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  • 西南科大仿生微纳精密制造团队:精密3D打印构建仿生麦芒分级系统用于高效雾水收集
    作者:肖林雾水收集对解决水资源短缺具有重要的意义,如何提升雾水收集效率一直是研究热点。高效的雾水收集需要同时满足高效捕捉和快速传输两个严苛的条件。受大自然启发,制备合适的仿生系统被认为是实现这两个严苛条件的有效方法。然而,目前制备的仿生系统结构单一,精度较低,无法实现高效的雾水收集。近日,西南科技大学李国强教授领导的仿生微纳精密制造团队,受小麦麦芒启发,利用PμSL3D打印技术(深圳摩方材料科技有限公司,nanoArch S130)构造了仿生麦芒分级系统,实现了高效的雾水收集。经过优化设计的仿生麦芒雾水收集系统,表面分布有众多微型刺状取向收集器,扩大了收集的有效面积,增强了雾滴捕捉效率,并突破传统结构下滴状传输的限制,实现了高速的膜状传输,极大地提高传输速度和收集效率。该系统的水雾收集效率可达5.9g/cm2h,有望应用于液滴传输、药物运输、细胞牵引、海水淡化等科学技术领域。图1 自然麦芒结构特征、雾水收集过程及仿生麦芒系统的制备过程。a.小麦麦芒捕捉潮湿空气中的小水滴。b.麦芒逆重力超快雾滴输运过程。c-e. 自然麦芒的分级结构SEM表征。f. PμSL 3D打印系统制备仿生麦芒分级系统的示意图。图2 自然麦芒与仿生麦芒的结构特征及演变规律。a-c.自然麦芒表面微刺、凹槽的结构特征统计曲线图。d-e.5种不同结构形式仿生系统示意图。f-g. 不同结构形式仿生系统的表征。h.仿生麦芒随微刺数目增加的结构演变示意图。要点:小麦麦芒可从潮湿空气中捕捉微小雾滴作为水分供给。这种高效的雾水收集能力主要是源于表面的锥形脊柱、梯度凹槽、方向性刺集成的分级微纳系统。通过对结构特征的分析,借助PμSL打印技术的高精度性、自由性对结构进行拆解、重新整合,并根据结构的演变过程优化构建模型,编程调控制备了不同结构形式的仿生系统,包括仿生脊柱系统(A-spine)、仿生凹槽系统(A-grooves)、仿生麦芒系统体系(A-awn-2、A-awn-3、A-awn-4)。图3 不同结构形式仿生麦芒的雾水收集过程。a-e. 仿生脊柱(Ⅰ)、仿生凹槽(Ⅱ)、仿生麦芒体系(Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)在水雾环境下逆重力的雾滴捕捉输运过程。图4 仿生麦芒的水雾收集作用机理。a-c. 仿生脊柱(Ⅰ)、仿生凹槽(Ⅱ)、仿生麦芒体系(Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)逆重力下的雾滴运输距离、速度、体积的统计曲线图。d-f. 仿生脊柱、仿生凹槽、仿生麦芒体系的雾水收集机理分析。要点:通过在水雾环境下观察,在仿生脊柱与仿生凹槽结构表面,雾滴以大液滴的形式进行定向地输运——滴状传输。但在仿生麦芒系统体系表面,无明显大液滴出现,相反雾滴是以一层薄水膜进行定向输运——膜状传输。液体传输模式的转变主要是受表面微结构所影响。脊柱与凹槽单级仿生结构系统,难以实现对雾滴快速高效的捕捉,无法在表面形成连续稳定的液体薄膜,所捕捉液滴易受周围液滴的吸引合并成大液滴进行传输。当其体积增大到某数值时,结构所产生的拉布拉斯力无法继续驱动液滴运动,最终钉扎在表面。而仿生麦芒分级系统体系,由于表面附加了众多的微型刺状取向收集器,增强了雾滴捕捉能力,实现快速的润湿过程,在表面形成连续稳定的液体薄膜。且与表面其他微滴合并凝结相比,微滴在水膜表面滑动的所需时间更短,因此更倾向于沿水膜表面运动,使得传输速度和收集效率得到显著的提升。实验结果表明,膜状传输的速度要比滴状传输高40倍,可实现3.5 mm/s的传输速度和 5.9 g /cm2h的收集效率。该工作以 “Programmable 3D printed wheatawn-like system for high-performance fogdropcollection” 为题发表在国际著名期刊《Chemical Engineering Journal》上。该项工作得到了国家自然科学基金委、四川省科技厅等基金项目的支持。论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894720311311.
  • 西南科大仿生微纳精密制造团队:精密3D打印构建仿生麦芒分级系统用于高效雾水收集
    雾水收集对解决水资源短缺具有重要的意义,如何提升雾水收集效率一直是研究热点。高效的雾水收集需要同时满足高效捕捉和快速传输两个严苛的条件。受大自然启发,制备合适的仿生系统被认为是实现这两个严苛条件的有效方法。然而,目前制备的仿生系统结构单一,精度较低,无法实现高效的雾水收集。近日,西南科技大学李国强教授领导的仿生微纳精密制造团队,受小麦麦芒启发,利用PμSL3D打印技术(深圳摩方材料科技有限公司,nanoArch S130)构造了仿生麦芒分级系统,实现了高效的雾水收集。经过优化设计的仿生麦芒雾水收集系统,表面分布有众多微型刺状取向收集器,扩大了收集的有效面积,增强了雾滴捕捉效率,并突破传统结构下滴状传输的限制,实现了高速的膜状传输,极大地提高传输速度和收集效率。该系统的水雾收集效率可达5.9g/cm2h,有望应用于液滴传输、药物运输、细胞牵引、海水淡化等科学技术领域。图1 自然麦芒结构特征、雾水收集过程及仿生麦芒系统的制备过程。a.小麦麦芒捕捉潮湿空气中的小水滴。b.麦芒逆重力超快雾滴输运过程。c-e. 自然麦芒的分级结构SEM表征。f. PμSL 3D打印系统制备仿生麦芒分级系统的示意图。图2 自然麦芒与仿生麦芒的结构特征及演变规律。a-c.自然麦芒表面微刺、凹槽的结构特征统计曲线图。d-e.5种不同结构形式仿生系统示意图。f-g. 不同结构形式仿生系统的表征。h.仿生麦芒随微刺数目增加的结构演变示意图。要点:小麦麦芒可从潮湿空气中捕捉微小雾滴作为水分供给。这种高效的雾水收集能力主要是源于表面的锥形脊柱、梯度凹槽、方向性刺集成的分级微纳系统。通过对结构特征的分析,借助PμSL打印技术的高精度性、自由性对结构进行拆解、重新整合,并根据结构的演变过程优化构建模型,编程调控制备了不同结构形式的仿生系统,包括仿生脊柱系统(A-spine)、仿生凹槽系统(A-grooves)、仿生麦芒系统体系(A-awn-2、A-awn-3、A-awn-4)。图3 不同结构形式仿生麦芒的雾水收集过程。a-e. 仿生脊柱(Ⅰ)、仿生凹槽(Ⅱ)、仿生麦芒体系(Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)在水雾环境下逆重力的雾滴捕捉输运过程。图4 仿生麦芒的水雾收集作用机理。a-c. 仿生脊柱(Ⅰ)、仿生凹槽(Ⅱ)、仿生麦芒体系(Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)逆重力下的雾滴运输距离、速度、体积的统计曲线图。d-f. 仿生脊柱、仿生凹槽、仿生麦芒体系的雾水收集机理分析。要点:通过在水雾环境下观察,在仿生脊柱与仿生凹槽结构表面,雾滴以大液滴的形式进行定向地输运——滴状传输。但在仿生麦芒系统体系表面,无明显大液滴出现,相反雾滴是以一层薄水膜进行定向输运——膜状传输。液体传输模式的转变主要是受表面微结构所影响。脊柱与凹槽单级仿生结构系统,难以实现对雾滴快速高效的捕捉,无法在表面形成连续稳定的液体薄膜,所捕捉液滴易受周围液滴的吸引合并成大液滴进行传输。当其体积增大到某数值时,结构所产生的拉布拉斯力无法继续驱动液滴运动,最终钉扎在表面。而仿生麦芒分级系统体系,由于表面附加了众多的微型刺状取向收集器,增强了雾滴捕捉能力,实现快速的润湿过程,在表面形成连续稳定的液体薄膜。且与表面其他微滴合并凝结相比,微滴在水膜表面滑动的所需时间更短,因此更倾向于沿水膜表面运动,使得传输速度和收集效率得到显著的提升。实验结果表明,膜状传输的速度要比滴状传输高40倍,可实现3.5 mm/s的传输速度和 5.9 g /cm2h的收集效率。该工作以 “Programmable 3D printed wheatawn-like system for high-performance fogdropcollection” 为题发表在国际著名期刊《Chemical Engineering Journal》上。该项工作得到了国家自然科学基金委、四川省科技厅等基金项目的支持。论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894720311311.官网:https://www.bmftec.cn/links/10
  • 远不止用于量子研究的量子精密测量技术——ACCSI2021量子精密测量产业化发展论坛邀您参加
    量子力学是近代科学技术的支柱,可以追溯到1895年X射线的发现,之后普朗克于1900年提出量子论, 1905年,爱因斯坦提出光量子的概念。此后,量子力学迎来了蓬勃发展,广泛应用于诸如原子弹、晶体管、激光、核磁共振、高温超导、巨磁阻等领域的研究中,被称为“第一次量子革命”。近年来,“第二次量子革命”被提出,不同于“第一次量子革命”对量子现象的理解和直接利用,对微观量子世界进行被动观察和解释,“第二次量子革命”通过掌控量子效应、定制量子系统,扎根于纯粹量子效应的量子技术,以实现对量子状态进行人工制备和主动调控。量子科学很可能是21世纪促进人类文明进步的最重要基础科学。“第二次量子革命”的提出,引发了各国的关注,面临着激烈的国际竞争态势。2016年5月,欧盟发布《量子宣言》;同年12月,英国发布《量子时代》;2018年9月,美国公布《量子信息国家计划》;同年 11月,德国发布《量子技术-从科研到市场》。此外,中国、日本等均发布了国家支持计划,谷歌、华为、微软、IBM等也加入了量子产业竞争。2020年3月12日,在发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中更是将量子信息列到了科技前沿领域攻关的第二位,要求实现量子精密测量技术突破。而近日,德国提出了量子系统新的研究计划,德国联邦教研部随后将在该议程基础上推出2022年开始的量子系统研究计划。未来德国量子领域的研究重点主要是量子计算机、量子通信、量子测量技术、量子系统的基础技术。量子科学技术受到广泛关注主要是由于其可以突破信息和物质科学技术的经典极限。量子科学技术主要研究方向包括量子通信,量子计算和量子精密测量。量子精密测量的基本原理是利用磁、光与原子的相互作用,实现对各种物理量超高精度的测量,可大幅超越经典测量手段。目前量子精密测量已在生物与医疗、食品安全、化学与材料科学等领域显示出其独特的优势和广阔的应用前景。但我国量子精密测量在系统工程化和实用化仍有待探索,科研成果转化应用机制不成熟,产业合作和推动力量有限。为推动量子精密测量产业化进程,2021年4月23日,第十五届中国科学仪器发展年会(ACCSI2021)将召开量子精密测量产业化发展论坛,邀请领域内技术专家教授、研究院、技术公司、资本投资专家等,共同研讨如何推进并加快量子精密测量产业化。现诚邀各领域相关从业人员参加学习 ! (报名参会) ACCSI 2021“量子精密测量产业化发展论坛”邀请报告及报告嘉宾一、论坛时间:2021年4月23日 9:00-12:00  二、论坛地点:无锡融创万达文华酒店  三、参会嘉宾:领域内技术专家教授、研究院、技术公司、资本投资专家;相关仪器企业及上下游企业董事长、总经理、总工、市场总监、研发总监、销售总监等。  四、会议形式:现场会议 / 线上会议内容嘉宾国仪量子:引领量子精密测量技术产业化国仪量子 联合创始人、CEO贺羽皮秒高重频相干脉冲产生及量子光学应用复旦大学 教授吴赛骏量子测控系列新品在量子精密测量领域的应用国仪量子 测控事业部总经理吴亚量子精密测量在地球物理探测中的应用国仪石油技术(无锡)有限公司 系统工程师孙哲新型电子信息功能材料的原子构筑和性能调控中国科学技术大学 教授廖昭亮基于量子精密测量的科学仪器——从系综到单自旋国仪量子 高级应用工程师代映秋2021第十五届中国科学仪器发展年会(ACCSI2021)将于2021年4月21-23日在无锡市召开。ACCSI定位为科学仪器行业高级别产业峰会,经过14年的发展,单届参会人数已突破1000人,被业界誉为科学仪器行业的“达沃斯论坛”。ACCSI2021以“创新发展,产业共进”为主题,力求对过去一年中国科学仪器产业最新进展进行较为全面的总结,力争把最新的产业发展政策、最前沿的行业市场信息、最新的技术发展趋势、最新的科学仪器研发成果等在最短的时间内呈现给各位参会代表。会议期间将颁发 “年度优秀新品”、 “年度绿色仪器”、“年度行业领军企业”、“年度十大第三方检测机构”、“年度售后服务厂商”、“年度网络营销奖”“年度人物”等多项行业大奖,引领科学仪器产业方向。参会咨询报告及参会报名:010-51654077-8124 13671073756 杜老师 15611023645李老师 赞助及媒体合作:010-51654077-8015 13552834693魏老师微信添加accsi1或发邮件至accsi@instrument.com.cn (注明单位、姓名、手机)咨询报名。报名链接:https://insevent.instrument.com.cn/t/qK 报名二维码扫描二维码查看最新会议日程
  • 从小米来看电子产品精密仪器如何进行知识产权保护
    小米发家历程颇具传奇色彩,可谓“质疑与销量齐飞,唱衰共成长一色”。小米从质量、外观、价格到专利支撑、市场占有率都有人提反对意见,唯一被认可并一直被模仿的是营销手段。然而,任何一款产品仅靠营销都不可能发展长远,小米越做越红火,营销只是手段,严密的知产保护体系才是保障。那么,小米壮大之路又能给广大从事电子产品、精密仪器行业的企业哪些启示呢?请随中细软集团小知一同来看!  市场未动商标先行 小米全类别注册商标  小米能有今天的风光,雷军功不可没。中细软集团小知通过一篇报道发现,他是个极有“情怀”之人。小米联合创始人王川在接受采访时表示,雷总说他不是要做一家手机公司,而是做小米style,小米生活,用一点点小才华,让亿万人的生活好一点。这句话很令人动容,且不论雷军的真实想法是想让亿万人生活好一点还是扩张商业版图,要做“小米生活”的决心倒是真的。目前,小米曝出的专利涉及智能手机、电视、饮水机、汽车、金融、智能穿戴设备、智能家居等多个领域,为进军其他领域提供了技术支撑和商业可能性。然而,比起小米科技在专利上的进展,其对商标的保护显然更游刃有余。  小知通过专业的知识产权管理软件知库宝查询得知,小米科技在45个类别下共注册商标一千余个,不仅注册了“小米”商标,也注册了其近似商标进行防御。其中,与小米科技目前主营业务联系最为紧密的第9类别(科学仪器、通讯设备等),注册商标多达两百多个,不仅包括小米商标及其近似商标,还包括多个能让人联想到“小米”的商标。看完小米科技对商标严密的保护制度,小知只想说两个字“佩服”!  商标全类别注册有利于企业拓展业务范围,也有利于把牌子做大做强。有一句话叫“市场未动 商标先行”,说的就是商标对于企业拓展市场的重要性。没有商标的“认证”,产品得不到消费者信任,更遑论企业业务的发展。商标是商业主体用于商品之上的,便于消费者“认牌”购物的标志。企业提前做好了商标全类别注册,就能在不同领域的商品上贴着同样的商标,展现企业实力的同时增强消费者信心,扩大市场影响力的同时增强企业知名度。企业在进行宣传时,通常将企业、商品、商标联合起来,也是为了令消费者形成系统的印象。商标全类别注册还能杜绝“傍名牌”现象的发生,就像前一段时间的“小米控告小米e贷商标侵权”事件,就是极好的例子。大企业品牌有着广泛知名度,虽然其业务专注于某些领域,但对于消费者来说,品牌知名度的效用足以延伸到其他领域。所谓“大树底下好乘凉”,大企业如果不提前对商标进行全类别注册,很有可能被其他企业钻了空子,抢注其他类别下的商标,彼时借企业品牌之声望进行宣传,是谁也无可奈何之事。  商标全类别注册的重要性可见一斑,然而,并非每家企业都想如雷军一样做“小米生活”,很多企业只是专注于某一领域产品的生产。那么,对于从事精密仪器设备行业的企业来说,都需要注册哪些类别的商标呢?中细软集团专家建议您除了在第9类注册商标外,还要在第35类(广告服务)、第37类(电子设备维修)、第38类(通讯服务)、第40类(电子产品加工)、第42类(计算机软件)等类别下注册商标。  摆脱招黑体质 专利才是核心竞争力  商标全类别注册能有效保护企业品牌价值,然而,要赢得市场仅靠商标保护是不够的。就小米的发家之路来说,营销手段固然能促进产品销量,但维持市场占有率及口碑则需要过硬的质量支撑。小米手机之所以成为“招黑”体质,很大程度上就是由缺乏核心技术造成的。从事通讯行业的企业热衷于报道企业掌握的专利数量、新增专利数量、专利增长率及涉足行业等信息。这些信息表面上只与“专利”有关,实则是在向外界宣布企业实力,也是在增强消费者对其产品质量的信心。专利是企业的核心竞争力,对从事通讯行业的企业来说,尤其如此。  专利是受法律规范保护的发明创造,包括发明专利、实用新型专利和外观设计专利三种类型。对产品新技术方案、产品形状及结构、产品形状及图案等方面进行了全方位的保护。因此,专利数量能很好的代表一个企业的创新能力及技术实力,企业想在市场竞争中争取主动,不注重专利技术的研发是万万不行的。专利的重要性不仅体现在增强企业实力上,也体现在法律对其专利成果的保护上。《专利法》规定,发明创造被授予专利权后,未经专利权人许可,任何单位和个人不得擅自实施该专利。想要实施他人专利而不侵权,就应当与专利权人订立实施许可合同,向专利权人支付专利使用费。  专利独占性保障了企业科研成果不被窃取,也保障了企业合法权益遭受侵犯时能第一时间拿起法律武器维护自身权益。说起来,小米没少吃“专利战”的亏,华为、中兴、爱立信皆以“专利侵权”的名义对小米发起攻势,能否在市场竞争日渐激烈的国产手机市场中挺到最后,还需要看各自的专利身家如何。国内市场,小米因专利问题被唱衰 国际市场,小米因专利纠纷铩羽而归。小米虽头顶400亿美元估值和BATM新冠,但连续曝出的专利风险也令其狼狈不已。然而,雷军表示,专利战是小米成人礼,小米已经做好了不追求短期盈利的目标,培养用户忠诚度和口碑。小米能在市场上走多远,拼到最后是拼其创新能力。  从小米的例子可以看出,从事精密仪器设备生产的企业想要在市场上取得长远发展,不仅需要加强商标保护,也需要重视科学技术的研究及相关专利的申请。
