重點實驗室是依托大學和科研院所建設的科研實體。目前,在陜有國家級實驗室18個,陜西省重點實驗室88個,而我省擁有重點實驗室最多的高校西北工業(yè)大學分別占了7個和45個。近日,華商報記者走進西北工業(yè)大學“重點實驗室”,記錄鮮為人知的瞬間。
投影儀僅手機大小未來還能“縮小”到手環(huán)中
2015年12月18日,隨著激光點亮手機大小的微型投影儀,動畫片《怪物史萊克》投放在實驗室墻上的白紙上,在場的喬大勇教授及其研創(chuàng)團隊禁不住為自己的智慧和汗水鼓掌。
喬大勇所領導的微納光學研究團隊,運用微電子刻蝕手段,將拳頭大小的雙軸扭轉(zhuǎn)鏡縮小成圓珠筆尖大小的微振鏡芯片,并將其與紅、綠、藍三原色激光集成為投影光機模塊,制成手機大小的投影儀。“未來還會進一步將整個微投影系統(tǒng)縮小到小拇指大小,可以集成到手機,眼鏡甚至是手環(huán)中。”喬大勇說,這種投影儀還可以將結構光投影到物體的三維表面上,配合攝像機實現(xiàn)三維掃描。不久的將來,你看到喜愛的小物件,只需掏出手機一掃,即可獲得和分享它的三維數(shù)據(jù),連接3D打印機,就能將所見變?yōu)樗茫€可以將其迅速傳到遠在天邊的聯(lián)系人手機中,通過投影儀投放在很大的屏幕上,而每套設備的價格會控制在100元人民幣以內(nèi)。
微納米技術是20世紀末國際上興起的新興交叉學科。“西北工業(yè)大學微納米系統(tǒng)實驗室經(jīng)歷23年發(fā)展,已趨于成熟。”長江學者、實驗室主任、機電學院院長苑偉政教授說:“納米技術已經(jīng)跳出元件時代,可將一個微機械植入頭發(fā)絲大小的空間里,這一切都是通過芯片來完成。”
2015年12月15日,華商報記者來到微納米系統(tǒng)實驗室。進入超凈實驗室前,脫掉外套,穿上專用的連體靜電服,戴上發(fā)套、手套和口罩,只剩下兩只眼睛與空氣直接接觸,經(jīng)過帶膠的地毯進入
風淋室,兩個面的多個吹風口對全身無死角吹風,確保不帶一點塵埃進入實驗室。
實驗室內(nèi),師生們在高倍顯微鏡下觀測著米粒大小的芯片。實驗室老師介紹,這個實驗室負責非制冷紅外探測器芯片封裝研發(fā),是國內(nèi)第一條非制冷紅外管殼及真空封裝生產(chǎn)線,其芯片廣泛運用于紅外槍瞄、頭盔紅外夜視儀、無人機紅外監(jiān)測、穿越霧霾與載紅外探測器。“如果將該芯片裝在盲、無人駕駛汽車上,則會自動導航。”
強磁場下活魚懸在空中歡蹦亂跳
生命學院成立于2004年,重點開展面向空間生命科學等極端環(huán)境下的生物學與生物技術,以及相關的基礎醫(yī)學與生物醫(yī)學工程教學與研究工作。
2015年12月17日,在實驗老師指引下,記者將手機、公交卡等所有帶磁性的用品放在實驗室門外,進入室內(nèi),在顯示屏上看到,在強磁場下,一條活魚被懸在空中,歡蹦亂跳。
這是強磁重力效應實驗,這條魚之所以能被懸浮在空中,是由于大梯度抗磁懸浮超導磁體提供的磁感、磁化強度模擬失重條件。該實驗室是國內(nèi)唯一,國際領先可模擬失重到超重2公斤的重力條件,具備懸浮包括生物、水等抗磁性物質(zhì)的能力。實驗室核心區(qū)3平方米以內(nèi),強大的磁場可在幾秒鐘內(nèi)將所有的磁卡消磁,手機會瞬間變成沒有任何功能的模具。
實驗室郭紅衛(wèi)老師說,通過實驗可對細胞、生物大分子在失重環(huán)境下和地面重力環(huán)境下的情況進行對照,依此找出太空與地面的差異,一旦要進入太空就將此對照的結果提前預案。
相差100℃的高低溫實驗為衛(wèi)星研制提供參數(shù)
2015年12月14日,華商報記者進入航天學院的陜西省微小衛(wèi)星工程實驗室。
“學科團隊先后參與了我國多個衛(wèi)星型號的研制及衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)應用工作,儲備了一大批優(yōu)秀國防高科技人才。”實驗室主任,航天學院教授、博士生導師周軍說。
實驗室里,高低溫實驗正在進行,透過隔窗可以看到,受測的衛(wèi)星慣性元件,在一個箱式裝置中不斷旋轉(zhuǎn)。這個實驗目的是衛(wèi)星陀螺儀和加速度計在-50℃至50℃,獲得不同溫度下的性能指標,為衛(wèi)星研制提供參數(shù)。還有三軸轉(zhuǎn)臺模擬衛(wèi)星在太空旋轉(zhuǎn)運動,驗證衛(wèi)星姿態(tài)控制方案;振動臺模擬火箭起飛或飛行過程中的振動特性,檢驗衛(wèi)星在不同頻率過載下的可靠性等。
這些實驗不是高速運轉(zhuǎn)就是光線射入,看似普通,但其提供的參數(shù)驚人,許多實驗項目全國僅此一家。
若被困在消聲室呼救幾天都沒人能聽得見
2015年12月16日,在航海學院西樓的消聲室,4名實驗師生操控著設備。這是一間幾乎沒有聲音反射的房間,全消聲室內(nèi)六個面上均鋪設著吸聲性能良好的材料,中央鋪有稱重鋼絲網(wǎng)和尼龍防塵網(wǎng),用于放置測試對象或聲源,從而使室內(nèi)形成自由場的全消聲暗室和半消聲實驗控制室。
進入室內(nèi),仿佛耳朵被塞實了,隔上1米的距離,說話聲音都傳不出去。同行的人說,若一個人被困在這里呼救幾天都沒人能聽得見。
位于航海學院三樓50厘米見方的異型反射板,多個海綿錐形組合布滿板的一面,尖朝下漂浮在7米深的水池中,水池長約50米寬約20米,水面全部讓異型板覆蓋,這是消聲水池實驗室。這個實驗室建于上世紀80年代,主要由水池墻面、六面消聲尖劈、航車和測試系統(tǒng)組成。
“實驗目的,就是要辨別各種聲音在水下呈現(xiàn)的狀態(tài),找出不同聲音的發(fā)生源體,運用到水下航行器研制中。比如在水下有大鯊魚行進的聲音,測試儀就會根據(jù)存入的鯊魚聲音進行對比,由此采取相應的對策。”航海學院秋衛(wèi)平老師說,也可用在水下救援與航行防御。