“超級(jí)神針”的締造者
某大型醫(yī)院的X光檢查室外，一大群病人正在焦急地排隊(duì)等候，他們急切地想完成檢查，盡早找到病因。但即便是當(dāng)前國(guó)際最先進(jìn)的醫(yī)用X光檢測(cè)設(shè)備，也對(duì)身體某些重大病癥束手無策……
某大型科技企業(yè)的封裝檢測(cè)室里，一位技術(shù)人員正在小心翼翼地操作X射線成像儀，仔細(xì)對(duì)微小的芯片進(jìn)行掃描檢測(cè)，以判斷芯片是否存在缺陷，是否滿足應(yīng)用要求……
如何改變這種情況？
據(jù)悉，上面兩個(gè)場(chǎng)景中，都需要依靠一種核心部件才能發(fā)揮作用，這個(gè)核心部件就是這些高端設(shè)備的“心臟”——電子源發(fā)射裝置。
令人遺憾的是，該項(xiàng)技術(shù)和裝備一直被國(guó)外少數(shù)國(guó)家壟斷，如何用中國(guó)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自主可控？
中國(guó)電科38所超級(jí)針技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)時(shí)而生。
本期，讓我們共同走近超級(jí)針技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，感知他們創(chuàng)新圖強(qiáng)、為國(guó)報(bào)效的故事。
“有了‘超級(jí)針’技術(shù)就有了夢(mèng)想前進(jìn)的助力”
“科技興則民族興，科技強(qiáng)則國(guó)家強(qiáng)”。
黨的十九大報(bào)告提出，創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系的戰(zhàn)略支撐。
創(chuàng)新是38所的靈魂。作為軍工電子國(guó)家隊(duì)，一直以來，38所堅(jiān)定不移地實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，先后引進(jìn)了一批海外高層次科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，旨在瞄準(zhǔn)世界前沿科技，努力打造世界引領(lǐng)性產(chǎn)業(yè)。
超級(jí)針技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)正是其中之一。
團(tuán)隊(duì)帶頭人劉華榮博士于2010年學(xué)成歸國(guó)，十余年的科研經(jīng)歷，讓他對(duì)科研事業(yè)產(chǎn)生了深深的眷戀。
作為超級(jí)針技術(shù)發(fā)明人，劉華榮一直心懷一個(gè)自己的中國(guó)夢(mèng)，那就是利用超級(jí)針技術(shù)創(chuàng)造出中國(guó)人自己的世界領(lǐng)先的高端儀器裝備！
“‘超級(jí)針’是世界上亮度最高的電子源，性能遠(yuǎn)超其它各種商用電子源。而電子源又是微納表征加工設(shè)備的最核心部件，如醫(yī)用X光成像儀、微焦點(diǎn)X射線成像儀、光刻機(jī)、電子顯微鏡等，這些都是具有重大戰(zhàn)略意義的高端核心裝備，代表了精密儀器裝備的最高水平。超級(jí)針技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)，可望大幅提升上述裝備的性能水平（如分辨率、對(duì)比度、加工精度和速度等），也必將對(duì)提升我國(guó)科技水平、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)?！眲⑷A榮深知“超級(jí)針”對(duì)國(guó)內(nèi)技術(shù)的重要性，一心將在國(guó)外所學(xué)運(yùn)用到設(shè)備研制上來。
“一流的技術(shù)必須有一流的團(tuán)隊(duì)”
要打造一流的技術(shù)，一流的裝備，必須要有一流的團(tuán)隊(duì)。劉華榮首先開始組建起一支全國(guó)僅有的超級(jí)針技術(shù)及其應(yīng)用開發(fā)團(tuán)隊(duì)，從全國(guó)重點(diǎn)高校招聘了一批優(yōu)秀的博士碩士，專業(yè)涵蓋了精儀、軟件、電路、物理、化學(xué)、金屬、材料、機(jī)械、工藝、市場(chǎng)等十幾個(gè)專業(yè)。
同時(shí)，為了彌補(bǔ)經(jīng)驗(yàn)不足，還常年聘請(qǐng)資深老專家作為顧問，帶領(lǐng)大家攻堅(jiān)克難。由于專業(yè)跨度大，交叉度高，團(tuán)隊(duì)成員各取所長(zhǎng)，相互學(xué)習(xí)，不斷磨合與包容，逐漸形成了一股“以團(tuán)隊(duì)為家、攻堅(jiān)克難、共創(chuàng)事業(yè)”的創(chuàng)業(yè)精神。
