که این جفت‌ها موفق شدند، فناوری‌های ORNL توسط شرکت‌های بخش خصوصی مجوز، پالایش و تجاری‌سازی می‌شوند. هزینه های جایزه توسط پیمانکار ORNL UT-Battelle با نظارت DOE مدیریت می شود.

آنچه در زیر می آید 10 موفقیت برتر این آزمایشگاه در انتقال فناوری بر اساس درآمد صدور مجوز است.

آزمایشگاه روی تراشه – ­در سال 1987، شیمیدانان ORNL، مایک رمزی و استفان جاکوبسون، راهی برای سرعت بخشیدن به فرآیندهای جداسازی شیمیایی با عبور دادن نمونه های کوچک از یک آزمایشگاه شیمیایی کوچک که بر روی یک اسلاید میکروسکوپ حک شده بود، ابداع کردند.

پائولوس گفت: «آنها یک راه واقعاً نوآورانه برای ساخت شیمی با کارایی بالا و انعطاف پذیر ارائه کردند. اختراع آنها در مقابل بازاری قرار گرفت که به سرعت در حال رشد بود.

رمزی و جاکوبسون این دستگاه را در سال 1995 ثبت کردند و رمزی شرکتی به نام Caliper Technology Corporation را برای توسعه بیشتر این فناوری تأسیس کرد. مفهوم آزمایشگاه روی یک تراشه تکامل یافته است تا تحقیقات ژنتیکی، توسعه دارویی و سایر فرآیندهای جداسازی بیوشیمیایی را در بر گیرد.

سنسورهای دمای بی سیم – در سال 1994، زمانی که دانشمندان ORNL باب لاف و دان بیبل در جلسه‌ای در Sematech شرکت می‌کردند، از یک مشکل صنعتی مطلع شدند: سیم‌های حسگر که برای اطمینان از گرمایش یکنواخت تراشه‌های نیمه‌رسانا استفاده می‌شوند، تداخل دارند و بر قابلیت اطمینان اندازه‌گیری‌ها تأثیر می‌گذارند.

پائولوس گفت: «از آنچه من فهمیدم، لاوف و انجیل به یک بار رفتند، یک دستمال کاغذی بیرون آوردند، یک ایده طراحی کردند، به خانه رفتند و – با کمک مهندس ORNL کارل پسران – یک نمونه اولیه ساختند و برای ثبت اختراع ثبت کردند. سپس به آنجا بازگشتند [Sematech] نماینده و گفت: “ما یک راه حل داریم: سنسور دمای بی سیم.”

ORNL در سال 2001 مجوز ثبت اختراع SensArray را صادر کرد و در سال 2005 SensArray Integrated Wafer برنده جوایز Semiconductor International و R&D 100 شد.

مواد کامپوزیت سرامیکی تقویت شده با کاربید سیلیکون برای ابزارهای برش – در اوایل دهه 1980، جورج وی، تری تیگز و پل بچر از ORNL یک کامپوزیت سرامیکی تقویت شده با سبیل های کاربید سیلیکون-مانند میلگرد در بتن- ایجاد کردند که آن را برای ابزارهای برش و سایر کاربردهای مقاوم در برابر سایش ایده آل ساخت. مجوز این فناوری در سال 1986 به Advanced Composite Materials Corp داده شد. و بعدا توسط Greenleaf Tooling Solutions توزیع شد.

پاولوس گفت: «این ماده در کاربردهای ابزار دقیق واقعاً موفق بوده است. این افراد هنوز هم محصولاتی را بر اساس این ماده می فروشند و این فناوری هنوز مدت ها پس از انقضای پتنت ها تفاوت ایجاد می کند.

یک سیستم طیف سنجی جرمی دستی – رمزی، همان محققی که “آزمایشگاه روی یک تراشه” را توسعه داد، با بیل ویتون از ORNL برای توسعه یک طیف‌سنج جرمی دستی که برای شناسایی ترکیب نمونه‌ها در زمینه‌هایی مانند علم مواد استفاده می‌شود، کار کرد. پزشکی قانونی، داروسازی، زیست شناسی و شیمی. این فناوری در سال 2012 مجوز 908 دستگاه را دریافت کرد. ORNL سهامی از سهام شرکت را به عنوان بخشی از هزینه مجوز دریافت کرد، بنابراین وقتی عرضه اولیه 150 میلیون دلاری آن در دسامبر 2020 بسته شد، ORNL توانست سهام خود را بفروشد.

پائولوس گفت: «این اولین فروش سهام ما از زمانی بود که من اینجا هستم. “این یک روز هیجان انگیز برای آزمایشگاه بود.”

RABITS (سوبسترای دو محوره با کمک رول) — در سال 1996، دانشمندان ORNL، آمیت گویال و پارانس پارانتامان، توسعه روش‌ها و مواد جدید را برای تولید مواد ابررسانا با دمای بالا رهبری کردند. این کار توسط یک قرارداد تحقیق و توسعه مشترک یا CRADA با American Semiconductor پشتیبانی شد و یکی از فناوری‌ها در سال 2000 به این شرکت مجوز داده شد. فناوری دوم به SuperPower Inc. در سال 2007

پائولوس گفت: “این نمونه ای از یک برنامه پایدار، متمرکز و با بودجه DOE برای پیشرفت فناوری است که منجر به مجموعه عظیمی از پتنت ها و شرکت ها شده است.”

فناوری باتری حالت جامد لایه نازک پاولوس گفت: «نانسی دادنی، جان بیتس و برند نودکر فناوری الکترولیت حالت جامد را در دهه 1990 توسعه دادند که امکان چاپ باتری‌های بسیار کوچک را بر روی تخته‌های مدار با استفاده از فناوری نیمه‌رسانا فراهم کرد.

