上观新闻:【新时代新作为新篇章】三款快速检测“神器”问世,上海孕育太赫兹技术产业

时间:2019-01-14浏览:6编辑:董真摄影:    通讯员:设置



如今,太赫兹安检设备已进入我们的生活,上海一些地铁站、美国许多机场都在使用这类设备。除了安检,太赫兹在生物医学、通信、国防等诸多领域也大有用武之地。近日,教育部公布了首批省部共建协同创新中心名单,上海理工大学牵头的“上海太赫兹波谱与影像技术省部共建协同创新中心”榜上有名。通过产学研协同创新,上理工太赫兹团队的科研成果已转化出3款产品,成为信件安检、液体安检、中药成分检测的利器。

中国工程院院士、上理工太赫兹技术创新研究院院长庄松林表示,太赫兹是一种颠覆性技术,其产业规模目前还不大,但正在孕育过程中。对于上海市政府将要建设的太赫兹技术研发与转化功能型平台,庄松林建议以省部共建协同创新中心为主要依托,尽快出台功能型平台的具体实施方案,推动上海做大做强太赫兹产业。


校企强强联手转化科研成果

太赫兹是一个频率单位,1太赫兹等于10的12次方赫兹。频率为0.1—10太赫兹的电磁波称作太赫兹波,其波长介于远红外光与毫米波之间。据庄松林介绍,太赫兹波在电磁波家族中的地位很特殊,处于微波电子学与红外光子学的交叉、过渡区域。从上世纪90年代起,科学家开始研制太赫兹源和检测器,并发现了它的很多优越性能。2004年,美国麻省理工学院将太赫兹技术评为“改变未来世界的十大技术”之一。2005年,日本将其列为“国家支柱十大重点战略目标”之首。

近年来,我国在太赫兹技术研发领域发展很快。上理工已成为这一领域的“重镇”之一,该校太赫兹技术创新研究院教授朱亦鸣介绍,研究院的太赫兹等离子体技术论文总数和他引总数排名全球第一,利用这种技术开发的系统达到了国际领先水平。

如何加快把先进技术转化为现实生产力?2017年6月,上海上理太赫兹科技有限公司与中国兵器北方光电集团有限公司、浙江华东光电仪器有限公司、上海大鸿资产管理有限公司及高管团队共同出资,在杨浦区创办了华太极光光电技术有限公司。据了解,作为中国兵器工业集团下属子集团,北方光电集团是全国最大的光电科技企业。上理工组建的上海上理太赫兹科技有限公司与北方光电集团合作,可谓强强联手。


小型检测仪“扫一扫”知结果

“军工国企+高校+民营资本”的驱动力,使华太极光快速发展。截至目前,该公司已将上理工的3种实验室样机转化为产品。

太赫兹波谱信件检测仪、太赫兹波谱液体检测仪两款产品正在上海一些单位使用,仅耗时0.1秒,就能检测出一封信件是否夹带变异生物种子、病毒、吗啡等危险物质,一瓶液体是否有安全隐患。朱亦鸣解释说,每种物质都有特定的波谱,碳、氢、氧、氮等有机物质也不例外,然而普通光学检测仪探测到的各种有机物波谱差别不大,所以很难识别;太赫兹波与各种有机物大分子集团共振后,探测到的波谱则差别明显,故能实现对危险有机物的快速、无损、非接触识别。这两种设备的体积都和饭盒差不多,能随时随地与安检传输线匹配,使用起来十分便捷。


太赫兹波谱信件检测仪


同样道理,太赫兹设备可通过“扫一扫”检测出中药材的有效成分。去年3月,云南文山州政府部门与上理工太赫兹团队接洽,希望他们研发一种人参皂苷检测仪。原来,人参皂苷是文山特产药材——三七的有效成分,如果用液相色谱仪检测,需要一周才能拿到检测报告,费用也比较高。经过大半年研发,太赫兹人参皂苷检测仪已经问世。只要用这种手提式仪器对着三七“扫一扫”,1秒内就能获知其人参皂苷含量。


太赫兹波谱液体检测仪


科学家携手工匠打造新产品

“科研人员与大国工匠紧密合作,对太赫兹设备这类工程技术成果的转化非常重要。”谈到产学研协同创新的秘诀,朱亦鸣深有感触地说。过去,上理工太赫兹样机的工程装配大多由研究生完成,不同学生、不同时段的工装质量参差不齐,很难使样机的性能指标达到最优。而今,北方光电集团的工程师团队负责太赫兹设备的加工、工装和检测,他们大多五六十岁,经验丰富,其中还有获得荣誉称号的大国工匠,用手摸一下结构件就能识别微米级误差。这些“老法师”的高质量工作,使太赫兹设备的各项性能指标显著提升,完全满足商用标准。

获得教育部支持后,太赫兹波谱与影像技术协同创新有了更大的平台。电子科技大学、南京大学、中科院上海微系统与信息技术研究所、中科院电子学研究所将与上理工合作,攻关太赫兹技术,公安、海关、地铁、医院等用户单位,则将为科研成果提供更多的应用场景。

去年9月,上理工还与莫斯科国立大学联合建立了“太赫兹技术创新国际联合实验室”,成为上海首批建设的3个国际联合实验室之一。上理工科研团队擅长太赫兹系统研发;莫斯科大学太赫兹科研人员的数学功底好,擅长理论研究。中俄两校共建实验室,有望在前沿领域推进重大科研成果落地。

在上理工科研团队看来,上海可利用自身的太赫兹创新策源能力,加快建设太赫兹技术研发与转化功能型平台;通过产学研协同创新,吸引国内一批相关企业落户上海,研发生产太赫兹技术产品,让上海早日成为这一新兴产业的策源地。


来源:解放日报APP  记者:俞陶然

原文链接:https://web.shobserver.com/wx/detail.do?id=127115&time=1547428931536


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