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最美工程技術(shù)人員 | 蔡華：在特種材料實(shí)驗(yàn)室見(jiàn)“微”知著 壓擔(dān)成長(zhǎng)
來(lái)源：中國(guó)建材總院 發(fā)布時(shí)間：2024-08-01新時(shí)代是奮斗者的時(shí)代，工程技術(shù)人員是科技成果落地的重要執(zhí)行者。他們用智慧的思維和勤勞的雙手演繹了一個(gè)個(gè)奇跡；面對(duì)難題，他們?？小坝补穷^”，讓一個(gè)個(gè)困難成為提高技術(shù)和能力的動(dòng)力，讓一個(gè)個(gè)項(xiàng)目高質(zhì)量完成，他們就是中國(guó)建材最美工程技術(shù)人員。
蔡華，中國(guó)建材總院北分建筑材料行業(yè)特種光電材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任
小小的多孔玻璃薄片匯集了大大的集成智慧
“我與微通道板相識(shí)于2014年底的一次材料微納表征與綜合性能剖析，自此也開(kāi)始了我探索解決微通道板領(lǐng)域的一個(gè)個(gè)有趣問(wèn)題、見(jiàn)‘微’知著的旅程?！敝袊?guó)建筑材料科學(xué)研究總院有限公司北京分公司建筑材料行業(yè)特種光電材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任蔡華說(shuō)。
微通道板（MCP）是一種精密的先進(jìn)電子倍增材料，1964年，EvansD.S. 等人在美國(guó)NASA Goddard太空飛行中心的低能帶電粒子探測(cè)裝置上開(kāi)展了極弱信號(hào)粒子的連續(xù)通道電子倍增試驗(yàn)，首次證實(shí)了MCP作為極端粒子探測(cè)用倍增材料可行性。此后，歷經(jīng)多年發(fā)展，具備了高增益、高時(shí)間分辨力、高空間分辨率、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)勢(shì)，被廣泛用于高能物理探測(cè)、空間天文探測(cè)、精密守時(shí)等領(lǐng)域。
從第一眼看到微通道板開(kāi)始，蔡華就被這個(gè)小小的神奇魔法師吸引。從外形上看，MCP像是在一個(gè)1元硬幣大小的玻璃上，均勻排布著有數(shù)百萬(wàn)個(gè)比頭發(fā)絲的十分之一還細(xì)的微孔管道。
從功能上說(shuō)，電子一旦進(jìn)入 MCP 微孔管道，就像瘋狂撞球游戲中的小球，小球撞擊到管道壁會(huì)分裂成2個(gè)，2個(gè)分裂小球繼續(xù)撞擊管道壁會(huì)變成4個(gè)，不斷重復(fù)直到變成一個(gè)數(shù)量龐大的小球軍團(tuán)，實(shí)現(xiàn)電子倍增信號(hào)放大，MCP是玻璃基微結(jié)構(gòu)功能材料中的重要一員，也是多種國(guó)際先進(jìn)的精密科學(xué)儀器、極弱信號(hào)探測(cè)器、多種重要裝置的“心臟”。小小的一片多孔玻璃薄片，匯集了從玻璃到金屬 / 薄膜設(shè)計(jì)與制造、從納觀到介觀直至宏觀的電學(xué)與電子學(xué)調(diào)制、從核物理到物理/化學(xué)的多領(lǐng)域交疊，匯集了大大的集成智慧，雖小但很重要， MCP材料性能進(jìn)步，往往能帶來(lái)探測(cè)器件的跨代式發(fā)展。
惟愿不負(fù)韶華踐行初心
MCP 技術(shù)集成度高，其性能的改善往往需要多學(xué)科交叉綜合解決。面對(duì)國(guó)家重大需求與電子倍增材料不斷更迭演進(jìn)的發(fā)展需要，自2014 年底進(jìn)入總院玻纖院微通道板攻關(guān)研發(fā)團(tuán)隊(duì)起，她與同事們一起日夜兼程、攻堅(jiān)克難，一邊不斷完善微通道板生產(chǎn)平臺(tái)，一邊攻克重大項(xiàng)目關(guān)鍵難題?！拔覀兘?jīng)常在國(guó)內(nèi)各玻璃工業(yè)設(shè)計(jì)院、高性能測(cè)試表征院所與高校奔走，穿梭于實(shí)驗(yàn)室各個(gè)角落；辦公桌就是我們的‘飯桌’，實(shí)驗(yàn)臺(tái)就是我們的臨時(shí)‘休息地’” 蔡華說(shuō)。
2017年開(kāi)始，面對(duì)我國(guó)高精度衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)發(fā)展態(tài)勢(shì)、針對(duì)新一代高能粒子超快探測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用急需，蔡華承擔(dān)主持多項(xiàng)配套科研項(xiàng)目，不斷學(xué)習(xí)優(yōu)化個(gè)人的知識(shí)架構(gòu)，結(jié)合個(gè)人在材料仿真設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)與總院玻纖院培養(yǎng)的玻璃材料設(shè)計(jì)與制備知識(shí)儲(chǔ)備，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)提出了利用“高表面束縛能玻璃”來(lái)提升微通道板（MCP）玻璃的耐離子轟擊特性，相關(guān)技術(shù)授權(quán)國(guó)際發(fā)明專利1項(xiàng)，作為核心技術(shù)成功用于銫原子鐘 MCP，使其工作壽命提升10倍，解決國(guó)產(chǎn)銫原子鐘關(guān)鍵電子倍增材料的工作壽命“卡脖子”難題，服務(wù)我國(guó)導(dǎo)航衛(wèi)星。