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掌握量子點(diǎn)光譜傳感技術(shù)獨(dú)門(mén)絕技 芯視界:淬煉“火眼金睛”識(shí)萬(wàn)物
2024-09-20 17:44:13   來(lái)源:北京日?qǐng)?bào)  分享 分享到搜狐微博 分享到網(wǎng)易微博

來(lái)源標(biāo)題:芯視界:淬煉“火眼金睛”識(shí)萬(wàn)物

早些年,從美國(guó)布朗大學(xué)博士畢業(yè)后,他到麻省理工學(xué)院莫吉·巴旺迪教授課題組做博士后,而這位導(dǎo)師,正是分享2023年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的三位量子點(diǎn)領(lǐng)域科學(xué)家之一。

2013年,他接受母校清華大學(xué)的邀請(qǐng),欣然歸國(guó)任教。為加快技術(shù)轉(zhuǎn)化,2016年他創(chuàng)辦科技公司,致力于量子點(diǎn)光譜傳感器智能設(shè)備的研發(fā)。他就是國(guó)家級(jí)專(zhuān)精特新“小巨人”企業(yè)——芯視界(北京)科技有限公司創(chuàng)始人、首席科學(xué)家鮑捷。

不用在河岸邊建檢測(cè)站,也無(wú)需人工取樣,把加載量子點(diǎn)光譜傳感器的智能設(shè)備放入河道,實(shí)時(shí)水質(zhì)參數(shù)就能傳回后臺(tái)。這樣的“水環(huán)境偵察兵”已廣泛應(yīng)用在國(guó)內(nèi)二十多座城市的河湖水庫(kù),它們出自國(guó)家級(jí)專(zhuān)精特新“小巨人”企業(yè)——芯視界(北京)科技有限公司。

位于中關(guān)村智造大街的芯視界公司展廳內(nèi),最新款檢測(cè)產(chǎn)品琳瑯滿(mǎn)目,都脫胎于公司創(chuàng)始人、首席科學(xué)家鮑捷的研究成果。2015年,他在《自然》雜志上發(fā)表了題為《基于膠體量子點(diǎn)納米材料的光譜儀》的論文,首次將量子點(diǎn)光譜傳感技術(shù)公之于世。

量子點(diǎn),是一種納米級(jí)的半導(dǎo)體晶體顆粒,擁有高效穩(wěn)定的發(fā)光特性且發(fā)光色彩可調(diào),因而在未來(lái)顯示、光源技術(shù)和新能源等領(lǐng)域都有巨大的應(yīng)用潛力。但在鮑捷之前,還沒(méi)有人想到用量子點(diǎn)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)光譜儀中的光柵、棱鏡等元器件。這項(xiàng)成果打破了國(guó)際光譜傳感技術(shù)數(shù)十年來(lái)的發(fā)展瓶頸,開(kāi)啟光譜儀微型化趨勢(shì),被學(xué)界評(píng)價(jià)為“顛覆性技術(shù)”。

鮑捷早些年從美國(guó)布朗大學(xué)博士畢業(yè)后,到麻省理工學(xué)院莫吉·巴旺迪教授課題組做博士后。這位導(dǎo)師,正是分享2023年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的三位量子點(diǎn)領(lǐng)域科學(xué)家之一。當(dāng)時(shí),研究課題組大部分人專(zhuān)注于已經(jīng)取得一些既有成果的光伏電池、生物檢測(cè)等應(yīng)用領(lǐng)域,鮑捷另辟蹊徑,萌生出制造光譜儀的想法。他發(fā)現(xiàn)美國(guó)白人患皮膚癌的概率很大,如果能生產(chǎn)出檢測(cè)紫外線含量的便攜儀器,一定會(huì)大受歡迎。順著這個(gè)思路,他的腦海中有了量子點(diǎn)光譜儀的雛形。

經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn),鮑捷發(fā)現(xiàn),把量子點(diǎn)縮小至頭發(fā)絲的萬(wàn)分之一尺度時(shí),它在非常寬的光譜范圍內(nèi)顏色連續(xù)且精細(xì)可調(diào),把不同種類(lèi)的量子點(diǎn)集中在一張薄膜上,就制成了針尖大小、光譜分辨率達(dá)到1納米的光譜儀芯片。有了這樣的神奇芯片,原本比桌面打印機(jī)還要笨重的光譜儀不僅體積縮小到比一本辭典還小,價(jià)格也從數(shù)十萬(wàn)元人民幣降到幾十元人民幣。

2013年,鮑捷的母校清華大學(xué)向他拋出橄欖枝,鮑捷沒(méi)有任何猶豫,欣然歸國(guó)任教。負(fù)笈海外,以學(xué)報(bào)國(guó),在他看來(lái)是水到渠成的事。歸國(guó)之初,實(shí)驗(yàn)室只是幾間空蕩蕩的小屋,一件像樣的設(shè)備都沒(méi)有,鮑捷一一購(gòu)置,慢慢搭建起了完備的實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)。為了讓技術(shù)加快走出實(shí)驗(yàn)室,他于2016年創(chuàng)辦了芯視界公司。

