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他20年只为机械“感知神经”更敏感

2019-09-19 11:15:05

  “得知获奖很高兴,同时也感到多了一份责任。”

  说话的是西安交通大学机械学院教授、精密仪器系主任赵立波。前不久,他刚刚捧得第15届中国青年科技奖特别奖的奖杯。

  全国仅有10位科技工作者获此殊荣,而他是西部地区唯一的获奖者。

  长期以来,赵立波主要从事微纳制造与先进传感技术的研究工作,先后参与了棉条检测硅微传感器、耐高温压力传感器等产品的研制项目。

  “通俗点说,传感器就像机械的‘感知神经’。在某些特殊领域,如航天航空发动机、飞行器等,机械测量工作面临着种种技术难题,而MEMS(Micro-Electro Mechanical Systems,微机电系统)传感器能很好地完成这一测量任务。我的工作就是从工艺设计上,不断提升MEMS传感器的性能,让它变得更‘敏感’,让特殊领域的测量结果更精准。”赵立波对科技日报记者说。

  误打误撞做起传感器

  说起入行的缘由,在赵立波看来,自己“是误打误撞走进传感技术领域的”。

  2000年,从西安交通大学机械学院毕业后,赵立波就跟随导师——中国工程院院士蒋庄德开展研究工作。那时的他对MEMS传感器只是一知半解,怀着“跟导师走准没错”的朴实想法,就一头扎了进来,没想到这一扎就是近20年。

  扎得越深,赵立波就越体会到,在该领域开展研究工作的艰难。

  “国外MEMS产业链发展得已非常完善,我们很难再找到突破口,加之开展该研究需要的平台运行费和加工费都相对较高,这无疑给工作又增加了难度。但倘若不做出产品,就没法检测出实验结果,成果的产出周期就会被拖长。”赵立波说。

  干这行不容易,但赵立波知道,这件事必须得坚持做下去,而且还要做好、做精。“传感器是航空航天、军工等国防领域以及石化、先进制造等工业领域中实现测控的关键零部件,其高尖端技术一直被国外垄断,我们必须迎难而上,绝对不能放弃。”他说。

  为此,赵立波带领团队成员潜心研究、加紧攻关。那段时间,日夜加班自不必说,他们甚至把床都搬到了实验室。此外,为了节省加工费、确保产品性能,赵立波和学生在产品加工前不断地进行分析和优化,尽可能做到万无一失。

  地地道道的“细节控”

  “关注每一个细节,专注每一项变化,总会有意想不到的收获。”这是赵立波经常挂在嘴边的一句话,在同事和朋友们眼中,他是个地地道道的“细节控”。

  在工作中,赵立波善于在细节中找到突破点。赵立波于2016年获得的专利技术“一种采用压阻式微悬臂梁在线快速测量流体密度的方法”,就是他在做实验时无意中发现的。

  “当时,我在用振动法测量流体密度,突然发现了与往常不同的变化。我没有放过这一点,好好研究了一段时间。令我没想到的是,这后来竟变成了一项专利发明。”赵立波回忆道。

  除了留心点滴变化,在工作上,赵立波还精益求精,不放过任何可改进之处。在解决500帕超低压力的高精度动态测量难题时,他带领研究小组反复研究,为了不断升级产品性能,前后共设计出十余种结构方案。

  到了攻坚后期,很多人都觉得“方案已经可以了”,但赵立波却仍坚持“再多考虑考虑,或许下一个方案会更好”。他们设计出的这些结构方案,后来被派上了大用场,技术人员用其制备出了槽膜分段质量块结构力敏芯片,其灵敏度与美国知名传感器公司制造的压阻传感器相比提高了近1个数量级。

  对于所取得的成绩,赵立波心怀感恩。对于自己付出的努力,赵立波却轻描淡写一语带过,采访中他说的最多的,是导师蒋庄德的悉心培养和所在团队的大力支持。

  “没有导师和团队,就没有如今的自己。”他由衷地说,“蒋老师教导我要沉下心来做研究,搞科研得坐得住‘冷板凳’。团队上下的鼎力支持,让我有信心啃下工作中的任何‘硬骨头’。”赵立波说。

  对于未来,赵立波已有了规划。MEMS谐振式传感器的理论模型和结构设计已完成,芯片也即将被制造出来,如何让芯片产业化,是赵立波接下来要推进的重点工作。(本报记者 史俊斌  通讯员 胡晓楠)

来源:科技日报
编辑:姚怡梦

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