新材料開發，一段精彩絕倫的故事
我們通常認為，智帶就該如我們以往所見，有隨處可見的咖啡館和酒吧，有改作他用的倉庫，有極其先進的實驗室，還有自動化晶圓廠。然而，當我們第一次踏上美國的銹帶，俄亥俄州的阿克倫就以其不尋常的表現引起了我們極大的關注。
彼時，阿克倫市中心已然翻修一新，我們在鬧市中一間裝潢入時的餐廳落座，與我們在一起的是阿克倫大學校長路易斯·普羅恩扎（此次會面後不久，他便於2014年退休，改任名譽校長）。普羅恩扎並非獨自前來，而是邀請了幾位資深顧問和同事，一道參與這場席間之談。這些人的文化背景將我們腦海裡過時的銹帶形象一掃而空。我們原本連想都沒想，便認為要見的應該是一群土生土長的俄亥俄人，但這頓飯的主角們卻來自世界各地，墨西哥人有之，希臘人有之，印度人有之，美國人亦有之。我們本以為只是隨意聊幾句，說實話，我們覺得在智帶這股新興力量方面，我們都快成為專家了。然而，呵呵……普羅恩扎的團隊做了周密的準備，他們帶著文件和數據，並且對我們參觀過的或正要研究的智帶瞭若指掌。毋庸諱言，一頓飯的時間裡，我們受益良多。
阿克倫大學名譽校長路易斯·普羅恩扎
圖片來源：北京論壇（2009）
正是阿克倫讓我們真正瞭解了喚醒睡美人的情感基礎和社會動力。普羅恩扎為我們講述了阿克倫如何從榮耀之地淪為鬼城，又如何重拾其榮耀。阿克倫地區曾一度是美國的工業重鎮，地處紐約與芝加哥之間的戰略要地，因而既是底特律汽車製造業供應鏈中的關鍵環節，又是許多美國產品極為重要的集散中心。這裡是費爾斯通（Firestone）、固特異（Goodyear）、普利司通（Bridgestone）等世界輪胎巨頭的大本營，同時也是該地區穀物運輸的鐵路樞紐。當地的穀物有相當大一部分存儲在桂格燕麥公司（Quaker Oats）的筒倉中。
一位員工正在阿克倫的一家輪胎製造廠裡工作（1945）
圖片來源：蓋蒂圖片社/卡斯通（法國）
像我們描述過的其他智帶一樣，20世紀下半葉，俄亥俄州的一切都改變了。當時，幾大輪胎公司極為強勢，長期統治著整個行業，以至於它們開始與世隔絕，各自為政，故步自封。它們幾乎毫不理會國外日益激烈的競爭，在通過自動化降低成本方面也作為甚少。等它們意識到威脅的時候，為時已晚。大部分供應鏈已經遷往國外，確切地說，遷往了墨西哥和中國。隨著世紀之交的臨近，阿克倫城受創日益嚴重。輪胎工廠被廢棄，桂格燕麥公司的筒倉失去了原本的用處，貨運列車也不再在此經停。
這些年來，阿克倫一直在苦苦掙扎。普羅恩扎告訴我們，用於發展的資金是有的，但驅動人們用這筆錢做事的力量卻不足。他坦言：「幾乎沒有人願意承擔風險，失敗的記憶讓人們一蹶不振。」1然而，與我們在德累斯頓看到的情況一樣，阿克倫和揚斯敦地區仍有很多有才智、有技術的人，對其中許多人來說，如果風險在所難免，那麼他們願意承擔風險。他們開始創辦自己的公司，並且通常會依托自己多年來在橡膠和鋼鐵產業中練就的技術能力。
先是蹀蹀而行，旋即突飛猛進，就這樣，俄亥俄東北部最終捲土重來。如今，這裡的智帶已是美國排名前五位的產業市場，有一萬餘家製造企業（其中1/4是出口企業）、390萬名員工。這一切得以開始是普羅恩扎的功勞，但真正讓此地起死回生的是企業、教育機構、政府機關之間的智力共享，是突出而有價值的傳統專長。這裡的專長就是聚合物科學。
深耕某一學科往往會拓寬研究的視野（正如我們在奧爾巴尼所見，納米技術的研究工作正在朝半導體領域發展，有助於該領域取得新突破）。阿克倫的聚合物研究已經拓展至更廣闊的研究領域——由多種分子組成、呈現出各種形態的新材料，包括各種纖維、複合材料、塗層、粉末、液體、薄膜、晶體、塑料等等。這些新合成材料將會引發產品的變革，帶來各種各樣的應用，包括油漆、醫療設備、航空航天零部件等，如此種種，不一而足。伴隨材料創新而來的是前沿研究中的新發現和新的製造工藝，尤其是3D打印技術。
阿克倫大學聚合物研究中心
圖片來源：凱文·奎恩（Kevin Quinn）
本章中，我們將拜訪四個智帶，它們以不同的方式參與到材料研究中。阿克倫是美國的聚合物之都，專攻用於發電系統、醫用敷貼及鋼鐵抗腐蝕塗層的材料。在北卡羅來納州的三角研究園智帶，材料研究活動與我們關注的三大領域中的另一領域——生命科學息息相關，那裡正在研製的材料將應用於尖端紡織品、高效能源以及納米醫療領域。在納米醫療領域內，新材料可用於製造預防、治療疾病的疫苗和藥物。在瑞典南部的隆德–馬爾默地區，移動通信領域的先驅愛立信公司停業後，當地失去了最大的企業，不得不轉向材料研究領域。然而，當地採取的路線與其他智帶大相逕庭，它選擇專攻一項設施（與卡洛耶羅斯在奧爾巴尼的做法如出一轍）——MAX IV粒子加速器。這是瑞典最浩大、最具雄心的研究項目。得益於此，研究人員將能開展史無前例的研究項目，探索材料、氣體、表面、生物物質的特性及相互作用。此外，我們還將參觀「歐洲的阿克倫」——荷蘭東部地區。荷蘭之於歐洲，恰如俄亥俄之於美國聚合物市場。阿克倫依靠橡膠輪胎製造業的悠久歷史和專業知識樹立起了自己的聲譽。與此相似，荷蘭在新材料領域依托的，一方面是當地在航空領域長期鑽研積累下的經驗；另一方面是殼牌、阿克蘇、帝斯曼、陶氏化學等企業在戰後積累下的專業知識。
我們會看到，在我們的日常生活中，智能新材料將無處不在。我們穿的衣服，我們乘坐的汽車、飛機，我們在醫療手術中替換的關節、移植的器官，甚至包括我們創造的藝術作品，所有這一切都會發生變化，而轉變的根源正是在昔日橡膠之都、鋼鐵之都展開的智力共享活動。
