眼前的白色設備2.4米長、1.6米寬、2米高，一個“大塊頭”，卻做得了“繡花功”——這是全國首臺四維X射線顯微鏡，由位于江蘇省蘇州市的長三角先進材料研究院研發(fā)制造，能在微米尺度下將材料內部孔洞、裂紋等缺陷看得清清楚楚，還能模擬超高溫、低溫、腐蝕等復雜工況，在實際應用場景中全面評價材料性能。
這臺顯微鏡有多重要？
“隨著我國制造業(yè)發(fā)展，越來越多的材料，都需要有極端使用條件下的‘健康證明’，才能‘上崗’工作。而為材料做‘體檢’，只有專業(yè)設備才能做到。”長三角先進材料研究院系統(tǒng)工程師楊尚京介紹，在極端環(huán)境下為材料做檢測，技術挑戰(zhàn)極大，即使是進口設備也無法完全滿足需求。
2020年11月，長三角先進材料研究院組建項目團隊，致力于設計X射線顯微鏡。團隊一方面從江蘇、浙江、安徽等地采購探測器、防護棚屋等部件，培育高端分析表征儀器產業(yè)鏈；另一方面鏈接長三角創(chuàng)新資源，與上海光源、上海交通大學、南京工業(yè)大學等搭建創(chuàng)新鏈，進行協(xié)同攻關。
零部件采購回來后的整機集成，特別是精度提升，是最難的一環(huán)。X射線是不可見光，要實現(xiàn)精準成像，相當于要在黑暗中命中“靶心”。判斷是否命中，就要看X射線是否穿過標樣打到探測器上。而標樣的理想直徑僅為1微米，不及一根頭發(fā)絲的1/60。
“上海團隊有成像技術經(jīng)驗，我們發(fā)揮設計與材料研發(fā)優(yōu)勢，創(chuàng)新工藝制作標定材料，又經(jīng)過3個月的反復嘗試，逐步將精度提高到目標值。”楊尚京介紹，團隊2021年8月制造出首臺四維X射線顯微鏡原理樣機，2022年12月售出首臺，目前公司年銷售額超2000萬元。
作為一頭連接科技、一頭連接產業(yè)的新型研發(fā)機構，長三角先進材料研究院正是加強科技創(chuàng)新和產業(yè)創(chuàng)新深度融合的生動縮影。
“長三角是全國材料領域的聚集地，不僅特鋼、碳纖維等供應端場景豐富，而且船舶、汽車等應用端體量龐大。在江蘇，新材料集群是全省重點培育的16個先進制造業(yè)集群之一，2023年實現(xiàn)營收1.6萬億元。”江蘇省工業(yè)和信息化廳副廳長黃萍介紹。
隨著長三角一體化發(fā)展戰(zhàn)略深入實施，長三角先進材料研究院不斷鏈接創(chuàng)新鏈、賦能產業(yè)鏈：不僅攻關重大裝備，支撐科學技術發(fā)展；也面向企業(yè)發(fā)展實際，由企業(yè)出資、研究院出人才出技術，共建聯(lián)合實驗室，并對接產業(yè)鏈上下游企業(yè)與高校院所，滿足企業(yè)與行業(yè)發(fā)展需求。
今年3月，浙江一家不銹鋼龍頭企業(yè)找到研究院，提出共建聯(lián)合實驗室，破解熔煉高強鋼這一技術難題。
長三角先進材料研究院的一間實驗室里，真空感應熔煉爐內溫度高達1570攝氏度，高強鋼板材正在其中進行中試實驗。“‘從0到1’的原始創(chuàng)新基本完成，下一步就是在企業(yè)進行‘從1到10再到100’的量產。”長三角先進材料研究院副院長孫明月說，截至目前，該院已對接服務材料及重大工程裝備領域企業(yè)超200家，挖掘制造加工、性能評價、實際應用等需求60項，落地合作超40項，為長三角新產業(yè)新業(yè)態(tài)新模式的發(fā)展提供技術支撐。
