编者按:科技创新的链条里,“从0到1”的突破靠科研探索,从“1到10”、“10到100”的发展过程中,则离不开工程师的迭代试错与反复打磨——这正是工程师群体在科技创新体系中不可替代的作用。目前,合肥综合性国家科学中心能源、人工智能、大健康、数据空间、环境五大研究院发展势头正劲,已汇聚了各类优秀人才1700余名,其中就包括了一支300余人的优秀工程师队伍。这支硬核队伍,夯实了五大研究院的技术底座,助力研究院各类科研项目从原型验证走向产业落地,加速促进科技成果转化为新质生产力。

本期报道聚焦这支硬核队伍中的佼佼者—合肥综合性国家科学中心能源研究院正高级工程师张文丙,看他如何以工程师的定力与跨界思维,深耕微波真空电子器件研发、攻坚回旋管国产化、开拓太赫兹技术新赛道,把实验室的技术积累转化为国产化的硬核装备。

深耕电真空技术

奔赴回旋管国产化攻坚之路

张文丙,现任合肥综合性国家科学中心能源研究院正高级工程师、波源中心执行主任。加入能源研究院之前,他曾长期深耕电真空器件研发、工艺优化与技术攻坚一线,在反复调试、实验迭代中打磨技术功底。在他看来,硬核科学没有捷径,高端装备、核心器件的每一处工艺、每一组参数,都需要沉下心反复试错、持续沉淀。而这也正是工程师最朴素的底色。

彼时,我国可控核聚变事业高速推进,但作为核聚变装置核心加热部件的高功率回旋管,长期依赖进口、技术壁垒极高,是制约核聚变装置国产化、自主化的关键“卡脖子”环节。2022年,怀揣着攻克核心器件、填补国内技术空白的初心,张文丙奔赴合肥,来到合肥综合性国家科学中心能源研究院,全身心投入回旋管国产化替代的攻坚赛道。他带领团队优化170GHz回旋管的整管结构设计,改进高频系统冷却结构、优化输出段部件、研制出匹配光学部件,一步步逼近国产化的目标。他坦言,前人积淀的技术路径与产业化经验,让科研创新有迹可循;但关键环节的工程突破,仍藏在无人深耕的细分领域里。既要有定力深耕基础技术、啃下专业硬骨头,更要跳出固有思维,在多学科碰撞中寻找创新突破口。

跨界开拓太赫兹赛道

多代样机迭代淬炼精密装备

依托核聚变领域“沿途下蛋”的技术转化机制,张文丙和团队将能源研究院沉淀的波源技术向生物医学、半导体检测领域进行工程化落地与场景延伸。

张文丙介绍,太赫兹近场显微技术本身具备纳米级超高分辨率、无损检测、快速成像以及人工智能识别等独特优势,能够弥补传统光学显微镜、电镜的技术短板,解决传统细胞检测耗时长、流程烦琐的行业痛点,可覆盖肿瘤细胞筛查、干细胞检测、生殖医学诊断、半导体纳米缺陷探测等关键应用场景。

看似是跨领域的技术延伸,实则是技术同源的厚积薄发。依托先进波源研究中心多年的技术积累,团队在波源调控、光路优化、精密结构设计等方面拥有扎实基础。但要让这项技术从实验室技术沉淀,转化为可稳定适配产业场景的实用装备,从原型验证到规模化落地,依旧是一场充满挑战的工程攻坚。

围绕设备小型化、高精度成像等一系列核心工程目标,张文丙带领团队反复调试参数、优化结构,历经四代样机持续迭代打磨,让设备从2000×1200×800mm的原型装置迭代为600×400×400mm的小型化精密设备,破解了传统高端检测设备体积庞大、应用场景受限的痛点。一代代样机背后,是工程师把成熟技术落地为实用装备、适配真实产业需求的硬功夫。

打通科技转化链路

创新生态助力成果突围

样机研制成功,只是科技成果转化的上半场。实验室样机距离真正面向行业交付的商品,横亘着科研成果产业化的“死亡之谷”。如何让国产太赫兹高端仪器走出实验室,实现商业化、规模化落地,成为张文丙团队要攻克的又一道难关。

为打通从样机到市场化产品的关键环节,张文丙拟依托已有技术成立科技型企业,一方面,面向高校、科研院所的科研平台提供国产高端太赫兹显微装备,补齐国内科学仪器领域的短板;另一方面,面向半导体新材料、先进制造、生物检测等产业端,开发定制化的检测方案,把太赫兹技术的科研价值真正转化为产业价值。此外,张文丙率领团队全力推进样机的用户试用与场景验证工作,同步对接产业、资本资源,持续打磨产品,补齐商业化各项能力。目前,团队正积极参与创新创业大赛及路演项目,在真实的市场反馈中打磨产品定义与商业模式。

这份成果转化的提速,离不开高能级科创平台的赋能托举。能源研究院立足可控核聚变等重大国家任务,创新推行“沿途下蛋”科研转化机制,鼓励挖掘重大科研进程中的衍生技术,支持科研团队跨界新赛道,让聚变领域沉淀的波源技术资源可以延伸至生命科学、半导体检测等多个领域。同时,研究院联动各类产业基金、产业链企业等,为前沿装备寻找真实应用场景,推动技术迭代与市场转化落地的双向赋能。

“依托合肥的创新生态,团队把长期积累下来的技术储备打磨成为可运行的国产工程样机。下一步,团队将立足真实产业场景,继续走好产业化进阶之路。”从一只核心器件到一台整机装备,从一代原理样机到小型化精密设备,张文丙和团队正以工程师的执着,奋力推动国产太赫兹装备突破技术壁垒、实现产业落地。(来源:科大硅谷)

编辑:赵家慧
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