俄亥俄州東北部智帶：締造阿克倫高分子谷
俄亥俄州東北部是銹帶變智帶的典範，阿克倫市中心的桂格燕麥大樓正是這段轉型故事最生動的寫照。曾幾何時，這家業務興隆的企業用這裡連片的巨大筒倉貯存著燕麥，隨時準備由鐵路發往全國各地，此番光景持續了許多年。然而，隨著企業遷離此地，留下的設施已於20世紀70年代陷入荒廢，此後，地產開發商將它改造成了一家酒店。這正是我們訪問期間下榻的地方，在我們訪問後不久，筒倉就被再度改造，變成了阿克倫大學的學生宿舍。那裡矗立著的筒倉，不僅以有形的方式提醒著人們往事，更標誌著未來：桂格廣場中心如今匯聚了各色商店、餐廳、寫字樓、公寓，充滿市井生活的氣息。
和奧爾巴尼的情況相同，大學在喚醒阿克倫這位睡美人的過程中起著主導作用。但路易斯·普羅恩扎又與卡洛耶羅斯不同，後者只專注於紐約州立大學理工學院納米技術中心，而普羅恩紮在考慮阿克倫大學的作用時，有著更廣闊的思路。1999年普羅恩扎初到阿克倫大學時，他立誓要將該校變為地區重塑的主力，並當即著手制訂了一份書面計劃，他將計劃命名為「阿克倫模式：大學作為經濟增長的引擎」。2在計劃中，他指出大學不應該是一座像牙塔，而應該是開放的知識資源，是公私實體間的聯絡者，大學有必要並且有條件成為所在地區的推動力量。阿克倫大學成功地扮演了這樣的角色，並且與材料研究可謂天作之合：該校多年來一直是聚合物研究領域的領導者，培養了數以千計的科學家和工程師。其中許多人畢業後即進入大輪胎企業的研究實驗室工作。由於這些實驗室儲備了大量人才，積累了豐富的專業知識，這些企業在轉移製造業務時並未將它們關閉。因此，普羅恩扎很清楚，阿克倫地區具有雄厚的知識基礎，其中大部分知識涉及輪胎製造中所用的材料：橡膠、合成材料、鋼鐵。人們需要做的只是再度喚醒這些寶貴的知識並另作他用，將其應用於那些21世紀迫切需要的適銷產品。
目前，阿克倫大學的工學院和高分子科學與工程學院共有120名教職工、超過700位研究生和博士後，已經成長為美國最大的聚合物學術研究機構，同時也被公認為全球最重要的聚合物專業知識中心。兩所學院的研究人員正致力於開發耐高溫陶瓷、複合材料、新型金屬合金等先進材料。這些材料正在改變汽車工業、航空航天工業乃至國防工業。
根據普羅恩扎的描述，阿克倫模式是「以大學為中心的」，然而，他的意思並不是大學必須掌控或領導所有的行動，他要表達的僅僅是這些活動和項目會以大學為中心向外輻射，並且其中往往涉及對知識的求索。奧斯汀生物創新研究所就是此類項目中的一例。該所由阿克倫大學、阿克倫兒童醫院、第一能源公司（First Energy）、奈特基金會和蘇馬衛生系統（Summa Health System）合作創立於2008年，其宗旨是「集結最聰明、最具創造性思維的人才」以解決醫療問題，通過「結合創業精神與科技創新取得豐碩成果」。3
高級聚合物是奧斯汀生物創新研究所的重要研究課題，這種材料在醫療設備和生物醫學領域有著極為重要的應用。這裡進行的研究可能相當異想天開，例如發光塗料、自愈塗層以及能根據佩戴者胰島素水平改變顏色的隱形眼鏡材料。
此外，普羅恩扎也沒有說以大學為中心的活動總是以阿克倫大學本身為中心。同樣，位於阿克倫附近的肯特州立大學也有自己的聚合物研究項目。該校的格倫·H.布朗液晶研究所以液晶顯示技術（LCD）發明者的名字命名，也是如今隨處可見的液晶顯示材料的誕生地，這種材料正越來越多地運用於高級材料和傳感器中。俄亥俄州立大學位於阿克倫以西150英里（約240公里）處的哥倫布（Columbus），在那裡，科學家同樣也在進行聚合物的深入研究，他們重點關注的是聚合物與納米技術之間的聯繫。4俄亥俄州立大學萊特中心集結了6家教育機構和60餘家企業合作夥伴（包括固特異、通用電氣、波音、杜邦、巴特爾、本田），同時還在多家新公司的創建過程中起到了關鍵作用。5
隨著這些項目中的研究工作開始以新知識的形式產出成果，普羅恩扎看到，以大學為中心的模式還需要一個元素：學術界與產業界之間的橋樑。不能理所應當地認為研究人員就該在研究出新材料後與企業開放共享知識，然後在前期投入轉化為盈利產品時被冷落一旁，分毫不取。這種想法大有舊時代的痕跡，那時學者染指商業仍是一種禁忌。有鑒於此，普羅恩扎創立了一個獨立的研究基金會，為州立大學的教授們提供了一個平台，讓他們可以從自己的發明中取得經濟收益。
在實施與阿克倫模式相似的各類計劃時，州政府同樣有所作為。2002年，俄亥俄州州長鮑勃·塔夫脫（Bob Taft）斥資21億美元發起了一項名為「俄亥俄第三前線」（Ohio』s Third Frontier）的計劃，旨在「創造以新技術為基礎的產品、企業、產業和就業崗位」。6在當時，這是美國各州政府發起的同類計劃中最大的一個。「第三前線」計劃的宗旨於2010年進行了更新，致力於為俄亥俄州的科技企業提供資金支持，幫助它們聯繫大學及非營利研究機構。
在「第三前線」的資助下，阿克倫大學的兩位教授弗蘭克·哈里斯（Frank Harris）和程正迪（Stephen Cheng）創辦了阿克倫聚合物系統公司（Akron Polymer Systems）。他們聘請到了12名博士和多位來自當地的科學家，這還要歸功於阿克倫巨大的聚合物專業人才寶庫。他們的任務是開發可彎曲液晶屏的特殊薄膜、太陽能電池以及醫療和航空航天領域都會用到的可彎曲液晶屏。他們的研究成果取得了經營許可，多年來銷售額已達10億美元。7
