三款快速檢測「神器」問世,上海孕育太赫茲技術產業

2020-12-21 東方網

原標題:三款快速檢測「神器」問世,上海孕育太赫茲技術產業

  如今,太赫茲安檢設備已進入我們的生活,上海一些地鐵站、美國許多機場都在使用這類設備。除了安檢,太赫茲在生物醫學、通信、國防等諸多領域也大有用武之地。近日,教育部公布了首批省部共建協同創新中心名單,上海理工大學牽頭的「上海太赫茲波譜與影像技術省部共建協同創新中心」榜上有名。通過產學研協同創新,上理工太赫茲團隊的科研成果已轉化出3款產品,成為信件安檢、液體安檢、中藥成分檢測的利器。

  中國工程院院士、上理工太赫茲技術創新研究院院長莊松林表示,太赫茲是一種顛覆性技術,其產業規模目前還不大,但正在孕育過程中。對於上海市政府將要建設的太赫茲技術研發與轉化功能型平臺,莊松林建議以省部共建協同創新中心為主要依託,儘快出臺功能型平臺的具體實施方案,推動上海做大做強太赫茲產業。

  校企強強聯手轉化科研成果

  太赫茲是一個頻率單位,1太赫茲等於10的12次方赫茲。頻率為0.1—10太赫茲的電磁波稱作太赫茲波,其波長介於遠紅外光與毫米波之間。據莊松林介紹,太赫茲波在電磁波家族中的地位很特殊,處於微波電子學與紅外光子學的交叉、過渡區域。從上世紀90年代起,科學家開始研製太赫茲源和檢測器,並發現了它的很多優越性能。2004年,美國麻省理工學院將太赫茲技術評為「改變未來世界的十大技術」之一。2005年,日本將其列為「國家支柱十大重點戰略目標」之首。

  近年來,我國在太赫茲技術研發領域發展很快。上理工已成為這一領域的「重鎮」之一,該校太赫茲技術創新研究院教授朱亦鳴介紹,研究院的太赫茲等離子體技術論文總數和他引總數排名全球第一,利用這種技術開發的系統達到了國際領先水平。

  如何加快把先進技術轉化為現實生產力?2017年6月,上海上理太赫茲科技有限公司與中國兵器北方光電集團有限公司、浙江華東光電儀器有限公司、上海大鴻資產管理有限公司及高管團隊共同出資,在楊浦區創辦了華太極光光電技術有限公司。據了解,作為中國兵器工業集團下屬子集團,北方光電集團是全國最大的光電科技企業。上理工組建的上海上理太赫茲科技有限公司與北方光電集團合作,可謂強強聯手。

  小型檢測儀「掃一掃」知結果

  「軍工國企+高校+民營資本」的驅動力,使華太極光快速發展。截至目前,該公司已將上理工的3種實驗室樣機轉化為產品。

  太赫茲波譜信件檢測儀、太赫茲波譜液體檢測儀兩款產品正在上海一些單位使用,僅耗時0.1秒,就能檢測出一封信件是否夾帶變異生物種子、病毒、嗎啡等危險物質,一瓶液體是否有安全隱患。朱亦鳴解釋說,每種物質都有特定的波譜,碳、氫、氧、氮等有機物質也不例外,然而普通光學檢測儀探測到的各種有機物波譜差別不大,所以很難識別;太赫茲波與各種有機物大分子集團共振後,探測到的波譜則差別明顯,故能實現對危險有機物的快速、無損、非接觸識別。這兩種設備的體積都和飯盒差不多,能隨時隨地與安檢傳輸線匹配,使用起來十分便捷。

太赫茲波譜信件檢測儀

  同樣道理,太赫茲設備可通過「掃一掃」檢測出中藥材的有效成分。去年3月,雲南文山州政府部門與上理工太赫茲團隊接洽,希望他們研發一種人參皂苷檢測儀。原來,人參皂苷是文山特產藥材——三七的有效成分,如果用液相色譜儀檢測,需要一周才能拿到檢測報告,費用也比較高。經過大半年研發,太赫茲人參皂苷檢測儀已經問世。只要用這種手提式儀器對著三七「掃一掃」,1秒內就能獲知其人參皂苷含量。

太赫茲波譜液體檢測儀

  科學家攜手工匠打造新產品

  「科研人員與大國工匠緊密合作,對太赫茲設備這類工程技術成果的轉化非常重要。」談到產學研協同創新的秘訣,朱亦鳴深有感觸地說。過去,上理工太赫茲樣機的工程裝配大多由研究生完成,不同學生、不同時段的工裝質量參差不齊,很難使樣機的性能指標達到最優。而今,北方光電集團的工程師團隊負責太赫茲設備的加工、工裝和檢測,他們大多五六十歲,經驗豐富,其中還有獲得榮譽稱號的大國工匠,用手摸一下結構件就能識別微米級誤差。這些「老法師」的高質量工作,使太赫茲設備的各項性能指標顯著提升,完全滿足商用標準。

