• 产品名称:搜狐体育官网姚骏恩院士:“争取部分先超越”
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  • 发布时间: 2021-08-05
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  “关于科研仪器的研制,目前我国步入了‘天时地利人和’的时期。所谓‘天时’,指我国经济发展到今天,国家有了一定实力;‘地利’,指经过这些年发展,我们积累了正反两方面的经验教训;‘人和’,即上上下下都认识到研制仪器的重要性。而当前我们面对的事实是,我国的科研仪器研制已经落后了,但要赶上去。其中有些可以快,但很多基础工作必须做,这在短时间内是无法超越的。”伴随我国科研仪器研制事业走过半个多世纪、在北京航空航天大学任教的姚骏恩院士,用这样的评语拉开了话题。

  “国家在制定‘十一五’科技发展规划时,有关部门征求过我的意见。搜狐体育官网如今,200kV场发射枪透射电子显微镜的研制已列入国家科技支撑计划重大项目。”他介绍,希望借助“十一五”大好契机实现这个梦,毕竟这是几代人的奋斗目标。

  “仪器技术的发展速度惊人,人们始料未及。”姚骏恩以显微镜的发展为例向记者介绍了仪器的发展状况。

  他说,光学显微镜的出现使人们发现了被称为19世纪“三大发现”之一的生物细胞,使人类对自然界的认识实现了一次飞跃。然而,由于受到可见光波长的限制,光学显微镜的分辨极限约为0.2微米。诞生于1932年~1933年的透射电子显微镜,利用电子束波长远小于可见光波长,使目前最先进的像差校正电镜的点分辨能力小于0.1纳米,可分辨单个原子。

  随着技术的进步,扫描电子显微镜的工作原理在1935年就为人们所发现。这种显微镜具有诸多优点,可直接观察固体表面,成像富有立体感。而直到1965年,它的商品化产品才出现。到上世纪80年代初,一种全新的表面分析仪器——扫描隧道显微镜诞生,其横向分辨能力高达0.1纳米,纵向达0.01纳米,可以直接观察大气、真空甚至液体中处于自然状态下的样品。这一仪器在表面科学、材料科学与生命科学等领域获得广泛应用。与此同时,STM仪器本身也获得了迅速发展,相继诞生了一系列在工作模式、结构及主要性能等方面与STM相似的显微仪器,统称为扫描探针显微镜,如原子力显微镜、光子扫描隧道显微镜等,可以获得STM无法获取的各种表面结构信息。

  姚骏恩说,当前,各类显微镜正以其各自的优点相互补充,为认识世界、探索微观世界的奥秘,进而能动地改造世界提供帮助。

  姚骏恩向记者介绍了中国电子显微镜的研制历程。他说,从1956年王大珩、钱临照先生等在制定我国《12年科学技术发展远景规划》时提出研制电子显微镜以来,已经历了半个世纪。

  1952年,姚骏恩大学毕业后被分配到中国科学院长春光机所工作。他的第一个课题是做精密电阻箱,自己动手缠线圈、买器材。一年之后,开始研制测量微小电流的检流计,涉及电磁场、光学、精密机械、材料等多个学科。1956年,他跟随王大珩院士参加《12年科学技术发展远景规划》的制定。当时我国聘请苏联专家做顾问,他负责翻译部分俄文资料。1957年,研究所本想派他去德国从事红外光谱仪研究,没想到德国不同意,不希望中国人学习他们这类高精尖仪器的关键技术。

  1958年~1959年,长春光机所开始研制电镜,他主持设计、研制了10万倍大型电子显微镜。

  他说:“回头来看,中国基础的实验仪器竟都是在中国科学院启动的。建国之初仪器研制可谓‘一穷二白’。”

  1964年,长春光机所的电子显微镜研究室转并到位于北京中关村的中国科学院科学仪器厂,姚骏恩开始了他的“第二次创业”。1965年,他们成功研制出点分辨能力为0.5(0.4)纳米的透射式电镜。上世纪70年代,他在中科院北京科仪厂负责研制成功了我国第一台扫描电镜。1985年,他参与了中科院北京电子显微镜(开放)实验室的筹建工作,开始了“第三次创业”——率先在国内提出并主持完成扫描隧道显微镜的研制和生产工作。1993年,我国开展近场光学研究。他主持完成了我国第一台光子扫描隧道显微镜,打破了传统光学显微镜的分辨本领极限,达10纳米,推动和促进了扫描探针显微学在中国的发展。

  姚骏恩说:“到1996年为止,我国共生产制造了透射电镜316台,扫描电镜及电子探针691台,各式电镜及电子衍射仪33台,合计1040台。其中,上海电子光学技术研究所、中科院北京科仪中心和江南光学仪器厂共生产992台,约占全部数量的95%,主要指标接近或达到当时的国际水平。同时,还生产了各种扫描探针显微镜共112台。应该指出的是,20世纪80年代以前,我国生产的电子显微镜数量与进口的相当,为发展我国的科学技术和工农业生产作出了贡献。改革开放后,我国大量进口各种电镜,促进了外国电镜公司的发展,而国产电子显微镜制造业却奄奄一息,现在只剩下一个研制生产单位(北京中科科仪技术发展有限公司)还在艰苦奋斗,继续生产中档扫描电镜。”

  如今,姚骏恩院士应邀到北京航空航天大学任教。他说:“这是我的第四次创业,我希望重振我国电子显微镜制造事业;发展空间纳米测控技术,在进行太空探测时,能用上中国自己研制的超显微分析仪器,把原子力显微镜等超显微镜放到空间,在月球、火星表面实现纳米量级的就位测量……”

  “在仪器领域,国外对中国采取的策略是,对你不能制造的精密仪器,它会要高价,甚至不卖给你;当你有能力制造时,它以低价销售给你,打垮你,不让你发展。”姚骏恩一语点破中国科研仪器发展面临的困局。

  “因此,我们必须自强自立。1956年制定《12年科学技术发展远景规划》时,就电子显微镜,苏联顾问建议中国不要做,因为太复杂。当时我们没有任何基础,直接购买他们的产品是最简单的,但王大珩院士坚持自己做。1958年,我们做出来了,但稳定性不如国外产品。”姚骏恩认为,解决产品稳定性问题不是一日之功。科研仪器从无到有,生产高质量仪器的关键在于细节,需要一整套优良的工艺标准。从材料的选择到加工工艺,每个零部件都需要注意,每个细节都需要精益求精,只有这样才能获得高指标、高可靠性。我们需要一个打基础的过程,而这一过程是难以超越的。

  他告诫说:“关于国产仪器质量不够稳定的问题,原因是多方面的。长期以来,我们追求的是数量,是在几年内必须完成其他国家几十年完成的工作,这使研究人员免不了在某些方面只能凑合。而完不成计划,不仅是课题负责人的问题,而且是整个团队可能再也得不到经费支持的问题。其实,要做到精益求精,应该多给研究人员一些时间。例如,弹簧看上去是一个非常简单的零件,却很难做好,如果热处理不规范,就生产不出高质量的弹簧。这需要长期的积累,包括数据的积累,并形成规范。只有全部配套,仪器质量才能上台阶。政府应该允许科技人员有时间积累和细化。”

  姚骏恩指出:“一个人浮躁也许是由于他个人素质不够高,但成千上万人都表现浮躁,就值得深思,是不是评价体系、导向有问题?诚然,我们应该看到,这些都是发展过程中出现的问题,不可能马上十全十美,因此只能有选择性地把某些研究做到满足国内需求、减少对国外的依赖,打好基础,争取一部分超越,逐步发展我们的技术特色,努力使中国仪器行业强大起来。”

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