این فناوری از طریق چندین CRADA توسعه یافت و در نهایت به چندین شرکت مجوز داده شد که هر یک میکروباتری های لیتیوم یون حالت جامد را به بازار عرضه کردند. این باتری های لایه نازک نسبت به نسل فعلی باتری های لیتیوم یون مبتنی بر الکترولیت مایع، ماندگارتر، قوی تر و ایمن تر هستند.

فرآیند بیوسوکسینیک اسید – هدف از این پروژه یافتن راهی برای تولید اسید سوکسینیک – یک بلوک ساختمانی برای بسیاری از محصولات شیمیایی – که متکی به مواد شیمیایی مبتنی بر نفت نباشد. دانشمندان ORNL Nhuan Nghiem و Brian Davison با همکارانش در آزمایشگاه ملی آرگون و آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر برای انجام این کار همکاری کردند و یک فرآیند میکروبی برای ایجاد اسید سوکسینیک از زیست توده ایجاد کردند. پتنت این فناوری در سال 1997 ثبت شد و این فناوری بعداً توسط Applied CarboChemicals مجوز گرفت که پس از ادغام به JV BioAmber تبدیل شد. این شرکت در سال 2010 یک کارخانه نمایشی در فرانسه ساخت و چندین سال از آن بهره برداری کرد.

LandScan – پایگاه داده LandScan طیف وسیعی از داده ها، از جمله اطلاعات سرشماری و تصاویر ماهواره ای را برای ایجاد تصاویر گرافیکی با وضوح بسیار بالا از توزیع جمعیت جهانی ترکیب می کند. در سال 1998 توسط دانشمندان ORNL بودو بهادوری، فیلیپ کلمن، ادوارد برایت، ایمی رز و ماری اوربان توسعه یافت.

برخی از بزرگترین تأثیرات LandScan در طول بلایای طبیعی دیده شده است، زمانی که آژانس های امدادی از محققان می خواهند از پایگاه داده استفاده کنند تا پیش بینی کنند افراد متاثر از حوادثی مانند زلزله، گردباد و سونامی هنگام تخلیه به کجا خواهند رفت. این قابلیت به آژانس ها اجازه می دهد تا منابع بشردوستانه و سایر منابع را به مکان های مناسب تحویل دهند.

LandScan از سال 2012 تا 2021 مجوز East View Geospatial را دریافت کرد. از سال 2021 تحت یک مجوز منبع باز برای استفاده دانشگاهی توزیع شده است.

یک سیستم استخراج تصویر مبتنی بر محتوا برای بهبود عملکرد نیمه هادی پاولوس گفت: «من فناوری بازیابی خودکار تصویر ORNL – AIR – را پیش‌روی تجزیه و تحلیل تصویر مبتنی بر هوش مصنوعی می‌دانم. “این توسط دانشمندان ORNL، کن توبین، رجینا فرل، تام کارنوفسکی، شان گلیسون و حامد ساری صراف ساخته شده است.”

محققان پایگاه داده ای از نقص های شناخته شده پردازش نیمه هادی را گردآوری کردند، سپس ابزاری به نام AIR ایجاد کردند تا کاربران بتوانند به سرعت تصاویر ویفرهای نیمه هادی مشکل دار را با تصاویر موجود در پایگاه داده مقایسه کنند. بر اساس این مقایسه، آنها می توانند تعیین کنند که چه چیزی در فرآیند تولید اشتباه بوده است. AIR در سال 2004 مجوز شرکت فناوری آگوست را دریافت کرد و با نام تجاری TrueADC به بازار عرضه شد.

رابط های نمونه برداری پورت را برای طیف سنجی جرمی باز کنید – شیمیدانان ORNL، گری ون برکل و ویلموش کرتسز، در ایجاد رابط های نوآورانه بین سیستم های طیف سنجی جرمی و نمونه ها تخصص داشته اند. در این مورد، نوآوری آنها حتی به کاربران تازه کار اجازه می دهد تا نمونه های جامد یا مایع را در یک طیف سنج جرمی بارگذاری کنند و به نتایج قابل اعتمادی دست یابند.

پاولوس با عصبانیت خاطرنشان کرد: این یک موفقیت یک شبه است که بیش از 20 سال طول کشید. ORNL از سال 1996 با SCIEX شریک شده است. در سال 2022، SCIEX یک سیستم طیف سنجی جرمی پرچمدار جدید را راه اندازی کرد و فناوری ما بخشی جدایی ناپذیر از آن سیستم است.

همیشه فرصت هایی برای انجام بهتر کارها وجود دارد

هر یک از این انتقال فناوری توسط قانون Bayh-Dole در سال 1980، قانونی که به دانشگاه‌ها، آزمایشگاه‌های ملی و کسب‌وکارهای کوچک اجازه می‌داد حق ثبت اختراع داشته باشند و از اکتشافات حاصل از تحقیقات با بودجه فدرال سود ببرند، امکان‌پذیر شد.

پائولوس گفت: «گفته شده است که قانون Bayh-Dole شاید الهام‌بخش‌ترین قانون تصویب شده در ایالات متحده در نیم قرن اخیر باشد.

محرکی که ارائه می کند تفاوت بزرگی در انتقال تحقیق و توسعه از آزمایشگاه های فدرال به تجارت و صنعت ایالات متحده ایجاد کرده است. توانمندسازی مؤسساتی که برای ارتباط با شرکت‌های تولیدکننده اختراع می‌کنند، تضمین می‌کند که مسیر مستقیمی به بازار وجود دارد.»