  • 周四开播!第二届精密测量技术与先进制造网络会议日程公布
    现代热力学之父、著名精密制造专家开尔文有一条著名结论:“只有测量出来,才能制造出来。”没有精密的测量,就没有精密的产品。哈尔滨工业大学谭久彬院士提出,精密测量是科学探索的“眼睛” 高端制造的“尺子”。在当代科技和工业领域,高水平的精密测量技术和精密仪器制造能力,反映了一个国家科学研究和整体工业领先程度,更是发展高端制造业的必备条件。为促进精密测量技术发展和应用,助力制造业高质量发展,仪器信息网联合哈尔滨工业大学精密仪器工程研究院,将于2023年12月14日举办第二届精密测量技术与先进制造网络会议,邀请业内资深专家及仪器企业技术专家分享主题报告,就制造中的精密测量技术等进行深入的交流探讨。点击图片直达会议页面一、组织机构主办单位:仪器信息网 哈尔滨工业大学精密仪器工程研究院二、会议日程第二届精密测量与先进制造主题网络研讨会报告时间报告题目报告嘉宾单位职称12月14日上午09:00-09:30纳米级微区形态性能参数激光差动共焦多谱联用测量技术及仪器赵维谦北京理工大学 光电学院院长09:30-10:00扫描白光干涉表面形貌测量技术:原理及应用苏榕中国科学院上海光学精密机械研究所研究员10:00-10:30先进封装工艺中三维几何尺寸监控的挑战与布鲁克白光干涉技术的计量解决方案黄鹤布鲁克(北京)科技有限公司应用经理10:30-11:00激光干涉精密测量技术、仪器及应用谈宜东清华大学 精密仪器系系副主任/副教授11:00-11:30关节类坐标测量技术于连栋中国石油大学(华东)教授12月14日下午14:00-14:30基于相位辅助的复杂属性表面全场三维测量技术张宗华河北工业大学教授14:30-15:00短脉冲光频梳激光测距技术杨睿韬哈尔滨工业大学副研究员15:00-15:30机器人精密减速器及关节测试技术程慧明北京工业大学 博士研究生15:30-16:00纳米尺度精密计量技术与国家量值体系施玉书中国计量科学研究院纳米计量研究室主任/副研究员16:00-16:30尺寸测量,从检验走向控制与孪生李明上海大学教授三、报告嘉宾 (按报告时间排序)四、参会指南1、点击会议页面链接或扫描下方二维码报名;会议页面:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/precisionmes2023/扫码报名抢位2、报名并审核通过后,将以短信形式向报名手机号发送在线听会链接;3、本次会议不收取任何注册或报名费用;4、会议联系人:牛编辑(手机号:13520558237 邮箱:niuyw@instrument.com.cn)。
  • 明日开播!首届“精密测量与先进制造”主题网络研讨会日程公布
    精密测量与装备制造业水平紧密相关,没有精密测量,就没有高端装备制造。装备制造业向中高端跨越的关键是提升制造质量,而提升制造质量的关键则是提高精密测量能力。在当代科技和工业领域,高水平的精密测量技术和精密仪器制造能力,是一个国家科学研究和整体工业领先程度的重要指标,更是发展高端制造业的必备条件。随着现代科学技术与工业制造技术的快速发展,精密测量仪器的需求正在逐渐增长。基于此,仪器信息网将于2022年10月20-21日举办首届“精密测量与先进制造”主题网络研讨会,邀请业内资深专家分享精彩报告,为相关从业人员搭建沟通和交流平台,促进我国精密测量技术及先进制造业的高质量发展。点击图片直达会议页面一、组织机构指导单位:中国计量测试学会主办单位:仪器信息网协办单位:上海大学二、会议日程2022年10月20-21日:首届精密测量与先进制造主题网络研讨会报告时间报告题目报告嘉宾单位职称10月20日上午09:30-10:00工业视觉技术进展及装备应用邾继贵天津大学精密仪器及光电子工程学院院长10:00-10:30视觉在线测量与检测技术卢荣胜合肥工业大学教授10:30-11:00双折射双频激光干涉仪的全链条技术张书练清华大学教授11:00-11:30超精密激光干涉位移测量技术进展与挑战胡鹏程哈尔滨工业大学长聘教授10月20日下午14:00-14:3020年来齿轮测量技术的发展石照耀北京工业大学长江学者特聘教授14:30-15:00基于波长移相技术的光学平行平板轮廓和厚度信息测量技术于瀛洁上海大学机电工程与自动化学院院长15:30-16:00激光跟踪仪精密测量技术与应用周维虎中国科学院微电子研究所主任/研究员16:00-16:30面向智能制造的全过程、全样本、全场景测量李明上海大学教授10月21日上午09:30-10:00工业摄影测量技术研究及应用郑顺义武汉大学教授10:00-10:30装备空间运动误差被动跟踪测量方法与仪器娄志峰大连理工大学副教授10:30-11:00差分珐珀激光干涉微位移计量及应用研究崔建军中国计量科学研究院课题组长/副研究员11:00-11:30面向先进制造过程的在线计量技术研究赵子越中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所高级工程师三、报告嘉宾 (按报告时间排序)四、参会指南1、点击会议页面链接或扫描下方二维码报名;会议页面:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/precisionmes20221020/扫码报名抢位2、报名并审核通过后,将以短信形式向报名手机号发送在线听会链接;3、本次会议不收取任何注册或报名费用;4、会议联系人:牛编辑(手机号:13520558237 邮箱:niuyw@instrument.com.cn)。
  • 智城发布精密细胞培养振荡器新品
    产品介绍 细胞生长对培养环境有着极高的要求, 如温度、CO2浓度、剪切、培养基浓度等。尤其是动物细胞,生长周期较长, 对培养条件运行的连续性、 稳定性和可靠性提出了非常高的要求。 ZWYC-290系列精密细胞培养振荡器是ZHICHENG公司推出的具有我国自主知识产权的细胞振荡器新品。 该产品凝聚了ZHICHENG公司中国研发团队二十年恒温振荡器的专业设计经验和现代生物技术的应用经验,携手海外专家攻关,在引进、消化、吸收国外一线同类旗舰产品的基础上,再创新提高而形成的技术成果。 应用范围ZWYC-290系列精密细胞培养振荡器是生物培养在进入发酵培养前最完善的培养装置,可广泛应用于微生物细胞发酵、动物细胞和植物细胞培养, 在生物医药、食品开发、生物农业环境治理等领域进行微生物培育、菌种或细胞系筛选等有着很好的应用前景, 也可应用于对温度、供氧、剪切等具有较高要求的细菌培养、动植物细胞培养、杂交和生物化学反应以及酶反应研究。 产品特点三大系统:指纹(密码)识别电子门系统、手机天网系统、数据无线传输采集系统五大功能:恒温、振荡、恒湿,光照、CO2六大亮点:自保温聚氨酯壳体、杀菌加湿器、紫外高效灭菌、导流冲洗通道、便捷可卸托盘,绿色粘板功能介绍:? 基本功能(恒温振荡)1、ZHICHENG公司精密细胞培养振荡器,单层振荡培养箱体,振幅12.5mm、25mm、50mm三档可调。全温型;转速为30-300r/min,可调并显示。2、专利技术的单轴悬挂滑杆五驱自平衡驱动单元,连续工作时间长,耗能少,能承受不平衡负载。3、稳定性能高,设备可在最大负荷状态下不间断运行,在启动、运转和停止过程中能保持平稳,设备在重启(包括断电来电)后,维持原有设置自动开启。4、独特的空气循环系统,内外空气持续环流,保证培养过程中有充足的空气补入确保温场均匀性,使腔体内无温度死角。5、超温报警保护功能:l 当实测温度超过报警设定值时培养振荡器报警;l 当实测温度超过断电设定值时加热器停止工作。6、 超速报警保护功能:l 当实测转速超过报警设定值时培养振荡器报警;l 当实测转速超过最高转速时,振荡平台停止振荡。 ? 可选功能(恒湿培养)l 控制范围:40-90%RH,精度:± 5%RH(可修正)l 最新发明专利技术:1)采用金属模块腔体蒸发技术,体积小,效率高,反应快。2)腔体内多通道的独特设计,形成了一次加热蒸发、二次高温消毒、三次压缩增压的制湿技术, 最终形 成高达140℃的雾状蒸汽迅速喷射,均匀扩散,不易形成水滴,而且湿度分布非常均匀。 ? 可选功能(光照培养)l 两种光照单元供选择:(1)日光光照系统:模拟日夜光照环境(2)LED不同光波组合系统:波长主要集中在红橙光和蓝紫光波段区域,主要应用于光合生物的培养 ? 可选功能(CO2培养)l 浓度范围:0-20%l 控制精度:±0.2%(浓度5%时),显示精度:±0.1%(可修正)l 国际顶级品牌的红外传感器,确保控制的高精度和高稳定性l 控制方式:P.I.D(微电脑环境扫描微处理芯片)l CO2供气瓶可自动切换 ? 可选功能(OD在线检测)l 完全替代繁琐的手工定时采样测量方法,是一种自动化教学、科研设备l 采用非接触式检测技术,在动态环境中获得真实的微生物细胞生长曲线l 可在线实时测量微生物细胞浓度的光密度(optical density,OD)值l 可选4、8、12和16通道, 适合正交试验、均匀实验和DOE设计实验l 可高效实现菌种筛选、培养基优化、发酵工艺优化研究和动力学分析l 根据研究需要,可更换激光波长,应用于酶、蛋白质等活性物质的检测 ? 可选功能(可选模块)l 具有短信报警等手机互联功能。l 数据无线传输采集系统。能更方便地记录设备的运行数据,实时监控摇床的运行状态。 ? 六大亮点l 一次成型的自保温高强度聚氨酯壳体,保温性能良好,强化了箱体的密封效果,提高了操作的稳定性和安全性。l 拥有最新发明专利技术的温度达140℃的灭菌加湿器,腔体灭菌彻底,加湿效果良好。l 紫外灭菌与循环风扇配合在风道内实现对循环空气的紫外高效灭菌功能。l 导流冲洗通道,便于及时冲洗,避免细菌污染。l 托盘与箱门连动,装卸便捷。l 独特的绿色粘板,粘性和稳定性好,节省空间,易于清洗维护。 技术参数产品名称ZWYC-290系列精密细胞培养振荡器控制方式P.I.D(微电脑环境扫描微处理芯片)显示方式5.6吋640×480点阵65K色真彩触摸式显示屏对流方式强制对流式振荡方式回旋振荡式驱动方式单轴驱动环境温度要求(℃)5~35工作室(个)1~3空气循环360m3/h曲线编程设定(段/步)反复、步调、温度阶梯、曲线编程设定:9/18(段/步),每段时间:999.9(min)定时时间(min)0~9999温度传感器Pt100温度控制范围(℃)4~60温度分辨精度(℃)≤0.1温度波动度(℃)≤±0.1温度均匀度(℃)≤ 0.2(37℃时)可选功能湿度控制范围(%RH)40~90湿度控制精度(%RH)2~3湿度波动度(%RH)≤2振荡幅度(mm)∮12.5、25、50三档可调转速范围(r/min)30~300转速精度(r/min)≤±1平均照度(Lux)≥300紫外强度(mW/m2)≥400可选功能CO2传感器进口品牌的NDIR单束双波红外传感器CO2控制范围(%)0~20CO2控制精度(%)0.2(浓度5%时)CO2显示精度(%)0.1CO2恢复速度(开门1分钟后)10min(浓度5%时)可选功能光密度OD6000.03~2.5 OD±0.03光密度稳定性OD600=1.0±0.03 相同实验条件下的稳定性≥95%(7天)测量通道选4、8、12和16通道可选噪音水平dB(A)≤70 dB(距离设备表面1m处)安全功能上、下限超温报警,上、下限超速报警,上、下限湿度报警,传感器故障报警,独立式过升防止器,独立式超温保护器(可调),独立式漏电、过电流跳闸保护,制冷机超荷保护,门与摇板连锁保护附属功能光照培养系统、自动停机、自动开机、温度/湿度表示校正、监视计时器、时钟显示、来电恢复、参数记忆、参数加密、可扩展RS-485接口制冷功能空冷式、R134.a 功率可控式制冷、无霜运行加速度柔性慢启动摇板数量1~3托盘类型粘性托盘(八块/单元)摇板尺寸(mm)850*450容积/单元(L)225最大装瓶量(支*容量)60*250ml 32*500ml 18*1000ml 10*2000ml  8*3000ml 内胆尺寸/单元(长*宽*高)(mm)937*572*420外型尺寸/单元(长*宽*高)(mm)1080*960*590重量/单元(kg)98电源AC 220V 50/60Hz,1200W 创新点:一次成型的自保温高强度聚氨酯壳体,保温性能良好,强化了箱体的密封效果,提高了操作的稳定性和安全性。拥有最新发明专利技术的温度达140℃的灭菌加湿器,腔体灭菌彻底,加湿效果良好。紫外灭菌与循环风扇配合在风道内实现对循环空气的紫外高效灭菌功能。采用非接触式检测技术,在动态环境中获得真实的微生物细胞生长曲线精密细胞培养振荡器
  • 加利用量子纠缠开发超精密测量技术
    加拿大物理学家们首次利用量子力学克服了测量科学中的一个重大挑战。新开发的多探测器方法可测量出纠缠态的光子,实验装置使用光纤带收集光子并将其发送到由11个探测器组成的阵列。此项研究为使用量子纠缠态开发下一代超精密测量技术铺平了道路。  研究报告主要作者之一、多伦多大学物理系量子光学研究小组博士生罗泽马· 李称,新技术能利用光子以经典物理学无法达到的精度进行测量。此项研究成果在线发表在《物理评论快报》上。  现存最灵敏的测量技术,从超精确原子钟到世界上最大的望远镜,均依赖于检测波之间的干涉,这种干涉发生于两个或更多个光束在相同空间的碰撞。罗泽马及其同事使用的量子纠缠态包含N个光子,它们在干涉仪中均被保证采取同样的路径,即N个光子要么全部采取左手路径,要么全部采用右手路径。  干涉效应可用干涉仪进行测量。干涉装置的测量精度可通过发送更多的光子加以改善。当使用经典光束时,光子数目(光的强度)增加100倍,干涉仪的测量精度可提高10倍,但是,如果将光子预先设置在一个量子纠缠态,干涉仪在同等条件下的测量精度则同步增长100倍。  科学界虽已了解到测量精度可通过使用纠缠光子加以改善,但随着纠缠光子数的上升,所有的光子同时到达相同检测器的可能性微乎其微,因此该技术在实践中几无用处。罗泽马及其同事于是开发出一种使用多个探测器来测量纠缠态光子的新方法。他们设计了一种使用&ldquo 光纤带&rdquo 的实验装置,用以收集光子并将其发送到11个单光子探测器组成的阵列。  这使研究人员能够捕捉到几乎所有最初发送的多光子。罗泽马称,同时将单光子以及两个、三个和四个纠缠光子送入检测设备,测量精度可得到显著提高。  研究人员表示,两个光子好于一个光子,探测器阵列的效果则远远好于两个。随着技术的进步,采用高效探测器阵列和按需纠缠的光子源,此项技术可被用于以更高精度测量更多的光子。《物理评论快报》的评论指出,该项技术为提高成像和光刻系统的精度提供了一种行之有效的新途径。
