經過20年攻關,中國科學技術大學國家同步輻射實驗室黨委書記李良彬帶領團隊與企業(yè)合作,攻克了電子設備顯示屏的核心材料——三種高分子薄膜的制備技術。正是在合肥光源和上海光源的共同支撐下,中國科大團隊助力我國新型顯示產業(yè)強勢崛起,打破了日本企業(yè)對這一產業(yè)的壟斷。
這位多年往返于合肥和上海的科學家認為,正在醞釀組建的長三角重大科技基礎設施聯(lián)盟,將推動上海光源、合肥光源以及在建的合肥先進光源(低能區(qū)第四代同步輻射光源)協(xié)同發(fā)展,更有力地支持產業(yè)關鍵核心技術突破。

俯瞰上海光源 新華社發(fā)
今年,三省一市相關部門在合力推動長三角重大科技基礎設施集群建設,促進資源開放共享與合理流動。這些大設施中,合肥光源和上海光源堪稱最有互補性的一對,它們都屬于同步輻射光源,前者是低能區(qū)第二代同步輻射光源,后者是中能區(qū)第三代同步輻射光源。為助力上海(長三角)國際科技創(chuàng)新中心建設,兩大光源將進一步增強為用戶服務的協(xié)同性。
對于這種協(xié)同性和互補性,李良彬深有體會。早在2007年,他就往返于合肥光源和上海光源,研究高分子薄膜這種新型顯示器的核心材料。經過20年攻關,他帶領團隊與企業(yè)合作,攻克了TAC光學膜、PVA光學膜、PET光學膜三種高分子薄膜的制備技術。這三種薄膜是制造手機、電視機、個人電腦等電子設備顯示屏的核心材料。

中國科大團隊在高分子薄膜中試平臺工作
“2010年高鐵通車前,我從合肥到上海要一天,現(xiàn)在單程只需兩小時,當天就能往返于兩地!被厥走@20年歷程,李良彬感慨于長三角交通的日益便利,同時也感動于上海光源對他工作的支持。他屬于上海光源最早的一批用戶,2007年就開始使用BL16B1 X射線小角散射光束線站,當時上海光源一期工程還沒有竣工驗收。隨著光源1.5期和二期工程建設,他又用上了BL19U2生物X射線小角散射線站、BL10U1時間分辨超小角X射線散射線站。它們發(fā)出的X射線亮度越來越高,BL10U1線站的光通量比BL16B1線站高兩個數(shù)量級,為中國科大團隊研究真實薄膜加工條件下的結構演化提供了利器。
每次來上海,中國科大團隊都住在上海光源園區(qū)里,離實驗線站很近。很多實驗要持續(xù)一整天或更長時間,他們就兩班倒,一組科研人員完成任務后,立即回去休息,另一組接著干,效率非常高。

中國科大團隊在上海光源實驗線站工作 新華社發(fā)
“我國在同步輻射光源建設上有清晰的布局。”李良彬告訴記者,合肥光源是低能區(qū)同步輻射光源,適合探測碳、氧、氮等輕元素,開展真空紫外和軟X射線波段的微觀結構分析;上海光源是中能區(qū)同步輻射光源,覆蓋軟硬X射線廣譜范圍,適用于重元素表征以及高端材料、生命科學、能源等領域的高精度探測研究。
在合肥光源,他帶領團隊利用紅外吸收譜和軟X射線,檢測高分子薄膜的電子結構;在上海光源,他們的主要工作是模擬薄膜加工的真實過程,制定產品制造路線“導航圖”!案叻肿颖∧ぜ訜帷⒗旃に嚨某掷m(xù)時間只有幾秒,但里面的學問很深。”他解釋說,“加熱溫度多少、拉多快、用什么方式拉……有很多工藝參數(shù)要設定。我們在上海光源做的X射線散射實驗,可以給薄膜加工過程拍高幀率視頻,相當于每秒拍1萬張照片,讓我們看清材料的微觀結構在加工過程中,到底是怎么演化的!
為模擬真實工況,中國科大團隊在上海光源做了很多原位實驗,即在研究對象真實加工、服役的狀態(tài)下實時開展觀測研究,最大限度地避免數(shù)據(jù)失真。加工高分子薄膜的原位實驗裝置是生產裝備的1∶1復制品,有些大型裝置重達幾噸至十幾噸,要吊裝到卡車上,從合肥運往上海!拔覀冏龅脑粚嶒炦_到全球領先水平,像薄膜流延、雙向拉伸原位實驗,其他國家的科研團隊都還沒做過!

中國科大團隊在開展薄膜雙向拉伸原位實驗
展望未來,李良彬希望,滬皖兩地光源要通過數(shù)據(jù)共享,為用戶科研提供系統(tǒng)性解決方案;兩地光源還要在服務好高校院所用戶的基礎上,積極開拓產業(yè)界用戶,讓更多企業(yè)了解光源、善用光源,在同步輻射光照射下釋放出新質生產力。(記者:俞陶然)
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