專注於材料領域的創業公司已經蔚然成風，阿克倫聚合物公司僅僅是這新生代中的一員。它們能從輪胎製造業的廢墟中崛起，要感謝普羅恩扎富有遠見的工作、重整旗鼓的研究活動、各種商機以及政府的支持。以阿克倫表面技術公司（Akron Surface Technologies）為例，這是一家創業公司，由坐擁50億美元資產的製造商鐵姆肯公司（Timken）8和阿克倫大學合作創立。為了便於開展合作研究，鐵姆肯公司將部分實驗室搬到了大學校園裡，雙方在此共同研究抗腐蝕、傳感器和塗層。如此佈局兼顧了開放式知識共享和專有研究。鐵姆肯公司保留了在特定領域（例如軸承領域）內的獨家商業權利，但允許其他人在生物醫學、航空航天等其他領域運用這些知識。
採取商業行動的並非只有創業公司和大輪胎企業留下來的實驗室。阿克倫地區其他的大型老牌企業認為，它們也能從阿克倫模式中獲益。總部位於阿克倫的高品質特種塑料生產商舒爾曼公司（A. Schulman）即為一例。儘管舒爾曼已在墨西哥、亞洲、歐洲等世界各地設有工廠，但它還是選擇在阿克倫新建了一座塑料加工廠，就因為這裡有以大學為中心的環境。舒爾曼公司董事會主席兼首席執行官約瑟夫·M.金戈（Joseph M. Gingo）稱「自家後院有一家頂尖的聚合物研究機構」，公司從中看到了巨大的價值。於是，舒爾曼公司從阿克倫大學招聘實習生，並僱用了大量該校畢業生，供職於阿克倫當地及世界各地的工廠。9
阿克倫大學工學院的喬治·哈里托斯（George Haritos）和阿賈伊·馬哈詹（Ajay Mahajan）表示，俄亥俄州的企業從智力共享中受益良多，並且矢志不渝地堅守此道，現在它們正大範圍地分享各自的知識。它們教給其他公司如何檢測並減少污染，如何利用傳感器來開發清潔能源，如何用聚合物生產燃料電池組件。
正如前文所述，鋼鐵行業是這種智力共享的受益者之一。阿克倫已經在利用聚合物領域的專業知識為當地的鋼鐵生產商研製抗腐蝕塗層，這些鋼鐵企業因此得以生產下一代性能更佳、抗銹蝕性更強的產品。新一代鋼材還可以最大限度地減少軸承的磨損。這是一個鮮為人知的問題，一些分析師估計，每年由軸承磨損造成的經濟損失可達美國GDP的1%。10
鐵姆肯公司時任技術和運營副總裁湯姆·史汀生（Tom Stimson）始終對合作創新和智力共享充滿熱情，篤信不疑。他為我們講述了鐵肯姆公司和阿克倫大學的研究人員開展合作研究的過程。他們的研究目標是開發特殊聚合物基軸承塗層，這種塗層的抗磨損性和抗腐蝕性比普通塗層高40%。公司為此投資500萬美元建立了鐵姆肯表面處理實驗室，這是一所與阿克倫大學合資共建的實驗室。歷經18個月的艱辛談判，雙方才就知識產權問題達成協議，但由此產生的解決方案正變為美國知識共享的典範。
抗腐蝕塗層是一個鮮為人知的領域，但阿克倫在此領域取得的突破卻對許多行業都具有重要意義，其影響不僅限於汽車產業，從發膠、唇膏等個人護理產品到外科手術設備的抗菌表面，聚合物基塗層廣泛應用於各種產品當中。這項研究具有的巨大商業價值，我們前文提到過的阿克倫大學獨立研究基金已經開始將其變現。人工支架生產商波士頓科學公司（Boston Scientific）為獲取該校在塗層方面取得的研究成果支付了500萬美元，美國國防部也對這一領域非常感興趣，贊助了該校的一個項目，以進一步開發抗腐蝕塗層。
未來之路：發揮俄亥俄州東北部獨有的創新潛能
「俄亥俄的製造業還在運轉。」揚斯敦企業孵化器的首席運營官芭芭拉·尤因（Barbara Ewing）如是說。那些未能由舊模式過渡到新模式的企業已經被甩在後面，而那些轉型成功的企業已經變得更聰明，並且找到了新的成功之路。尤因說：「人們又變得樂觀了，我們不再認為自己無力與中國人一較高下。」11這印證了中國人自己對我們說過的話，也再次證實了這段旅程中我們在其他智帶聽到過的內容。奧爾巴尼的納米技術研究中心和格羅方德證明了在半導體研究和製造方面輸給亞洲只是暫時的；在北卡羅來納州的三角研究園，科銳（Cree Inc.）這樣的公司深信，LED領域的持續創新意味著照明領域的未來不在中國；通用電氣、蘋果、卡特彼勒（Caterpillar）這樣的大公司也正在回遷部分業務。
從普羅恩扎提出阿克倫模式的構想算起，阿克倫已經活躍了15年，這段輝煌歲月取得的成果就是，俄亥俄州如今是公認的美國聚合物之都。在美國各州中，俄亥俄州是最大的聚合物和橡膠製品生產地、第二大塑料生產地，聚合物生產是這裡的主導產業。12同時，俄亥俄州也是公認的全球聚合物和特種化工行業領導者，擁有約1300家公司，員工超過8.8萬人。
阿克倫有一個最大的優點，這就是它能敏銳地意識到，一個一度輝煌的工業區可能轉眼間就會發現自己正面臨著生存危機。同樣重要的是，當地的高校管理者和政府官員已經認識到，借助智力共享，這種威脅是可以化解的，整個區域也可以成功轉型。阿克倫可能永遠都不會再體驗到昔日世界輪胎之都享有的那種牢不可破的安全感和優越感了，在競爭異常激烈的當今世界，這無疑是件好事。然而，阿克倫人已經擺脫了汽車泡沫破裂後曾盛極一時的自我否定和風險規避之風。據普羅恩扎介紹，目前，阿克倫眾多小型聚合物企業僱用的員工比大型輪胎企業鼎盛時期還多。
這不僅僅是一次覺醒，更是一次復興。
三角研究園：圍繞困境中的先行者形成的智帶