  • 摩方精密与信维通信达成战略合作 共同研发下一代天线
    2022年5月12日,全球领先的一站式泛射频相关电子元器件及模组(如天线及模组、无线充电模组、EMC/EMI射频隔离器件、精密连接器、高速连接器及线缆、无源器件等)解决方案提供商信维通信(美国)(Sunway Communication)与重庆摩方精密科技有限公司(美国)全资子公司(BMF, Boston Micro Fabrication)达成战略合作,共同研发下一代天线产品,两家公司在美国加利福尼亚州圣地亚哥开设了联合研发实验室。对于5G和未来的天线来说,先进的制造技术已经逐渐发展至可以满足精密微小尺寸器件的需求。射频行业正更全面地进入毫米波应用领域,因此,天线和波导需要变得越来越小,导致传统制造技术变得越来越具有挑战性。“为了满足零部件越来越小的需求,我们一直在寻求不同的解决方案,摩方精密的迅速发展,其技术已经应用于众多行业,这次的联合开发合作加速了我们的研发速度,同时也提升了我们的领导地位。”美国信维通信执行副总裁兼总经理Wilson Wu博士表示。 “我们很高兴能与信维合作,帮助了我们将3D打印技术引入通信这一应用领域,”摩方精密欧美区首席执行官John Kawola表示。“摩方精密提供了精密加工方面的专业解决方案,而信维则带来了他们在高价值通信组件方面的宝贵经验”。 此次合作由信维首席科学家/副总裁、信维天线研究所所长Howard Liu博士和摩方精密联合创始人兼首席技术官夏春光博士领导。关于信维通信深圳市信维通信股份有限公司于2006年4月27日成立,是首批国家级高新技术企业之一。2010年11月5日,公司在深圳证券交易所创业板上市,股票代码:300136.SZ。公司主要生产与射频相关的各类电子元器件及模组,如:天线及模组、无线充电模组、EMC/EMI射频隔离器件、精密连接器、高速连接器及线缆、无源器件等。产品应用涉及消费电子(智能手机、个人电脑、智能穿戴设备等)、汽车、物联网/智能家居、通信、数据中心等领域,是国家支持和鼓励的新一代信息产业技术范畴。有关信维通信的更多信息,请访问www.sz-sunway.com网站。关于摩方精密重庆摩方精密科技有限公司(BMF,Boston Micro Fabrication)成立于2016年,专注于高精密3D打印领域,是全球高精密3D打印技术及精密加工能力解决方案提供商。摩方精密采用面投影微立体光刻(PμSL: Projection Micro Stereolithography)技术,该技术具有成型效率高、加工成本低等突出优势。目前,摩方精密总部位于中国重庆,在中国深圳、美国波士顿、英国伦敦、德国法兰克福、日本东京均设有分支机构,拥有来自全球32个国家1000多家合作客户。有关BMF的更多信息,请访问www.bmftec.cn网站。
  • 福州推进环境监测能力建设 更多精密仪器将上岗
    p style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/687b10dc-d891-48a7-ae0a-61b2ffde370b.jpg" title="1496541255744_副本.jpg"//pp style="text-align: center "工作人员在环境大气超级检测站维护设备。/pp  福州金鸡山,有双能看破雾霾的“火眼金睛”——环境大气超级监测站,它能对空气精准“体检”,查出污染原因,对症下药。/pp  早上一睁眼,就打开手机看看实时空气质量指数,已经成为福州环境监测中心站站长陈峰的习惯。陈峰看到的空气质量指数,来自于市区各个环境监测站,其中就包括设在金鸡山的环境大气超级监测站。/pp  strong充实环境监测“武装力量”/strong/pp  福州污染从哪来?这不仅是群众关心的问题,也是环保部门致力攻克的难题。/pp  陈峰介绍,从2012年颁布新环境空气质量标准起,环境监测工作就不断面临挑战。要与大气污染作战,福州市环境监测中心站就必须充实“武装力量”。/pp  新的环境空气质量标准中,主要指标从3项增加到6项,包括PM2.5、一氧化碳和臭氧。原有环境空气自动监测站和监测仪器已经不能满足需求,推进环境监测能力建设势在必行。2012年,我市新增空气监测仪器 2013年,12个点位开始自动监测,各县(市)区开始建设空气自动监测站 2014年,各县(市)区自动监测站全面投用......“至今已有56个空气监测点位遍布全市。”陈峰告诉记者,其中就包括去年12月通过验收的环境大气超级监测站(一期),这也是福建省首座地市级环境大气超级监测站。/pp  strong超级站能对空气精准“体检”/strong/pp  方正的空间里,陈列着单颗粒气溶胶质谱仪、在线离子色谱仪、激光雷达、数据集成系统平台等设备,仪器上不断闪现着反映空气状况的数据,宛如一个精密的“大脑”。“这里就是超级站。”日前,在金鸡山环境大气超级监测站,陈峰向记者介绍,与普通的空气自动监测站相比,超级站监测的指标更全面。/pp  “超级站特别之处就在于,能对空气精准‘体检’,查出病因,对症下药。”陈峰说,超级站不仅能监测主要污染物,还可以进一步分析是什么导致污染物浓度超标,反映中心城区的空气污染状况和发展趋势。“比如分析PM2.5的构成,让我们知道是机动车尾气还是扬尘导致指数上升,然后有针对性地采取措施。”/pp  今年初以来,我市共启动18次轻微污染天气应急响应,超级站立下大功。“上月初,我们就打了一场硬仗。”陈峰回忆,5月7日夜间,超级站监测到空气中的钙离子和镁离子比平常高出好几倍。“这是沙尘的特征指标,预测将有北霾南下,会对我市产生影响。”据此,我市第一时间发布轻微污染天气预警,并于次日上午10点启动一级响应,市直各相关部门和各区政府迅速组织“护蓝”行动:尾气检测加密,道路清扫和洒水作业增频,工地扬尘治理加大力度......到9日中午12点,福州空气质量回优。/pp  strong二期将上马更多精密仪器/strong/pp  目前,超级站正在进行二期建设,还将有更多先进、精密的仪器上岗。陈峰告诉记者,随着监测能力提升,福州市空气监测数据的时效性增强了,监控数据由原有的小时监控加密到5分钟监控。空气质量由每日一报变成每小时更新,让群众能够及时了解空气状况。/pp  大气污染防治成效好不好?数据来说话。陈峰介绍,2013年,福州市城区环境空气达标率94%,全年22天超标 2016年,福州市环境空气质量达标率为98.6%,全年5天超标。城区环境空气中颗粒物(PM10)年均值从2013年的64微克/立方米降为2016年的50微克/立方米。细颗粒物(PM2.5)年均值从2013年的36微克/立方米降为2016年的27微克/立方米。/p
  • 央视走进中图仪器丨从纳米到百米的精密测量仪,18年打磨硬核科技“尺”
    12月6日晚间,央视财经频道《经济信息联播》栏目“专精特新 制造强国”系列节目报道深圳市中图仪器股份有限公司。本期专精特新高人:18年用心打磨15把硬核科技“尺”,从纳米到百米,从接触式到非接触式。铸光为尺,见微知著,不断拓展工业测量领域全尺寸链条。几何尺寸测量的精度,直接决定了工业制造的高度。不论小如芯片,还是大如飞机,精密测量仪器,就像量体裁衣时裁缝的尺子。深圳一家专精特新企业里有一位高人,研发出了能测量从1纳米到1百米的工业“尺子”。马俊杰从业18年来,虽然只做了15台测量仪,但每一台都独具特色。其中测量最快的一台,叫闪测仪。深圳中图仪器股份有限公司董事长 马俊杰:我手上拿的就是手机上一块精密的结构件,几秒测量,几百个尺寸直接显示出来,而且达到了微米级的精度。马俊杰毕业于清华大学精密仪器专业,后在研究所工作期间,他发现实验室里的精密仪器全都来自国外,这让他产生了创业做国产几何测量仪的想法。这台指示表检测仪,是马俊杰当年研发出的第一款精密测量仪器。但这些都还不是精度最高的“尺子”。这枚看似光滑的晶圆,放在显微测量仪下,表面变得错落有致起来,经过测量,高度差仅有6.1纳米。但它还将被切割成更小的方块,才能使用。深圳中图仪器股份有限公司董事长 马俊杰:这台仪器它的精度非常高,达到了0.1纳米的分辨率,半导体领域已经大量使用。这家企业的测量绝活可不止于微小领域。马俊杰的团队潜心研究6年,研发出可测百米尺寸的激光跟踪仪,解决了大型、超大型工件或装置的高精度测量问题。深圳中图仪器股份有限公司副总经理 张和君:这是一架飞机模型,关键部件测量精度必须控制在0.1毫米至0.2毫米之间,飞机的装配才能保证严丝合缝。激光跟踪仪是唯一同时具有微米级别测量精度,和百米工作空间的高性能光电仪器。
  • 不盲目膜拜智能穿戴 人体才是最精密“仪器”
    随着人们生活品质的不断提高,大家都开始关心自己的健康问题,于是便有越来越多的人热衷于健身及运动。为了让自己运动得更“专业”,除了高价聘用私教之外,功能各异的高科技智能服饰也逐渐获得人们青睐。无可否认,这是一个“拼技术”的年代,科技的日新月异能够令智能产品的功能变得更完善及专业。此外,高科技除了会改变人们原有的生活和运动模式之外,是否存在一定“弊端”,也是人们所顾及的方面之一。  智能服饰  让运动事半功倍  现有许多可穿戴设备都能做到在运动时收集相关数据,此外还能不断地根据你锻炼的类型和强度,调整对肌肉的刺激力度,模拟大脑给出的信号以锻炼肌肉。为了用更短的时间达到更好的健身效果,研究者们脑洞大开,纷纷依据各种不同科学原理设计出“高智商”的运动服饰。  比如最近由德国研制的“高效”智能运动服,特别之处在于内置电极,据称可以通过刺激肌肉以增强锻炼效果——只要穿上这款运动服,20分钟的锻炼效果就可媲美穿平常的运动服锻炼3小时。缩短运动时间却能达到更好的健身效果,对于懒虫而言无疑是福音。除了能够“刺激肌肉”,智能运动服还能“追踪肌肉”。由加拿大所研制的智能运动服,内置EMG运动传感器,能够感应和追踪到肌肉纤维内部的活动,并通过应用程序告诉用户各个部分肌肉的运动状态。另一方面,可提供教练般的反馈,是智能服饰存在的意义之一。近日印度研制的一款智能运动服,由压缩上衣和裤子组成。研究人员将119轴加速度计、心率传感器和温度传感器全部连接至一个动力组件,并嵌入至运动服内。贴心的是,应用程序会为用户提供专业的及时反馈,这意味着如果运动者的生物动力学、形式或姿势不正确,它会在第一时间发出通知,这点非常适合瑜伽爱好者的需求。除此之外,这款智能运动服还能在训练过程中帮助你保持最佳的心脏速率,或者在身体处于过热危险时提醒你停下来休息,十足“教练”般认真负责。  无论是可以检测各种体能数据的智能T恤衫、能够精确测算步数的智能袜子,还是能够检测到潜在危及生命情形(比如缺氧)的智能头部装备,不难发现,大多智能服饰都配置了可以捕捉身体动作的传感器——能够及时提供反馈,告诉你如何才能运动得更加专业。智能服饰设计者的目标,就是为了让你不需要进入虚拟世界,也可以像你最爱的运动员那样运动。  健康咨询:  不盲目膜拜 “适度使用”是关键  科技发展对于人类而言,好处是显而易见的,然而存在的健康隐患却不容易被发现。比如说,高科技的智能穿戴设备,大多会利用传感器技术在运动时收集相关数据,因此会涉及数据的传送和接收。科技在为人类服务的同时,是否发过来也存在一定“危害”?  中山大学孙逸仙纪念医院神经科主任医师刘军教授告诉记者,脑电图主要利用仪器检测脑部自发的生物电位,一般容易受到被检查者情绪、睡眠觉醒状态、外界磁场等干扰。如果超过一定限度的外界信号,会给人体甚至大脑产生一定影响,然而轻微的干扰(如正常使用手机等电子产品)不超过人体的承受范围,人体通过精密的自我调节应该不会受到不良影响。“自世界上第一部商业化手机于1973年面世以来,不过数十年时间,普及的时间则更短,对于人体健康的影响如何,仍需更长时间的观察、随访研究。”他认为,科技的发展是一把双刃剑,既带来福利也带来弊端。而随着科技的发展,人们会努力让福利更大化,弊端最小化。对于如今的手机、WiFi等新技术带来的便利很多,我们既不能顶礼膜拜,也不能谈虎色变、杯弓蛇影,更理智的做法是适度使用,趋利避害。  如今高科技产品日新月异,许多以前只出现在电影中的智能服装也成为现实。“人体是目前世界上最精密的‘仪器’,任何人工产品都无法与之媲美,通过传感器、智能服装自动调节人体的生物学功能,还为时尚早。”在黄翰教授看来,日常生活中已经充斥着手机、电脑、平板等电子产品,运动时如果能够返璞归真、亲近自然,才能充分感受机体的美妙,尽情享受运动的乐趣。  专家声音  技术剖析:  智能穿戴科技:  由航天领域逐步渗入民用  智能服装属于一种身体内外部信息的采集和反馈系统,同时具有感知和反应双重功能的服装。它不仅能感知身体外部环境或内部状态的变化,而且通过反馈机制,能实时地对这种变化作出反应,从而使服装变得有了智能的“感觉”。  华南理工大学软件学院智能算法与智能软件实验室主任黄翰教授告诉记者,最初,“智能服饰”主要应用在航空、航天及国防军工等特殊领域,随着传感器、无线通讯网络和微型芯片等技术的进步,智能穿戴技术渗入民用,逐步演变为目前的“智能服饰”。就黄翰教授认为,智能服饰的目的在于为人们日常生活提供便利。“这些服装可以简化我们与数字世界的联接,又不影响正常的人际交流,智能服装可以让人更多地与外界沟通,而不是盯着手机屏幕。”他说。  黄翰教授告诉记者,未来智能服饰的发展方向将由功能单一向多功能转换。随着电子技术的迅猛发展,智能服装逐渐趋于多功能化。“例如,同时具备生理数据采集、环境数据采集、卫星定位及交友娱乐等功能,并使用多样化的传感器和运行器件集成,提高精确度和稳定性,在不影响穿衣舒适度的前提下使其与服装融为一体。”他说,“其次要确保对人体无害,且具有抗辐射和防雷防电的功能。”而传感器和电子元件应的柔软性,以及面料本身的可水洗性,同样也成为智能服饰能否能够“飞入寻常百姓家”的关键。  “传感器技术”还有待提升  关于智能服饰,大家最熟悉的莫过于功能性相对比较成熟的“传感器技术”。面前市面上的可穿戴设备,大部分都不支持添置传感器。但模块化设计可穿戴设备是其发展的趋势。  “运动装备是目前可穿戴设备产品比较集中的领域,智能手环通过加速度传感器估算用户走的步数,智能跑鞋中通常采用压力传感器采集用户双脚落地的压力数据,由此分析用户的跑步数据。”黄翰表示,“相对于传统传感器的工业应用,智能服饰更需要新型符合服饰舒适美观要求的传感器。”  就目前而言,传感网络仍面临着通信能力有限、电源能量有限、计算能力有限等诸多挑战,传感器网络具有很强的动态性,因此必须具有可重构和自调整性。“因其感知数据采集环境复杂,数据实时性强、数据量大,我们需要研究稳定高效的数据流采集、管理、查询、分析和挖掘方法。”  据介绍,传感器在智能穿戴设备中仅仅担任数据采集的角色,最终设备是否能准确输出我们关心的信息,这中间还涉及复杂的信号处理过程,由于可穿戴设备有限的计算能力,限制了许多前沿的人工智能技术应用,因此其准确性还有待提升。“例如,运动手环很可能将手的摆动误认为一定是走路或者跑步。”黄翰这样说道。
  • 精密仪器行业靠拢电商?且听用户怎么说
