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    影響中國儀器儀表行業發展的三大瓶頸

    點擊次數:3807發布時間:2012-08-29

    導讀:科學技術是*生產力,一臺好的儀器產生,是眾多科技技術不斷反復實驗,反復研究的結晶。十二五以來,我國的科學技術已經取的了較大的發展,但是從儀器自主創新這塊來看,跟國外相比,我們還是相差很大的,經常會在一些實驗室,一些大中院校的教學現場,看到的大都是國外一些設備,長此以往,對我們國的經濟及科學儀器發展將是很不利的,那么,拋開其他原因不講,單從科技這塊來分析,到底是什么原因阻礙了我國實驗室儀器的創新與發展呢?
      *:物理原理的掌握與應用
      早在1986年,諾貝爾物理學獎授予了掃描隧道顯微鏡STM(scanningtunnelingmicroscopy)研究的幾位工作者,其中之一是瑞士魯西利康(Ruschlikon)IBM的德國物理學家格爾德·賓寧(GerdBinnig)和瑞士物理學家羅雷爾(HeinrichRohrer),表彰他們設計出了掃描隧道顯微鏡。
      STM的基本原理就是利用量子力學中的隧道效應,在金屬針尖和樣品表面形成隧道電流,從而實現了原子的表面成像。但是限于當時的技術條件,樣品只能是導電的,還不能在非金屬表面上進行成像。然而,隨后的發展卻更讓我們吃驚,一些科學家又相繼開發出能夠在絕緣襯底上成像的原子力顯微鏡AFM(atomicforcemicroscopy),它是以硅或氮化硅為針尖與樣品表面直接接觸(contactmode),施加到樣品上的力小到只有幾個納牛(nN),甚至更小。這樣,一下子就將測試的樣品類型擴展到了幾乎所有的被研究的材料表面。隨后,人們又開發了多種多樣功能類型的表面成像設備。從此,在微米、納米尺度甚至原子水平上表面特性的研究進入到一個嶄新的領域。所以不難看出物理學在儀器創新上起到了舉足輕重的作用。
      第二:對數學的理解和運用
      現代工業絕大部分技術的實施都是以計算機控制為基礎,因此,需要對諸如電壓等物理模擬量進行數字化,然后計算機才能夠進行有效的數據采集,再對數據進行分析,光滑處理,包括濾波分析、時域分析和頻譜分析等,zui后輸出圖像等一系列過程。其中,要用到很多數學運算,傅里葉變換(FFT)、拉氏變換(Lplpace)、卷積(convulution)、相關(correlation)和互譜(crossspectrum)等。從這些分析途徑中可以對信號進行頻率的提取、圖像的光滑處理和未來事物發展的預測等。我們每每能夠看到一些設備的軟件不僅界面做得漂亮,而且其數學處理真是很專業、深入又實用?,F在,我們看到國內某些研發部門也都做出了不少有自己特色的軟件,但能否持續開發升級堅持下去,仍是一個問題。因此,只有當從數學原理上有了深刻的認識,并應用到設備上,這才能發揮數學真正的作用。
      第三:集成電路的研發與應用
      固體電子學zui大的成功是半導體上集成電路的成功研制,集成電路上zui大的成功應用是在計算機上的發展,而計算機的發展卻是帶動整個網絡時代發展的主要工具,并極大促進整個工業界在自動控制技術等領域中的應用。因此,集成電路的發展真正代表了一個國家科學技術發展的源動力。集成電路在摩爾定律的驅動下,已經大踏步向前,據說IBM等大公司已經開始向9nm的技術邁進。如果我們不能突破這一瓶頸,將會被越落越遠。
      綜上所述,以上三點是影響我國實驗室儀器自主創新的zui大瓶頸問題,其實我國并不缺少這三方面的才,只是沒有達到一個有效的整合,才使的我國儀器自主創新沒有有效的開展,使得我們越來越落后國外,也只有明白了這些原因,才能使我國儀器事業更上一層樓。

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