當我們的飛機靠近北卡羅來納州羅利–達勒姆國際機場時，映入眼簾的是一派蒼松林立的田園風光。但真正吸引我們注意力的是這裡的建成環境，特別是陽光照耀下的現代化航站樓，頂棚高聳，儼然一道氣勢驚人的大門，通往那些一度苦苦掙扎的城鎮。這些城鎮如今正演變為該地區的知識創新中心。
半個世紀以來，北卡羅來納州皮德蒙特地區經歷了翻天覆地的變化，譜寫了一段與其他智帶相似的故事，但這相似之中又有殊異之處。20世紀50年代，北卡羅來納州基本上還是一個農業州，在美國最窮的州中排名第三。它是城鎮化銹帶州的鄉村版：就經濟上的重要性而言，紡織、煙草、傢俱製造之於羅利–達勒姆–教堂山，恰如鋼鐵、汽車等重工業之於中西部地區。這些產業一如北方地區的經濟支柱產業，面臨著充滿挑戰的未來，不少已經開始衰敗。州政府官員和商界人士明白，如果沒有新的收入來源，當地的經濟將有存亡之虞。北卡羅來納大學化學教授威廉·利特爾（William Little）直言：「過去我們相當墨守成規。」13
利特爾等人偶然間提出了一個驚人的新想法：創建美國第一個完整意義上的科技園區。擬建的園區將依托本地三大高校的力量——杜克大學（達勒姆）的醫療保健專業、北卡羅來納大學（教堂山）的教育專業、北卡羅來納州立大學（羅利）的材料研究和農業研究——在一個以科研為基礎的經濟區內，建立起統一的研究社區。利特爾稱，這樣做的目的不是要「拋棄我們的傳統產業」，而是要增進產業的多樣性。
創建三角研究園是一項浩大的工程，需要各方的參與，其中包括三所高校、連續幾任州長及其他州政府官員、銀行家、投資者以及北卡羅來納州內外的企業和房地產開發商。研究園並沒有立即出現在達勒姆那塊7000英畝（約2833公頃）的土地上。喬治·辛普森（George Simpson）回憶道：「一開始，我們還只是虛張聲勢。」他是三角研究園委員會首任主任，也被普遍視為研究園的靈魂人物。辛普森和追隨他的同事走訪了200餘家公司，以爭取它們的支持，鼓勵它們參與進來。四處走訪時，他們會帶著一本宣傳冊一樣的東西，上面三所高校標誌性的鐘樓圖案為它罩上了一層誘人的常青籐盟校光環。14
研究園的招租過程持續了十餘年。隨著租戶的增加，園區聲名日盛，博得了一些美國頂尖企業的關注。1965年，三角研究園取得了一項重大突破，IBM決定在此投資建廠，生產最新推出的System/360大型計算機。「藍色巨人」（IBM綽號）認真考量過工廠的選址，提出了非常嚴苛的要求：實力雄厚的大學；高品質的生活；政府、學術界、企業之間良好的協作關係；勤勞的職工；不參加工會的工人。三角研究園提供了這一切，於是IBM決定在此扎根。System/360取得了巨大的成功，這至少在一定程度上歸功於IBM在北卡羅來納的業務。同時，System/360的成功也為此項投資正了名，《財富》雜誌15就曾將其稱為一場「50億美元的豪賭」。對有些人來說，冒險看起來純粹就是賭博，但IBM看到了三角研究園的潛力，做出了明智的選擇——此舉與數十年後通用電氣在貝茨維爾（Batesville）做出的明智決斷頗為相似。
IBM投身三角研究園所產生的影響遠不止其計算機系統取得的成功。此舉開闢了通向未來智力共享的道路，對企業、政府以及以往封閉孤立的學術研究機構來說，這是一種新的合作方式；同時，此舉也在美國正式確立了研究園區這一概念。
研究集群不同於智力共享生態系統
三角研究園如今已不再壟斷羅利–達勒姆地區的創新活動。郊區的景致、鬱鬱芊芊的草木、與世隔絕的環境，這些東西在五六十年代足以吸引來最優秀的人才，但在今天，它們並不能吸引到年輕的研究者。如我們所見，年輕的研究者如今更喜歡熱鬧的城市氛圍、開放的工作空間、小餐館和咖啡館，這樣的環境可以促進日常交際活動，方便開放式合作創新。
翻修前的美國煙草園區
圖片來源：本·凱西（Ben Casey）
羅利–達勒姆地區讓人感興趣的地方在於，智力共享環境興起之地就在三角研究園附近，包括羅利的百年紀念校園和達勒姆的一些場所、設施。2010年，距三角研究園僅數里之遙的好彩香煙廠舊址重新開放，變為美國煙草園區的一部分。整個園區佔地100萬平方英尺（約92 900平方米），被美國煙草公司稱為北卡羅來納州「有史以來最具雄心、規模最大、影響最深遠的歷史遺跡保護和改造項目」。16杜克大學校長理查德·布勞德海德（Richard Brodhead）說：「現在，那裡才是施展拳腳的地方。」17
煥然一新的美國煙草園區
圖片來源：美國煙草公司
然而，三角研究園的管理層也非常清楚這種由新創新方式引領的文化轉向，他們正在努力提升園區環境，以便園區能與周邊新的活動密集帶互通並從中受益。三角研究園中的許多企業都在投資材料研究。舉例來說，我們拜會了LED半導體製造商科銳公司（Cree）的首席執行官查克·史沃博達（Chuck Swoboda），這是一個精瘦結實、熱情開朗的男人。史沃博達從1993年公司上市起就一直在此任職，他辦公的總部辦公室就在公司生產與研發基地隔壁。史沃博達稱，獲取新知識在科銳是頭等要事，公司之所以會選址在北卡羅來納州附近，就是因為這裡的研究人員專注於LED關鍵製造材料的發展。18
從早期率先在世界上推出藍色激光開始，科銳公司走過了一段漫長的道路。當時，大多數研究者認為使用LED照明的想法太過瘋狂。但隨後，產品開發中出現了意外的突破口。時任大眾公司首席執行官費迪南德·皮耶希（Ferdinand Piech）的妻子厄休拉·皮耶希（Ursula Piech）在匆匆一瞥間，看到了藍光LED，發現了那燈光的迷人之處。不久後，藍光LED就裝點在了新款大眾甲殼蟲汽車的儀表盤上。