  獲得教育部支持後,太赫茲波譜與影像技術協同創新有了更大的平臺。電子科技大學、南京大學、中科院上海微系統與信息技術研究所、中科院電子學研究所將與上理工合作,攻關太赫茲技術,公安、海關、地鐵、醫院等用戶單位,則將為科研成果提供更多的應用場景。

  去年9月,上理工還與莫斯科國立大學聯合建立了「太赫茲技術創新國際聯合實驗室」,成為上海首批建設的3個國際聯合實驗室之一。上理工科研團隊擅長太赫茲系統研發;莫斯科大學太赫茲科研人員的數學功底好,擅長理論研究。中俄兩校共建實驗室,有望在前沿領域推進重大科研成果落地。

  在上理工科研團隊看來,上海可利用自身的太赫茲創新策源能力,加快建設太赫茲技術研發與轉化功能型平臺;通過產學研協同創新,吸引國內一批相關企業落戶上海,研發生產太赫茲技術產品,讓上海早日成為這一新興產業的策源地。

相關焦點

  • 上海理工大學研究團隊:解鎖紅土地上的產業「脫貧密碼」
    近日,上海理工大學莊松林院士團隊研發了太赫茲人參皂苷檢測儀,能夠精準快速地檢測三七中的有效成分,與之合作的雲南文山州食品藥品檢測研究院陸榮安院長高興極了。在雲南文山,廣袤的紅土地上種植著一株株三七,這些被譽為「南國神草」的中藥材是當地支柱產業,寄託了當地老百姓脫貧致富的希望。
  • 聽說「太赫茲」是改變未來十大科技之一?
    2006年,剛剛從事太赫茲測試技術研究時,年夫順帶領團隊把太赫茲技術研究常用的4種測試儀器和3種測試系統作為研製重點,並且提出了測試頻率從50GHz開始,向更高頻率逐步整體推進的發展思路。儀器,是開展毫米波與太赫茲測試技術發展的基本工具和手段。從事相關技術研究和產品開發的高等院校、研究機構以及相關企業,都離不開測試儀器。年夫順表示,團隊開發研製了人體安檢設備的核心部件,先進太赫茲檢測技術提升了國產人體安檢儀的檢測靈敏度,同時也滿足了空間通信、5G移動通信毫米波天線等設備的測試需求。
  • 太赫茲安檢儀:借你「一雙慧眼」讓違禁品無所遁形
    上世紀末,經過科學家的不懈努力,在太赫茲波的產生、傳輸和探測等技術方面都有很大的發展,「太赫茲空隙」也逐漸得到填補。2004年,美國政府將太赫茲技術評為「改變未來世界的十大技術」之一,也投入很多的資金和研發力量,進行太赫茲組件和系統的研發。2005年,日本政府也是將太赫茲技術列為「國家支柱十大重點戰略技術」 之首。
  • 探訪電子科技大學太赫茲科學技術四川省重點實驗室:6G有望從這裡開啟
    點擊電腦操作,發射太赫茲波,顯示屏上出現了這種草藥獨特的圖案。  太赫茲波有極強的穿透性,對不透明物體能完成透視成像,故用來做生物樣品檢測是其應用趨勢之一。周俊副教授牽頭建立中醫藥特徵譜,對成都中醫藥大學提供的白芷、羌活、貝母、川芎等5種中藥做檢測,樣品數量有200個。通過這種方法,給中草藥定性定量。
  • 太赫茲技術裡程碑:量子級聯雷射器最新進展分析
    近日,中國科學院半導體研究所半導體材料科學重點實驗室、低維半導體材料與器件北京市重點實驗室,在科技部、國家自然科學基金委及中科院等項目的支持下,經過努力探索,製備成功太赫茲量子級聯雷射器系列產品。  太赫茲(THz)量子級聯雷射器是一種通過在半導體異質結構材料的導帶中形成電子的受雷射學躍遷而產生相干極化THz輻射的新型太赫茲光源。
  • 深圳市坪山區發力新一代信息技術產業
    為推進密碼管理部門簡政放權、放管結合、優化服務,此前,國家密碼管理局決定在深圳市開展第三方商用密碼檢測機構培育試點工作。2017年3月,坪山區注資2億元成立了區屬國有獨資企業——鼎鉉商用密碼測評技術(深圳)有限公司,以承接全國首家第三方商用密碼檢測機構培育試點,這也是全國首家第三方商用密碼的檢測機構。
  • 廣東廣州建空天信息研究院產業園,進行太赫茲技術研究,投資4億
    據悉,該產業園主要是進行太赫茲技術研究、推廣及相關產品生產製造。通過探索新理論、新方法、新材料、新工藝,從微波和光學兩個方向瞄準太赫茲核心技術的突破,力爭產出國際領先的原創性成果,凝聚國內外優秀太赫茲人才。待園區建成投產後,年實現產值(營業收入)不低於2000萬元人民幣。
  • 圖圖小課堂|太赫茲技術