    目前我国精密仪器的销售模式一般是厂家—代理商(分公司直营)—用户这样固定的模式。在如今互联网电商大行其道的时代,一些厂家看到了电商的发展前景,希望通过电商来提高销量。然而精密仪器行业发展究竟应当靠拢电商还是继续依托实体销售,还是要听听客户的声音。 下面小编就以国产测绘仪器这样一种精密仪器为例,来调查下仪器客户们究竟是支持电商购买还是支持实体销售,或直接代理商发货呢?  来听听用户们都怎么说?  用户1:我买全站仪还是喜欢在实体店买,因为这样有安全感,只有亲耳听到店家的售后承诺,我才放心。  用户2:电商上买测绘仪器?除非是我很信任的商家,我才有可能采取这种交易方式。不然仪器出了问题,网络商家不给我售后服务怎么办?国产测绘仪器本来质量不稳定,仪器有问题怎么和卖家扯?倒不如在店里按规则打交道,有问题就要对我负责,一切按规章制度办。  用户3:肯定喜欢到实体店去买,可以真实的操作和触摸到仪器。  用户4:我喜欢到淘宝找一些有实力的卖家,如果运气好,遇到牛逼的卖家(大家都懂)给的价格便宜不少。售后其实也有保障,就看你找对人没有。有些卖家本身就是有关系的人,仪器低价抛出来,比实体店便宜不少。毕竟对我们这种私人测量单位来说,能省一点是一点。我也不需要培训,仪器操作再复杂我捣腾几下就ok了。  用户5:网上买仪器?不太现实吧。我一般买就买一套,全站仪+脚架棱镜,我不可能为了省点钱单买机身的,网上的能卖脚架和棱镜给我吗?  用户6:还是实体交易好,可以和老板或业务员谈点东西。(你们都懂的)  用户7:我喜欢去大公司的实体店买,专业,还可以看到漂亮的销售mm。我最讨厌去那种小的夫妻店,一问三不知,技术不精不说,价格也不是很优惠且水份大。  用户8:我看京东上卖全站仪的那两家都没什么成交的,估计不靠谱。我也会去实体店买,感觉有保障些。  用户9:网上买水准仪、手持测距仪可以,像全站仪、RTK还是到实体店买吧。不定因素太多,万一出了问题售后找谁?我总不能把有问题的仪器再寄回去吧,就近原则的保修就给不了,不方便。  用户10:网络销售测绘仪器? 怕物流太慢,不如我去实体店即买即得,还能检查机子有没有问题。  用户11:我最多只是查一下淘宝的价格,然后拿去给代理商杀价。我从来不会去淘宝买。  综上分析,90%的用户对测绘仪器互联网销售都不看好,主要原因是担心售后跟不上,不能即时拿到货,对这个行业的产品和厂家、商家缺乏信任。可以说在如今互联网电商大潮的发展下,测绘仪器市场并没有受到多大的影响,实体店的生意依然无可取代。 究其原因主要有几点:第一,测绘仪器是精密仪器,有实体店销售可以让用户就近解决调试和售后问题。第二,国产测绘仪器相对不稳定因素多,维修售后等问题必须通过实体店来完成。第三,测绘仪器操作需要有一定的测量基础,需要对客户进行培训。以上因素决定了测绘仪器销售是一个不轻松的过程,不像手机数码产品可以轻松快捷地进行交易。 兼听则明,偏信则暗。在听完客户的心声之后我们再来听听仪器销售的另一方代表——经销商们怎么说?  代理商1:网络销售怎么比得上实体店销售?至少客户在我这里看得见摸得着仪器。国产测绘仪器都是在店里面谈成生意,你敬我一尺我让你一丈,在网上怎么谈?现在用户有一个不好的习惯,总感觉再低的报价都要还一下价才舒服,我们早已适应了。  代理商2:现在走互联网的费用不低,光天猫就不便宜,更不用说入驻京东。我们一般代理商玩不转,不如好好开垦着自己的一亩三分地。有开天猫的钱我不如多进几台货或结款几台仪器。  代理商3:已经有在做淘宝了。串货?管他呢,对方能发现再说。有生意干嘛不做,如果他都不能发现他的区域被我做了,那只能怪他本身区域工作不过深,销售很一般。其实我不指望网上卖多少,主要是聚人气,或者设定价格而已。  代理商4:我在网上开店可以,你们厂家就不能。你做了,客户资源都被你拿了,我怎么混?  厂家直属分公司体系1:肯定要做,这是未来的趋势,以后慢慢通过网络把各个用户信息建立起来并进行跟踪维护。全国各地的维修点活动起来,就能保证售后问题了。  代理商5:我做互联网的意义不大,我的地盘那么小,维护好现有客户就不错了。  代理商6:销售的新思路?可以利用微信朋友圈进行销售,毕竟朋友圈是一个建立在互信基础上的圈子。这个可以用在销售测绘仪器方面,还挺管用的。  代理商7:新思路没有太多。主要是产品同质化太严重,没有一款独特新颖的产品,不管有什么模式都是假的。互联网时代的用户不会那么傻,买东西都很理性,都会做大量调查。作为商家如果没有绝对的优势,还是老老实实做好传统销售。  代理商8:这是大势所趋,迟早的事。现在可以好好准备,但是不要抱太大希望会有显著效果。  代理商9:我有开淘宝,不过我是挂其他品牌的产品,我故意报低价,扰乱他的市场!  代理商10: 淘宝我有做,有时候往外面串货扩大一下销量。怕被查?等有举报了再说吧。现在行情那么差,能卖一台算一台,谁查你?  综上分析,90%的代理商还是在按部就班的经营实体店生意,并没涉及互联网。即使涉及的代理商估计也只是随便挂挂产品与价格,并不指望网上成交能有多少。同时他们也害怕互联网交易带来很多不必要的麻烦,比如售后成本。 然而随着技术和服务的不断发展,精密仪器的传统销售模式还能坚持多久,最终会改变吗?电商会在精密仪器行业有所作为吗? 这些问题的答案只能通过时间来证明了。
  • 生猪精密智管,看托普云农如何助力桐乡智养“二师兄”
    一走进位于桐乡市凤鸣街道的双丰猪场,就能看到一块巨大的电子显示屏,上面清晰显示着猪场的猪场存栏数量、生猪价格、体温异常数、PSY指数等数据。而这些拥有专属“身份证”的“二师兄”们正在享受着舒适环境,食用着天然绿色饲料。养殖户通过大屏获取关键数据实现对生猪全生命周期的精密智管,显著提升了产出效益。 这个由桐乡市农业农村局联合浙江森特信息技术有限公司(托普云农全资子公司)共同打造的“生猪精密智管”应用,旨在通过数字赋能,打造农业产业管理新技术新模式,推进桐乡市畜牧业高质量发展。日前,“生猪精密智管”应用作为浙江省数字农业领域优(you)秀示范案例,成功入选首批数字赋能促进新业态新模式典型企业和平台名单。重构养殖模式 “智”养“二师兄” “生猪精密智管”应用依托生猪智能生物耳标的信息采集监测和数据自动传输功能,重构养殖模式,一猪一码,实时采集动物行为感知分析、动物生命体征信息感知等数据,按时发布配种、预产、断奶以及异常状况预警等信息,有助于猪场及时淘汰低下产能、及早发现疫病风险,智慧化管理好每头“二师兄”,高效提升生猪养殖场的生产能力和安全水平。再造业务流程 “智”服养殖户 依托“生猪精密智管”应用,浙江森特信息技术有限公司(托普云农全资子公司)改变以往生猪强制免疫“先打后补”政策补助制度,再造业务流程。通过打通生猪生产与金融、保险等关联数据,将以前需要以日、月来衡量办事效率的生猪养殖补助、投保、贷款等业务,变为手机投保、线上申请病死猪理赔,最快1个工作日就能收到赔偿款。建立预警体系 “智”管全产业 同时,通过对生猪生产数据的统计分析、养殖场管理码/市场价格的监测预警/产供销信息的实时发布、疫病检测等服务的线上审核办理,全链路智能化管理,为监管部门对市场供应早预警,疫情风险早排查和生猪产业全周期管控提供便利。全流程公开透明化,为制定更加具有时效性、前瞻性的生猪稳产保供、非洲猪瘟防控等相关政策措施筑牢基础,助力桐乡畜牧业高质量发展。 如今,信息科技带来农业产业生产方式变革,让人们享受更加智能化、便捷化的社会化服务。除了生猪的智能化养殖监管,现在桐乡市“生猪精密智管”平台还接入了全市犬、猫等动物检疫,犬、猫产地检疫数字化应用后,犬、猫饲主只需线上申请,即可完成检测、开证“一键达成”,大大优化了服务流程,减少了饲主来回跑腿,办理体验更加现代化。 现代化的乡村发展离不开人和社会化的创新服务应用。随着国家数字乡村发展战略的大力引导支持,托普云农积极实践乡村数字化服务系统建设工程,基于多年农业行业深度理解,先后探索出仙居“亲农在线”、浦江“超级农场”、桐乡“田保姆”等一批创新服务应用,通过技术手段实现场景互联、客户互联、交易互联等,打造数字乡村“最(zui)佳实践”共享共用模式,让用户体验更智能,让乡村发展更有内生动力。
  • 上海智城发布全新一代精密细胞培养智能摇床
    我国生命科学领域又喜获国产装备利器,由上海智城分析仪器制造有限公司最新成功研发的全新一代ZWYC-290A型精密细胞培养智能摇床开始接受预订,即将批量投放市场。这意味着我国生物细胞研究领域开始拥有自己的国产高端装备。 细胞生长对培养环境有着极高的要求,如温度、CO2浓度、剪切、培养基浓度等。尤其是动物细胞,生长周期较长,对培养条件运行的连续性、稳定性和可靠性提出了非常高的要求。通过在一个CO2培养箱内放置一台小型的振荡平台,凑合成一台简易的细胞培养装置,或者购买国外进口的精密细胞摇床来弥补国产实验装备不足的缺憾,这就是当前我国生物细胞研究领域装备落后的真实写照。在这样的实验条件下开展细胞研究,实验人员除了要克服操作不便和面对设备漏电的风险之外,还频生因设备问题引发生物细胞受到污染而最终导致实验失败的忧虑。广大细胞研究领域的实验人员渴望能有国产的精密细胞摇床早日问世。 ZWYC-290A型精密细胞培养智能摇床是上海智城公司推出的具有我国自主知识产权的细胞培养摇床新品。该产品凝聚了上海智城公司中国研发团队二十年恒温摇床的专业设计经验和现代生物技术的应用经验,携手海外专家技术攻关,在引进、消化、吸收国外一线同类旗舰产品的基础上,再创新,再提高而形成的技术成果。该产品拥有指纹(密码)识别电子门、手机天网和数据无线传输采集三大系统,具备恒温、振荡、恒湿,光照、CO2五大功能,另外,还含有自保温聚氨酯一体壳体、杀菌加湿器、紫外高效灭菌、导流冲洗通道、便捷可卸托盘和绿色粘板六大产品亮点。 ZWYC-290A精密细胞培养智能摇床是生物细胞培养在进入发酵培养前最完善的培养装置。产品广泛应用于微生物细胞发酵、动物细胞和植物细胞培养,在生物医药、食品开发、生物农业环境治理等领域进行微生物培育、菌种或细胞系筛选等有着很好的应用前景,也可应用于对温度、供氧、剪切等具有较高要求的细菌培养、动植物细胞培养、杂交和生物化学反应以及酶反应研究。 此产品将于10月10日在2016慕尼黑上海分析生化展(analytica China)展出,展位号:N3.3474,欢迎大家参观指导! 关于上海智城 创建于1998年的上海智城分析仪器制造有限公司(简称:上海智城)是生命科学领域专业从事分析仪器、实验室基础设备研发制造的知名制造商,公司连续十二年被评定为上海市高新技术企业。公司以力创中国实验室仪器设备领域主导品牌为目标,紧跟当今生命科学领域仪器设备最新的技术发展方向,矢之创新,潜心研发,以领先的专利技术、优越的性价比和可靠的售后服务在国内外用户中赢得良好声誉。上海智城在经过近二十年的发展,在国内形成了以上海智城技术为先导的恒温摇床产业格局,以“恒风速”核心技术为代表的我国智能安全型超净工作台产品的发展新方向。
  • 上海智城“精密细胞智能摇床”获颁自主创新金奖
    在刚刚结束的第十六届中国国际科学仪器及实验室装备展览会(CISILE2018)上传来消息,由上海智城公司研发制造的“ZWYC-290A精密细胞智能摇床”荣获“2018科学仪器及实验室装备自主创新金奖”。据了解,这是上海智城公司继“ZHJH系列智能安全型超净工作台”之后,再次获得由中国仪器仪表行业协会颁发的自主创新金奖。 每年一届的中国国际科学仪器及实验室装备展览会(CISILE 2018)是经国家商务部批准,由中国仪器仪表行业协会主办的我国科学仪器领域规模最大、水平最高的国际化专业展会之一。在北京国家会议中心举办的本届展览会于2018年4月21-23日开幕。“科学仪器及实验室装备发展现状座谈会暨CISILE 2018自主创新奖颁奖”同期举行。据了解,来自8家企业的9个产品经严格评审及市场调查,在众多科学仪器和实验室产品中脱颖而出,荣获“CISILE 2018自主创新金奖”。 ZWYC-290A精密细胞培养智能摇床是生物细胞培养在进入发酵培养前最完善的培养装置。产品广泛应用于微生物细胞发酵、动物细胞和植物细胞培养,在生物医药、食品开发、生物农业环境治理等领域进行微生物培育、菌种或细胞系筛选等有着很好的应用前景,也可应用于对温度、供氧、剪切等具有较高要求的细菌培养、动植物细胞培养、杂交和生物化学反应以及酶反应研究。 该产品拥有指纹(密码)识别电子门、手机天网和数据无线传输采集三大系统,具备恒温、振荡、恒湿,光照、CO2五大功能,另外,还含有自保温聚氨酯一体壳体、杀菌加湿器、紫外高效灭菌、导流冲洗通道、便捷可卸托盘和绿色粘板六大产品亮点。产品进入市场后深得广大用户的欢迎。
  • 摩方精密获全球精密制造行业重量级殊荣“日本精密工学会制造奖”
    2022年9月8日,摩方精密被日本精密工学会正式授予“日本精密工学会制造奖”,成为全球第三家获得该奖项的非日本本土企业,也是第一家来自中国的企业,而此前获得过此殊荣的国外企业,只有德国的两家公司。这也是摩方精密继获得国际光学工程学会棱镜奖、TCT2022最佳硬件及聚合物系统奖后,再次斩获国际重量级奖项。 日本精密工学会成立于1933 年,到目前为止,在全球范围内已拥有包括高等院校、研究机构以及知名企业在内的5500多个成员,在世界精密制造工业领域中,尤其是在精密设计、精密加工、精密机械、精密计量、环境工学、表面材料、医学器械等诸多领域,始终占据着领导者地位。日本精密工学会设奖目的在于,一方面奖励具有卓越的开发力和工业改善力的优秀新型产品或具有促进制造业发展作用的高新技术;另一方面奖励在精密工程领域开发出具有高社会价值产品和技术的优秀企业,以肯定他们的努力和贡献,支持他们进一步发展。因此,此次获奖,无疑对摩方精密在精密加工制造领域的技术实力和突出贡献给予了高度的肯定和莫大的鼓励。摩方精密作为全球微纳3D打印和精密加工领域先行者和领导者,今后将凭借领先于行业的卓越技术实力,为全球制造产业的发展、科学技术的进步做出更大的贡献。
  • 3D打印制芯片 西湖大学实现国内最高精度三维精密制造
    p style="line-height: 1.5em " 一根细细的金属探针正在一块名片大小的电路板上循环画圈,探针内流下的液体逐渐围成一个圆环。“这是我们通过3D打印而成的微电极阵列,再用硅胶进行二次加工后,可用于药物机理检测等领域,检测效率将大大提升。”日前,在西湖大学精密智造实验室,正在显示屏前监测情况的西湖大学工学院周南嘉实验室博士生朱沛然对记者说。/pp style="margin-top: 10px line-height: 1.5em "  西湖大学工学院特聘研究员周南嘉团队自主研发的这项微米级精度三维精密制造技术,是目前国内最高精度的电子3D打印技术,以新材料作为突破3D打印精度极限的核心,设计全新的3D打印功能材料,实现了百纳米至微米级别电子3D打印。/pp style="margin-top: 10px line-height: 1.5em " “我们开展的最小尺度的3D打印,就是直接在芯片上用3D打印进行加工。”周南嘉说。周南嘉团队将3D多材料打印技术引入芯片级高端制造领域,利用3D打印技术进行三维高精度光电封装、制造高频无源器件,例如可将天线尺寸缩小到十微米至百微米级别。周南嘉介绍,这一做法较现有的加工方式,在精度上提升了1个到2个数量级,从而让3D打印技术得以应用到毫米波技术、光通讯、微型机器人、柔性电子等领域,为未来小型化、集成化、个性化电子设备提供新的制造方案。/pp style="margin-top: 10px line-height: 1.5em text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/8b30d035-636c-4309-892f-b615fbb5a600.jpg" title="t011b1664dd6ab99891.webp.jpg" alt="t011b1664dd6ab99891.webp.jpg"//pp style="margin-top: 10px line-height: 1.5em text-align: center "span style="font-family: 宋体, SimSun "strongspan style="color: rgb(63, 63, 63) "西湖大学工学院特聘研究员 周南嘉/span/strong/span/pp style="margin-top: 10px line-height: 1.5em " 当下,电子与光学领域核心功能器件与系统加工对技术精度的要求越来越高,传统工艺难以满足产品需求;同时,目前市场上为人所熟知的3D打印主要以激光烧结、光固化等工艺为主,其产品主要为金属、航空件以及塑料等聚合物,但这些3D打印产品往往仅具备结构而无法功能化。这些都成为当下相关行业领域的痛点。/pp style="margin-top: 10px line-height: 1.5em " 在周南嘉看来,3D 打印并不只是能够实现具体的结构,更重要的是实现特定的功能。依托西湖大学精密制造实验室及浙江省3D微纳加工与表征重点实验室,周南嘉以精密增材制造技术为核心,基于先进功能材料和三维集成技术方面的优势,开发了多材料、多尺度的灵活加工工艺。/pp style="margin-top: 10px line-height: 1.5em " “在超高精度 3D 打印方面,工艺本身并不复杂,要实现超高精度以及多样化功能,真正在实际应用上取得突破,从源头出发,实现材料方面的突破才是关键。”周南嘉说。通过材料和技术两方面的努力,突破目前的打印精度之后,其团队自主研发的微米、亚微米级3D打印技术与材料体系成功解决了这些难题。“其实,今后生活中常见的显示屏、手机、可穿戴设备、无人机、汽车导航、医疗健康仪器等许多电子产品的‘内脏’里,就能找到我们产品的身影。”周南嘉说。/p