劉華榮經(jīng)常驕傲地說：“我們的團(tuán)隊(duì)成員，既有遠(yuǎn)大的理想，又有堅(jiān)忍不拔和虛懷若谷的優(yōu)良品質(zhì)，這是我們打造‘超級(jí)針’技術(shù)的根本！”
在劉華榮的帶領(lǐng)下，這支平均年齡不到30歲的團(tuán)隊(duì)，開始了一段長(zhǎng)期艱苦的科研探索之路。
38所堅(jiān)持“人才引領(lǐng)、創(chuàng)新引領(lǐng)”發(fā)展思路，實(shí)施技術(shù)創(chuàng)新、體制機(jī)制創(chuàng)新雙輪驅(qū)動(dòng)，出臺(tái)了一系列科技創(chuàng)新人才創(chuàng)新活動(dòng)管理辦法等，超級(jí)針技術(shù)及其應(yīng)用開發(fā)團(tuán)隊(duì)也獲評(píng)為高科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，為團(tuán)隊(duì)的科研道路提供了有力支持。
“‘錙銖必較、吹毛求疵’是我們的必備技能”
團(tuán)隊(duì)最初經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)在粒子源領(lǐng)域尚處于完全空白，一切都必須從零開始。
實(shí)現(xiàn)“超級(jí)針”技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)，注定是一條孤獨(dú)又艱辛的路。
要造出“超級(jí)針”，首先得有一只孵化超級(jí)針的“雞”，即“超級(jí)針”制備平臺(tái)，這也是團(tuán)隊(duì)要攻克的第一個(gè)重大難關(guān)。
“超級(jí)針”制備是一項(xiàng)極為精密的技術(shù)活，其控制精度需要在原子級(jí)別，還需要極低溫、高壓、高真空等一系列極端物理?xiàng)l件。為此，團(tuán)隊(duì)成員長(zhǎng)期堅(jiān)守在外場(chǎng)一線，從圖紙?jiān)O(shè)計(jì)到工藝改進(jìn)，不斷進(jìn)行技術(shù)摸底，不放過任何一點(diǎn)提升空間。
他們經(jīng)常自嘲說：“錙銖必較”、“吹毛求疵”是我們的必備技能。
經(jīng)過歷時(shí)三年的攻堅(jiān)克難，終于實(shí)現(xiàn)了全國(guó)唯一一套超級(jí)針制備平臺(tái)，全面超越了設(shè)計(jì)指標(biāo)。劉華榮驕傲的說，別看我們這樣一個(gè)“土槍土炮”，但它絕對(duì)是世界領(lǐng)先！
有了這個(gè)“土槍土炮”，團(tuán)隊(duì)緊接著又開始摸索超級(jí)針制備工藝?！俺?jí)針”的理論模型自上世紀(jì)60年代提出以來，一直未能提出其制備辦法，因此根本沒有成功經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。
“最初我們制備超級(jí)針的成功率極低，還不到10%，而且性能極不穩(wěn)定，根本無法使用?！贝藭r(shí)的團(tuán)隊(duì)就像陷入了一片黑暗絕望的牢籠，看不到一絲光亮。
就在這時(shí)，劉華榮毅然提出：“要絕地逢生，咱們必須推翻重來，一切重頭開始?！庇谑菆F(tuán)隊(duì)從原理分析入手，對(duì)原材料制作、平臺(tái)改進(jìn)、工藝設(shè)計(jì)、測(cè)試流程設(shè)計(jì)等各方面進(jìn)行逐一優(yōu)化。為早日獲得突破，團(tuán)隊(duì)成員放棄了節(jié)假日休息，以實(shí)驗(yàn)室為家，采取輪班倒的模式，白天測(cè)試，晚上分析總結(jié)、修改方案。四年里設(shè)計(jì)制作了約1500多根針，才終于摸索出了一套穩(wěn)定的超級(jí)針制備工藝，生產(chǎn)良率達(dá)80%以上，工作壽命達(dá)1000小時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了項(xiàng)目的設(shè)計(jì)預(yù)期。
