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(原标题:“港”创科25东谈主丨专访香港理工大学超精密加工本领国度要点实验室主任张志辉:阛阓是考验居品影响力的“试金石”)
南边财经全媒体记者 袁想杰 张伟泽 香港报谈
“咱们可以通过超精密加工转换一个物体的名义特质使其疏水,然而也可以稍加变化,使其可以亲水,这有点像造物者的嗅觉。” 香港理工大学超精密加工本领国度要点实验室主任张志辉端量入辖下手中一块加工到纳米精度的镜片说谈。
实验室加工镜片所使用的仪器是自然单点钻石车刀,可以将金属材料打磨至纳米级自便程度,从而转换其物理特质,完毕新功能。一纳米,是DNA双螺旋结构直径的一半。这个肉眼并不可见的计量单元,却是这间实验室的主角。
走进位于香港九龙尖沙咀中枢区域的香港理工大学,穿过草坪广场和象征性的红砖建筑,就来到了超精密加工本领国度要点实验室。这间位于地下一层的实验室并不起眼,走进来却令东谈主陶醉,各种超精密加工仪器紧凑而有序地分离摆列在各个斗室间。
在进入其中一间一万级无尘超精密测量实验室时,每个东谈主齐必须“全副武装”,换上无尘服和鞋套并通过吹气间,以防外界灰尘进入影响仪器精确度。
“即使是少许灰尘也有可能影响咱们对加工居品的测量落幕。” 张志辉说。
手脚一个多学科跨领域的系统工程和现在创新科技的蹙迫撑捏本领,超精密加工本领在光电子学和机电一体化、视光、光学、通信、生物医学工程等齐有通俗应用。
“在先进光学方面,咱们利用这项本领加工镜片,达到近视防控和裸眼3D的效果。生物医疗方面,可以通过这项本领加工手术刀和止血钳,使手术过程中不会黏刀,切割的伤口会较平整,创伤较小。通过这项本领,也能延长东谈主工要津的寿命。” 张志辉向记者先容。
自上世纪九十年代以来,超精密加工本领历经数十载的积淀与发展,目下世界各地许多场地超精密加工的征询“随处着花”,建立了一系列超精密制造基地,积极寻求打破重要本领难题。在应用超精密本领及自主研发方面,我国已取得了显赫的提高与跳跃。
1996年,超精密加工中心在香港理工大学竖立。2003年, 超精密加工中心发展为先进光学制造中心,接力于于征询超精密加工本领,主要用于加工目田曲面先进光学元件。2010年,中心获国度科学本领部批准与天津大学及清华大学的精密测试本领及仪器国度要点实验室建立超精密加工本领国度要点实验室伙伴实验室,围绕超精密加工本领的前沿标的和国度需求开展相关的科研责任,以提高香港及内地先进光学和重要精密部件的盘算、制造和测量才智。
细如发丝,精若豪厘
所谓超精密加工本领,是利用不同的超精密加工工艺,举例切削、抛光和磨削来转换物体的名义方式,从而赋予物件一些新功能。
“我领先在半导体行业责任时,战斗的精度是微米级,即是头发直径1%粗细的公役。之后在硕士和博士阶段,就开动战斗到超精密加工本领,我战斗到了一个新的、更高的精度,即纳米精度,而纳米精度就只止境于一个DNA螺旋直径的粗细。”张志辉先容谈。
“失之豪厘,谬以沉”是形容超精密加工本领追求到纳米精度的极致性的最贴切抒发。超精密加工本领是恰是世界列国先进装备制造的重要性瓶颈本领,被誉为制造业“金冠上的明珠”。
