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微納米系統實驗室需要安裝風淋室設備
發布時間:2018-03-23   點擊次數:3698次
重點實驗室是依托大學和科研院所建設的科研實體。目前,在陜有國家級實驗室18個,陜西省重點實驗室88個,而我省擁有重點實驗室最多的高校西北工業大學分別占了7個和45個。近日,華商報記者走進西北工業大學“重點實驗室”,記錄鮮為人知的瞬間。
 
投影儀僅手機大小未來還能“縮小”到手環中
 
2015年12月18日,隨著激光點亮手機大小的微型投影儀,動畫片《怪物史萊克》投放在實驗室墻上的白紙上,在場的喬大勇教授及其研創團隊禁不住為自己的智慧和汗水鼓掌。
 
喬大勇所領導的微納光學研究團隊,運用微電子刻蝕手段,將拳頭大小的雙軸扭轉鏡縮小成圓珠筆尖大小的微振鏡芯片,并將其與紅、綠、藍三原色激光集成為投影光機模塊,制成手機大小的投影儀。“未來還會進一步將整個微投影系統縮小到小拇指大小,可以集成到手機,眼鏡甚至是手環中。”喬大勇說,這種投影儀還可以將結構光投影到物體的三維表面上,配合攝像機實現三維掃描。不久的將來,你看到喜愛的小物件,只需掏出手機一掃,即可獲得和分享它的三維數據,連接3D打印機,就能將所見變為所得,還可以將其迅速傳到遠在天邊的聯系人手機中,通過投影儀投放在很大的屏幕上,而每套設備的價格會控制在100元人民幣以內。
 
微納米技術是20世紀末國際上興起的新興交叉學科。“西北工業大學微納米系統實驗室經歷23年發展,已趨于成熟。”長江學者、實驗室主任、機電學院院長苑偉政教授說:“納米技術已經跳出元件時代,可將一個微機械植入頭發絲大小的空間里,這一切都是通過芯片來完成。”
 
2015年12月15日,華商報記者來到微納米系統實驗室。進入超凈實驗室前,脫掉外套,穿上專用的連體靜電服,戴上發套、手套和口罩,只剩下兩只眼睛與空氣直接接觸,經過帶膠的地毯進入風淋室,兩個面的多個吹風口對全身無死角吹風,確保不帶一點塵埃進入實驗室。
 
實驗室內,師生們在高倍顯微鏡下觀測著米粒大小的芯片。實驗室老師介紹,這個實驗室負責非制冷紅外探測器芯片封裝研發,是國內第一條非制冷紅外管殼及真空封裝生產線,其芯片廣泛運用于紅外槍瞄、頭盔紅外夜視儀、無人機紅外監測、穿越霧霾與載紅外探測器。“如果將該芯片裝在盲、無人駕駛汽車上,則會自動導航。”
 
強磁場下活魚懸在空中歡蹦亂跳
 
生命學院成立于2004年,重點開展面向空間生命科學等極端環境下的生物學與生物技術,以及相關的基礎醫學與生物醫學工程教學與研究工作。
 
2015年12月17日,在實驗老師指引下,記者將手機、公交卡等所有帶磁性的用品放在實驗室門外,進入室內,在顯示屏上看到,在強磁場下,一條活魚被懸在空中,歡蹦亂跳。
 
這是強磁重力效應實驗,這條魚之所以能被懸浮在空中,是由于大梯度抗磁懸浮超導磁體提供的磁感、磁化強度模擬失重條件。該實驗室是國內唯一,國際領先可模擬失重到超重2公斤的重力條件,具備懸浮包括生物、水等抗磁性物質的能力。實驗室核心區3平方米以內,強大的磁場可在幾秒鐘內將所有的磁卡消磁,手機會瞬間變成沒有任何功能的模具。
 
實驗室郭紅衛老師說,通過實驗可對細胞、生物大分子在失重環境下和地面重力環境下的情況進行對照,依此找出太空與地面的差異,一旦要進入太空就將此對照的結果提前預案。
 
相差100℃的高低溫實驗為衛星研制提供參數
 
2015年12月14日,華商報記者進入航天學院的陜西省微小衛星工程實驗室。
 
“學科團隊先后參與了我國多個衛星型號的研制及衛星遙感數據應用工作,儲備了一大批優秀國防高科技人才。”實驗室主任,航天學院教授、博士生導師周軍說。
 
實驗室里,高低溫實驗正在進行,透過隔窗可以看到,受測的衛星慣性元件,在一個箱式裝置中不斷旋轉。這個實驗目的是衛星陀螺儀和加速度計在-50℃至50℃,獲得不同溫度下的性能指標,為衛星研制提供參數。還有三軸轉臺模擬衛星在太空旋轉運動,驗證衛星姿態控制方案;振動臺模擬火箭起飛或飛行過程中的振動特性,檢驗衛星在不同頻率過載下的可靠性等。
 
這些實驗不是高速運轉就是光線射入,看似普通,但其提供的參數驚人,許多實驗項目全國僅此一家。
 
若被困在消聲室呼救幾天都沒人能聽得見
 
2015年12月16日,在航海學院西樓的消聲室,4名實驗師生操控著設備。這是一間幾乎沒有聲音反射的房間,全消聲室內六個面上均鋪設著吸聲性能良好的材料,中央鋪有稱重鋼絲網和尼龍防塵網,用于放置測試對象或聲源,從而使室內形成自由場的全消聲暗室和半消聲實驗控制室。
 
進入室內,仿佛耳朵被塞實了,隔上1米的距離,說話聲音都傳不出去。同行的人說,若一個人被困在這里呼救幾天都沒人能聽得見。
 
位于航海學院三樓50厘米見方的異型反射板,多個海綿錐形組合布滿板的一面,尖朝下漂浮在7米深的水池中,水池長約50米寬約20米,水面全部讓異型板覆蓋,這是消聲水池實驗室。這個實驗室建于上世紀80年代,主要由水池墻面、六面消聲尖劈、航車和測試系統組成。
 
“實驗目的,就是要辨別各種聲音在水下呈現的狀態,找出不同聲音的發生源體,運用到水下航行器研制中。比如在水下有大鯊魚行進的聲音,測試儀就會根據存入的鯊魚聲音進行對比,由此采取相應的對策。”航海學院秋衛平老師說,也可用在水下救援與航行防御。
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