  • 谭久彬院士谈精密测量:科学探索的“眼睛” 高端制造的“尺子”
    科学家门捷列夫说:“科学是从测量开始的。”“现代热力学之父”开尔文有一条著名结论:“只有测量出来,才能制造出来。”人类科学研究的革命,工业制造的迭代升级,都离不开测量技术的精进。在当代科技和工业领域,高水平的精密测量技术和精密仪器制造能力,是一个国家科学研究和整体工业领先程度的重要指标,更是发展高端制造业的必备条件。随着精密测量技术不断进步,其在科学研究、工程科技、现代工业、现代农业、医疗卫生和环境保护等领域发挥着越来越重要的作用。精密测量是工业生产的倍增器精密测量是一个大的泛指的范畴。凡是准确度很高的各类测量,都可称之为精密测量。在精密和超精密工程领域,精密测量有具体的数量级,是指测量准确度在1微米至0.1微米量级的测量,超精密测量是指测量准确度优于100纳米,如10纳米、1纳米,甚至皮米(千分之一纳米)量级的测量。精密测量兴起于工业大生产。规模化大生产是现代工业的重要特征,产业分工与专业化配套越来越细化,地域分布越来越广,产业链遍布全世界。也就是说,一个产品由成百上千甚至成千上万个零部件组成,这些零部件不可能由一个厂家生产,需要联合遍布各地的多个优势厂家。比如一部智能手机有1600多个零件和元器件,由分布在世界上10多个国家和地区的150多家工厂提供。这样做,能大批量标准化生产,生产效率高、质量高、成本低,优势明显。但技术层面存在一个难题——面对如此多零件、元器件,其中任何一个的尺寸精度或其他技术指标不合格,就无法集成到一起。为解决这类问题,国际标准化组织(ISO)和国际计量局(BIPM)制定了一系列标准与规范。依据这些标准与规范,国际计量局将公认的标准量值传递给每一台测量仪器,以保证这个标准量值在全世界范围内一致。之后,生产厂商使用测量仪器,对产品的每一个零件和元器件的所有技术参数进行精密测量。这样才能保证所有的测量仪器都是精确的,测量数据都是精准的,进而成千上万的零件或元器件具有互换性。通俗地说,就是不同厂商的产品都是合格的、好用的。由此而来,精密测量已成为促进科技发展的新兴学科。精密仪器助力科学新发现怎样进行精密测量?这就需要实施精密测量的工具——精密仪器。精密仪器包括各类高端测量仪器、分析仪器、成像仪器、诊疗仪器和各类实验仪器等。在帮助工业生产“把关”的同时,精密仪器也是科学研究的有力工具。纵观各国科技发展历史,不难发现,科技强国一定是基础研究强国,基础研究强国一定是测量与仪器强国。大多数现代科学发现和基础研究突破,都是借助先进的精密测量方法和尖端测量仪器实现的。引力波探测就是一个典型例子。引力波探测是直接验证爱因斯坦广义相对论、探索宇宙起源和演变的实验,具有重大科学价值。但引力波信号极其微弱,探测难度极大,采用超高分辨率的远距离激光干涉测量方法探测,是目前最有优势的技术途径。也就是说,激光干涉测量仪的测量准确度,将直接决定探测引力波的极限能力。如果激光干涉测量仪建立在地球上,其互为垂直的两路激光测量臂长至少要达到4000米。只有满足这一条件,引力波引起的激光测量臂长极其微小的变化(不超过质子直径的万分之一)才能被测量到。如果按比例放大,这一超高分辨率测量相当于在绕地球1000亿圈的长度上,检测出不超过一根头发丝直径的长度变化。经各国科学家共同努力,2016年人类首次直接测量到高频段引力波,3位相关科学家因此项成果获得诺贝尔物理学奖。就科学研究而言,这样的探测还远远不够。为测量到低频段引力波,必须将激光干涉测量仪建立在太空环境中。这样,其互为垂直的两路激光测量臂长才能够达到数十万千米到数百万千米,激光干涉测量仪的测量准确度才有望达到1皮米。引力波的例子很好地证明了,测量技术有多精密,科学探索就能走多远。只有测量出来,才能制造出来对国家而言,精密测量与装备制造业水平紧密相关。装备制造业向中高端跨越的关键是提升制造质量,而提升制造质量的关键则是提高精密测量能力。只有通过精密测量,才能知道产品哪里不合格;只有通过大量精密测量数据的积累,才能找到产品不合格的根源与规律;只有基于精密测量数据建立起成体系的误差补偿模型,才能有效实现制造精度和产品性能的精确调控,产品质量才能在不断的精确调控中逐渐提升。超精密光刻机的研制,很好地证明了这个结论。超精密光刻机被称为“超精密尖端装备的珠穆朗玛峰”,挑战着人类超精密制造的精度和性能极限。超精密光刻机是在超精密量级上把最先进的光机电控等几十个分系统、几万个零部件集成在一起,使其高性能协同工作。它是人类装备制造史上复杂程度最高、技术难度最大、综合精度性能最强的尖端装备之一。它在高速和高加速度下,达到纳米级的同步精度、单机套刻精度和匹配套刻精度等,这与传统的精度提升环境完全不同。超精密光刻机的制造精度已接近现有制造能力的极限,其精度提升一点点,通常都要付出几倍十几倍的努力。比如,用于28纳米节点制程的DUV光刻机拥有7万多个光机零件,涉及上游5000多家供应商。这些零部件对精度和稳定性的要求极高,只有发挥供应链上所有顶尖制造商的技术优势,才能全部达到标准,超精密光刻机才能研发成功。任何一个重要零件的不合格,都会导致超精密光刻机研制失败。以其中一个构件——激光反射镜的制造精度为例。它由微晶玻璃制成,有108项尺寸公差和62项形状、位置、方向公差,还有内部应力等技术要求。要完成这样一个复杂构件的超精密测量,需要20多种专用超精密测量仪器。而光刻机有7万多个光机零件,其中80%以上的零件属于精密和超精密级,需要700多种专用精密和超精密测量仪器。如果没有成体系的专用超精密测量技术与仪器来管控制造精度,就不可能制造出合格的零件,也就不可能装配调试出合格的部件与分系统,更不可能制造出合格的光刻机整机。精密测量技术还推动了各国建立国家测量体系。它能够有效管控工业测量体系,保障整个制造链的质量,赋能高科技产业高质量发展。对大众而言,直观感受就是所购买的工业产品质量变好了、更好用了。目前工业发达国家的产品都经历了从低质量向高质量的曲折发展历程。正是因为建立起了完整的精密测量体系,培育起了一批顶尖超精密仪器企业,才能对高端装备制造形成强有力支撑,才能打造出诸多国际驰名品牌。我国正在向世界科技强国、制造强国和质量强国迈进,构建新一代国家测量体系成为关键一环。今年1月,国务院印发《计量发展规划(2021—2035年)》,明确提出加快构建国家现代先进测量体系,推进计量标准建设。我国精密测量领域科研工作者将继续勇担重任,以与时俱进的精神、革故鼎新的勇气、坚忍不拔的定力,为中国制造备好“尺子”,为科技强国建设不懈奋斗。作者:中国工程院院士、哈尔滨工业大学教授谭久彬
  • 精密测量院等在锂离子精密光谱研究中获进展
    近日,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员高克林、管桦实验团队与研究员史庭云理论团队,联合加拿大新不伦瑞克大学教授严宗朝、加拿大温莎大学教授G. W. F. Drake、海南大学教授钟振祥、浙江理工大学讲师戚晓秋等实验团队,在少电子原子体系——锂离子精密谱研究中取得重要进展。该研究将6Li+离子23S和23P态超精细结构劈裂的测量精度提高至10kHz水平,并精确确定了6Li原子核的电磁分布半径(Zemach半径)。这一基于原子精密光谱的工作独立于原子核模型,为揭示锂原子核结构、特别是6Li核的奇特性质以及检验相关的核结构模型提供了重要依据。该工作将进一步促进Li+离子精密光谱的实验和理论研究,推动少核子体系核结构理论与实验的开展。   少电子原子体系(如氢、氦原子以及类氢、类氦离子等)精密谱的实验与理论研究在检验束缚态QED理论、确定精细结构常数、获取原子核结构信息以及探索超越标准模型的新物理中颇具应用价值,是当前精密测量物理的重点方向。   高克林、管桦实验团队与史庭云理论团队等合作,开展类氦锂离子精密谱研究已逾十年。该团队基于电子碰撞电离方案研制了一台亚稳态Li+离子束源装置,各项性能指标(束流强度、发散角、稳定度等)均达到同类装置较高水平。该研究利用该装置产生的离子束,采用饱和荧光光谱测量方法精确确定了7Li+离子23S1和23PJ能级的精细结构和超精细结构劈裂,不确定度小于100kHz。该团队将实验与理论相结合,精确确定了7Li原子核的Zemach半径。   在饱和荧光光谱方法中,该研究受制于谱线的渡越时间展宽,得到的兰姆凹陷线宽达50MHz,大于谱线的自然线宽(3.7MHz),由此得到的测量结果具有较大的统计不确定度。为了进一步提高测量精度,该工作利用三驻波场光学Ramsey技术消除谱线的渡越时间展宽,获得线宽约5MHz的Ramsey干涉条纹,统计不确定度减小至kHz量级;通过抑制量子干涉效应、一阶多普勒效应、二阶多普勒效应、Zeeman效应以及激光功率等各项系统误差,实现了10kHz精度的6Li+离子23S1和23PJ能级的超精细结构劈裂。该超精细结构劈裂的测量精度较先前结果提高5~50倍。在理论方面,该团队计算了包括高阶量子电动力学(QED)效应在内的6,7Li+离子23S和23P态超精细劈裂。该研究包含完整的mα6阶相对论和辐射修正,理论精度较先前结果有所提升,且理论与实验符合程度较好。科研人员通过比较6,7Li+离子的理论计算和实验测量值,得到6Li和7Li原子核的Zemach半径分别为2.44(2)fm和3.38(3)fm,确认了7Li的核Zemach半径比6Li的大40%这一反常现象,并发现了由6Li+的23S态超精细劈裂确定的Zemach半径与核物理方法得到的值3.71(16)fm存在显著差异,表明6Li核可能具有反常的核结构。该成果将进一步推动更多相关理论和实验的发展。   相关研究成果发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、中国科学院青年创新促进会和中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划等的支持。锂离子Ramsey光谱测量
  • 揭秘!奥运夺金背后的精密测量技术
    在7月29日上午举行的东京奥运会女子200米蝶泳决赛中,中国选手张雨霏以2分03秒86的成绩获得冠军并打破奥运纪录。80分钟后,张雨霏与队友杨浚瑄、汤慕涵、李冰洁一起,以7分40秒33的成绩打破世界纪录,夺得女子4×200米自由泳接力冠军,这也是中国游泳队首枚接力项目奥运金牌。在为奥运健儿们踩着纪录夺冠而欢呼时,人们可能很难想到,这来之不易的游泳金牌背后,还有航天技术的支撑。记者从中国航天科技集团九院了解到,早在2019年12月,国家体育总局便向该院发出项目需求,希望利用先进航天技术,研发出精密测量产品,帮助游泳运动员加强训练科学性,提高竞赛成绩。九院13所时代光电公司运动测量团队与国家游泳队合影随着体育运动的科技化程度不断提高,采用高科技手段进行参数分析、指导训练,已经被全世界的高水平运动员广泛采用。尤其在高手对决中,一些微小动作往往是决定成败的关键。具体到游泳这个特定项目,传统的影像记录等手段不能定量获取运动员全部运动信息,尤其是无法对关节间转动这样微小的变化进行有效辨识。但航天惯性技术则有助于解决这个难题。九院13所时代光电公司是我国重要的惯性技术及产品研发基地,一直为我国各型号火箭和航天飞行器提供高品质光纤惯组及光纤速率陀螺。国家体育总局带着项目需求找到这里,该公司立即成立项目团队,开始具体产品研发。经过技术攻关和不断改进,该公司研制的运动测量产品顺利成型。产品包括惯导分系统、定位与测速分系统、视频采集分系统、数据综合分析系统四部分,能分别实现运动员姿态测量、位置与速度测量、运动视频拍摄以及数据集成解算和三维模型驱动功能。试验模拟游泳过程中所受流场,开展典型游泳速度下不同技术动作姿态和阻力的测试。在试验人员和运动员的密切配合下,分别完成了6位运动员站立姿态下不同送胯角度测试和游泳姿态下不同技术动作测试。运动测量产品全程工作正常,顺利收集到全部数据,探明典型游泳速度下,运动员不同姿态所受阻力的规律,为教练团队确定训练方案、改善运动员身体流线型、优化技术动作提供了科学依据,获得国家体育总局和国家游泳队的一致好评。运动测量团队和参与试验的游泳队员实际上,帮助中国奥运代表团夺冠的航天技术不止一项,除了捕获精细动作的惯性技术,还有“既可吹风、亦可赛艇”的风洞。据了解,航天科技集团十一院充分利用在航天领域多年积累的设计与风洞测试专业知识和科研成果,积极应用于奥运重点项目科技攻关,有针对性地自主开发出多套国内领先的高精度测试平台,解决各类奥运装备不同测试需求的难题,将航天空气动力设计与测试技术应用于多个奥运比赛项目。自2019年起,针对四人赛艇风洞试验项目的要求,十一院低速风洞实验室成功开发了一套基于气浮装置的三维力测量平台,整套测试系统气动力测量分辨率达到0.04牛,静态校准非线性0.08%,完全满足高精度小载荷风洞测试项目的要求。通过风洞试验研究了运动员抓水、驱动、出水、回桨等不同动作姿态的气动力大小,四名运动员不同编队组合对气动阻力的影响,为运动员的比赛提供科学的参考。青年队员在低速风洞内试训在28日举行的东京奥运会赛艇女子四人双桨决赛中,由陈云霞、张灵、吕扬、崔晓桐组成的中国队获得冠军,为中国代表团夺得本届奥运会第十枚金牌。图片来源:央视新闻截图体育风洞总体外观记者从十一院获悉,该院承建的国内首座体育综合训练风洞,已于2020年10月25日正式启用,将助力我国冰雪健将在2022年冬奥会中斩获佳绩。
  • 高精密3D打印助推精密零部件低成本快速交付
    导语: 制造业是国家生命的命脉,精密制造是未来制造业发展的一种趋势。2018年,全球精密机加工市场规模达到2160亿美元,同比增长1.9%。精密制造业覆盖航空、医疗、汽车、消费电子、通信等各个领域。现阶段,中国精密制造业总体呈现区域发展不均衡、企业规模较小、实力较弱、产值增长较快等特点,且难以协调厂商需求的批量生产、成本可控与客户需求的产品质量稳定性、一致性之间的矛盾。高精密3D打印作为先进制造业的重要组成部分,解决了传统加工工艺过程复杂、成本高、难度大的痛点,成为现代精密制造业不可缺少的“产业新力量”精密制造业现状:需求大,难度高,投入大 精密制造业主要包括精密和超精密加工技术、制造自动化两大领域,前者追求加工上的精度和表面质量极限,后者包括了产品设计、制造和管理的自动化,两者是密切合作、相辅相成的关系,皆具有全局的、决定性的作用,是先进制造技术的支柱。精密和超精密机加工行业一直是劳动密集、资金密集和技术密集型行业,行业门槛较高,企业需达到一定规模才能产生利润。自动化精密模具包括结构工艺复杂的成型模具和高精度成型模具。结构工艺复杂的模具是在较小的模具体积上需要做出很多功能的实现;高精度模具主要是指成型的产品尺寸变化微小,一致性非常高,模具往往体积不大,但造价高昂。 根据罗兰贝格数据统计,2011-2018年,全球精密机加工市场规模复合年增长率为0.2%;到2018年,全球精密机加工市场规模达到2160亿美元,同比增长1.9%。其中,全球精密机加工外包市场规模达1480亿美元,占全球总规模的69%。资料来源:罗兰贝格 前瞻产业研究院整理 精密制造业提供的是制造业的关键零部件,是制造业的最顶端,利润最丰厚的核心部分。从规模上来看,精密制造业可以覆盖整个制造业的大约三分之一。精密制造主要用于生产复杂的零件及制成品的完整组建,具体领域包括航空、医疗、汽车、消费电子、通信等等。得益于这些下游领域的需求支撑,全球精密制造业市场保持稳定。 精密制造业技术永恒的主题就是高效率与高精度。目前,中国的制造业与世界制造业强国相比仍有较大差距,其中最突出的表现之一是精密零部件的加工能力滞后,主要因其在质量、一致性、耐用性等方面的要求非常高。虽然中国精密零部件加工厂商数量众多,但技术水平和加工能力参差不齐。即使部分的国内配套加工厂商通过购进先进的生产设备等方式可以达到精密零部件的加工质量要求,但却常常难以在批量生产、成本可控的条件下保持产品质量的稳定性和一致性。摩方批量打印齿轮 一般来说,高质量精密零部件加工制造不仅需要先进的生产设备等硬件配备,更需要根据部件的产品特点和客户需求,设计和实施科学合理的生产工艺,平衡加工质量、产品交期和成本控制等多个相互影响的制约因素,同时,还要实现设备、工具和人员等生产资源的优化组合。总体而言,这是一个需要多项投入、多方考量、环环把控的行业。 那么,面对精密制造业市场的巨大刚性需求,以及国家振兴精密制造业的发展趋势,是否可以实现既满足较高的精密产品质量与技术需求、又能实现可控的时间和成本投入?高精密3D打印——现代精密制造的“产业新力量” 在传统加工工艺无法满足高质量精密零部件快速交付需求的现状下,市场需求将目光逐步引导至近些年高速发展的增材制造工艺。