张志辉指出,畴昔居品盘算时常局限于浅薄的形态,复杂度较低,因此制造相对容易。关联词,自1996年起,居品盘算领域迎来了翻新性的变革,即从球面到非球面的治愈。
“到了2000年,咱们更是引入了目田曲面这一前沿本领。目田曲面本领允许咱们应用多种复杂的名义形态,完毕居品功能的各种化。”张志辉对记者示意。
关联词这也带来了前所未有的挑战:跟着居品复杂度的提高,加工本领的要求也水长船高,在征询方法和新工艺上也出现了诸多难题,需要不休攻克本领难关,以得志日益增长的制造需求。
为此,实验室在香港科学园和深圳开设了分室。位于前者的实验室主力自主研发超精密加工诱导、精密制造本领、先进光学和电子居品中枢光学元件,崇拜践诺相关本领的产业应用。位于香港理工大学深圳产学研基地的实验室主力承担内地款式,比如国度当然科学基金和深圳市基础征询款式,以加强与内地征询机构和企业的相助交流。
本领应用飞入寻常匹夫家
张志辉诞生下层家庭,是一位村生泊长的香港科学家。他坦言,那时给与科研这条路即是但愿利用科技和常识创造金钱,转换东谈主生。他深谙本领治愈为社会价值的蹙迫性,折服将先进本领融入日常活命与社会实践,可以赋予其极大的价值。
“对咱们的日常活命来说,将这些本领带到社会里就很有价值,这即是为什么我在这个领域一直坚捏了二十多年。”张志辉如斯向记者评释我方的科研初心。“在征询过程中我发现由此可以产生许多居品且不详赋予这些居品许多新功能,比如自清洗,即材料名义不留水,以及制造纳米精度的眼镜,将纳米环加入到眼镜中可以达到近视防控的效果。”
“近视”是儿童最常见的疾病之一,尤其发育中的青少年,近视加深,即眼球过度拉长。眼球拉长属无法逆转,若情况恶化会加多日后患上黄斑病变、视网膜零碎等并发症风险。香港汉文大学的一项征询发现,香港六岁儿童近视率高达11.4%,香港亦然全球近视患病率最高的地区之一。
2023年,张志辉的研发团队与一家香港土产货的初创公司相助,将用于减缓儿童近视加深速率的“纳米多环离焦”近视防控镜片推向阛阓。该居品取得2023年瑞士日内瓦国际发明展最高盛誉“越过大奖”。
超精密加工本领在普通近视镜片中加入纳米离焦环,可以触发大脑发出信号,使眼球壁减少过度延迟,达到近视防控的效果。目下,该项本领应用也曾约有2万名近视儿童和青少年受惠。
一直以来,香港高校以其塌实的基础科研恶果著称,但征询恶果买卖化收效却差强东谈主意。为了促进香港创科发展,香港特区政府推出多项行为促进产学研相助。2024至2025财政年度特区政府《财政预算案》更是提议了十大举措和超百亿港元支捏香港科创发展。
张志辉指出,大学只是得志于完成基础征询是远远不够的,更为重要的是积极寻求与产业的深度相助。将科研恶果推向阛阓并非一蹴而就的过程,其产业化并非大学片面所能达成,而是需要统共产业链捏份者的协同长途。除科研东谈主员外,本领发展巨匠与商界精英亦不可或缺。同期,寻找具备买卖知戮力、了解阛阓需求的专科东谈主士也至关蹙迫,他们将为科研恶果的阛阓化提供有劲支捏。
“产业链各要领的相助至关蹙迫。许多生物医学款式,比如咱们加工的东谈主工要津,若是莫得将产业联贯到病院或者供应商,那么即使居品本人性能优胜,也无法参预阛阓。”张志辉说。