    「大家好呀「全球技術地圖」前沿科技系列視頻 「圖圖小課堂」第三期—— 「太赫茲技術」今天和大家見面啦什麼是太赫茲?」歡迎大家留言討論或積極轉發將知識傳遞給更多人作者簡介翟麗影國務院發展研究中心國際技術經濟研究所數據部,研究助理
  • 人體太赫茲安檢儀現身上海 "透視眼"一眼看穿小火柴
    自主研發從零開始   對於太赫茲安檢來說,高端機昂貴又禁運,低端機效果不佳。進口一臺高端太赫茲安檢儀至少幾十萬美元,僅以浦東機場為例,若安檢系統全面升級為太赫茲,起碼需要數百臺,高昂的成本根本吃不消。「必須自主研發生產,這種尖端技術產品,才能加入我國城市『安全線』。」
  • 「頭條」「太赫茲波」利於人體健康已遭專家闢謠,易馨泰獎金制度有...
    除了正處於爭議漩渦當中的易馨泰,還有申花太赫茲能量鞋,關於這款鞋的宣傳,有關資料的表現也是極其妄誕。甚至還有消費者向中國質量新聞網黑牛投訴平臺反映,微信群中有代理商宣傳稱,穿上「申花太赫茲鞋」兩個小時就可以預防冠狀病毒。
  • 中科院姚建銓:未來十年 太赫茲技術將從實驗室走向產品化
    談到紅外光、雷射和微波等等,相信大多數人都有所了解,不過,知道太赫茲的人就寥寥無幾了。  2004年,太赫茲(THz,10¹² Hz)技術首次被美國提出,並且被列為「改變未來世界的十大技術」之一,一時間,全球學術界的專家將目光投向了這一名不見經傳的技術。
  • 袖珍真空壓縮機問世 收納狂人手必備的神器
    真空壓縮機幾乎是每個收納狂人都人手必備的神器,不但可以節省空間,而且用來包裝食物也更加的方便攜帶和易於收納。但無奈目前家用的真空壓縮機不是體積太大,就是使用麻煩,一直以來都很難成為普及性的產品。不過近日來自設計師Eddie Chang的一款名為VAGO的袖珍真空壓縮機的問世,可能就會改變現在尷尬的收納局面。
  • 上海時尚產業(化妝品)公共技術服務平臺開放
    上海時尚產業(化妝品)公共技術服務平臺開放 CBO首頁 | 作者:韓笑 | 來源:化妝品  2013-09-11  訪問量:1104
  • 紅外雷射有望填補太赫茲波空白
    在現代科學中,太赫茲波段是電磁波譜中最後未被完全開發的領域。儘管太赫茲波技術的應用前景毋庸置疑,但它們在工業方面的應用才剛剛開始。最近人們在太赫茲輻射產生方面取得的進展,有望使太赫茲波開闢新的應用領域,特別是在成像、光譜以及通信方面。兩種以雷射器為基礎的太赫茲波產生方法,有望最終填補目前的「太赫茲波空白」。
  • 聽聽航天員們怎麼說……太赫茲技術隨6G而來,卻被不良商家碰瓷?
    2017年我國發射天舟一號貨運飛船在太空開展四次在軌加注試驗,相關技術除了在空間站應用,也具備商業開發前景。其次是在軌組裝與建造。要實現太空工業化,最關鍵的是利用地外資源,在太空進行大規模基礎設施建設。我國即將建設的天宮空間站,將是該技術的實踐。三是近地天體的資源開發。月球資源可以在月球建設中原位利用,也可以用於空間建設。
  • Optica|2W輸出功率單模鎖相太赫茲等離子體雷射器陣列
    Reno, and Sushil Kumar完成單位 |里海大學電氣與計算機工程系;美國桑迪亞國家實驗室集成納米技術中心論文概述2020年6月11日,里海大學電氣與計算機工程系 Sushil Kumar教授團隊和美國桑迪亞國家實驗室集成納米技術中心
  • 【解決方案】基於人臉姿態檢測和識別技術的臨時身份證明辦理機
    臨時身份證明辦理機還具備人證核驗功能,基於人臉姿態檢測和識別技術,實現驗證各類公安發行證件是否本人持有,防止因證件被他人使用,從而造成資金、信譽受到損失。並且,系統具有活體檢測功能,利用紅外成像、立體成像檢測、可見光與紅外成像匹配等技術,完成旅客無動作配合、無感知的活體檢測。
  • 國內微流控技術:IVD產業最早迎收穫期
    它屬於一種底層技術,交織著化學、流體物理、微電子、新材料等多門學科知識,從理論上說任何流體參與的實驗,都應有微流控技術的一席之地。而微流控晶片則是微流控技術的下遊應用單元,通過MEMS技術在固體晶片表面構建微型生物化學分析系統,從而實現對無機離子、有機物質、蛋白質、核酸以及其他特定目標對象的快速、準確的處理和檢測。