白洋q照
白洋怿Q“陶瓷可以做M事情”?span lang="EN-US">
喝水的杯子、吃饭的,在日常生zMQ我们对q个家族的成员ƈ不陌生。而手机的U\板上、电(sh)脑的n中,在更多看不见的地方,形态各异的陶瓷也无处不在。材料学专业n的白z,在十几年的时间里Q从未停止和q个家族打交道?span lang="EN-US">
不过Q这位毕业于清华大学的年ȝ研h员记得,当他刚开始接触陶hQ这个材料体p里的贵族,正在遭遇一场危机?span lang="EN-US">
大概?span lang="EN-US">2000q开始,手机、电(sh)脑等?sh)子讑֤l历了迅速的发展。设备的频率来高Q但是线路板上主要由陶瓷构成的片式电(sh)容,却没有办法提高到相应的频率,成了?sh)子讑֤发展的瓶颈?span lang="EN-US">
“磁性材料如果不能做到高频的话,必ȝ非磁性材料。”白z说Q“但q会(x)造成元g的体U很大,没有办法让电(sh)子设备更轻薄。?span lang="EN-US">
在大学的最后一q_(d)白洋的指D师清华大学材料工程学院教授周济把研I频电(sh)感元件的N交给了他?span lang="EN-US">
“解册个问题,国外实际已经有了一U新技术,改变片式甉|l构为立体布U结构,来提高工作频率,但是我们学材料的Q还是想从材料本w出发,看能不能解决q个问题。”白z说?span lang="EN-US">
如果用国外改变布U结构的Ҏ(gu)提高元g频率Q国内的生厂商必须购置新的生U,而且q将在技术、工Z受到国外知识产权的巨大限Ӟ“各Ҏ(gu)本都比较高”?span lang="EN-US">
当白z开始实验时Q高频电(sh)感元件的研究工作已经在进行中。但是,实验中的几种材料都不能完全满求。于是,在周教授和中国工程院院士李龙土教授的指gQ白z决定另辟蹊径,采用一U叫做^面六角Y铁氧体的材料做甉|元g?span lang="EN-US">
“虽然大安说陶瓷可以做M事情Q但实现h非常困难Q从大的角度来说Q所有的无机非金属材料都可以成陶瓷Q要在这么大的范围内扑և合适的材料Q就必须首先Ҏ(gu)有材料的性质有非常熟(zhn)的了解。”白z说?span lang="EN-US">
如今已经是北京科技大学副教授的白洋_(d)自己当时在读大学时之所以选择材料专业Q是因ؓ(f)怿“材料是21世纪的三大支׃业之一”,但走q清华大学的校门之后Q是q个学科的综合性吸引他l箋C厅R?span lang="EN-US">
“当时在学校里,材料pȝZNcL最全的。”白z回忆,“物理、化学、电(sh)子电(sh)工所有课都上Q本w就是一U多学科的交叉”?span lang="EN-US">
而到了研I生阶段Q需要确定研I方向时Q白z又一头扎q了陶瓷q类J纷复杂的材料中厅R?span lang="EN-US">
当^面六角Y铁氧体在实验室被证明可以提高电(sh)感的频率之后Q这一成果q速得到承认,在教育部当年l织的科技成果鉴定?x)上受到专家的好评,q因此获?span lang="EN-US">2005q电(sh)子学?x)信息科技二等奖。随后,q东深圳的一家专门生产片式元器g的企业采用了q一实验室的成果Q成为国际上仅有的两家可生高频宽带抗电(sh)干扰片式磁珠的生商?span lang="EN-US">
q时Q白z刚开始读研究生?span lang="EN-US">
完成了超高频甉|元g的课题以后,白洋在导师的指导下,又瞄准一个新的目标——左手材料?span lang="EN-US">
与普通材料不同,左手材料是一U介?sh)常数和导率同时?f)负值的材料。电(sh)L在其中传播时QL矢、电(sh)场和场都符合左手特性,q反了物理学中经常被用来描述?sh)场与磁场关pȝxҎ(gu)?span lang="EN-US">
׃늣波的q种Ҏ(gu)传播Ҏ(gu),左手材料可以实现许多传统材料无法实现的功能,因而成q来的研I热炏V白z告诉记者,左手材料甚至可以用来实现隐n?span lang="EN-US">
“左手材料的隐n功能和传l材料的隐n功能都不太一P以前的隐w技术都是以吸收ZQ超材料的隐w通过调整折射率,是늣波或光L照射到物体时l过物体Q从而实现隐w。”白z说?span lang="EN-US">
和它古怪的名字一P左手材料的外形同样古怪。由于传l的材料无法同时实现介电(sh)常数和磁导率同时的条Ӟ因此上世U?span lang="EN-US">60q代苏联U学家提出左手材料的设想以后Q一直没有被真正实现。后来,Z虽然成功调试出左手材料,用的却是一个个金属U圈l成的复杂结构?span lang="EN-US">
“这U由复杂l构l成的左手材料,늣Ҏ(gu)依赖于l构而不是材料本w,我们想能不能利用真正的材料d现左手特性。”白z说Q当q一x在实验室提出Ӟ国际上都q没有开展过cM的工作?span lang="EN-US">
但是Q创新工作背后的艰辛Q远q超q一句话的描q。当实验室工作开始时Q白z和他的同事们,面(f)的是十几U各式各样需要反复试验的陶瓷。测量材料的介电(sh)常数和磁导率也面临巨大挑战。由于之前的量Ҏ(gu)大都认ؓ(f)两项参数为正|因此必须设计Z套新的测量方法,{选出正负倹{ؓ(f)此,白洋所在的清华大学研究团队和来自浙江大学的一个团队一赯行实验?span lang="EN-US">
当材料筛选终于完成时Q由于所设计的材料频D|较低Q所以他们必d造出庞大的样品?span lang="EN-US">
“从x的提出,到材料的实现Q再到测试都是比较新颖的。”白z说Q符合左手特性的材料l于在实验室诞生后,他和另一名同事激动得当天抱着试验品,坐火车前往杭州?span lang="EN-US">
很快Q这两块走出实验室的样品Q在国际上也引v同行的关注。国际电(sh)学?x)主席,国ȝ理工大学教授孔金瓯说Q“这为左手材料的物理本质提供了新的视角。”白z告诉记者:(x)“不是有关陶瓷的评qͼq是做左手材料的评述Q都是要把我们这个成果单独说一说的。?Q陈卓)
转自《中国青q报?span lang="EN-US">2014q?span lang="EN-US">7?span lang="EN-US">18?span lang="EN-US">