打造本领试产平台,推动新式工业化
想要将本领治愈为居品落地,与产业链的相助必不可少。
“香港许多投资者很想投资工业,然而工业和其他行业不同,在工业上一定要见到居品,阐述如实可行,投资者才有可能投资。若是莫得方针完毕一条试产的分娩线,那就很难劝诱投资。” 张志辉强调。
张志辉认为,在征询与大规模分娩之间,存在一个至关蹙迫的试分娩阶段。通过试分娩过程中的深化征询,科研团队和企业不详实时发现并责罚潜在问题,从而确保后续大规模投产的凯旋进行。而香港具备先天不足的要求,可在此率先开展过渡征询。一朝试产取得顺利,这些本领便能马上完毕产业化,进而在内地完毕更高效的大规模分娩。
香港制造业有着悠久的历史,跟着上世纪80年代制造业向广东和中国内地其他地区迂曲,制造业在香港经济中的地位趋于着落。香港想要重振其制造业,鞭策新式工业化是必由之路。
早在2015年,香港特区政府就提议“再工业化”(也称新式工业化)商量。香港特区政府在2023年施政答复中提议,香港将竖立“新式工业发展办公室” ,鞭策新式工业化、支捏要点企业在港发展、协助制造业利用创科升级转型、栽植初创企业。
张志辉认为,香港的再工业化进度并非浅薄地回首畴昔的东谈主工分娩模式,而是接力于于完毕自动化、信息化与智能化。在此过程中,香港凭借其特有的上风和地位,不详发扬至关蹙迫的作用。
“香港是一个好场地,咱们可以在香港进行盘算、研发以及与外界的相助。同期,香港也可以劝诱许多国际东谈主才和国际公司参预资金进行发展。”张志辉示意。
将本领带入社会完毕价值
《21世纪》:多年来,您一直从事工程领域及精密制造方面的征询。您从本科到博士齐在香港理工大学就读。请教是什么驱使你这样多年来一直坚捏在这个领域里深耕?
张志辉:我在本科阶段就对工程、新址品盘算以及新本领比较感兴致。在本科阶段,我开动战斗高技术款式,举例利用规划机本领进行影像分析、机器盘算等。我从中深受启发,有了许多新想法。毕业后,我的第一份责任是在一家半导体制造诱导公司责任。在责任过程中,我发现,精密制造的诱导有助于分娩如半导体或者精密仪器等独特居品。这也启发了我许多想法,想考将来如安在这个方面发展得更好。
我在半导体行业责任时,战斗的精度是微米级。微米级是什么意见呢?即是头发直径1%粗细的公役。那时合计也曾很可以了。之后在硕士和博士阶段,就开动战斗到超精密加工本领。那时,全香港只消香港理工大学有这样的诱导和测量仪器。在那边,我战斗到了一个新的、更高的精度,即纳米精度,而纳米精度就只止境于一个DNA螺旋直径的粗细。
在征询过程中我发现由此可以产生许多居品,且不详赋予这些居品许多新功能,比如自清洗,即材料名义不留水,以及制造纳米精度的眼镜,将纳米离焦环加入到眼镜中可以达到近视防控的效果。在这个征询过程中我发现许多赋予了新功能的居品不详得以开发。
对咱们的日常活命来说,将这些本领带到社会里就很有价值。我也在这个过程中征询了许多制造诱导,因为制造本领的提高可以分娩出一些以前无法分娩的居品。这即是为什么我在这个领域一直坚捏了二十多年。
跨学科相助责罚征询难题
《21世纪》:您认为超精密加工本领征询中,最具有挑战性的部分是什么?
