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探访中国光谷核心:跃动中国“光电之心”

2017-04-26 09:04
seele_jin
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华中科技大学,被誉为中国光谷的“斯坦福”。

2003年,为应对全球光电技术与产业的飞速发展,华中科技大学联合中科院武汉物理与数学研究所、武汉邮科院、中船重工第七一七研究所,共同组建武汉光电国家实验室。

这个坐落在喻家山下的创新殿堂,是湖北省唯一的国家实验室。

最近5年,它聚集多支创新团队,研发领域涉及六大光电领域:生物医学光子学、光电子器件与集成、信息存储与光显示、能源光子学、激光与太赫兹技术和光子辐射与探测,取得多项全球领先的技术成果,并成功转化应用于产业和市场。

图为武汉光电国家实验室常务副主任骆清铭(前),率队在实验室进行科技攻关

令人眼花缭乱的光电科技

光变电,电变光。这些超前技术,在武汉光电国家实验室有许许多多。

通过一套叫MOST的高科技设备,老鼠脑里的神经和血管结构、有无疾病,一看便知。

2010年,武汉光电国家实验室常务副主任、华中科技大学副校长骆清铭率队,在世界上首次获得高分辨率小鼠全脑三维连接图谱。

此前,世界上对脑的研究只停留在局部切片,这项成果的重大突破在于首次实现了全脑高分辨成像,既能看到全貌,又能观察每一处神经元或毛细血管。

系列研究成果在国际顶级学术期刊《科学》、《自然·方法》《自然·通讯》上发表后,受到国内外脑科学界的高度关注。

骆清铭介绍,MOST又称显微光学切片断层成像系统,工作原理类似用卫星给地球做全景扫描。利用光学成像手段,显微镜下的小鼠脑神经通路,犹如一片发光的亚马逊森林。不仅可以看到局部神经连接,还能在全脑范围观察构建神经网络的三维“公路”和“铁路”。

一块普通的导电玻璃,用丝网印刷技术,分三层刷上二氧化钛、二氧化锆和黑色的碳电极,再填充一些钙钛矿材料,就能在家里发电了。

“印刷太阳能”,让太阳的光能瞬间转化成电能,且比传统太阳能转化方式更高效、更便宜。

该成果的发明者、武汉光电国家实验室教授韩宏伟介绍,太阳能电池已经历几十年发展,从硅电池、薄膜电池,到现在的第三代钙钛矿技术。钙钛矿是一种陶瓷氧化物,有很好的半导体光电效应。无论在材料还是制备工艺上,“印刷太阳能”的成本都远低于使用硅材料或薄膜材料。

目前,该技术正由湖北万度光能有限责任公司在鄂州转化。该公司副总经理荣耀光算了一笔账:一块太阳能硅电池,转化效率不到18%。以每平方米180瓦发电量测算,50平方米电池板铺设成本得2万块钱,相当于一个家庭10年的电费,对普通老百姓并不划算。

而同等面积的“印刷太阳能”电池板,每天能产生25度电,铺设成本仅需要4000块钱,是前者成本的1/5。

聚集350多名光电科学家

武汉光电国家实验室的定位,是抢占光电子创新的潮头浪尖,代表国家参与世界竞争。

在“开放、流动、联合、竞争”的旗帜下,350余名光电一流人才在这里聚集。

这里,有生物医学光子学之父布立顿·强斯教授,诺贝尔化学奖获得者齐揩华院士,染料敏化太阳能电池之父格兰泽尔教授。

在这里,有5位中科院、工程院院士,10位国家“千人计划”专家,5位973首席科学家,21名长江学者,76名海外学术骨干。

2013年,美国归来的国家“千人计划”专家、武汉光电国家实验室教授闫大鹏率队,成功研发出我国首台万瓦连续光纤激光器。经由一根绣花针粗细的光纤,释放出的激光能量可焊接飞机、轮船。由此,中国成为继美国后世界第二个掌握此技术的国家。

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