測控技術與儀器是涉及電子學、光學、儀器學、精密機械、計算機、信息與控制技術等多項前沿科技的一門綜合性的高新技術,廣泛用于航空航天、船舶海洋、軍事國防、電子通信、新能源、電力、農業、汽車、軌道交通、無人系統裝備、環境監測、科學研究、高端制造、安防監控和食品安全等“農輕重、海陸空、吃穿用”社會生活的各個領域。它是國民經濟的“倍增器”,科學研究的“先行官”,薄膜過濾器軍事上的“戰斗力”以及法制法規中的“物化法官”,在當今的尖端技術領域中,重大成果的取得都和先進的測控技術與儀器是分不開的。
伴隨全球新一輪科技革命和產業變革的興起,先進測控技術及其高端儀器設備將是我國實現“制造強國”戰略的關鍵基礎,將成為支撐各領域創新發展的前沿和熱點方向。為進一步落實《中國制造2025》國家戰略,加快推動測控技術與儀器的創新及應用發展,滿足各行業創新應用需求,由中國光學工程學會聯合多家權威機構于2017年12月舉辦“2017中國測控技術與儀器大會”。
虛擬仿真實驗室解決方案構建涵蓋虛擬實驗、虛擬仿真、虛擬互動的教學實驗實訓環境,為學生營造可認知、可感悟、可享受的學習環境,高等教育中可培養學生理論聯系實際的核心能力。職業教育中可提升在校學生的崗位工作技能。此方案由一平臺三系統組成,虛擬仿真數據平臺為院校構建虛擬實驗、虛擬仿真、虛擬互動的教學實驗實訓環境;虛擬仿真顯示系統為老師打造便捷、真實且與教學實踐研究深入結合的工作平臺;虛擬仿真交互系統營造可認知、可感悟、可享受的學習空間;虛擬仿真集控系統培育學生理論聯系實際的核心能力、提高學生上崗前的技能水平。此方案具有學科融合、教研相長、虛實呈現、軟硬結合、集中管理、開發共享的特點。
鈣鈦礦是一類具有鈣鈦礦結構的鉛基鹵素半導體材料,薄膜過濾器廣泛應用于太陽能電池領域。唐江介紹,事實上鈣鈦礦在醫學成像方面同樣大有用武之地,可以把高能射線變成可以靈活處理的電脈沖信號,實現非常靈敏的探測與成像。
目前市面上的醫學成像儀器核心部件主要采用高光輸出的閃爍晶體,熔點高,制備能耗大,成本高,還必須配合光電轉換器件使用。新型鈣鈦礦輻射探測器,具有高靈敏度、低檢測限、無鉛化特點,且材料相比傳統閃爍晶體需要的昂貴稀土材料,更加低廉易制取。
研究中,一個重要的問題是實現鈣鈦礦無鉛化。唐江團隊把鉛基鈣鈦礦中的鉛替換為銀和鉍,通過溶液法在低溫下制備出銫銀鉍溴單晶,從而避免鉛的使用。通過系統優化,最終制備器件綜合性能達到甚至部分優于鉛基鈣鈦礦和目前商用的非晶硒探測器水平。
在醫學儀器領域深耕多年的謝慶國認為,盡管中國高端醫療器械市場已進入高速發展期,但是關鍵基礎材料、核心基礎零部件仍是高端醫療器械進一步發展的痛點。
謝慶國表示,若將無鉛鈣鈦礦應用到高端醫療器械的核心部件開發中,將減少中國高端醫療儀器對戰略資源稀土的依賴和需求,增強高端醫療產業的工業基礎能力,形成從新材料到新部件到新裝備的創新閉環,實現高端醫療產業跨越式發展。