张志辉:其中最难的部分在于,以前的居品盘算相对浅薄,方式比较浅薄且复杂程度较低。从1996年开动,从球面发展到非球面,用这些浅薄的曲面提高居品质能,也曾可以将影像的变形降到止境低的程度。到了2000年,咱们引入了一项新本领—超精密目田曲面加工。目田曲面会使用许多不同的复杂名义,完毕许多功能。如斯一来,复杂程度变高了,加工本领要求也就更高了。咱们在征询方法和新工艺上遭遇了许多需要责罚的难题。
另外一个难题亦然目下全世界正在面对的,即测量问题。一般来说,咱们的居品不仅要能分娩出来,还应该能被精确测量。若是无法测量,就不知谈分娩的居品是否令东谈主清闲。因此,在这个过程中,咱们一直在追求更高的本领,这推动了许多征询课题的产生。
频年来,咱们还引入了工业4.0中的智能制造。智能制造的意见口舌常好的,他完毕了自动化分娩,提高了竞争力。
推敲到东谈主工智能的劝诱,分娩线上数据的网络分析以及工艺优化,有许多征询难题摆在咱们眼前。越过是在咱们这个行业,精度要求比一般行业高。因此,在征询履行中,咱们时常需要引入新意见与跨学科相助。比如在东谈主工智能和智能制造上,咱们需要与规划机科学领域的巨匠或者东谈主工智能领域的巨匠相助。这种跨学科相助可以引发出许多新想法。以前的征询者主要关切单一领域的应用,现在则越来越追求跨学科相助。比如,领先,咱们领有制造方面的常识,但也需要与视光学领域的巨擘巨匠相助,因为他们流露旨趣,这样的相助就可以完毕跨学科的应用,使居品更迫临需求,也可以引发一些新的意见。
阛阓是考验居品影响力的“试金石”
《21世纪》:您提到过,要通过产业化,即行业内的应用,才能看到一项本领委果的影响力。香港有许多世界一流的大学、科研机构和实验室。香港如何将这些科研恶果不仅停留在理念上,委果完毕产业化和买卖化的治愈呢?
张志辉:多年来,咱们进行了许多的征询款式,这些款式有的顺利,有的在某种程度上顺利,有的则顺利地进入了阛阓。
我的体会是,咱们作念了许多科学征询,在大学里将基础征询作念得很好。然而作念完基础征询,把表面和常识齐准备好之后,下一步最蹙迫的是寻求产业相助。
因为进入阛阓终究是一个过程,产业化不是大学片面就能作念到的,还需要产业链的栽植。产业链栽植中大学是前端,即上游的基础征询,而在治愈过程中,要通过专利等买卖模式,或者将本领治愈为买卖模式。这需要和行业内的企业相助践诺,将科研恶果带入阛阓。
这个过程也触及许多领域的东谈主员,除了科研东谈主员除外,还有本领发展巨匠以及商界的精英,还需要找到有买卖需乞降了解阛阓的东谈主。以咱们的近视防控眼镜居品为例,咱们顺利研发了这个居品及分娩本领,但眼镜不是可以平直购买的居品,他需要专科视光师验配,若是莫得验配中心或病院匡助将居品应用到客户身上,居品就无法进入阛阓。正如许多生物医学款式,最终要应用到东谈主体上,比如东谈主工要津,需要医师最终植入病东谈主体内。若是莫得将产业联贯到病院或者供应商,那么居品本人可能很好,但居品分娩后无法参预阛阓。
政府现在鞭策科技产业链发展,我口舌常颂扬的。分娩出一个科技居品后,你会但愿它有影响力,不详影响到客户。因为最终不是由咱们我方评估居品的影响力,而是阛阓进行评价,即若干客户不详受益。阛阓会评价居品,而不是靠咱们我方宣称恶果斐然。
居品司理可助买通“产学研”
《21世纪》:您认为香港目下在这方面还有哪些痛点?如何才能更好地买通合座进程?
张志辉:目下政府也曾有了许多恋战略,比如最近有许多新商量饱读吹“产学研”和商界相助发展本领。这口舌常好的一步。下一步最蹙迫的是,如何让更多这方面的东谈主才可以对接到产业链。
其中,最贫穷的是找不到相宜的相助伙伴。若是找到了相宜的相助伙伴,居品就很容易得到治愈。此外,贫穷还在供应链上,因为许多重要零部件可能需要许多其他供应商配合,才能治愈为蹙迫分娩元素。这时候就需要居品司理,在“产学研”上进行分解。一般来说,教师可能只聚焦研发,但研发之后要对接产业链、供应链及阛阓,许多时候就可能需要居品司理匡助推动。现在在这个行业里,最蹙迫的即是要培养多量的这样的居品司理,让他们有这方面的常识,配合大学、阛阓和供应链,还要对照管和买卖模式相配明晰。但这不是一朝一夕能达到的,需要他们有实足的训戒,对接过许多居品,在治愈过程中蕴蓄训戒,这样才更可能顺利。
中国超精密加工本领取得长足跳跃
《21世纪》:目下,与世界上的传统工业强国,比如和好意思国、日本、英国这些国度比较,您认为中国在超精密加工本领的征询及应用方面,谢世界上处于什么位置?
