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湖北日报:走进光谷“斯坦福”,感受中国的“光电之心”!
时间:2017-04-26来源:湖北日报

华中科技大学,被誉为中国光谷的“斯坦福”。

4月25日,《湖北日报》在头版与第3版聚焦武汉光电国家实验室,报道光谷与华科如何优势互补、结出产业发展与科研创新相融合的累累硕果!



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。

来,一起走进这个国家级创新平台看看究竟。



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。


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。

(梅涛 摄)

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。


万瓦连续光纤激光器

上月,锐科研制的2万瓦光纤激光器亮相,并正在积极走向市场。

此前,一台进口的2万瓦光纤激光器,市场价格约为600万元。实现国产后,售价有望降低40%。与传统二氧化碳激光器相比,光纤激光器的耗电量仅为其1/5,体积只有其1/10,但速度快4倍,转换效率高20%,且没有污染。

曾晓雁教授,自主研发出激光选区熔化成形技术与装备,实现了国际上成形体积最大、效率最高的复杂精密构件3D打印,并在航空航天领域得到应用。

谢庆国教授,攻克尖端医疗仪器“正电子发射断层成像仪”PET数字化的世界级难题,研发出世界首台数字小动物PET系统,以及首台全数字临床PET/CT医疗装备,为生命科学的研究、医学诊断与治疗,提供了更先进的技术手段。

迄今,实验室科研团队共在世界著名期刊上发表论文4065篇,获得发明专利785项。

为光谷提供源源动能


依托武汉光电国家实验室,武汉光电工业技术研究院、华中科技大学鄂州工业技术研究院两大成果转化平台,相继成立。

背靠转化平台,一个个实验室成果得以走向市场。

光电实验室教授付玲研发的共聚焦内窥镜,通过装有高精度“千里眼”的医疗光纤,能让癌细胞无处遁形。

她指着电脑屏幕上的实拍医学影像画面说,光纤可将镜头伸至胃、肠、食道等多处人体器官,把细胞放大1000倍,在发生癌变前就被“曝光”。目前,该成果已进入武汉精微视达科技有限公司转化。鄂州市国有投资平台昌达资产管理有限公司闻讯后,一口气就投了2000万元风险投资。

武汉光忆科技有限公司首席科学家、武汉光电国家实验室副主任谢长生的研究成果,正在改变未来的光存储格局。

当前的大数据中心,数据存储普遍使用的是固态盘和硬盘,用以保存实时“热数据”和近期“温数据”,但是随着数据量越来越多,时间久远的“冷数据”该怎么办?


谢长生用了5年时间,研发出超大容量光盘库,在一个双开门冰箱大小的机柜里,可保存1.22万片光盘,每张光盘数据存储100G。光盘库自带机械手,就像一个智能机器人,能根据需求精准调取目标光盘。24个光驱同时读取,速度和存储量均为日本企业的两倍。

眼下,该产品已进入东湖高新区政务服务数据中心、国家档案馆、公安系统等机构。

截至目前,武汉光电国家实验室已孵化高科技企业90家,专利转化总额达1.08亿元。



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