增材制造是先进制造业的重要组成部分,随着全球范围内新一轮科技与产业革命的蓬勃兴起,世界各国纷纷将其作为未来产业发展的新增长点。中国《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,《中国制造2025》等均把增材制造列入重点领域。 增材制造又称3D打印技术,它完全解决了传统加工工艺过程复杂、成本高、难度大等痛点,能够准确、快速、灵活设计各种复杂结构。而高精密3D打印更是成为现代精密制造业不可缺少的“产业新力量”,虽目前仍处于发展早期,但其突破复杂三维微纳结构器件的精密快速成型与直接生产制造,在微小精密部件的开发与小批量阶段,以“成型效率高、加工成本低”的突出优势受到高质量精密零部件加工市场的倍加青睐,而这种高效率的“时间差”带来的收益已经成为一些公司的利润来源。 目前在全球范围内,PμSL面投影立体光刻技术(Projection Micro Stereolithography) 是已经成熟商业化的能够实现高精密 3D 打印的的微纳光固化3D打印技术之一。PμSL在实验室阶段可实现几百纳米精度,已经商业化的产品可达几微米的打印精度,多见于深圳摩方科技的nanoArch系列微纳3D打印设备——全球首款商业化的 PμSL面投影微立体光刻技术微尺度3D打印设备产品,涵盖多款型号机型,可以提供2μm超高精度3D打印系统。PμSL 加工速度快、打印幅面大、加工成本低以及宽松的环境要求等特点,使其在工业应用领域已实现了内窥镜、导流钉、连接器、封装测试材料等部件的批量加工和应用,为国内外多个大型公司提供高精密加工方案。 在此列举2个高精密3D打印应用较为广泛的案例:连接器与内窥镜。连接器尺寸5.65mm*2mm*2.8mm,最小pin间距0.14mm,最小壁厚0.1mm;内窥镜端部座中的圆管壁厚为70μm,管径1mm,高度4mm。精度要求皆为±10-25μm。CNC和开模注塑很难加工这种逼近极限的结构,深圳摩方公司可以在约1-2小时内就加工出来,最快一天内交付。同时,也极大的降低了制造成本。深圳摩方——助力振兴中国精密制造业 振兴精密制造业是中国经济跨越发展的重要一环。着眼未来,借助高精密3D打印设备和技术来提升零部件制造的精度,将成为精密零部件制造的一大趋势。 从工业市场出发,效率和成本是决定盈利与否的关键因素。深圳摩方的高精密3D打印设备与技术,在缩短制造周期、降低制造成本、提升产品性能等方面,很好的契合了精密制造业创新发展的技术精度需求与市场盈利需求。中国精密制造实现振兴将如虎添翼,未来可期。
  • 高精密3D打印助推精密零部件低成本快速交付
    导语: 制造业是国家生命的命脉,精密制造是未来制造业发展的一种趋势。2018年,全球精密机加工市场规模达到2160亿美元,同比增长1.9%。精密制造业覆盖航空、医疗、汽车、消费电子、通信等各个领域。现阶段,中国精密制造业总体呈现区域发展不均衡、企业规模较小、实力较弱、产值增长较快等特点,且难以协调厂商需求的批量生产、成本可控与客户需求的产品质量稳定性、一致性之间的矛盾。高精密3D打印作为先进制造业的重要组成部分,解决了传统加工工艺过程复杂、成本高、难度大的痛点,成为现代精密制造业不可缺少的“产业新力量”精密制造业现状:需求大,难度高,投入大 精密制造业主要包括精密和超精密加工技术、制造自动化两大领域,前者追求加工上的精度和表面质量极限,后者包括了产品设计、制造和管理的自动化,两者是密切合作、相辅相成的关系,皆具有全局的、决定性的作用,是先进制造技术的支柱。精密和超精密机加工行业一直是劳动密集、资金密集和技术密集型行业,行业门槛较高,企业需达到一定规模才能产生利润。自动化精密模具包括结构工艺复杂的成型模具和高精度成型模具。结构工艺复杂的模具是在较小的模具体积上需要做出很多功能的实现;高精度模具主要是指成型的产品尺寸变化微小,一致性非常高,模具往往体积不大,但造价高昂。 根据罗兰贝格数据统计,2011-2018年,全球精密机加工市场规模复合年增长率为0.2%;到2018年,全球精密机加工市场规模达到2160亿美元,同比增长1.9%。其中,全球精密机加工外包市场规模达1480亿美元,占全球总规模的69%。资料来源:罗兰贝格 前瞻产业研究院整理 精密制造业提供的是制造业的关键零部件,是制造业的最顶端,利润最丰厚的核心部分。从规模上来看,精密制造业可以覆盖整个制造业的大约三分之一。精密制造主要用于生产复杂的零件及制成品的完整组建,具体领域包括航空、医疗、汽车、消费电子、通信等等。得益于这些下游领域的需求支撑,全球精密制造业市场保持稳定。 精密制造业技术永恒的主题就是高效率与高精度。目前,中国的制造业与世界制造业强国相比仍有较大差距,其中最突出的表现之一是精密零部件的加工能力滞后,主要因其在质量、一致性、耐用性等方面的要求非常高。虽然中国精密零部件加工厂商数量众多,但技术水平和加工能力参差不齐。即使部分的国内配套加工厂商通过购进先进的生产设备等方式可以达到精密零部件的加工质量要求,但却常常难以在批量生产、成本可控的条件下保持产品质量的稳定性和一致性。摩方批量打印齿轮 一般来说,高质量精密零部件加工制造不仅需要先进的生产设备等硬件配备,更需要根据部件的产品特点和客户需求,设计和实施科学合理的生产工艺,平衡加工质量、产品交期和成本控制等多个相互影响的制约因素,同时,还要实现设备、工具和人员等生产资源的优化组合。总体而言,这是一个需要多项投入、多方考量、环环把控的行业。 那么,面对精密制造业市场的巨大刚性需求,以及国家振兴精密制造业的发展趋势,是否可以实现既满足较高的精密产品质量与技术需求、又能实现可控的时间和成本投入?高精密3D打印——现代精密制造的“产业新力量” 在传统加工工艺无法满足高质量精密零部件快速交付需求的现状下,市场需求将目光逐步引导至近些年高速发展的增材制造工艺。增材制造是先进制造业的重要组成部分,随着全球范围内新一轮科技与产业革命的蓬勃兴起,世界各国纷纷将其作为未来产业发展的新增长点。中国《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,《中国制造2025》等均把增材制造列入重点领域。 增材制造又称3D打印技术,它完全解决了传统加工工艺过程复杂、成本高、难度大等痛点,能够准确、快速、灵活设计各种复杂结构。而高精密3D打印更是成为现代精密制造业不可缺少的“产业新力量”,虽目前仍处于发展早期,但其突破复杂三维微纳结构器件的精密快速成型与直接生产制造,在微小精密部件的开发与小批量阶段,以“成型效率高、加工成本低”的突出优势受到高质量精密零部件加工市场的倍加青睐,而这种高效率的“时间差”带来的收益已经成为一些公司的利润来源。 目前在全球范围内,PμSL面投影立体光刻技术(Projection Micro Stereolithography) 是已经成熟商业化的能够实现高精密 3D 打印的的微纳光固化3D打印技术之一。PμSL在实验室阶段可实现几百纳米精度,已经商业化的产品可达几微米的打印精度,多见于深圳摩方科技的nanoArch系列微纳3D打印设备——全球首款商业化的 PμSL面投影微立体光刻技术微尺度3D打印设备产品,涵盖多款型号机型,可以提供2μm超高精度3D打印系统。PμSL 加工速度快、打印幅面大、加工成本低以及宽松的环境要求等特点,使其在工业应用领域已实现了内窥镜、导流钉、连接器、封装测试材料等部件的批量加工和应用,为国内外多个大型公司提供高精密加工方案。 在此列举2个高精密3D打印应用较为广泛的案例:连接器与内窥镜。连接器尺寸5.65mm*2mm*2.8mm,最小pin间距0.14mm,最小壁厚0.1mm;内窥镜端部座中的圆管壁厚为70μm,管径1mm,高度4mm。精度要求皆为±10-25μm。CNC和开模注塑很难加工这种逼近极限的结构,深圳摩方公司可以在约1-2小时内就加工出来,最快一天内交付。同时,也极大的降低了制造成本。深圳摩方——助力振兴中国精密制造业 振兴精密制造业是中国经济跨越发展的重要一环。着眼未来,借助高精密3D打印设备和技术来提升零部件制造的精度,将成为精密零部件制造的一大趋势。 从工业市场出发,效率和成本是决定盈利与否的关键因素。深圳摩方的高精密3D打印设备与技术,在缩短制造周期、降低制造成本、提升产品性能等方面,很好的契合了精密制造业创新发展的技术精度需求与市场盈利需求。中国精密制造实现振兴将如虎添翼,未来可期。
  • 成都格莱精密仪器邀您共聚LAB World China 2012
    2012世界生化、分析仪器与实验室装备中国展(LAB World China 2012)作为P-MEC China 2012(2012世界制药机械、包装设备与材料中国展)的重要延伸版块,将于2012年6月26日至28日在上海新国际博览中心盛大开幕。LABWorld China是全球著名展会CPhI的衍生品牌,专注于制药/生物制品的研发、检验、分析,是展示高端实验室仪器与设备,医药研发解决方案,药物生产安全保障措施的专业性展会作为亚洲地区同类展会中最大规模和最高层次的国际展会,吸引了大批国内外知名企业和药厂的专业观众,已经成为广大医药企业&ldquo 展示、交易、交流、合作&rdquo 的重要国际平台。  届时,成都格莱精密仪器公司将展出如下产品:*独特制备色谱柱:ID25.4mm、ID41.4mm、ID50mm、ID77mm、ID80mm、ID100mm等规格制备柱;制备型高压等度系统、制备型高压梯度系统、紫外分光检测器、自动馏分收集器、中式放大型制备液相色谱系统、DAC动态轴向压缩柱系统等产品;成都格莱精密仪器有限公司的展位号是W3B30,诚邀广大新老客户的莅临参观!2012世界生化、分析仪器与实验室装备中国展时 间:2012年6月26-28日地 点:上海新国际博览中心参 展 商:成都格莱精密仪器有限公司展 位:W3B30展馆地址:上海浦东新区龙阳路2345号展会详情:http://www.cphi-china.cn展馆平面图:
  • 国仪量子带你探索地球往事!量子精密测量技术在古地磁学中的应用
    古地磁学图片来源:摄图网古地磁学是一门介于地质学、物理学、地球物理学之间的交叉学科。古地磁学一般通过测定岩石或古文物的天然剩余磁化强度,研究地质时期地球磁场方向、强度、行星发动及其演化规律。岩石是天然矿物的结合体,其剩余磁性一般来自于岩石中的铁磁矿物,包含原生剩磁和次生剩磁。所谓原生剩磁指的是岩石形成时记录的地磁场信息。与之相对的,在岩石形成后得到的剩余磁性叫做次生剩磁,如岩石在外磁场的作用下(如自然雷电击中、流水风沙侵蚀)获得的剩磁。由于古地磁学研究的是岩石形成时地磁场的特征,故必须以准确地测量原生剩磁为先决条件。目前,岩石磁性是通过测量毫米到厘米大小的大块样品的净磁矩来分析的。目前常见的科学分析仪器有超导岩石仪、振动样品磁力仪等。然而,在亚微米尺度上,地质样品通常在矿物学和质地上都是不均匀的,只有小部分铁磁颗粒携带的剩余磁化。因此,在这种情况下表征岩石磁性需要一种能够在纳米空间尺度上成像磁场并具有高灵敏度的技术。例如,正广泛应用的扫描超导显微镜(SQUID)、磁阻显微镜、霍尔显微镜等。量子精密测量技术在古地磁研究中的应用(a)哈佛大学量子钻石显微镜(b)测量地质样品中的剩余磁化。(Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2017, 18(8):3254-3267)2011年,科研工作者们证实了金刚石中的氮-空位色心(简称NV色心)可以用于亚微米尺度上的磁成像。2017年,哈佛大学R.L.Walsworth等人利用自搭的基于NV色心的量子钻石显微镜,实现了岩石磁场的成像,其指标空间分辨率为5 um、视场范围为4 mm。通过减少金刚石与样品之间的距离(≤10 um),实现磁矩灵敏度10-16 Am2,这一指标可媲美乃至超越SQUID、磁阻显微镜、霍尔显微镜等主流设备。此外,量子钻石显微镜还具有光学成像功能和成像速度快的优势。 可见,在地质、磁陨石的探测分析中,量子钻石显微镜展现出了巨大的应用潜力,为弱磁成像开辟了新的道路。随着人类对月球、火星等深空领域的不断探索,量子钻石显微镜也将应用于月岩、火星岩石的表征分析中。(a)量子钻石显微镜结构示意图(b)金刚石放置于样品上(Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2017, 18(8):3254-3267.)量子钻石显微镜的大致构造如上图(a)所示。整个探头部分置于三维的亥姆霍兹线圈中,其作用是施加外磁场使得金刚石内NV色心能级退简并。实验过程中金刚石紧贴于岩石样品表面,如上图(b)所示。下面简述量子钻石显微镜的工作原理。首先利用激光聚焦实现金刚石内NV色心量子态的初始化。然后扫描输入微波的频率,并通过辐射天线作用到NV色心上。当微波频率与NV色心能级共振时,NV色心的ms=±1态与ms=0态布居数反转,荧光强度下降。在成像区域内随微波频率变化的荧光信号经物镜收集后由收集光路成像到sCMOS相机上。在实验中通过sCMOS相机设定成像区域为M×N个像素点,每次进行图片采集相当于M×N个像素点同时进行荧光信号探测。在所有频点数据采集完成后,即得到完整的光探测磁共振谱(简称ODMR谱),通过相应的数据运算把每个像素点的磁场强度解算出来。最后把每个像素点的位置与磁场强度对应起来,用颜色区分各个像素点的磁场强度,实现二维磁场成像。国仪量子——量子钻石显微镜国仪量子推出的量子钻石显微镜2022年,国仪量子自主研制的“量子钻石显微镜”面向全球发布,这是一款基于金刚石NV色心技术的、先进的商用量子精密测量仪器,具有高空间分辨率、大视野、成像速度快等优势,有望在古地磁领域产生新的科学增长点。同时,在半导体、材料科学、细胞磁学、体外诊断等多个领域也具有广阔的应用前景。
  • 谭久彬院士:超精密测量与仪器技术是高端制造发展的前提与基础
    “现代热力学之父”开尔文有一条著名结论:“只有测量出来,才能制造出来。” 精密测量技术的发展不断促进着工业制造的换代升级。在当代科技和工业领域,高水平的精密测量技术和精密仪器制造能力,反映了一个国家科学研究和整体工业领先程度,更是发展高端制造业的必备条件。随着精密测量技术不断进步,其在科学研究、工程科技、现代工业、现代农业、医疗卫生和环境保护等领域发挥着越来越重要的作用。精密测量技术促进了现代工业的发展精密测量是一个泛指的、大的范畴。凡是准确度很高的各类测量,都可称之为精密测量。在精密和超精密工程领域,精密测量有具体的数量级概念:精密测量是指测量准确度在1 μm~0. 1 μm 量级的测量,超精密测量是指测量准确度优于100 nm,如10 nm、1 nm,甚至pm(千分之一纳米)量级的测量。精密测量兴起于工业大生产。规模化大生产是现代工业的重要特征,产业分工与专业化配套越来越细化、越来越精密,地域分布越来越广、产业链遍布全世界。也就是说,一个产品由成百上千甚至成千上万个零部件组成,这些零部件不可能由一个厂家生产,需要遍布各地的很多个优势生产厂家合作完成。比如一部智能手机,有1600 多个零件和元器件,由分布在世界上11 个国家和地区的150 多家工厂提供。这带来一系列好处:大批量标准化生产,生产效率高、质量高、成本低。但技术层面存在一个大问题——把如此多的零件、元器件集成到一起时,其中任何之一的尺寸精度或其他技术指标不合格,就无法高精度、高效率地把它们集成到一起,即便勉强集成到一起,产品质量也可能不合格。为了解决这类问题,国际标准化组织(ISO)和国际计量局(BIPM)制定了一系列标准与规范。依据这些标准与规范,对产品的每一个零件和元器件的所有技术参数进行精密测量,以保证成千上万的同一种零件或元器件都具有互换性。通俗地说,就是用到哪一个零部件都是合格的。这需要一个前提为保障:发生在世界各地的千千万万次测量都是准确无误的。怎么才能保证准确无误?BIPM 用一个公认的标准量值传递给每一台测量仪器,以保证这个标准量值在全世界范围内准确一致,进而保证所有的测量仪器都是精准的,所有的测量数据都是精准的。从那时起,精密测量已成为促进科技发展的重要新兴学科。超精密测量技术是引领现代工业向高端发展的火车头对一个国家而言,精密测量与装备制造业紧密相关。装备制造业向中高端跨越的关键是提升制造质量,提升制造质量的关键,需先解决精密测量能力问题。