这是一个不怎么出名的世界级难题,看似平常,实验却让人大吃一惊!
将纳米级的微末压入指定孔道(纳米级),
需要多大压强?
宏观器械介入这种操作,需要多大的压力?
地质级的压力下,模具与产品之间是分子级别的相互沁入,如何完整分离?
解决该难题的方案是“MP5”(MP5压力成形系统)!
这种气体20兆帕下会瞬间液化,形成液膜隔绝在模具和产品之间,压缩完成后,撤压并给予相应的电荷,液膜会瞬间气化并以相应的斥力将模具和产品完整分离,从而实现纳米级别的压印;
这种工作方式有望用于精微器件的高效率制造、异属性材质焊接等多个高端制造领域,为验证该技术的可靠性,科学家们2013年相聚在合肥成立实验室投入研发并顺利完成了MP5压力成形系统可靠性测试的绝大部分工作。
提到这个技术,就不能不提及两位科学家,张飞武(首席科学家)和王亮(总工程师、创始人),同学们先对他们的光辉履历了解一下:
张飞武, 博士, 高压物理学家,理论地球化学和矿物岩石学家,中国科学院地球化学研究所研究员,博士生导师,中国科学院“百人计划“, 第六批中组部”**计划“入选者,苏州科技大学特聘教授,着力于凝聚态物理研究。2008年4月毕业于爱因斯坦的母校瑞士苏黎世联邦工大(ETH)。曾受邀访问美国麻省理工大学, 美国耶鲁大学, 英国伦敦大学学院, 牛津大学等。2008年日本东京大学地震研究所担任客座教授, 2008-2015年在澳大利亚Curtin大学先后从事博士后及客座教授研究。 2010-2013年美国Los Alamos国家实验室担任兼职访问学者。主要研究方向是探索地质条件下矿物物理性质及其理论模型的前沿方法, 从事固体矿物物理分子模型研究。研究成果均发表在地学领域内的世界权威刊物上。目前已经发表SCI国际学术科研论文30余篇。他引200多次,在国内外重要的学术会议上有20多次邀请报告或大会报告。曾先后获得国家教育部优秀自费留学生奖学金和香港中文大学全球卓越研究生奖。
王亮:2002年本科毕业于中国科学技术大学,2008年在美国普渡大学机械工程系取得博士学位。之后进入美国工业界,参与创立了分子制膜公司(Molecular Imprints),负责核心微纳加工技术的研发,成功开发出了世界上首台用与芯片制造的压印机,该公司后被日本佳能公司收购。2011年离开佳能公司加入国际顶尖的半导体设备公司科林研发(Lam Research)先后担任研发和管理岗位,负责向全球最大的半导体芯片供应商台积电(TSMC)提供技术支持。2013年入选中央组织部“**计划”,回国任中国科技大学教授/博导。王亮博士近年共有近30多篇学术论文发表在国际刊物上,被引用超过500次。 申请和获得国际专利5项,以及一本纳米加工领域著作的合作者。应邀为多个国际权威杂志的特约审稿人,包括Physics Review Letters, Optics letters, Nanotechnology, Optics Express等。
这二位不同专业领域的科学家走到一起来工作,倒也是为我们做了个榜样,这正证明了,未来我们任何人从事任何工作,依赖的往往不会是同专业领路人,而更多的是与我们不同专业领域的专家,我们终将会走出教与学的活动范围,踏入开创性工作的领域。
纵观历史,一项科技成果,从不为人知到改变世界,它的发展之路都有一个共同点,我现在抛出这个观点,会惊掉很多人的下巴!
从文艺复兴到电影工业兴起,全世界的每一项科技进步都是首先应用在文化产业而后获得推动世界进步的机会的,火药的发明、电子计算机的发明,无一例外。
MP5压力成形系统在两位科学家领衔研发下初见雏形,面对任何一个专业制造领域,都有万重高山需要去攀爬,就像一个新生儿面对成年人的世界一般,它是否获得了以往那些改变过世界的前辈技术的机会呢?它是否能像前辈技术们那样,在承担起重任之前,先通过娱乐大众来获得足够的关注和技术的积累?答案是肯定的,即便是在如今这个技术迭代已经快到让人眼花缭乱的时代,它依然遵循着历史规律。
在为MP5压力成形系统做可靠性测试的时候,他们需要使用昂贵的硅材料粉末(单位以吨计算的)进行微结构压印,实验中科学家别出心裁地将纯净的粘土粉末粉碎到极细,代替原本需要的硅材料粉末节省实验成本,意料之中的是实验顺利完成了设备的可靠性测试,意外的是当大家看到数以吨计的锃亮的压片从设备中自动分离出来,都被它的质感震惊了。
这些直径8寸的圆盘压片居然闪烁着金属胞浆光泽,每一片的表面都拥有不可复制的古铜色斑驳暗纹,再也不是粘土的浅黄色。大家都预感到这个可能具有一定的商业价值,参与实验的科学家给这一现象做了合理的解释,由于最贴近模具的粘土中的有机物处于地质级的压力和高温下,它们被被碳化,与黄色的粘土驳杂在一起形成了高密度的斑驳膜,这一层斑驳膜的密度和色泽无限接近古铜器表面的密度和色泽,造成这两种质感的无限接近。大家给这个意外发明的产品命名为“泥币”,寓意钱景广阔,指望它为后续研发源源不断提供资金。
故事到这里就讲完了,在工业领域和科技界,只是刚完成初试的装备,但应用到文创产业,它已经能展示大师级魔术效果。因为任意地点的泥土都可能被该设备压缩成“假古董”一样的纪念品,所以现在能轻易地在博物馆、纪念品售卖点见到“泥币”,却还找不到名不见经传的MP5压力成形系统的踪迹,我们更期待有朝一日我们能亲眼看到MP5压力成形系统成长起来,带给世界惊喜。