重点实验室的秘密

2016年1月9日《华商报》A12版

      重点实验室是依托大学和科研院所建设的科研实体。目前，在陕有国家级实验室18个，陕西省重点实验室88个，而我省拥有重点实验室最多的高校西北工业大学分别占了7个和45个。近日，华商报记者走进西北工业大学“重点实验室”，记录鲜为人知的瞬间。
　　投影仪仅手机大小未来还能“缩小”到手环中
　　2015年12月18日，随着激光点亮手机大小的微型投影仪，动画片《怪物史莱克》投放在实验室墙上的白纸上，在场的乔大勇教授及其研创团队禁不住为自己的智慧和汗水鼓掌。
　　乔大勇所领导的微纳光学研究团队，运用微电子刻蚀手段，将拳头大小的双轴扭转镜缩小成圆珠笔尖大小的微振镜芯片，并将其与红、绿、蓝三原色激光集成为投影光机模块，制成手机大小的投影仪。“未来还会进一步将整个微投影系统缩小到小拇指大小，可以集成到手机，眼镜甚至是手环中。”乔大勇说，这种投影仪还可以将结构光投影到物体的三维表面上，配合摄像机实现三维扫描。不久的将来，你看到喜爱的小物件，只需掏出手机一扫，即可获得和分享它的三维数据，连接3D打印机，就能将所见变为所得，还可以将其迅速传到远在天边的联系人手机中，通过投影仪投放在很大的屏幕上，而每套设备的价格会控制在100元人民币以内。
　　微纳米技术是20世纪末国际上兴起的新兴交叉学科。“西北工业大学微纳米系统实验室经历23年发展，已趋于成熟。”长江学者、实验室主任、机电学院院长苑伟政教授说：“纳米技术已经跳出元件时代，可将一个微机械植入头发丝大小的空间里，这一切都是通过芯片来完成。”
　　2015年12月15日，华商报记者来到微纳米系统实验室。进入超净实验室前，脱掉外套，穿上专用的连体静电服，戴上发套、手套和口罩，只剩下两只眼睛与空气直接接触，经过带胶的地毯进入风淋室，两个面的多个吹风口对全身无死角吹风，确保不带一点尘埃进入实验室。
　　实验室内，师生们在高倍显微镜下观测着米粒大小的芯片。实验室老师介绍，这个实验室负责非制冷红外探测器芯片封装研发，是国内第一条非制冷红外管壳及真空封装生产线，其芯片广泛运用于红外枪瞄、头盔红外夜视仪、无人机红外监测、穿越雾霾与载红外探测器。“如果将该芯片装在盲、无人驾驶汽车上，则会自动导航。”
　　强磁场下活鱼悬在空中欢蹦乱跳
　　生命学院成立于2004年，重点开展面向空间生命科学等极端环境下的生物学与生物技术，以及相关的基础医学与生物医学工程教学与研究工作。
　　2015年12月17日，在实验老师指引下，记者将手机、公交卡等所有带磁性的用品放在实验室门外，进入室内，在显示屏上看到，在强磁场下，一条活鱼被悬在空中，欢蹦乱跳。
　　这是强磁重力效应实验，这条鱼之所以能被悬浮在空中，是由于大梯度抗磁悬浮超导磁体提供的磁感、磁化强度模拟失重条件。该实验室是国内唯一，国际领先可模拟失重到超重2公斤的重力条件，具备悬浮包括生物、水等抗磁性物质的能力。实验室核心区3平方米以内，强大的磁场可在几秒钟内将所有的磁卡消磁，手机会瞬间变成没有任何功能的模具。
　　实验室郭红卫老师说，通过实验可对细胞、生物大分子在失重环境下和地面重力环境下的情况进行对照，依此找出太空与地面的差异，一旦要进入太空就将此对照的结果提前预案。
　　相差100℃的高低温实验为卫星研制提供参数
　　2015年12月14日，华商报记者进入航天学院的陕西省微小卫星工程实验室。
　　“学科团队先后参与了我国多个卫星型号的研制及卫星遥感数据应用工作，储备了一大批优秀国防高科技人才。”实验室主任，航天学院教授、博士生导师周军说。
　　实验室里，高低温实验正在进行，透过隔窗可以看到，受测的卫星惯性元件，在一个箱式装置中不断旋转。这个实验目的是卫星陀螺仪和加速度计在-50℃至50℃，获得不同温度下的性能指标，为卫星研制提供参数。还有三轴转台模拟卫星在太空旋转运动，验证卫星姿态控制方案；振动台模拟火箭起飞或飞行过程中的振动特性，检验卫星在不同频率过载下的可靠性等。
　　这些实验不是高速运转就是光线射入，看似普通，但其提供的参数惊人，许多实验项目全国仅此一家。
　　若被困在消声室呼救几天都没人能听得见
　　2015年12月16日，在航海学院西楼的消声室，4名实验师生操控着设备。这是一间几乎没有声音反射的房间，全消声室内六个面上均铺设着吸声性能良好的材料，中央铺有称重钢丝网和尼龙防尘网，用于放置测试对象或声源，从而使室内形成自由场的全消声暗室和半消声实验控制室。
　　进入室内，仿佛耳朵被塞实了，隔上1米的距离，说话声音都传不出去。同行的人说，若一个人被困在这里呼救几天都没人能听得见。
　　位于航海学院三楼50厘米见方的异型反射板，多个海绵锥形组合布满板的一面，尖朝下漂浮在7米深的水池中，水池长约50米宽约20米，水面全部让异型板覆盖，这是消声水池实验室。这个实验室建于上世纪80年代，主要由水池墙面、六面消声尖劈、航车和测试系统组成。
　　“实验目的，就是要辨别各种声音在水下呈现的状态，找出不同声音的发生源体，运用到水下航行器研制中。比如在水下有大鲨鱼行进的声音，测试仪就会根据存入的鲨鱼声音进行对比，由此采取相应的对策。”航海学院秋卫平老师说，也可用在水下救援与航行防御。