只有通过精密测量,才能知道产品哪里不合格;只有通过大量精密测量数据的积累,才能找到产品不合格的根源与规律;只有基于精密测量数据建立起成体系的误差补偿模型,才能有效实现制造精度和产品性能的精确调控,产品质量才能在不断地精确调控中逐渐提升。超精密光刻机的研制,很好地证明了这条结论。超精密光刻机被称为“超精密尖端装备的珠穆朗玛峰”,挑战着人类超精密制造的精度和性能极限。超精密光刻机是在超精密量级上把最先进的光机电控等几十个分系统、几万个零部件集成在一起,使其高性能协同工作,是人类装备制造史上复杂程度最高,技术难度最大,综合精度性能最高的尖端装备之一。它在高速和高加速度下,实现纳米级的同步精度、单机套刻精度和匹配套刻精度等,这与传统的精度提升环境完全不同。同时,超精密光刻机的制造精度已接近现有制造能力的极限,其精度提升一点点,通常都要付出几倍、十几倍的努力。比如,用于28 nm 节点制程的深紫外(DUV)光刻机拥有7 万多个光机零件,涉及到上游5000 多家供应商。这些零部件对精度和稳定性的要求极高,其中85% 的零部件集成了供应链上所有制造商的优势,才共同研发成功。任何一个重要零件不合格都会导致超精密光刻机研制失败。以其中一个构件——激光反射镜的制造精度为例。它由微晶玻璃制成,有108 项尺寸公差和62 项形状、位置、方向公差,还有内部应力等技术要求。要完成这样一个复杂构件的超精密测量,需要20 多种专用超精密测量仪器。而光刻机有7 万多个光机零件,其中80% 以上的零件处于精密和超精密级,需要700 多种专用精密和超精密测量仪器。如果没有成体系的专用超精密测量技术与仪器来管控制造精度,就不可能制造出合格的零件,也不可能装配调试出合格的部件与分系统,更不可能装配调试出合格的光刻机整机。从一类装备到整个装备制造业,一个普遍的规律是,只要建立起遍布装备全制造链、全产业链和全生命周期的精密和超精密测量整体能力,就能对整个装备制造业高质量运行形成有效的调控能力和稳定可靠的支撑能力。超精密测量只有形成体系,才能对高端制造形成整体支撑能力精密和超精密测量整体能力的提升还可推动国家测量体系的建立。其中国家计量体系能够有效管控工业测量体系,保障全制造链、全产业链和全生命周期内的产品质量,赋能高科技产业高质量发展。目前国际上工业发达的国家,其产品都经历了从低质量向高质量的曲折的发展历程。正是因为建立起了完整的精密测量体系,培育起了一批顶尖的超精密仪器企业,才能为高端装备制造提供强有力支撑,打造出诸多世界品牌。凡是制造强国和质量强国,都是仪器强国和测量强国。世界前20 强仪器企业被美、日、德、瑞、英占据,世界前5 名仪器企业的高端仪器市场占有率超过50%,世界前10 名仪器企业高端仪器市场占有率超过75%,这些仪器强国同时都是测量强国,都早已经构建起了先进的国家测量体系。为什么我国制造业从中低端向中高端跨越时,遇到的困难非常多,难度非常大?目前,我国工业,特别是制造业仍处于中低端,产品制造质量基础十分薄弱。从体制机制层面看,一是现行计量体系不完整等问题导致量值传递能力薄弱、大量传递链断裂,质量调控能力在底层失控;二是现行计量管理体制僵化,市场化程度低,不利于培育服务型测量业态,不利于发展工业测量服务市场。从技术层面看,一是尚未形成完备的整体工业测量能力;二是精密级测量还没有形成整体能力,超精密级测量能力还处于初级阶段;三是关键测量技术亟待突破,高端测量仪器仪表和核心零部件长期依赖国外。无论是管理模式,还是技术支撑,都已经无法满足经济社会各领域对精准测量测试的需求,深层次改革势在必行。新一代国家测量体系可以分步推进:在国家计量体系层面,要系统布局面向工程参量的国家计量基标准建立;在工业测量体系层面,可以先从一些重要产业的精密测量和超精密测量做起,如航空发动机产业、汽车产业、平板显示器产业和半导体照明产业等,可建设面向各类产业的产业工业测量体系;对工业集群集中的区域,如哈大齐工业走廊、辽中南制造业集中区、长三角制造业集中区、长三角制造业集中区等,可建立各具区域产业背景的区域工业测量体系。在面向各行各业的工业测量体系和覆盖国内各个制造业集中区的区域工业测量体系的基础上,构建具有计量量子化和量值传递扁平化特征的新一代国家测量体系。只有这样,才能对我国整个高端制造形成整体支撑能力。2023 年2 月6 日党中央国务院印发了《质量强国建设纲要》,提出了2025 年和2035 年发展目标,为工业转型升级指明方向。国家新型工业测量体系是质量强国建设的坚实基础,是我国工业,特别是制造业从中低端向中高端跨越的核心支撑,是提升产业核心竞争力的关键。进入中高端制造阶段,精密和超精密测量就成为不可或缺的核心能力,要想造得出,必先测得出,要想造得精,必先测得准。构建国家新型工业测量体系是实现产业高质量发展的必然选择,也是补齐我国工业,特别是高端装备制造质量短板的必由之路。谭久彬,1955年3月出生于哈尔滨,精密仪器工程专家,中国工程院院士。现任哈尔滨工业大学精密仪器工程研究院院长、国家计量战略专家咨询委员会副主任,中国仪器仪表学会副理事长,中国计量测试学会副理事长,国际测量与仪器委员会(ICMI)常务委员等。长期从事超精密测量与仪器工程的科研与人才培养工作。面向高端装备制造质量提升的特殊需求,提出超精密仪器与装备精度调控方法及理论,如多模复合运动基准方法、多轴运动基准误差分离方法和主动负刚度隔微振方法等系列创新方法;突破超精密运动基准等系列核心技术,研制成功4种国家级计量标准装置和21种大型超精密测量仪器与超大型超精密测试装备,创建了超精密仪器与装备精度调控技术体系与平台体系;解决了我国战略武器装备、航空发动机、高性能卫星相机等36个重大型号高端装备研制生产中的超精密测量与精度调控难题,显著提升了重大型号装备的精度水平。建成国内第一个超精密仪器研发基地和产业化基地。作为第一完成人,获国家技术发明奖一等奖1项(2006年),二等奖2项(2013、2016年)。
  • “精密超精密制造技术联合实验室”揭牌
    南京航空航天大学机电学院与上海航天控制技术研究所共建“精密超精密制造技术联合实验室”签约暨揭牌仪式近日举行。   南航机械制造及其自动化学科是国家重点学科。上海航天控制技术研究所的业务涉及弹、箭、星、船、器各领域,军民融合已形成良性发展。  双方相关负责人表示,成立联合实验室可充分发挥双方技术与人才优势,实现在先进制造领域的全面战略合作 希望双方加强产学研合作,使联合实验室成为人才培养的平台、先进制造技术交流的平台。希望联合实验室不断提高自主创新能力,为我国航天事业的发展提供强有力的技术支持。
  • 半导体设备精密零部件供应商——富创精密成功上市
    2022年10月10日,沈阳富创精密设备股份有限公司(证券代码:688409)在上交所举行线上上市仪式。  沈阳富创精密设备股份有限公司本次公开发行股票5,226.34万股,发行价格69.99元/股,新股募集资金总额365,791.07万元,发行后总股本20,905.34万股。沈阳富创精密设备股份有限公司主营业务为半导体设备精密零部件的工艺研发和制造。2021年度,公司实现营业收入84,312.82万元,净利润12,144.72万元。公司位于辽宁省沈阳市。
  • TCT访谈|硬核科技全球首发,摩方精密加速发力工业级3D打印
    摩方精密,这是全球唯一能将3D打印精度精确到2微米、兼具超高公差控制能力、实现工业化应用的企业,也是为数不多的将精密加工设备出口到全球各大应用市场的企业。持续不断的产品研发能力一直是业内关注的焦点。近期,TCT亚洲视角团队前往摩方精密深圳公司,与副总裁周建林先生从公司当年选择入局微纳3D打印聊起,回顾8年的发展历程。他用冷静、克制的眼光,分析看待国内外3D打印市场的竞争现状。秉持初心,摩方精密在产品研发与应用拓展方面不断发力。今年5月,他们将在TCT亚洲展现场,发布新一代3D打印力作。摩方精密 副总裁周建林先生“在国内外金属3D打印技术蓬勃发展的情况下,大家都很好奇,摩方精密为何在多数人选择做“大尺寸”的环境下,选择微纳级3D打印技术这个“小而精”的赛道?选择这一赛道的基础和背景是什么?”这是一个很好的问题。我们公司很早就参加全球各地的TCT品牌展览会,除了我们TCT亚洲展,还有英国的TCT 3Sixty,美国的Rapid+TCT,以及TCT Japan等,所以对3D打印整个行业的发展是持续关注着的。2023年RAPID+TCT现场你提到金属这一块,近几年确实在全球发展都比较快,尤其是在大型的航空航天这个领域做的业务越来越多,当然是一个很好的趋势。但是增材制造它是一个平台性的技术,也属于材料加工的范畴,所以从材料加工这块来分的话,金属只是其中的一块。我们一直聚焦在做树脂和陶瓷这两块材料的加工,公司的核心竞争力就是精密制造和精密加工。2023年TCT 3Sixty现场微纳3D打印是3D打印大行业中的细分领域,它主要用于解决任何传统技术都很难处理的精密小型产品和复杂器件的加工、制造问题。那么,市场需求和发展趋势是什么?我们就做什么?这是由市场驱动的。目前看来,不管是在电子、通信,还是医疗,工业发展的更新迭代非常快,尤其是一些我们比较熟悉的一些消费产品,比如手机越做越薄,越造越轻,还有折叠功能的等等。那么这些设计里面的一些元器件在结构复杂的情况下,肯定要做得特别轻巧才能满足需要。以及一些可穿戴的产品,比如TWS耳机,相对以前头戴式和入耳式的,现在无线蓝牙的设计是非常智能化的。由此可见,兼具微纳细节尺寸和复杂构型的精密器件,遍布工业生产和人们生活的方方面面,当然也出现在大量“高精尖”、国外制造技术垄断的领域。相比较而言,传统制造方法在日新月异的技术进步面前,常常瓶颈显著。市场是一直都存在的,但以前为什么很多下游的厂家会选择比较昂贵,或者说比较不方便的一些传统方式去做,是因为咱们的打印技术它达不到这个要求。那么,摩方精密就通过这七八年的发展,技术不断成熟,已经在上述这些应用领域中做了很多应用案例,那就进一步坚定了我们的信心,找到了比较好的定位,笃定地在这个行业不断地深入下去。“具体是如何做到如今全球超高精密3D打印的领导企业?”首先还是前面提到的市场驱动。公司成立初期,正值 3D 打印技术在全球范围内逐渐兴起。就我们中国企业而言,有很多在产品方面做得很好,但真正能够将基础设备出口到海外的还是比较少的。尤其过去这些年,中国在很多产业中、在核心高端设备上更是受到限制。在这样的背景和使命下,摩方精密在设备制造方面,稳操基本盘,在25μm、10μm、2μm微纳3D打印机都有主打的设备,且在科研及工业领域有着非常扎实的客户基础。microArch S230(2μm)其次原创技术驱动。摩方精密在这8年发展中,不断进行技术上的突破革新。在2021年,凭借超高精密3D打印系统microArch S240荣获2021年度全球光电科技领域最高奖“棱镜奖”,这也是中国企业第一次凭借本土原创精密制造技术的领先性获得此奖项。再者不断探索创新应用,不断赋能、孵化相关应用领域产品,发力开启终端应用产品布局。目前,“极薄强韧牙齿贴面”是摩方精密利用颠覆性技术带来的突破性应用产品之一,是在生物医疗领域的全新应用。依托于长期积累的核心技术,摩方精密的3D 打印技术已经广泛应用于多个垂直领域,如医疗器械、精密连接器等,与多家知名企业建立了合作关系。“摩方精密在国内/亚太区当前的布局情况如何?未来计划呈现一个怎样的“版图”?如何做到?”我们本身的定位是做全球性市场的一个企业,所以除了亚太地区,我们的另一大市场是在欧美地区。因为目前整个3D打印它主要的市场还是分布在欧洲和北美,以及亚洲地区更多集中在东亚,而中国也的确是一大主力市场,所以除了澳洲、新加坡等,我们在中国国内的布局是比较深的。我们总公司是在重庆,近两年发展的比较快,已在厦门、北京、深圳、武汉、南京、西安、杭州等多地设立办事处,同时也在日本、美国等地设立海外分公司,进一步加速全球市场拓展和持续增长未来。短期来看,我们首先确保稳步推进装备销售,并进一步加强后续客户跟踪售后及技术支持。即将在今年5月TCT发布的新设备,也是摩方精密这几年的研发力作,将为客户提供更高效、更智能、更友好的使用体验。其次我们持续加紧创新技术研发,拓展终端应用。以牙齿贴面领域为例,当牙齿表面出现缺损、着色等疾病时,采用陶瓷修复材料“贴”在表面,可以恢复形态、改善色泽。目前全球基于机加工的氧化锆牙齿贴面最低厚度在300μm以上。而我们与北大口腔医院合作打造的牙齿贴片,厚度大幅降低至40μm,最大程度地减免患者磨牙步骤,保留牙釉质。长期布局方向,摩方精密将致力于建立一个更加完善的全球市场网络,加快研发、创新、展示中心和销售为一体的战略布局。希望让摩方可以进入更多的领域,同时,我们会在终端、产品端去和上下游客户相互合作,把摩方的材料和设备进一步地推入到终端产品中去,最终过渡成为技术赋能性平台公司。“通过各个渠道新闻了解到,摩方精密将在TCT现场正式发布Dual系列设备,首次实现复合精度在同层和不同层间的自由切换,也请您具体谈谈摩方本次在新技术及系列新品的突破?”我们公司一直是聚焦在做精密生产或者说微纳生产,所以一直非常重视研发和技术创新。这些年一直也在不断的推出新的产品,包括2μm精度、10μm精度,还有25μm精度,来填补一些技术上的空白,满足市场的需要。你刚才提到的Dual系列设备搭载的是摩方全新科技-复合精度光固化3D打印技术。这款设备主要针对工业制造中复杂结构件的精细处理需求,通过组合不同打印精度,突破大尺寸和高精度的固有矛盾,使大幅面与极小特征尺寸完美结合,有效解决了传统打印中大尺寸与高精度难以兼得的问题。“非常期待这款全球首发的双精度打印设备。那么,周总可以跟大家讲讲这款设备未来会在哪些场景出现?它具体可以解决哪些应用领域的难题?”这个应用场景是非常多的,大家也都有一个共性的需求:同时满足高精度和高效率的双重需求。10年前我就已经收到客户有这方面的需求,他希望设备在打得好的情况下,速度和效率方面也有所提高,降低成本的同时,还能满足产品更快的迭代需求。那么比如在精密电子领域,这款设备能打印芯片接插件、连接器、传感器等复杂精密结构件,用于小批量、规模化精密仪器的生产制造,充分满足生产商对精密复杂连接器等零部件的批量生产需求,能极大提升生产效率。比如说AI芯片,它上面用的一些封装的背板或连接器。一块AI的CPU上要打很多芯片,背板的面积是固定的,但其表面布满了上千个小孔,所需精度要求很高,那么就需要2μm精度去做,但是其他部分的精度要求相对没那么高,可能10微米或者25微米就能满足了。以及在精密医疗领域,其复杂结构制造、个性化定制、材料多样性、快速原型与迭代等方面的优势,为高端医疗器械与生物制造技术领域的发展提供了强有力的技术支撑和新的可能性。最后,在科研领域如力学、仿生学、微机械、微流控、超材料、新材料、生物医疗以及太赫兹等,能够制造复杂微观结构,对材料科学研究和新型器件开发具有重要意义,助力高校及科研机构加紧科技成果转化,进一步赋能行业、产学联动,为社会经济发展提供更强大的科技支撑,促进我国制造业迈向全球价值链中高端。这样的案例非常多,这项技术的出现可以改变一些设计师的思路,以前敢想但是做不了,那么现在就可以“敢想敢做”。当我收到客户的积极反馈,评价我们是“灵魂工程师”的时候,我觉得我们投身在这个行业是很有成就感的。“就光固化3D打印领域而言,您是如何看待其他的海内外企业竞争者?”是的,我们用的技术是光固化,所以我们一直是有在关注光固化这个行业的发展。那么,光固化它有高精度,也有低精度,以及树脂打印、陶瓷打印等等,都是同行。那国内外的竞争环境也是有所差别的,国外厂商更注重去做一些基础创新、原始创新的事情,呈现的是差异化的竞争格局,良性发展。国内的话,我的一个感受是与国外恰恰相反,大家的角力点是在市场营销、文案美化等方面,这对我们在国内的竞争也算不上是一种挑战,但是这对终端用户会造成一定的误导,干扰大家对这个细分技术作出真实、准确的判断。近年来,我国增材制造产业发展迅速,涌现出一批知名的增材制造企业,大家是对手,更是战友。作为加工厂商,摩方精密一直保持敬畏之心,向下游领域的客户虚心学习,共同成长。“摩方精密面临的挑战有哪些?未来产品与技术的发展方向是什么?”在这个行业中,我觉得挑战是一直存在的。主要分两大块,首先3D打印技术毕竟是一项材料加工的技术,如何推动技术去找到合适的应用,怎么落地,都是需要花费长时间地积累、优化,才能呈现出最终大家都满意的一个产品。第二点,我们知道客户要的是一个综合的解决方案,并非靠售出一台设备就能解决的。这就回到我刚才说的,公司要需要不断修炼内功,跟客户一起去攻克过程中的难关,才能真正满足客户端的需求。如果说我们一直停留在原型制造,仅仅是卖设备,那么这个行业的天花板就在那儿了,没办法真正的解决行业应用的问题,这就造成市场空间的局限性。那么投资人也好,从业者也好,就都会纷纷离开这个行业,更别谈未来还有更多的可能性了。“谢谢周总分享的深刻洞察。那么5月份,TCT亚洲展就要在上海召开了,周总对此有哪些期待?”我先讲一下我的感受,我觉得TCT是一个很好的展会平台,包括不管是国外的,还是咱们亚洲展。我们对TCT亚洲展的期待有很多,其中一方面是希望TCT亚洲展能更加国际化。随着国内增材行业的发展,现场国内厂家的占比也越来越大。TCT作为一个桥梁和一面窗口,我们也希望有更多的海外展商可以参与进来,同时也包括会议论坛方面,未来邀请更多的国内外专家、从业者、应用端用户参与进来,相互交流,了解彼此的发展情况,开拓视野。
