文心
一年一度的公眾科技盛宴又跟大眾見面了。2019年5月19日,“2019北京科技周”在中國人民革命軍事博物館拉開帷幕。此次,科技周以“科技強國科普惠民”為主題,1萬多平米的展示面積分室內和室外2個展區,集中展示了北京在全國科技創新中心建設5年來所取得的一系列重大成就。
規劃引領、建設成就、美好生活、科普惠民等4大篇章,將科技強國與科普惠民的主題展現得淋漓盡致。據悉,在此次科技周上共展出280余個項目。其中,北京高精尖產業格外亮眼,前沿材料、人工智能、集成電路、醫藥健康、航空航天、智能裝備等北京重點發展的高精尖產業陸續亮相。前沿新材料板塊相比2018年多了不少干貨,包含單光子開關、超導材料、超導線材、石墨烯單晶晶圓、石墨烯應用、柔性OLED技術、超寬禁帶半導體氧化鎵材料及其器件、電力電子器件、鈣鈦礦太陽能電池、異質結太陽能電池等10類新材料項目和產品,展示內容之多、范圍之廣,讓不少關心北京科技產業發展的市民大呼過癮。
新材料改變生活
信息時代,顯示屏幕幾乎成了電子產品對外最重要的窗口。當今,全面屏時代帶來的顯示革新,牽動著市場和消費者的神經。有人說,2019年是折疊屏的“元年”,多個手機廠家發布他們的折疊屏產品樣機,受到消費者廣泛的關注。
“一個能夠隨意彎折、改變形狀的屏幕太具有吸引力了。”在科技周京東方的展臺前,一位觀眾發出感嘆。實際上,實現柔性顯示的幕后功臣叫做OLED(OrganicLight—Emitting Diode)技術,學名為“有機發光二極管”。這種技術與傳統LCD產品相對比,具有高對比度、絢麗多彩、極速響應、全視角以及低功耗等特點,也被稱為下一代顯示技術。
與傳統的液晶顯示器不同,OLED可以自發光,因此用OLED技術的顯示產品沒有背光源與彩膜基板,整體更加輕薄,厚度最薄可做到0.13mm。又因為OLED的薄膜晶體管(Thin Film Transistor,TFT)層可以做在塑料薄膜上,它還可以做成彎曲、卷曲、折疊等柔性產品,成品的折疊次數可超過5萬次,壽命長達10萬h,可以說是相當的厲害。
實際上,自1958年我國生產出第一臺黑白電視機(北京牌14英寸CRT電視)開始,我國的顯示產業經歷了60余年的發展變遷,經歷了從無到有,顯示器從黑白到彩色,從凸式到直角,從普平到純平,從小到大,從平面到柔性,從CRT(陰極射線顯像管)到LCD(液晶顯示器),再到OLED、激光顯示、Micro—LED(迷你有機發光二極管)、立體顯示、電子紙等各種技術路線競相發展的漫長過程,深刻折射出了科學技術的進步對改善人民生活水平的重要意義。與此同時,科技周也成為見證科技成長與人民生活巨大變遷的重要舞臺。
新材料創造未來
今天的產品依賴曾經雄厚的技術積淀,而當下前沿技術的研究為我們提供了未來想象的空間。在此次科技周上,多項具有國際先進水平的前沿新材料技術精彩亮相。
石墨烯展臺總是人滿為患。來自北京石墨烯研究院的工作人員告訴記者,這幾年石墨烯概念深入人心,此次石墨烯單晶產品和應用技術“組團”集體亮相,不少觀眾豎起大拇指,不禁感嘆“終于見著真正的石墨烯了!”
此次科技周上,觀眾們親眼目睹了北京石墨烯研究院彭海琳教授、劉忠范院士團隊自主研發的4英寸石墨烯單晶晶圓“真身”。據團隊介紹,北京石墨烯研究院自主研發了石墨烯單晶晶圓批量制備裝備,實現了單批次25片4英寸石墨烯單晶晶圓的制備,設備年產能可達1萬片,在世界范圍內率先實現了石墨烯單晶晶圓的可規模化制備。
石墨烯材料具有優異性能,不僅力學性能強,是目前世界上已知強度最高的材料之一,而且具有優秀的電子效應和導熱性能,電子遷移率高、導熱性能好,在電子器件、導熱散熱等領域具有良好的應用。以北京石墨烯研究院為例,相關技術已經應用在了超級石墨烯玻璃、石墨烯玻璃加熱片、石墨烯基藍光LED、柔性鋰離子電池、透明柔性石墨烯天線、超潔凈石墨烯薄膜、銅箔基底石墨烯薄膜卷、石墨烯柔性透明導電膜、烯銅抗氧化充電槍頭石墨烯投射電鏡載網、石墨烯復合同位素分離膜、石墨烯加熱材料產品、石墨烯防腐涂料、烯鋁集流體、石墨烯玻纖布、石墨烯光纖、石墨烯復合蠶絲纖維等一系列產品當中。這些產品的展示為公眾揭開石墨烯應用之謎,提供了更為直觀的例證。
北京鎵族科技有限公司(簡稱“鎵族科技”)的展臺不乏問詢和參觀的人流,這源于該公司生產的氧化鎵(Ga2O3)單晶不但是國內首家具有Ga2O3商業化的公司,同時Ga2O3也是目前帶隙最大的寬禁帶半導體材料之一,未來可在更高功率和更高頻率設備上獲得使用。Ga2O3材料也是這些器件的“核心”。在北京市科委等相關單位的支持下,經過多年發展,鎵族科技擁有國際最領先的氧化鎵單晶生長設備、氧化鎵薄膜MOCVD外延生長設備、多種加工、測試與表征設備,構建了滿足氧化鎵單晶的生長、氧化鎵異質/同質外延片以及晶體和外延片的后處理、加工、檢測等技術開發和成品化生產需求的創新研發基地,有望在下一輪全球競爭中奪得先機。
實際上,像石墨烯、Ga2O3這樣的新材料還有很多。這些新材料技術和產品,有的無處不在,無聲無息地改變著我們的生活,還有的將要改變我們的未來。科技周結束了,但科技永不落幕。據悉,在此次科技周期間,北京市還同期舉辦了10余項公眾科普活動,包括中國科學院公眾科學日、北京社會科學普及周、中國創新創業大賽北京賽區暨北京創新創業大賽季等。各區縣舉辦基層科普活動也超過了650項,公眾參與人數突破了16萬人次。
5月的北京,在以“科技周”為焦點的科技創新行動引領下,全市掀起了“愛科學、學科學、用科學”的創新熱潮,每一項精心挑選的科技產品,或將為前來參觀的小觀眾心中種下一顆科技的種子,他們或許將成為未來的材料科學家、企業家、投資人,為北京未來的科技發展,具有國際影響力的全國科技創新中心建設,乃至高精尖產業發展進一步奠定了堅實的基礎。