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多款高精尖科學(xué)儀器研制 打開行業(yè)發(fā)展新局面
2019年01月10日 10:58:56
來源：中國化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：17432
高精尖科學(xué)儀器是進(jìn)行基礎(chǔ)研究探索、科技創(chuàng)新的重要武器。不僅是重大原創(chuàng)性科研成果產(chǎn)生的關(guān)鍵，也影響著我國在重大儀器研制方面與發(fā)達(dá)國家的差距水平。
【中國化工儀器網(wǎng) 本網(wǎng)視點(diǎn)】高精尖科學(xué)儀器是進(jìn)行基礎(chǔ)研究探索、科技創(chuàng)新的重要武器。不僅是重大原創(chuàng)性科研成果產(chǎn)生的關(guān)鍵，也影響著我國在重大儀器研制方面與發(fā)達(dá)國家的差距水平。
近期，我國在科學(xué)事業(yè)探索領(lǐng)域，突破發(fā)展掣肘和瓶頸，創(chuàng)新研發(fā)出多款精尖儀器設(shè)備。新型低溫光學(xué)SPM聯(lián)合分子束外延(MBE)系統(tǒng)、多角度干涉顯微鏡(MAIM)制備、新型太赫茲探測器等成果競相迸發(fā)，助力相關(guān)行業(yè)取得一定進(jìn)步。
作為研究低維材料和表面科學(xué)的重要工具，掃描隧道顯微鏡(STM)及其相關(guān)各類掃描探針顯微技術(shù)(SPM)的發(fā)明極大推動了納米科技的發(fā)展。但該類設(shè)備涉及超高真空、低溫、極低振動、精密機(jī)械加工、精密電子學(xué)探測和控制等諸多技術(shù)領(lǐng)域，我國SPM設(shè)備長期以來主要依靠從發(fā)達(dá)國家進(jìn)口。
近，在中科院物理研究所郇慶研究員的直接指導(dǎo)與帶領(lǐng)下，N04組的博士研究生吳澤賓、高兆艷等成功研制并搭建了多臺套新型低溫光學(xué)SPM聯(lián)合分子束外延(MBE)系統(tǒng)，具有性能穩(wěn)定、可擴(kuò)展性強(qiáng)、樣品制備能力完善和光學(xué)兼容性好的特點(diǎn)，主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到同類商業(yè)化系統(tǒng)的優(yōu)良水平。
超分辨熒光顯微技術(shù)使科學(xué)家可通過光學(xué)顯微鏡實(shí)時追蹤樣本的生命周期，看到各種生物大分子的運(yùn)動和變化。但這項(xiàng)獲得諾貝爾獎的技術(shù)也有其不足，在大多數(shù)情況下成像需要很強(qiáng)的激發(fā)光，常常會將細(xì)胞殺死，且強(qiáng)光照射也會導(dǎo)致熒光分子被快速漂白，無法對活細(xì)胞進(jìn)行長時程成像。
近期，浙江大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院劉旭教授和匡翠方教授課題組提出一種新的光學(xué)成像技術(shù)。基于該技術(shù)的儀器——多角度干涉顯微鏡(MAIM)也已制備成功，正在產(chǎn)業(yè)化。該技術(shù)為微管、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體和細(xì)胞膜等亞細(xì)胞器的生物動力學(xué)分析提供了有力的研究工具，有助于揭示更多生命內(nèi)在規(guī)律。未來或可通過MAIM顯微鏡了解這些動態(tài)過程，從而大大提高研究效率。
太赫茲波是介于微波和紅外線之間的電磁波，具有穿透性強(qiáng)、安全性高、定向性好等優(yōu)勢，有望用于醫(yī)療、宇宙探索等領(lǐng)域。但現(xiàn)有太赫茲波探測器存在效率低下的問題，主要是因?yàn)樘掌澆ㄅc檢測元件(晶體管)之間尺寸不匹配。晶體管僅百萬分之一米，而太赫茲輻射的波長是其100倍，導(dǎo)致太赫茲波從探測器身邊溜走。
據(jù)媒體報道，來自俄羅斯、英國、日本、意大利的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，開發(fā)出了一種基于石墨烯的太赫茲探測器。新設(shè)備既可充當(dāng)靈敏的探測器，也可作為工作頻率在太赫茲范圍的光譜儀使用。新設(shè)備實(shí)際上也是尺寸僅為幾微米的太赫茲光譜儀，可通過電壓調(diào)諧控制諧振頻率。此外，它還可用于基礎(chǔ)研究，在不同頻率與電子密度下測量探測器中的電流，展示出了等離激元的特性。
不難發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家對技術(shù)精進(jìn)的追求是永無止境的。而相關(guān)技術(shù)的突破與進(jìn)步，或?qū)淼氖墙?jīng)濟(jì)領(lǐng)域的巨變，哪怕是結(jié)構(gòu)方面、工藝改進(jìn)的細(xì)節(jié)創(chuàng)新。一旦前沿的科學(xué)技術(shù)投入生產(chǎn)，并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)，其對行業(yè)的促進(jìn)性都是不可估量的。尤其是顛覆性的技術(shù)創(chuàng)新與里程碑式的科技成果的誕生。
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