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日本是一個科技發(fā)達國家，每年都有不少新的發(fā)明和專利技術產(chǎn)生。日本發(fā)明協(xié)會等機構每年也都要通過評選，對那些影響社會經(jīng)濟生活的發(fā)明和專利技術進行表彰。2009年，獲得“內(nèi)閣總理大臣獎”的“纖維強化復合材料(FRP)熱熔接技術”和獲得“日刊工業(yè)新聞社獎”的“超急速冷凍方法與裝置(CAS)”值得一提。
超急速冷凍：讓金槍魚賣出天價
日本發(fā)明振興協(xié)會主辦的第34屆發(fā)明大獎日前公布，日本ABI股份公司社長大和田哲男開發(fā)的“超急速冷凍方法與裝置(CAS)”摘獲“日刊工業(yè)新聞社獎”。
于1975年創(chuàng)設的日本發(fā)明振興協(xié)會發(fā)明大獎旨在表彰中小企業(yè)的優(yōu)秀產(chǎn)品和技術，促進日本科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。此次獲獎的CAS設備在冷凍食品時，可以保護細胞在冷凍過程中不受損害，解凍的食品與冷凍前保持幾乎相同的新鮮度。該發(fā)明在食品、醫(yī)療等領域有廣闊的應用前景，有望對人們生活帶來深刻影響。
CAS的發(fā)明者大和田哲男1944年出生，一直從事與食品有關的工作，從1975年起就開始開發(fā)生奶油冷凍機。1989年，他創(chuàng)立了ABI公司，開始進行CAS的開發(fā)，并于2001年首次研發(fā)出可實際應用的冷凍系統(tǒng)，受到各國的廣泛關注。大和田哲男認為，當今日本第一產(chǎn)業(yè)的平均年薪僅為160萬日元，這是一個讓人絕望的數(shù)字。其中很大的一個因素就是肉類、蔬菜、水果等農(nóng)產(chǎn)品的保鮮問題。在這個背景下，ABI公司致力于通過冷凍保鮮的方式促進農(nóng)產(chǎn)品在更廣范圍的流通。
在使用一般冰箱冷凍食品時，食品中的水分結(jié)冰時會膨脹、破壞細胞膜。CAS則通過特殊的手段在保護細胞膜和食物中各種組織不受到破壞的前提下進行冷凍，其原理就是將食品冷卻到零度時，在多種磁場的作用下，把細胞中的水分子控制在“過冷卻狀態(tài)”(低于零度但并未結(jié)冰的狀態(tài))，然后將食品急速冷凍。這樣一來，食品中的水分子基本不會膨脹，不會導致細胞壁破裂，且排列均勻，抑制食品的酸化和變質(zhì)，從而解凍后的食品就與冷凍前一樣新鮮了。
前不久，ABI公司還利用CAS裝置將鮮活的玫瑰快速冷凍，以零下40度的溫度保存一段時間，在解凍后玫瑰成功開花，這在全球尚屬首次。
2009年5月9日，時任日本首相的麻生太郎在視察ABI公司研究所時，品嘗了已經(jīng)冷凍7年的金槍魚、墨魚、生柿子和大米。當他得知該技術可以讓農(nóng)產(chǎn)品、漁產(chǎn)品以更高的價格出售時說：“利用這項技術，有望提高農(nóng)業(yè)和漁業(yè)從業(yè)者收入，在產(chǎn)地直接進行食品加工還可以為農(nóng)民和漁民帶來更多的附加價值。農(nóng)業(yè)和漁業(yè)有望得到更進一步的發(fā)展。”
目前，CAS裝置已經(jīng)走出實驗室，開始應用于食品運輸業(yè)。據(jù)報道，日本大丸和松扳屋旗下的大型食品流通企業(yè)已經(jīng)引進ABI公司開發(fā)的CAS裝置，應用于金槍魚等海產(chǎn)品的冷凍運輸，今后還將擴展到青菜和加工食品，以食品的新鮮度為賣點來擴大市場。日本島根縣和鹿兒島縣等地也積極引進該項技術和設備，以加工和保存高品質(zhì)的海產(chǎn)品。
高知縣的一家遠洋金槍魚捕撈漁船搭載了CAS設備。他們將在遠洋捕撈到的黃鰭金槍魚用CAS進行冷凍運回日本出售。2009年9月16日，在東京著名的鮮魚交易市場——筑地市場，該漁船運回的黃鰭金槍魚以每公斤1.1萬日元(約合800元人民幣)的高價出售。一般方式冷凍的黃鰭金槍魚在市場上每公斤只能買到3000日元左右。
此外，該技術還被廣泛應用于醫(yī)療領域。大和田哲男介紹說，早在2004年，與日本廣島大學的共同研究中，曾將拔下的智齒用該裝置進行冷凍，如今冷凍多年的智齒解凍后進行的牙齒移植手術也已取得成功。現(xiàn)在ABI公司正在與東京大學等48所高校在臟器保存、組織再生醫(yī)療等領域進行共同研究，以期讓CAS在醫(yī)療上有更廣泛的應用。
熱熔接技術：玻璃鋼也能焊接
日本東麗集團一個研發(fā)團隊開發(fā)的“纖維強化復合材料(FRP)熱熔接技術”，在2009年度日本全國發(fā)明表彰會上奪得“內(nèi)閣總理大臣發(fā)明獎”。該技術首次實現(xiàn)了纖維強化復合材料的高速焊接，有著廣泛的應用前景。
纖維強化復合材料(FRP)俗稱玻璃鋼，是一種重量輕、強度高、耐腐蝕、耐高溫的材料，被廣泛應用在航空航天、汽車、家電、醫(yī)療等多個領域。長期以來，因無法焊接，纖維強化復合材料不能用于批量生產(chǎn)形狀復雜的產(chǎn)品，在實際生產(chǎn)中，廠家不得不將零散的纖維強化復合材料小部件進行組裝，而且組裝過程非常繁雜、成本很高，組裝結(jié)合部也存在強度不夠高等問題。
FRP熱熔接技術的價值就在于成功實現(xiàn)了能像金屬焊接那樣對纖維強化復合材料進行高速熱熔接，通過加熱和施壓，將不同形狀、不同部位的材料“焊接”在一起，并擁有出眾的結(jié)合強度，解決了上述應用過程中的難題。
據(jù)悉，該技術除應用于風力發(fā)電、航空航天、汽車船舶、電器以及醫(yī)療等多個領域外，在節(jié)能減排和高科技領域也將得到廣泛應用。
日本全國發(fā)明表彰獎是由日本發(fā)明協(xié)會主辦，日本文部科學省、經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省等政府部門支援的全國性權威獎項，創(chuàng)立于1923年，主要對那些新的科學技術的發(fā)明者、應用者和在新發(fā)明的人才培養(yǎng)領域作出杰出貢獻的人士進行表彰，設有“恩賜發(fā)明獎”、“內(nèi)閣總理大臣發(fā)明獎”、“文部科學大臣發(fā)明獎”、“經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)大臣發(fā)明獎”等多個獎項。 |