當時，北卡羅來納地區的企業界已經具備了雄厚的實力，但沒有三所創始成員大學以及其他附近教育機構的共同參與，這裡絕不會成為智帶。
以北卡羅來納州立大學為例，該校擁有全美第四大的工學院，19同時還設有頂尖的紡織品專業。紡織品是世界上最古老的材料之一，也是一種極具發展前景的材料。但在紡織品製造商遷離這一地區後，其他大學大多放棄了這一學科。北卡羅來納州立大學的工學院和管理學院還依托學校的百年紀念校園提供了一項創業聯合培養項目。百年紀念校園身兼大學校園、工業園區、研究設施、企業孵化器等多項功能，是三角研究園的升級強化版。
在促成高校、創業公司、研究型公司的合作（通常是同地合作）方面，斯坦福和麻省理工遙遙領先。儘管如此，百年紀念校園是唯一一個由州立大學主導的此類項目。北卡羅來納州立大學校長蘭迪·伍德森（Randy Woodson）在談到百年紀念校園時說：「這裡是真正適合生活、學習、娛樂的環境」，園區內有多達64家企業。「你可以早上去上課，在世界一流的圖書館裡自習，下午去實習，畢業後找一家公司工作，完全不必走出校園。」20
不僅有許多企業遷入百年紀念校園，還有些企業就是在這裡誕生的。材料是這裡的主要研究熱點。以匙花公司（Spoonflower）為例，公司創建於園區的一棟宿舍樓內，這棟宿舍樓被暱稱為「車庫」，以此致敬美國創業者最青睞的創業地點。我們認為匙花公司最值得關注的地方在於，它和許多智帶企業一樣，依托的是該地區的某項傳統優勢，具體而言，它依靠的是紡織業。公司生產的產品由客戶自行設計的牆紙、織物和禮物包裝。
然而，更多的活動還是關於不太熟悉的材料的。以百年紀念校園內的非織造研究所為例，該所重點開發的是足以令人吃驚的先進新材料。這些材料通常具有獨特的性質：抗菌；可濾除紫外線；耐化學品（包括用於武器的化學品）；耐熱。從尿不濕到防護服，所有這一切都會受此研究影響。恆適（Hanes）等大型紡織公司和軍方都對這裡的研究抱有很大興趣。該所研究成果卓著，名聲顯赫，以至於總部位於斯圖加特的曼胡默爾集團（Mann+Hummel）在2013年將旗下的過濾技術研發中心搬到了百年紀念校園內。
從研究設施到各種餐館，百年紀念校園不僅為企業提供了智帶環境的一切好處，它還有一些新特色。百年紀念校園1/4的科研經費來自企業，遠高於美國主要研究大學平均5%的比例。作為回報，投資者有機會接觸到開拓性的研究項目，還可以取得對項目中產生的創新成果進行商業化的權利。為使上述過程順利進行，北卡羅來納州立大學制定了一份標準合同，企業因此可以不必再就每一筆交易協商新的協議。21合同中明確規定，企業實體將保留創新成果商業化的全部權利，但是知識產權價值一旦超過2000萬美元這一臨界值，公司就需要付給大學一定的費用。這樣的協約避免了繁文縟節，節省了時間，確保了合作關係的一致性，實現了由研究成果到熱門技術、適銷產品的轉化過程。
如今，這一地區正發展為成熟的智帶，這裡有百年紀念校園，有尖端製造設施，有全州教育機構組成的各類協會，還有好彩香煙廠這類改造過的廢棄設施。原來的三角研究園也隨之發生了變化。園區內的5個孵化器培育出了80家創業公司和早期公司，其中超過四成企業只有不到10名僱員。三角研究園總裁鮑勃·喬勒斯[Bob Geolas，即Robert Geolas（羅伯特·喬勒斯） ]從這些企業身上看到了研究園的未來。其中有些公司有一個顯著的新特徵：生產規模小，所需資金少。前IBM製造業務負責人迪克·多爾蒂[Dick Daugherty，即Richard Daugherty（理查德·多爾蒂）]將其稱為由年輕企業主導的「手工藝作坊式製造業」，這些企業僅僱用少量員工，根據需求生產小批量、高質量的零部件。
三角研究園總裁兼首席執行官鮑勃·喬勒斯
圖片來源：三角研究園
總而言之，三角研究園的當前目標是，比重新利用傳統製造工廠的殘跡更進一步，創造一種全新的模式，將學術界、國際商務、納米產業、政府、社會工程等諸多要素統統收納於當地的環境中。這裡依舊以群山起伏的風光而聞名，但更有名的是，這裡有智力共享。喬勒斯說：「要想讓這裡活力永駐，持續吸引勇於創新的青年才俊，我們就要堅持高度合作，做到獨一無二、值得信賴，還要能激發人們的創造力。」22做到了這些，當地就可以在數十年來積累的知識（多數與材料科學相關）的基礎上再接再厲，將這些知識投入到未來的應用當中。
瑞典隆德和馬爾默：世界一流工具助陣材料研究
每個銹帶都需要一位聯絡者，他們或動之以情，或曉之以理，最終促成了銹帶的轉型。阿克倫有路易斯·普羅恩扎，隆德和馬爾默則有尼爾斯·赫耶爾（Nils Horjel）。20世紀80年代早期，瑞典正經歷經濟衰退。赫耶爾當時是瑞典南部地區的一位省長，他確信，造船業等重工業走向衰落的同時，整個地區也會隨之淪為銹帶。
遠在斯德哥爾摩的政府各部部長試圖採用傳統的凱恩斯主義政策措施來解決這場全國性的經濟危機，與此相反，赫耶爾思路一轉，為他治下的城市描繪了另一種未來。他所構想的新經濟結構有兩大支柱：一是計算機和電子產業，二是化學和生物技術學科，這兩項如今依然是隆德大學的重點研究領域。
赫耶爾認為，第一步是要建立一座科技園，營利性企業可以在此與非營利性大學的研究人員合作。按赫耶爾的構想，科技園將激勵、扶持研究創新和商業創新，最終為當地塑造出新一代大規模知識型產業。赫耶爾在為商界人士和學者牽線方面起到了良好的作用，以前的同事形容他是一位非典型政治家——既是公務員又是企業家。23他是愛立信等多家瑞典公司的董事會成員，因此，他在公私經濟部門都建有廣泛的人際關係網絡，是一位成功的聯絡者。