  • 精密测量:无尽的追求
    十几年前,当数位战略科学家聚首探讨精密测量物理学科发展走向时,他们预判中国会一步步缩小和国际先进水平的差距,有一天会走在国际前沿,甚至引领发展。他们没料到的是,这一天来得如此之快,当然也没料到“卡脖子”同样来得很快。当下,世界正经历百年未有之大变局,科研环境也发生了巨大变化。所幸十几年前,在国家自然科学基金等的资助下,我国布局了一批前瞻性、引领性的基础研究。在国家自然科学基金重大研究计划——“精密测量物理”项目稳定资助下,我国不仅在精密测量领域取得了多项“世界最好”“精度最高”的成就,凝聚、培养了一支队伍,大大增强了在该领域的国际话语权和竞争力,还辐射带动了相关学科发展。“算是对我们10年‘打工’的鼓励吧。”谈及“精密测量物理”重大研究计划的研究成果对相关学科的引领带动作用,中国科学院院士,华中科技大学、中山大学教授罗俊的语调中透着实现“小目标”的轻松。实际上,这项超前布局的研究计划仅酝酿谋划就用了5年时间。此后在研10年,“聚队伍、聚智慧、聚重点、聚资源、聚突破”,项目成果全面超越预期目标。“十几年前,国家自然科学基金支持一批科研人员开展精密测量物理研究确实很有开拓性。”罗俊告诉《中国科学报》,“这项研究计划虽然圆满结题了,但精密测量永无止境,精益求精是无尽的追求。”破局,始于“香山科学会议”2008年7月,第327次香山科学会议(创立地点及会址在北京香山)破例在位于湖北省武汉市的华中科技大学召开。7位院士、50余位物理学家相聚喻家山,参加为期3天的“精密测量物理和方法”主题研讨会。“在香山科学会议之前,叶老师(中国科学院院士叶朝辉)和几位专家动念提出开展‘精密测量物理’研究,是因为我们遇到了一些问题。”罗俊回忆说,“当时我国很多学科面临怎样向前沿延伸的困境。一个严峻的现实是,我们的科研仪器基本全靠进口。别人生产的仪器卖给我们之前,实验室里该做的研究都做完了,我们一直跟在后面做,这样很难触及科学最前沿。”没有自己的仪器,跻身前沿都很难,更别说超越引领。科研仪器如此重要,但问题是,这种尖端的科研仪器谁来研制?在此背景下,叶朝辉等人提出了“精密测量物理”的概念。“我们现在对‘精密测量物理’有很多期待,赋予它很多内涵。但当时的出发点和最基本的想法就是做出一套最先进的仪器给科学家用。”罗俊说,“要挺进学科最前沿,验证物理学家的想法,进行实验研究,必须有自己的仪器设备。”香山科学会议后,叶朝辉、罗俊等人在国家自然科学基金支持下,开始推动重大研究计划立项,在数理科学部的主持下,组织双清论坛进行论证。2013年,“精密测量物理”重大研究计划获准立项。引领,辐射学科带动人才按照该重大研究计划最初的设计,研究目标分为三部分。一是精密测量工具仪器研制,以时间频率测量为代表,将光频这些和国际水平差距较大且非常基础的测量仪器“做上去”;二是在更高精度上测量物理基本常数并检验物理基本规律,这是精密测量物理的难点和重点;三是研究精密测量新体系,发展新方法和新技术,不断突破测量极限,包括突破标准量子极限等。实际上,在该重大研究计划执行的10年中,他们不仅圆满完成了三大目标,还屡屡取得突破性进展,获得多项“世界最好”“精度最高”的成就。“这项重大研究计划的特点之一是带动了整个中国精密测量物理学科的发展。”中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员詹明生说,“也带动了其他一些项目,辐射和延伸到了相关领域,比如影响了中国科学院的先导科技专项,带动基于原子分子的物理研究向精密测量物理延伸。”中国科学院国家授时中心研究员张首刚认为,该重大研究计划的意义在于10年前就有了明确目标,把精密测量这项前沿基础研究和国家战略需求相结合,从而做出一系列方向性、引领性的研究工作。“通过国家自然科学基金项目牵引,这些年我国精密测量物理研究队伍不断壮大,并从基础研究向前沿基础研究推进。”张首刚说,“我们不但超额完成了该重大研究计划的各项指标,还产生了原创性的想法,取得一批‘国际首次’级的成果,并在部分领域领先国际。”“量子精密测量是精密测量物理的一个前沿方向,很多微弱信号测量,比如引力波探测、量子操控、原子分子和光物理等研究都离不开精密测量。”上海交通大学教授张卫平补充道,“这个项目将我们的学术生涯和国家战略需求完美对接起来,我觉得最大成果之一是凝聚并培养了一支队伍。”清华大学教授尤力同样认为,这是个高瞻远瞩的研究计划。“过去四五年,国际科研环境发生了巨变,出现了更多的不确定性。我们必须科学上自主、技术上独立。好在我们进行了预研,建立了这么一支队伍。”求精,追求永无止境精密测量物理对实验条件要求极高,数千米外的振动、电流波动、地球磁场,甚至空气温湿度都会影响测量精度。为避免外界扰动,30多年前,罗俊等人就将实验室建在位于喻家山的一个山洞里。在罗俊团队的引力常数测量进行到关键时期时,地方政府按规划准备在喻家山下修一条路。“修路会引发两个问题:一是山体稳定性发生变化,这些微小变化会导致实验环境不稳定;二是修路过程中及修好后,车辆经过产生的震动会影响测量精度。”了解到罗俊的担忧,华中科技大学和武汉市都非常支持实验研究。最后,武汉市调整道路规划,终止了道路修建。得益于安静的实验环境,罗俊团队测出了世界上测量精度最高的G值(引力常数)。至今,该数值仍保持着世界第一的纪录。“精密测量物理要测的通常是非常小的数值,它无限趋近于‘0’,但永远不会达到‘0’。例如,我们进行粒子、量子、多粒子纠缠等前沿研究,背景补偿(抵消环境磁场的影响)做得越好,测量结果就越准。”尤力感慨地说,“我们测一个量,总希望向小数点后再多推一位,但最终要推到什么地方、推到什么程度,没有人知道。所以精密测量物理没有止境,需要长期坚持,也需要长期支持。”“精密测量的本质是永无尽头。”罗俊说,“精密永无止境。这种无限精密、精益求精的特点造就了精密测量物理研究者不断提高精度、不断开发新技术,挑战新极限的信念。”传承,精密测量精神“我们常说十年磨一剑,从事精密测量物理研究真的需要长期积累。”华中科技大学教授胡忠坤说,“它需要10年、20年,甚至更长时间才有可能见到成效,因此研究者要耐得住寂寞,但也需要得到长期稳定的支持。”“精密测量物理有两个特点:一是高精尖,二是研究周期特别长。”山西大学教授张靖补充说。20世纪90年代初,张靖还在华中科技大学读本科,有时会到位于喻家山山洞的实验室上课。他记得当时山洞两边都是实验室,里面很安静,感觉很神秘。“精密测量物理研究不是三两个人花两三年时间就能取得成果的。罗老师选择在山洞里做实验,还带出一支队伍,一步步把精度提高再提高,确实很有魄力。”张靖说。“我们国家的科学研究已经形成了崭新的局面,上了一个历史性的新台阶。现在我们山洞的实验条件是30年前根本无法想象的,每个实验室都‘鸟枪换炮’,不知道好到哪儿去了。”罗俊说,“但当初也没觉得条件多艰苦,因为有兴趣、有追求,希望能精益求精,所以并未在意‘苦’还是‘不苦’。”“进行精密测量物理研究,总是想精益求精,把精度提高点,再提高点。”清华大学教授尤力对《中国科学报》说,“进实验室打开仪器,我们就知道北京地铁4号线列车什么时间进站、什么时间出站,地铁运转产生的磁场会严重影响原子能级……”尽管北京地铁4号线从清华大学、北京大学两所高校旁通过时采取了一系列减震措施,但轻轨列车进站减速、出站加速时电流变化产生的磁场,还是会影响1.5公里外清华大学的原子分子与光物理实验。磁场变化会引起原子能级移动,给光学测量带来不确定性,使科学家无法判断是否出现了误差。虽然研究人员已经习惯在夜深人静时做实验,但很多扰动仍无法避免。“我们做原子分子与光物理研究时,原子的磁矩就像一块小磁石,它周围的磁场扰动会让原子磁矩抖动,导致测量信号不确定。”尤力说,“环境中各种扰动、噪声、磁场等都会影响测量结果。”尤力团队曾对实验室环境进行检测,不只地铁4号线列车进出站,包括地球磁场、实验室照明电路,甚至光学实验平台上的金属器件(螺丝钉、钻头等)所带磁性都会影响测量精度。“这些磁场是‘躲不掉’的,那就想办法把它‘干掉’。”尤力说。在多次测量、分析、计算的基础上,尤力团队创造性地应用了“背景补偿”这样一个解决方案。简单地说,就是针对一些无法改变的干扰因素,比如地球磁场、实验室电流磁场等,研究人员先测出环境磁场强度,计算出平均值,然后绕制一个通电线圈,使其产生相反的磁场,用“前置反馈”的手段,将环境磁场的磁力抵消。“用‘前置反馈’补偿(抵消)背景磁场是个亮点。”中国科学院院士,华中科技大学、中山大学教授罗俊说,“虽然‘前置反馈’不是新概念,但要把它做成,需要很好地掌握背景磁场,用它解决问题简单、高效。”“我们用的物理概念并不新鲜,但它能解决实际问题。”尤力说,“我们用一块电路板就解决了问题,同很多兄弟单位分享了这项技术,能为大家做点事我很高兴。”在反馈补偿技术的“加持”下,尤力团队取得了一系列重要突破。他们突破了标准量子极限测量非经典双数态新体系,解决了双数态确定性制备难题,该体系在原子数、原子数涨落、压缩系数以及相干性等多项重要指标上远超国际同类实验。团队通过调控量子相变过程,解决了传统动力学制备方法所存在的问题,在国际上首次确定性地制备了大粒子数双数态87Rb原子玻色爱因斯坦凝聚体。目前,该实验平台能在40秒内确定性地制备约1万个粒子组成的多体纠缠态,从非纠缠的初态到双数态凝聚体的转换效率高达(96±2)%。该双数态的量子噪声的压缩度为(13.3±0.6)dB,是国际同类实验中最好的指标。双数态的相干性更是达到了接近理想值的0.99,远优于此前国际上最好的0.9。由此,实验可以表征的纠缠粒子数也是目前能确定性制备量子纠缠数目的世界纪录。这项工作大大提高了双数态在精密测量中的实用性,首次验证了量子相变可以作为制备多体量子纠缠态的有效手段,为纠缠态的制备提供了新思路。追求极限, 刷新“钙帮”世界纪录近年来,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员高克林团队研制出不确定度为 3×10-18(相当于105亿年不差1秒)、稳定度为6.3×10-18@524000s的钙离子光频标,成为第五种不确定度指标达10-18水平的光频标、第二种稳定度达10-18量级的离子光频标,并研制出目前搬运距离最远的光钟,实现精度达到10-16的钙离子光频的溯源测量。该成果被国际时间频率咨询委员会推荐为次级秒定义。“钙离子有很多优点,比如其光频跃迁是搭建高精度光频标的理想参考,可有效抑制离子特有的微运动频移。其离子的量子态制备、激光冷却及钟跃迁探测所用的激光均可用商品化的半导体激光器发射,因此极有可能实现广泛应用。”高克林说,“但是钙离子光频标也面临两个世界级难题:一是钙离子对磁场非常敏感;二是钙离子在室温下对黑体辐射效应(环境温度)敏感。”频率标准研究对外场控制(环境中各种效应,如振动、噪声、磁场和温度等)的要求非常高,国际上许多光频标研究机构已经放弃参考钙离子搭建高精度光频标。目前,国际上仅有锶原子光频标、镱原子光频标、铝离子光频标,以及镱离子光频标的不确定度达到10-18量级。“能否直面这些国际难题,将钙离子光频标推进至更高精度是我们面临的艰巨挑战。”高克林说,“在叶朝辉、罗俊院士领导的精密测量项目专家组与频标科学家王义遒、王育竹、李天初等人的关心和支持下,我们一步步解决了这些难题,将钙离子光频标推至国际第一方阵。”为进一步提高钙离子光频标的性能,研究人员通过改进钟跃迁激光性能,建立了第二台钙离子光频标并进行比对,大幅降低了电四极频移、光频移和微运动频移,实现了不确定度达5.5×10-17、稳定度达7×10-17的钙离子光频标。2018年,团队通过“魔幻射频囚禁场”抑制了微运动频移,又通过降低黑体辐射频移、改进光频标伺服软件等措施,进一步将钙离子光频标不确定度提升至2.2×10-17。2019年,通过对两台钙离子光频标长达31天的频率比对,研究人员测得稳定度达到6.3×10-18@524000s。为降低钙离子光频标黑体辐射频移的影响,团队将离子阱置于液氮低温环境中,使黑体辐射频移对温度的敏感度降低了约两个数量级。与国际上采用的液氦系统相比,液氮系统造价低廉、操作简单。但缺点是使用中液氮会蒸发,系统运行时液氮容积变化易造成离子位置移动,从而导致荧光信号损失。为解决低温系统问题,研究人员反复迭代和纠错,并采用清华大学教授尤力团队的“前置反馈”技术,大幅降低了背景磁场噪声。最终,该团队在国际上首次实现了液氮低温钙离子光频标,不确定度达到3×10-18。2020年,该团队实现钙离子光频标系统集成、可靠和高精度运行等关键技术突破,研制出一台精度24亿年偏差不到1秒的可搬运钙离子光钟,首次将钙离子光频测量精度推进到国际最高水平,并实现从武汉到北京千公里级车载搬运。“研究钙离子的人称自己为‘钙帮’。”高克林说,“在实验关键时期,大家加班轮岗的故事很多,但没人觉得辛苦,因为热爱,所以乐在其中。”在精密测量领域实现量子优势前不久,中国科学院院士、中国科学技术大学教授潘建伟,中国科学技术大学教授陆朝阳等基于“九章二号”中自主设计的受激双模量子压缩光源,结合非线性干涉仪,提出并演示了一种新方案来实现可扩展的、无条件的、鲁棒的量子精密测量优势。相关成果发表于《物理评论快报》。“实际上,该成果是在‘精密测量物理’重大研究计划前期工作的基础上衍生出的一项新成果。”陆朝阳告诉《中国科学报》。“精密测量物理”重大研究计划有几个子研究方向,其中中国科学技术大学团队的目标更具探索性质,主要是基于单光子和纠缠光子探索精密测量的新原理、新方法。在研期间,团队基于高品质单光子和多光子纠缠突破超越标准量子极限,在国际上首次同时解决了单光子源的三个关键问题,实现国际上综合性能最优秀的单光子源。“制备单光子源是这个重大研究计划中的一项代表性工作。”陆朝阳解释说,“进行量子精密测量或量子计算时,有用的是单光子源。这就像幼儿园小朋友‘排排坐’,如果有100个小朋友,每个小朋友坐一条板凳是理想状态。但自然界的光源(灯光或阳光)是热光源,它们衰减之后只有约8%是单光子(相当于一个小朋友坐一条板凳),约90%是‘空板凳’,另有2%是两个或多个光子(一条板凳上坐多个人)。在量子技术中,‘空板凳’无法用于测量,而一条板凳坐多个人会引起测量误差。因此,科学家要在实验室通过主动量子调控制造一种非经典的量子光源。”精密物理测量往往会受一些在原理上都无法避免的“散粒噪声”的影响。因此,任何测量都存在精度极限。不过,量子光源可以打破这种物理极限。中国科学技术大学团队用制备出的新光源进行测量,发现它比之前用激光光源测量的精度提高了0.6dB,而且首次实现了强度压缩。此后,该团队又研发出“九章”系列光量子计算原型机。在“九章二号”的相关研究中,团队受到激光的启发,发明了一种受激辐射放大量子光源的新方法。在调节这种新光源的位相时,他们意外发现数据对相位特别敏感。“我们当时灵机一动,想利用这个现象做量子精密测量。”陆朝阳说。抱着试试看的想法,研究人员基于“九章二号”中自主设计的受激双模量子压缩光源,结合非线性干涉仪,提出了一种新方案来达到海森堡极限。该方案同时具有可扩展性、无条件优势、对外部光子损失鲁棒等优点。在未扣除任何实验噪声的情形下,在相位测量实验中直接观察到的单光子信息量(用于衡量测量的精度),达到了目前国际最高水平。精密物理测量领域有一个共识:如果把精度向前推进一个数量级(10倍),就有可能发现新物理、新规律。这一次,中国科学技术大学团队基于量子受激光源发展出新的量子精密测量技术,将测量精度极限提高了5.8倍。“学术界将量子计算在特定问题上的能力超越经典的超级计算机的里程碑称为‘量子计算优越性’。现在,类似的,我们又首次实现了‘量子精密测量优越性’。”陆朝阳说,“这有点像立体农业中塘中养鱼、塘泥肥田,在国家的整体布局下,量子信息的基础研究不仅开花结果,还可催生肥鱼。”
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