她提出“勢(shì)壘制約”機(jī)制改變材料本征導(dǎo)電特性，與團(tuán)隊(duì)成員一起，成功自主研發(fā)出“釕基高穩(wěn)定MCP電子倍增材料”，攻克MCP溫阻穩(wěn)定性差的瓶頸，為解決新一代高能粒子超快探測(cè)系統(tǒng)的高精度實(shí)時(shí)診斷難題，提供核心材料支撐?！皬臒o(wú)到有，路是坎坷的，團(tuán)隊(duì)成員們經(jīng)常加班加點(diǎn)趕進(jìn)度，廢寢忘食進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，但每一步的成功，也給了我們無(wú)比的自信?！?蔡華如是說(shuō)。
在各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的充分信任與關(guān)心下，在承擔(dān)完成國(guó)家重大項(xiàng)目的同時(shí)，蔡華也在不斷總結(jié)凝練從事領(lǐng)域的科學(xué)問(wèn)題，成功獲批1項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金、1項(xiàng)省部級(jí)人才項(xiàng)目、1項(xiàng)北京市自然科學(xué)基金。
蔡華創(chuàng)新工作室
十余年來(lái)，她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克了該領(lǐng)域的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題，在微結(jié)構(gòu)功能材料方向上有所收獲，先后獲行業(yè)科技發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、中國(guó)建材集團(tuán)科技發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，并于 2022年成功獲批“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“擴(kuò)口微通道板”項(xiàng)目，成為中國(guó)建材總院目前最年輕的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。
對(duì)于成千上萬(wàn)根比頭發(fā)絲還細(xì)的玻璃微孔通道來(lái)說(shuō)，他們每一個(gè)都需要悉心呵護(hù)，也需要各道工藝嚴(yán)密配合，而只有一個(gè)向心凝聚、分工明確的團(tuán)隊(duì)才能夠完成如此精密的電子倍增材料。
作為行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的主任，蔡華在不斷學(xué)習(xí)如何能夠更加有效地帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，在自己成長(zhǎng)的同時(shí)也培養(yǎng)玻璃基微結(jié)構(gòu)功能材料的生力軍。青年的成長(zhǎng)，需要有能夠放心放手讓他們展翅的平臺(tái)，在“壓擔(dān)子”的過(guò)程中，蔡華也在不斷累積培養(yǎng)實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力，做難而有價(jià)值的事。
力求拓寬廣度、加深深度、守正創(chuàng)新
玻璃基微納結(jié)構(gòu)功能材料是一個(gè)先進(jìn)集成的、多學(xué)科交叉的國(guó)際前沿研究領(lǐng)域，正因如此，研究與研發(fā)機(jī)會(huì)多，挑戰(zhàn)也大，知識(shí)的更迭速度也很快。要在該領(lǐng)域涵養(yǎng)、踐行、實(shí)現(xiàn)“新質(zhì)生產(chǎn)力”，需要在深耕的同時(shí)拓寬視野的廣度。當(dāng)前數(shù)字化、智能化技術(shù)飛速發(fā)展，蔡華正在努力與時(shí)俱進(jìn)，學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)與智能研發(fā)的新技術(shù)，力求將“數(shù)智融合”整合助力玻璃基微納結(jié)構(gòu)功能材料的研產(chǎn)，為大幅縮短玻璃基功能材料的長(zhǎng)鏈條研發(fā)周期而努力。
蔡華的“自勉與共勉”：要成為一片微通道板上成千上萬(wàn)個(gè)陣列微孔中的一個(gè)功能微孔，能夠?qū)崿F(xiàn)傳感與探知；更要成為一個(gè)智能功能微孔，感知、診斷、糾偏、傳感；要有組織紀(jì)律性，也要有主觀能動(dòng)性，勇挑重?fù)?dān) ；要?jiǎng)?chuàng)新發(fā)散地看問(wèn)題，洞察敏銳地發(fā)現(xiàn)核心問(wèn)題，更要踏實(shí)聚焦地解決問(wèn)題。