瑞典馬爾默考庫姆造船廠中一艘在建的油輪（1961）
圖片來源：蓋蒂圖片社/溫菲爾德·帕克斯（Winfield Parks）
赫耶爾為科技園選中了一個既靠近大學又方便企業的好位置，但這片區域早已被劃為居民住宅區。於是，他與隆德地方政府共同努力，改變了這片區域的指定用途，隨後又獲得了宜家（IKEA）創始人英格瓦·坎普拉德（Ingvar Kamprad）的資金支持，買下了這塊土地。接下來，赫耶爾召集了多位當地建築公司和地產開發公司——其中不乏互為競爭對手的企業的領導，赫耶爾與他們展開合作，組成了企業聯盟，共同開發園區。
赫耶爾與當地的商界領袖商討了園區內活動的商業重點應該是什麼，是芯片，還是醫療設備？赫耶爾與一位出身瑞典望族瓦倫貝裡家族的愛立信董事會成員非常熟悉。在一場在其家族城堡中舉辦的董事會晚宴上，瓦倫貝裡在董事會同僚面前提出了有力的理據，指出隆德的產業重點應該是移動電話，並且愛立信急需年紀輕、有技術的工程師，因此應該把公司的研究中心落戶在赫耶爾正在開發的新科技園中。這樣，愛立信也許能及早進入市場，取得領導地位。
短短兩年時間，科技園（現名為「易得用」）就取得了成功。和北卡羅來納州的三角研究園一樣，科技園的誕生是多方共同努力的結果，涉及開發商、企業家、當地政治家、知名企業以及附近的大學。隆德大學或許只能算是一所地方院校，但它是斯堪的納維亞地區最大的大學，擁有48 000名學生，占隆德城市人口的一半。該校是世界百強研究型大學之一，翻開學校的創新史，超聲診斷、人工腎臟、藍牙技術、尼古丁藥物力克雷（Nicorette）等赫然在列。
愛立信首席技術官馬茨·林多夫（Mats Lindoff）是愛立信易得用科技園團隊的早期成員。當時，林多夫的上司尼爾斯·魯貝克（Niels Rubeck）給他看了一部手機原型機，告訴林多夫，他們的任務就是要把這部笨重的原型機從「大如磚塊」變到「小如火柴盒」。隨著項目勢頭日盛，愛立信每週要招聘多達20位工程師，先是從瑞典招，後來又從世界各地招。在研發活動的巔峰時期，愛立信僱有4000位工程師。愛立信與隆德大學的科學家有著密切的合作，其中著名無線電技術專家斯文·奧洛夫·厄爾維克（Sven Olof Orvik）院士為愛立信做出的貢獻尤為突出。他和他的得意門生們在科研過程中解決了多項最棘手的技術難題，這些學生一畢業就加入了愛立信的實驗室。
在愛立信手機研發活動的帶動下，隆德及周邊地區形成了一個由合作商和供應商組成的廣泛的生態系統。愛立信每僱用一位研發工程師，就會相應地有十幾位工程師在附近的供應商或其他移動技術公司工作。由於對手機的需求激增，愛立信力圖將產量提升至年產100萬部。然而，即使有高度自動化的生產線，公司仍然無法達到生產目標。公司考察了從中國進行採購的能力，隨即發現，在那裡公司可以以更低的價格生產出質量更好、可靠性更高的手機。於是，從1999年起，愛立信開始在中國進行生產。雖然此舉能使公司迅速提高產量，但它有一個嚴重的缺點：它將工程設計從製造中分了出來。由於各學科獨立運作，涇渭分明，愛立信無法從多學科的合作中受益。因此，當智能手機開始興起時，愛立信的工程師否決了涉足這塊市場的主張，因為他們看到有太多的技術壁壘擺在面前。林多夫說：「因為過多地從工程設計角度進行考慮，我們喪失了在手機領域的主導權。」 24
接下來的事已經載入史冊。2007年，蘋果公司推出了iPhone（蘋果智能手機），而到2009年，愛立信移動事業部已經歸入索尼旗下。不過，正如我們在其他智帶所看到的，由於隆德擁有強大的研究專長，索尼保留了愛立信在易得用科技園的研究中心，目前仍有2500名工程師在那裡工作。
隆德智帶的成員開始考慮採取新的舉措。赫耶爾一開始就提出過新經濟結構的兩大支柱：電子與計算機科學、化學與生物技術。從全球來看，生物技術的前景一片光明，因此，它們決定將努力的方向重新聚焦於生命科學。
2014年，阿斯利康公司（AstraZeneca）整合了旗下的研究部門，將研發人員由隆德遷往哥德堡（Goteborg），騰空了緊鄰易得用科技園的研究基地——醫藥村（Medicon Village）。隆德和瑞典、丹麥的參與者聯手，在這裡啟動了新的生命科學項目——醫藥谷（Medicon Valley）。如今，谷內已有多家領先的製藥企業，其中包括：全球糖尿病研究領導者、斯堪的納維亞地區最大的製藥企業丹麥諾和諾德公司（Novo Nordisk），巴沃溫特公司（BioInvent），從事免疫類藥物開發的活性生物技術公司（Active Biotech），卡穆魯斯公司（Camurus），著名醫療器械製造商金寶公司（Gambro）也在這裡。此外，谷內還有數百家其他小型生物技術創業公司，這些創業公司有望使醫藥谷成為世界一流的生物技術園區。谷內目前有4萬名工作人員，分別占丹麥、瑞典兩國生命科學從業人員的90%和20%。即便生命科學領域內的風險回報率不容樂觀，他們仍願意奮力一搏。進入臨床試驗階段的藥物只有1/15能取得成功，其中能在市場上熱銷的更是極少。
易得用科技園接納、孕育的企業涉及多個科技產業，包括清潔技術、軟件、新材料、電信和生命科學。科技園孵化器負責人裡卡德·莫塞爾（Richard Mosell）是一位專利律師，也是一位發明家的兒子，他對我們說：「創新大多出現在交叉領域。我們在易得用創造的環境可以讓工程師與創新人才和創業者進行交流。」莫塞爾表示，造船、輪胎等銹帶產業的研發過程中存在嚴格的等級制度，智力共享過程與此截然不同，「它更像是在拍一部電影」。25
