实验室的历史演变 搞懂实验室发展历程

未来世界的竞争实际上就是创新力的竞争,创新是一个民族发展的不竭动力。创新有两个必要条件:一是人才,二是装备。实践是创新的源泉。实验室作为教育科研活动的重要场所,很多创新思想、科研的原型系统及科研成果的形成主要依托实验室完成的,在知识创新及科研推广中扮演着重要的角色,如著名的贝尔实验室、苹果实验室等。

贝尔实验室

贝尔实验室

实验室同时也是科技创新体系的重要组成部分,是组织开展高水平基础研究和应用基础研究、聚集和培养优秀高级科研人才、开展学术交流的重要基地,不仅对传统科学具有支撑作用,对新兴、交叉学科的形成和发展也有重要的催化功能。

检测类实验室则伴随着当代经济和科技进步应运而生,服务于人们的衣、食、住、行等方方面面,评判产品的安全、质量或所测内容符合要求的程度。作为高新技术服务业,检测类实验室密切服务于国民经济发展、产业结构调整和优化升级,业务开展于农、林、牧、制造业、电力等各行各业。

因此,实验室的建设和管理工作是促进企业、教育、科研机构提升其自主创新能力及核心竞争力的有力支撑和发展基石,也是社会安定、民生健康及国民经济发展的重要保障。

一、什么是实验室?

网络释义:实验室即进行试验的场所,是科技的产出地。

学者定义:实验室是根据不同的实验性质、任务和要求,设置相应的实验装置以及其他设施,由教学、科研人员在实验技术人员合作下,有控制地进行教学、科研、生产、检测、技术开发等实验的场所。

不难理解,实验室是科学技术进步与经济发展所要求的必然结果,也是适应新的社会形式的载体。

二、实验室的分类

1.按学科分类

1.1 物理实验室

物理实验室包括电学实验室、热学实验室、力学实验室、光学实验室、综合物理实验室等。

1.2 化学实验室

化学实验室主要从事无机化学、有机化学、高分子化学等领域的研究、分析和教学工作。一般包括理化实验室、精密仪器室、天平室、标液室、药品室、储藏室、高温室、纯水室等。

1.3 生物实验室

生物实验室分为动物学实验室、植物学实验室和微生物实验室。

2.按特性分类

2.1 干法实验室与湿法实验室

干性实验室是指精密仪器室、天平室、高温室等不使用或较少使用水的实验室。

湿性实验室是指进行样品处理、容量分析、离心、沉淀、过滤等常规实验而需要配备给排水的实验室。

2.2 主实验室与辅助实验室

主实验室是指进行分析、研究等核心实验的主要实验室,如精密仪器室等。

辅助实验室是指为实现核心实验的辅助性实验室,如天平室、高温室、样品室等。

3.按洁净分类

洁净实验室分为普通洁净实验室与生物安全实验室。

生物安全实验室的核心是安全,依据生物学危险程度划为P1、P2、P3、P4四个等级。

P3实验室

P3实验室内部场景

4.按性质分类

4.1 第一方实验室(供方实验室)

(1)是组织内的实验室,检测/校准自己生产的产品,或委托某实验室代表其检测/校准自己生产的产品;

(2)数据为我所用;

(3)目的是提高和控制自己生产的产品质量。

4.2 第二方实验室(需方实验室)

(1)是组织内的实验室,校准/检测供方提供的产品,或委托某实验室代表其检测/校准供方提供的产品;

(2)数据为我所用;

(3)目的是提供和控制供方产品质量。

4.3 第三方实验室(社会实验室)

(1)是独立于第一方和第二方、为社会提供检测/校准服务的实验室;

(2)数据为社会所用;

(3)目的是提供和控制社会产品质量。

三、实验室的历史演变

1.古代实验室

古代化学实验主要体现在制陶、冶炼、染色、炼丹、酿造等工艺之中,其中炼丹术和炼金术对化学影响最大,炼丹术主要受宗教和迷信的理念支配,炼金术则是以满足贪婪的欲望为出发点。

秦始皇炼丹术

古代炼丹术

2.近代私人实验室

19世纪以前所有的实验室几乎没有例外,都是属于个别研究者所有或是他的保护者所有的私人实验室。研究者通常把他的住房或房间的一部分变成科学研究的场所。

法拉第实验室图片法拉第实验室

3.国家实验室及高校实验室

19世纪初期,由格拉斯哥大学化学系教授托马斯.汤姆生建立了第一个供教学用的化学实验室。后来,威廉.汤姆生教授又在该校创立了第一个用于教学的物理实验室。

格拉斯哥大学

在建立国家实验室方面.德国处于领先地位,建于1884年的德国研究院有一套令其他国家极为羡慕的实验设备。

在这一时期,电话、电灯的发明,电磁波的证实,x射线、放射性和电子的发现,源于棱模型的提出,核能的利用等使物理学日臻完善,也使物理学翻开了崭新的一页。

4.现代化实验室

4.1 设备先进:现代化实验室通常配备了先进的实验设备和仪器,如高精度分析仪器、自动化实验设备、虚拟现实技术等,以提高实验效率和准确性。
4.2 信息技术支持:现代化实验室通常采用了先进的信息技术,如实验室信息管理系统(LIMS)、数据分析软件等,以实现实验数据的自动采集、分析和管理。
4.3 安全保障:现代化实验室通常具有完善的安全保障措施,如防火、防爆、防腐蚀等,以确保实验人员的安全和实验室的正常运行。
4.4 环境友好:现代化实验室通常注重环境保护,采用环保材料和设备,减少实验过程中的污染和浪费。
4.5 人性化设计:现代化实验室通常注重人性化设计,如舒适的工作环境、合理的布局和便捷的操作流程等,以提高实验人员的工作效率和舒适度。

四、实验室发展的新趋势

1、实验室的新特点

实验室的新特点

2、智能化实验室

智能化实验室图示

3、智能化实验室的组成模块

智能化实验室的组成模块

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