他20年只為機(jī)械“感知神經(jīng)”更敏感 地地道道“細(xì)節(jié)控”

“得知獲獎(jiǎng)很高興，同時(shí)也感到多了一份責(zé)任。”

說(shuō)話的是西安交通大學(xué)機(jī)械學(xué)院教授、精密儀器系主任趙立波。前不久，他剛剛捧得第15屆中國(guó)青年科技獎(jiǎng)特別獎(jiǎng)的獎(jiǎng)杯。

全國(guó)僅有10位科技工作者獲此殊榮，而他是西部地區(qū)唯一的獲獎(jiǎng)?wù)摺?/p>

長(zhǎng)期以來(lái)，趙立波主要從事微納制造與先進(jìn)傳感技術(shù)的研究工作，先后參與了棉條檢測(cè)硅微傳感器、耐高溫壓力傳感器等產(chǎn)品的研制項(xiàng)目。

“通俗點(diǎn)說(shuō)，傳感器就像機(jī)械的‘感知神經(jīng)’。在某些特殊領(lǐng)域，如航天航空發(fā)動(dòng)機(jī)、飛行器等，機(jī)械測(cè)量工作面臨著種種技術(shù)難題，而MEMS(Micro-Electro Mechanical Systems，微機(jī)電系統(tǒng))傳感器能很好地完成這一測(cè)量任務(wù)。我的工作就是從工藝設(shè)計(jì)上，不斷提升MEMS傳感器的性能，讓它變得更‘敏感’，讓特殊領(lǐng)域的測(cè)量結(jié)果更精準(zhǔn)。”趙立波對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者說(shuō)。

誤打誤撞做起傳感器

說(shuō)起入行的緣由，在趙立波看來(lái)，自己“是誤打誤撞走進(jìn)傳感技術(shù)領(lǐng)域的”。

2000年，從西安交通大學(xué)機(jī)械學(xué)院畢業(yè)后，趙立波就跟隨導(dǎo)師——中國(guó)工程院院士蔣莊德開(kāi)展研究工作。那時(shí)的他對(duì)MEMS傳感器只是一知半解，懷著“跟導(dǎo)師走準(zhǔn)沒(méi)錯(cuò)”的樸實(shí)想法，就一頭扎了進(jìn)來(lái)，沒(méi)想到這一扎就是近20年。

扎得越深，趙立波就越體會(huì)到，在該領(lǐng)域開(kāi)展研究工作的艱難。

“國(guó)外MEMS產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展得已非常完善，我們很難再找到突破口，加之開(kāi)展該研究需要的平臺(tái)運(yùn)行費(fèi)和加工費(fèi)都相對(duì)較高，這無(wú)疑給工作又增加了難度。但倘若不做出產(chǎn)品，就沒(méi)法檢測(cè)出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，成果的產(chǎn)出周期就會(huì)被拖長(zhǎng)。”趙立波說(shuō)。

干這行不容易，但趙立波知道，這件事必須得堅(jiān)持做下去，而且還要做好、做精。“傳感器是航空航天、軍工等國(guó)防領(lǐng)域以及石化、先進(jìn)制造等工業(yè)領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)測(cè)控的關(guān)鍵零部件，其高尖端技術(shù)一直被國(guó)外壟斷，我們必須迎難而上，絕對(duì)不能放棄。”他說(shuō)。

為此，趙立波帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員潛心研究、加緊攻關(guān)。那段時(shí)間，日夜加班自不必說(shuō)，他們甚至把床都搬到了實(shí)驗(yàn)室。此外，為了節(jié)省加工費(fèi)、確保產(chǎn)品性能，趙立波和學(xué)生在產(chǎn)品加工前不斷地進(jìn)行分析和優(yōu)化，盡可能做到萬(wàn)無(wú)一失。

地地道道的“細(xì)節(jié)控”

“關(guān)注每一個(gè)細(xì)節(jié)，專(zhuān)注每一項(xiàng)變化，總會(huì)有意想不到的收獲。”這是趙立波經(jīng)常掛在嘴邊的一句話，在同事和朋友們眼中，他是個(gè)地地道道的“細(xì)節(jié)控”。

在工作中，趙立波善于在細(xì)節(jié)中找到突破點(diǎn)。趙立波于2016年獲得的專(zhuān)利技術(shù)“一種采用壓阻式微懸臂梁在線快速測(cè)量流體密度的方法”，就是他在做實(shí)驗(yàn)時(shí)無(wú)意中發(fā)現(xiàn)的。

“當(dāng)時(shí)，我在用振動(dòng)法測(cè)量流體密度，突然發(fā)現(xiàn)了與往常不同的變化。我沒(méi)有放過(guò)這一點(diǎn)，好好研究了一段時(shí)間。令我沒(méi)想到的是，這后來(lái)竟變成了一項(xiàng)專(zhuān)利發(fā)明。”趙立波回憶道。

除了留心點(diǎn)滴變化，在工作上，趙立波還精益求精，不放過(guò)任何可改進(jìn)之處。在解決500帕超低壓力的高精度動(dòng)態(tài)測(cè)量難題時(shí)，他帶領(lǐng)研究小組反復(fù)研究，為了不斷升級(jí)產(chǎn)品性能，前后共設(shè)計(jì)出十余種結(jié)構(gòu)方案。

到了攻堅(jiān)后期，很多人都覺(jué)得“方案已經(jīng)可以了”，但趙立波卻仍堅(jiān)持“再多考慮考慮，或許下一個(gè)方案會(huì)更好”。他們?cè)O(shè)計(jì)出的這些結(jié)構(gòu)方案，后來(lái)被派上了大用場(chǎng)，技術(shù)人員用其制備出了槽膜分段質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)力敏芯片，其靈敏度與美國(guó)知名傳感器公司制造的壓阻傳感器相比提高了近1個(gè)數(shù)量級(jí)。

對(duì)于所取得的成績(jī)，趙立波心懷感恩。對(duì)于自己付出的努力，趙立波卻輕描淡寫(xiě)一語(yǔ)帶過(guò)，采訪中他說(shuō)的最多的，是導(dǎo)師蔣莊德的悉心培養(yǎng)和所在團(tuán)隊(duì)的大力支持。

“沒(méi)有導(dǎo)師和團(tuán)隊(duì)，就沒(méi)有如今的自己。”他由衷地說(shuō)，“蔣老師教導(dǎo)我要沉下心來(lái)做研究，搞科研得坐得住‘冷板凳’。團(tuán)隊(duì)上下的鼎力支持，讓我有信心啃下工作中的任何‘硬骨頭’。”趙立波說(shuō)。

對(duì)于未來(lái)，趙立波已有了規(guī)劃。MEMS諧振式傳感器的理論模型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已完成，芯片也即將被制造出來(lái)，如何讓芯片產(chǎn)業(yè)化，是趙立波接下來(lái)要推進(jìn)的重點(diǎn)工作。