智力共享還催生了一個了不起的項目，一個你可能只有在電影裡才能見到的項目——耗資3億美元的Max IV粒子加速器。Max IV粒子加速器呈環形結構，大小與體育場相當，看上去絕對是瑞典有史以來最大的研究項目，事實上也是如此。Max IV很可能會引起世界粒子研究重心的轉移。它的用戶不僅包括大學教授，還包括那些從事新材料研究、希望研究納米級分子的企業。據負責管理加速器與企業用戶關係的化學家卡塔琳娜·諾倫（Katarina Noren）介紹，Max IV「勝過幾乎所有」美國、歐洲、日本最先進的加速器。26
這台超級先進的設備內部是如何工作的？諾倫解釋道：「我們提供的東西是光。我們將電子加速至接近光速，利用磁場引導電子沿圓形軌道穿過狹窄的管道，進而發出光。這種光的光強是普通日光的1000倍。」Max IV可以產生從紫外線到紅外線光譜內的所有光，科學家可以借此研究各種氣體、表面和生物材料。研究人員可以探索原子和分子混合在一起時彼此間如何相互作用，他們甚至可以微調它們的結構，以產生具有特殊性能的新材料。諾倫稱：「Max IV將成為在納米水平進行新材料研究的標準方式。」
你可能會猜想，在這樣的設施中取得的知識會被贊助它的企業小心翼翼地保護起來，就像舊日裡的研發活動一樣，大家大門緊閉，遮遮掩掩。然而，面對Max IV，企業有兩個選擇：如果它們同意分享從實驗中獲取的知識，那麼它們就可以免費使用設施；不同意則必須付費。但有些類型的研究，非如此口徑的加速器絕不可能完成，企業很可能會樂於為這種項目支付一大筆費用，而這筆錢將會用於支付管理費用、改善設施，反過來惠及所有用戶。
荷蘭：煤礦區的重生
荷蘭南部的煤礦區是一位典型的睡美人，她正在尋覓一位能釋放其潛能的王子。20世紀60年代初期，荷蘭北部地區發現了歐洲儲量最大的天然氣田，隨後，政府關閉了煤礦區。最初，礦區的關閉被視為一場災難，尤其是從就業上看，因為煤礦的所有者帝斯曼是當地最大的僱主。然而，帝斯曼轉向了生產基礎化學品，生產基地就位於廢棄的礦區附近，在很多年裡為該地區提供了很多就業崗位。但到90年代，帝斯曼決定再次轉型，此次轉為生產維生素和生物基材料。工會和地方政府擔心這位當地最重要的僱主如今將要離去，就業崗位也會隨之一去不返。但2007年出任帝斯曼首席執行官的謝白曼（Feike Sijbesma）讓所有相關人士相信，他的公司不僅將留在當地，而且會在這裡發揮更大的作用。如何做到這點？謝白曼提出要建立一個研究園區，各公司及研究人員可以在此推動生物基材料領域的發展，並且園區的選址就在帝斯曼原來的化工生產基地上，靠近馬斯特裡赫特市（Maastricht）。
長期以來，荷蘭在新材料開發領域一直處於領導地位。近一個世紀以前，荷蘭政府就成立了國家航空航天實驗室27，以便與兩位合作夥伴共同開展研究。這兩位夥伴分別是荷蘭皇家航空公司（Royal Dutch Airlines）和福克公司（Fokker），前者是全世界最早的商業航空公司之一，後者是飛機製造業的先驅。它們的研究目標是提高飛機的效率和可靠性，而對此影響最大的因素就是飛機材料的性能。20世紀80年代，材料研究的焦點是合成纖維。荷蘭的兩家化工企業——阿克蘇和帝斯曼分別推出了特瓦綸（Twaron）和迪尼瑪（Dyneema），這兩種材料與杜邦公司研製的凱芙拉（Kevlar）相似，但更為牢固。這些纖維已成為汽車和航空航天產業普遍使用的熱固性複合材料的關鍵成分。
自20世紀90年末代以來，謝白曼一直是南方地區的聯絡者。他最大的貢獻在於消除了各工會和各地地方政府普遍持有的懷疑態度。他總是在思考如何解決問題，而不是只想著問題本身。因此，他能夠創造條件，最終將馬斯特裡赫特大學、地方政府和他所在的公司聚到一起，形成平等的夥伴關係，繼而在研究園區中展開合作，聚焦生物基材料研究。開放式創新已經成為它們的口號，在原化工生產基地上興建起來的園區也被命名為「切梅洛特」。「切梅洛特」（Chemelot）一詞由chemical（化學的）和Camelot（卡梅洛特）兩詞組成，後者是傳說中亞瑟王和他的騎士們所在的城市。
最終，有超過50家公司搬入了切梅洛特，創造了超過1100個高質量的就業機會。這些公司中包括由殼牌石油公司分立出來的阿凡田公司（Avantium）。28該公司專門從事催化劑研究，服務對像包括英國石油、殼牌、帝斯曼、可口可樂等企業。阿凡田的研究人員憑借催化劑方面的知識，發現了如何使用PEF（聚乙烯夫喃酸酯，一種植物基可再生材料）替代目前塑料瓶普遍使用的PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）。2012年，阿凡田在可口可樂、達能（Danone）、阿普拉（ALPLA，一家奧地利包裝企業）等合作夥伴的支持下，在切梅洛特園區內建起了試點工廠，隨後，商業生產設施也於2015年開建。