創(chuàng)業(yè)之路并非坦途。鮑捷對(duì)技術(shù)開(kāi)展多項(xiàng)場(chǎng)景驗(yàn)證,比如膚質(zhì)檢測(cè)、測(cè)試水果糖分、檢測(cè)嬰兒黃疸等,但這些場(chǎng)景依然處于理論分析或?qū)嶒?yàn)室階段,短時(shí)間無(wú)法走向市場(chǎng)。初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)很快把目光投向環(huán)保賽道,準(zhǔn)備在水環(huán)境監(jiān)測(cè)行業(yè)大展拳腳。

沒(méi)有任何經(jīng)驗(yàn)可借鑒,鮑捷率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)沒(méi)日沒(méi)夜地泡在實(shí)驗(yàn)室,經(jīng)過(guò)多輪驗(yàn)證,初版水桶大小的水質(zhì)檢測(cè)設(shè)備最終優(yōu)化為只有保溫杯大小。

鮑捷至今還記得這款設(shè)備迎來(lái)“實(shí)戰(zhàn)”的場(chǎng)景。公司把南沙河作為試點(diǎn),在十幾公里的主河道和支流河道中布設(shè)了29臺(tái)設(shè)備。團(tuán)隊(duì)成員守在后臺(tái),水務(wù)管理人員隨時(shí)查看實(shí)時(shí)回傳的數(shù)據(jù)。這項(xiàng)“顛覆性技術(shù)”迎來(lái)了從前沿技術(shù)到落地應(yīng)用的飛躍,鮑捷摩拳擦掌,對(duì)其充滿(mǎn)期待。

很快,在設(shè)備運(yùn)行后不久的一個(gè)夜晚,某一點(diǎn)位的化學(xué)需氧量指標(biāo)持續(xù)發(fā)出異常警告,團(tuán)隊(duì)成員和水務(wù)管理人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)并成功找到重大污染源,迅速將其關(guān)停。有了“水環(huán)境偵察兵”,半夜短時(shí)偷排行為都能被迅速鎖定,過(guò)去可能需要三天才能找到污染源頭,現(xiàn)在只需要三個(gè)小時(shí)。治污效率的大幅提升,助力南沙河水質(zhì)逐年改善。如今,來(lái)自芯視界的“水環(huán)境偵察兵”正為北京眾多河流實(shí)時(shí)提供水質(zhì)監(jiān)測(cè)服務(wù)。初戰(zhàn)告捷后,多地訂單紛至沓來(lái)。

不過(guò),在鮑捷看來(lái),量子點(diǎn)光譜傳感技術(shù)目前的普及程度還遠(yuǎn)未達(dá)預(yù)期,在醫(yī)療健康、智慧農(nóng)業(yè)、食品安全、航空航天等領(lǐng)域的落地應(yīng)用都亟待拓展。

把量子點(diǎn)光譜儀置入手機(jī),只需要拍照,就能知道牛奶是否變質(zhì)、水果糖分是多少;做成膠囊吞服,就能完成無(wú)痛胃鏡檢測(cè);搭載到無(wú)人機(jī)上,哪片土壤的農(nóng)作物缺乏微量元素一目了然……他向記者描繪了這樣一幅未來(lái)場(chǎng)景。

以前沿創(chuàng)新煉就“火眼金睛”,精準(zhǔn)識(shí)別萬(wàn)物,正是鮑捷的創(chuàng)業(yè)愿景。

“新質(zhì)”看點(diǎn) 創(chuàng)新“秘笈”

創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化需要更多“從1到N”

研究量子點(diǎn)技術(shù)和光譜儀器的科技企業(yè)并不少,但將二者結(jié)合、掌握量子點(diǎn)光譜傳感技術(shù)的,目前只有芯視界。隨著這項(xiàng)科技成果從實(shí)驗(yàn)室順利走向市場(chǎng),企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)浪潮中逐漸站穩(wěn)腳跟,并獲得多家投資機(jī)構(gòu)青睞。

重大技術(shù)創(chuàng)新需要從0到1——之所以稱(chēng)之為顛覆性技術(shù),在于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)誕生的眾多原始創(chuàng)新成果開(kāi)辟了行業(yè)先河。正如芯視界所掌握的絕技,讓一篇論文暢想的藍(lán)圖最終落地,顛覆傳統(tǒng)水環(huán)境監(jiān)測(cè)行業(yè)。

更為重要的是,企業(yè)敏銳把握產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì),在產(chǎn)學(xué)研用的過(guò)程中穩(wěn)扎穩(wěn)打,實(shí)現(xiàn)科技成果的“從1到N”。鮑捷介紹,公司不斷加快新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,推出了排水管網(wǎng)、泥沙監(jiān)測(cè)設(shè)備等智慧終端,還在更多領(lǐng)域進(jìn)行探索,已研發(fā)出首個(gè)基于量子點(diǎn)光譜傳感技術(shù)的呼吸式醫(yī)學(xué)檢測(cè)設(shè)備。不久的將來(lái),人們用手機(jī)就可以進(jìn)行食品藥品、個(gè)人健康、環(huán)境污染等檢測(cè)。

顛覆性創(chuàng)新成果落地應(yīng)用,需要不斷拓展與現(xiàn)實(shí)需求的結(jié)合點(diǎn),實(shí)現(xiàn)“從1到N”的關(guān)鍵躍升,才能真正轉(zhuǎn)化為新質(zhì)生產(chǎn)力——這是芯視界為眾多科創(chuàng)企業(yè)帶來(lái)的經(jīng)驗(yàn)和啟示。

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[責(zé)任編輯:ruirui]





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