PDF《开启纳米精度时代》

8 年前, 我国制造行业以传统制造为主, 大家着 重于研究讨论锻造、 焊接、 冲压等传统方法. 他回忆. 该重大研究计划实施的

8 年,逐渐形成了 我国微纳制造领域的 国家队 .许多年轻科研 人员的科研生涯深受该重大研究计划的影响, 从参与者逐渐成为科研骨干人才. 自然科学基金委组织的重大研究计划提 供了一个平台, 把人才聚集起来. 一名重大研 究计划科学家告诉 《中国科学报》 , 在参与重大 研究计划的过程中, 我认识了许多同行, 在各类 交流中互相启发和帮助. 据统计,该重大研究计划实施期间,

8 位科 研人员当选中国科学院或中国工程院院士,

18 位科研人员获得国家杰出青年基金资助,另培 养了

974 名博士后、 硕士、 博士.在科学家们看 来,这都是该重大研究计划在人才凝聚方面交 出的优异成绩单. 面向未来, 卢秉恒指出, 科学家们正在争取 新一期重大研究计划的支持. 希望能将精度从 原子层级做到原子级, 为发展人工智能、 生命科 学等科学前沿应用, 制造三维芯片提供支持. 他憧憬着.

本报记者 甘晓 见习记者 程唯珈 近年来,纳米制造成为我国战 略需求的重要支撑,例如国家某重 大工程中的靶丸加工,就需要在其 表面实现纳米级定位的微孔阵列制 造.飞秒激光具有超快、超强的特 性, 在微孔加工中占据独特优势, 尤 其在高品质、 大深径比、 高一致性微 孔加工中具有不可替代性. 虽然飞秒激光脉冲对材料的辐 照时间极短 (飞秒量级) , 但其后的 所有加工过程均决定于飞秒激光与 电子的相互作用,如何精准调控局 部瞬时电子动态成为了科学界的关 注重点. 在自然科学基金委重大研究计 划 纳米制造的基础研究 支持下, 北京理工大学机械与车辆学院姜澜 教授研究团队提出了超快激光时空 整形微纳制造新方法.通过设计超 快激光能量时域及空域分布,研究 人员调控加工过程中的能量吸收、 传递及材料相变过程,有效地提高 了加工质量、 精度、 效率、 深径比和 一致性, 并得到广泛应用. 据介绍, 通过时空整形, 可优化 和调节离化电子密度分布,使得微 孔加工深径比极限增加

100 倍, 效率 提高

56 倍.在实验中, 单束光加工速 度达 0.01 秒/孔,加工

1 厘米乘

1 厘米面积的高深径比 (10001, 直径1.5 微米) 微孔阵列 (共计

25 万个 孔) 仅耗时

42 分钟. 同时, 为了研究超快激光微孔加 工的完整过程, 研究团队提出并搭建 了多时间尺度电子动态实时观测系 统, 实现了对制造中以电子为能量载 体主线的质能传输过程的观测. 该制造新方法获国际广泛关注,例如,美国科学促进会及其会 刊―― ― 《科学》 的新闻平台以 《飞秒 激光实现电子动态调控》 为题对新 方法进行了专题报道, 称其 对高端 制造、 材料处理、 化学反应控制可能 带来革命性的贡献 ,并获

10 余家 国际主流科技媒体全文转载. 专家认为,该成果可为我国航 空、 能源、 IC、 国防等领域提供重要 的制造技术支撑,开启了电子层面 调控的新机理和新方法的广阔应用 空间. 超快激光微纳制造 时空整形 分秒必争 本报见习记者 程唯珈 编者按 纳米结构的批量化、一致性制 造是国家自然科学基金委员会重大 研究计划 纳米制造的基础研究 规 划的重点支持方向之一. 在该重大研究计划的支持下, 西安交通大学、 苏州大学、 厦门大学 等国内几十家科研机构和高校的百 余位科........