张志辉:咱们的超精密加工本领,从上世纪90年代开动发展到现在,也曾是随处着花。世界各地许多场地齐在进行超精密加工的征询,有超精密制造的基地,环球齐在积极征询蹙迫本领。
与泰西和日本比较,咱们在应用超精密本领和自主研发方面也曾提高了许多。目下最蹙迫的即是在重要本领过火整合成产业链方面还有一定的提高空间。
咱们不仅要关切本领,还要推敲其应用。在不同的应用领域,应用的水平也不尽疏通。许多本领在特定领域发展的速率不通常,比如(吞并项本领)在半导体和光学上就不通常,不成一概而论。本领应用在不同发展方朝上,就可能有不同的先进性。
香港应和广东建立调解科研基地
《21世纪》:香港特区政府提议要鞭策新式工业化和工业4.0。同期,广东省一直以来齐强调凸起“制造业住持”,广东的制造业亦然止境渊博。您认为香港和广东省之间有哪些方面可以上风互补,协同鞭策新式工业化?
张志辉:广东和香港的相助也曾有很万古分了。广东省的资源相配丰富,产业链也很丰富。香港的上风在于联通国际的才智较强,同期战斗到高技术的契机也更多。通过粤港澳大湾区,区域性相助可以促进东谈主才交流、资金交流以及阛阓和产业链的建立。这是一个相配好的平台。广东省荒无人烟,香港则可能受制于区域及地皮不及的抑遏。这样的相助会有很广宽的发展空间。
将来,可以再加强的方面在于,建立一些调解科研基地,将东谈主才鸠集在一谈,在吞并个场地进行相助,这方面可以在明天通过河套深港科技创新相助区等相助款式完毕。咱们但愿可以和广东省在吞并空间交流,以前可能环球在香港和内地分开作念征询,环球各自完成任务。但若是有一个共同的平台,发展本领的速率可能会得到进一步提高。
香港可成为大湾区科研试产平台
《21世纪》:您对香港鞭策新式工业化有什么建议?
张志辉:香港是一个好场地,咱们可以在香港进行盘算、研发以及与外界的相助。至于再工业化,咱们现在针对的不是分娩普通居品,而是可能会分娩高附加值的居品或者对准有较高需求的行业,比如半导体、微电子以及生物医学等,这需要许多东谈主才的配合,香港也可以劝诱许多国际东谈主才和国际公司参预资金进行发展。
咱们的再工业化,不是回到以前那样靠东谈主工进行,而是自动化,用信息本领配合分娩、智能制造和先进制造本领等。在这些方面,香港可以发扬蹙迫作用,将这些本领带入大湾区(内地)以及世界其他场地。同期,也可以匡助一些异邦公司了解在香港试分娩征询的情况。
作念征询和多量分娩之间有一个过渡模式,需要进行试分娩。在试分娩上进行征询,将可能的问题责罚后,在多量投产时,就会凯旋许多。我认为可以在香港先进行试产征询,试产顺利后,就可以马上地将这些本领产业化,在内地的大规模分娩就会更灵验,香港其实很适相助为这个扮装。目下政府建立了许多创科平台,如科学园。在将军澳就建立了先进制造业中心,这对再工业化一定有很大匡助。
香港许多投资者想投资高技术产业,然而工业和其他行业不同,在工业上一定要见到居品,确招供行性,投资者才有可能投资。若是莫得方针完毕试产调研,那就很难劝诱投资。咱们实验室我方也有居品征询,在科学园完成试产后,公司看到如实能分娩出来,他们就有兴致投资发展该项本领。若是无法分娩,仅停留在意见上,就很难有投资者参预资金发展。
(实习生贾明睿、雷若希对此文亦有孝敬)
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