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多款高精尖科學儀器研制 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) 點擊量：17448
高精尖科學儀器是進行基礎(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)達國家的差距水平。
【中國化工儀器網(wǎng) 本網(wǎng)視點】高精尖科學儀器是進行基礎(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)達國家的差距水平。
近期，我國在科學事業(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)取得一定進步。
作為研究低維材料和表面科學的重要工具，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、精密機械加工、精密電子學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)達國家進口。
近，在中科院物理研究所郇慶研究員的直接指導與帶領(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SPM聯(lián)合分子束外延(MBE)系統(tǒng)，具有性能穩(wěn)定、可擴展性強、樣品制備能力完善和光學兼容性好的特點，主要技術(shù)指標達到同類商業(yè)化系統(tǒng)的優(yōu)良水平。
超分辨熒光顯微技術(shù)使科學家可通過光學顯微鏡實時追蹤樣本的生命周期，看到各種生物大分子的運動和變化。但這項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的激發(fā)光，常常會將細胞殺死，且強光照射也會導致熒光分子被快速漂白，無法對活細胞進行長時程成像。
近期，浙江大學光電科學與工程學院劉旭教授和匡翠方教授課題組提出一種新的光學成像技術(shù)?；谠摷夹g(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)、線粒體和細胞膜等亞細胞器的生物動力學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、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，主要是因為太赫茲波與檢測元件(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、意大利的科學家團隊，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)，科學家對技術(shù)精進的追求是永無止境的。而相關(guān)技術(shù)的突破與進步，或?qū)淼氖墙?jīng)濟領(lǐng)域的巨變，哪怕是結(jié)構(gòu)方面、工藝改進的細節(jié)創(chuàng)新。一旦前沿的科學技術(shù)投入生產(chǎn)，并進行產(chǎn)業(yè)化推進，其對行業(yè)的促進性都是不可估量的。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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