同樣位於切梅洛特的QTIS/e是一家創業公司，定位是開發衛生保健領域的新材料。29公司的兩位生物工程師——米麗婭姆·魯本斯（Mirjam Rubbens）和馬丁·科克斯（Martijn Cox）——正在進行一項關於活體心臟瓣膜的突破性研究。他們與材料專家密切合作，開發出了一種可生物降解聚合物，並取得了相關專利。這種聚合物可以與健康的人體細胞融合，製造出新的血管和瓣膜組織。新組織會逐步接替原身體組織的機能，聚合物則逐漸溶解。這項成果有一個巨大的優勢：患有先天心臟缺陷的幼兒（每年僅在歐洲就有4000例）可以僅用一次手術就解決問題，而不必像使用其他塑料心臟瓣膜一樣，需要兩到三次手術。新技術已經通過了動物測試，並且已有10位人類患者成功接受了治療。科克斯現在是公司的首席科學家，他表示，2016年將有更多心臟病患者接受臨床測試。他說：「如果這些測試取得成功，瓣膜將於2018年開始投入市場。」 30
地方政府、大學、私營企業之間的合作是切梅洛特出現並取得成功的關鍵因素。近年來，馬斯特裡赫特大學先後將一些碩士專業開設在切梅洛特，並且研究和教學都在與園區內企業的緊密合作中進行。十年間，切梅洛特得到了慷慨的資助，還從財力雄厚的林堡省（荷蘭）取得了6億歐元的投資，已足以吸引頂尖人才。彼得·彼得斯（Peter Peters）教授就是其中一位。他原本就職於阿姆斯特丹自由大學和著名的安東尼·范·列文虎克（AVL）腫瘤醫院。後來為了主持新成立的納米顯微研究所，他從阿姆斯特丹搬到了馬斯特裡赫特。彼得斯和他的團隊將探索癌症和某些傳染病是如何產生的。在帝斯曼的資金支持下，他們在工作中將用到專門的顯微鏡。31另一位學術大家克萊門斯·范布利特爾斯瑞克（Clemens van Blitterswijk）——被稱為荷蘭最有企業家精神的教授——也攜其團隊離開特文特大學來到了馬斯特裡赫特大學。該團隊由20名研究人員組成，專攻組織工程學。32他們利用干細胞來創造可以重建組織、修復骨骼的智能材料。除了自己的研究項目，范布利特爾斯瑞克還有一個目標，那就是與帝斯曼和其他切梅洛特的企業緊密合作，共同創造一個「衍生公司池」。
從紡織品到熱塑性塑料
正如我們所見，俄亥俄州的聚合物研究並沒有止步於阿克倫地區，而是經由該地區向外擴散，在不同地區、不同機構間形成了緊密的聯繫。荷蘭也是如此。除了南部原礦區的銹帶，荷蘭東部與德國交界地區的特文特（Twente）也進行了大量材料生產活動。特文特的紡織業曾輝煌過上百年，但與馬斯特裡赫特的遭遇相同，20世紀六七十年代，南歐國家廉價勞動力帶來的競爭對當地就業造成了災難性的影響。位於特文特的曇卡（TenCate）公司一直致力於製造熱固性複合材料，但這種材料難以製造且不可回收。經過十多年的努力，一位曇卡的工程師取得了一種新加工工藝的專利，這種工藝可用於生產一種名為「Cetex」的材料，這是一種柔韌性更好的熱塑性複合材料，可以輕易地加工成各種形狀。
Cetex的生產工藝與之前的熱塑性塑料相似，都是基於該領域內長期採用的傳統織造方法。第一步是將極細的合成纖維編織在一起。曇卡公司首席執行官勒克·德弗裡斯（Loek de Vries）解釋說，編織細絲而不出現斷裂是一門藝術。33憑借織造方面的專長，他們創造出了強韌、高度耐衝擊的熱塑性材料。不僅如此，通過噴塗一種專利塗層，這種材料還可以做到防潮、防火。
曇卡將Cetex的應用領域鎖定在三個全球性利基市場上：國防和安全、汽車和航空航天、人造草皮（美式足球和英式足球的運動場地以及中東等炎熱地區的公共草坪）。曇卡如今已在人造草皮領域處於世界領先地位，公司還在繼續與合作夥伴共同努力，以使材料更柔韌、更堅固耐用、更安全。
曇卡已憑其熱塑性塑料在航空航天零部件市場佔據了有利位置。航空航天零部件要求材料必須能在極端條件下工作，一旦出現故障，可能會引起災難。材料必須能承受-55℃~45℃的大範圍溫度波動。在極端寒冷的條件下，纖維不能變得太脆弱以致斷裂或粉碎；而在高溫條件下，材料又不能變得過於柔軟或者達到熔點。材料還必須能承受飛行器在起飛、降落、顛簸中經受的強烈外力。
曇卡一直在工作中與客戶保持智力共享關係，荷蘭福克公司就是其中一位。1996年，福克公司經歷了破產，隨後公司變為一家零部件企業，專攻機身、機翼部件和起落架。34福克公司首席技術官維姆·帕斯特寧（Wim Pasteuning）向我們解釋了他們在產品所用熱塑性塑料的研究中與曇卡進行合作的重要性。他們要求曇卡對材料進行頻繁地測試，以取得在航空航天領域應用所需的認證。帕斯特寧對我們說：「即便他們知道我們的訂貨數量不會太多，他們還是準備這麼做。」35而在曇卡公司看來，此舉可以改善它們的產品，使其達到最高標準，同時還可以逐步擴大公司的商業活動範圍，以便進軍利潤頗豐的汽車市場。
多年來，曇卡和福克還與國家航空航天實驗室以及代爾夫特（Delft）、特文特兩地的理工院校保持著密切合作。2009年，上述合作夥伴與波音公司在熱塑性複合材料研究中心展開了智力共享，該中心位於特文特大學校園內，就在曇卡公司總部附近。
目前，曇卡正憑借其航空航天材料方面的專長，將熱塑性塑料的應用領域擴展至汽車產業。2013年，曇卡與瑞士汽車零部件生產商克林格蘭（Kringlan）簽署了合作協議，共同生產汽車輪轂等模塑複合材料部件。德國汽車製造商寶馬公司早在2011年就購入了克利夫蘭17.5%的股份。寶馬公司希望能以更輕便的複合材料代替鋼製輪轂，而克林格蘭是第一家能量產複合材料輪轂的公司。複合材料輪轂將比鋼製輪轂輕30%~40%，因而將降低油耗、減少二氧化碳排放。
曇卡與克林格蘭分別分享了自身的材料專長和製造技術，再結合雙方在汽車產業和航空航天產業的豐富知識，必定有助於製造新一代更安全、更節能的汽車和飛機。