為實(shí)現(xiàn)超級(jí)針技術(shù)的早日應(yīng)用，團(tuán)隊(duì)首先瞄準(zhǔn)了超級(jí)針微焦點(diǎn)X光源及成像系統(tǒng)的開發(fā)。這是一項(xiàng)需要攻克多項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn)的系統(tǒng)開發(fā)項(xiàng)目。由于微焦點(diǎn)X光源的開發(fā)難度極大，國(guó)內(nèi)目前基本沒有從事此項(xiàng)工作的科研團(tuán)隊(duì)，我國(guó)X光源也完全依賴于國(guó)外進(jìn)口。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)又一次開始了從零到一、從無到有的艱難攻關(guān)之路，硬是自制了一套微焦點(diǎn)X射線源動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
為了實(shí)現(xiàn)超級(jí)針式X光源的出光，團(tuán)隊(duì)成員無論是博士還是碩士，各個(gè)都身兼多職，他們既是設(shè)計(jì)師，也是裝配工，又是實(shí)驗(yàn)員。在測(cè)試過程中，為了找出系統(tǒng)出現(xiàn)打火的原因，他們一次次地將整個(gè)臺(tái)子拆了又裝，裝了又拆，而每一次的拆裝都要經(jīng)過制針、烘烤、裝配、校準(zhǔn)、測(cè)試等一系列步驟，整個(gè)過程下來就得整整耗費(fèi)1周的時(shí)間。
每一次的拆裝對(duì)大家的身體和精神產(chǎn)生了巨大的考驗(yàn)。
作為團(tuán)隊(duì)帶頭人，劉華榮以身作則，每一次試驗(yàn)總也少不了他的身影，實(shí)驗(yàn)失敗的時(shí)候也總是不忘鼓勵(lì)大家：失敗代表我們離真相又近了一步，X光就在前方！抱著不達(dá)目的誓不罷休的信念，團(tuán)隊(duì)終于在2016年6月成功實(shí)現(xiàn)了超級(jí)針X光源的出光；同年又首次實(shí)現(xiàn)了超級(jí)針式微焦點(diǎn)X射線成像儀原理型樣機(jī)，系統(tǒng)分辨率優(yōu)于3微米，對(duì)比度為國(guó)外同類產(chǎn)品的3倍，在高亮度、高對(duì)比、多材料成像方面達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平，這無疑標(biāo)志著團(tuán)隊(duì)已經(jīng)走在了微焦點(diǎn)X光源技術(shù)的世界前列。
“未來，我們將不忘初心”
為了讓超級(jí)針技術(shù)屹立于中國(guó)，牢牢緊握該項(xiàng)技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，也為超級(jí)針技術(shù)能夠進(jìn)一步走向世界，團(tuán)隊(duì)一開始就進(jìn)行了系統(tǒng)專利布局。圍繞獨(dú)創(chuàng)的超級(jí)針技術(shù)，團(tuán)隊(duì)已申請(qǐng)了國(guó)內(nèi)外發(fā)明專利14項(xiàng)，其中獲得歐、美、日8項(xiàng)及中國(guó)3項(xiàng)發(fā)明專利授權(quán)，在世界范圍內(nèi)建立了知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)群。為此，團(tuán)隊(duì)還榮獲了2015年中國(guó)電子科技集團(tuán)公司技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，團(tuán)隊(duì)成員也多次獲評(píng)立功集體及先進(jìn)個(gè)人。
寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。
雖然取得了一系列階段性的成果，然而，他們卻不曾懈怠。當(dāng)前團(tuán)隊(duì)正致力于超級(jí)針式X光源及X射線成像系統(tǒng)的工程化產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，立志打造出中國(guó)首款具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代超級(jí)針式微焦點(diǎn)X射線成像儀，全面趕超國(guó)外同類產(chǎn)品，成為引領(lǐng)世界高端精密裝備的制造商和技術(shù)研發(fā)中心。
“未來，我們‘超級(jí)針’技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)將不忘初心，牢記使命，努力做科技創(chuàng)新的引領(lǐng)者、成果轉(zhuǎn)化的實(shí)踐者、科學(xué)知識(shí)的傳播者，讓這根填補(bǔ)國(guó)際空白、打破國(guó)外壟斷的‘超級(jí)神針’發(fā)出更加炫目的光芒，向世界遞上一張中國(guó)創(chuàng)造、中國(guó)智造的閃亮名片，為實(shí)現(xiàn)2035年我國(guó)躋身創(chuàng)新型國(guó)家前列的目標(biāo)奮勇前進(jìn)！”
