作者:倪思洁 来源:中国科学报 www.sciencenet.cn 发布时间:2015/12/2 9:20:39
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“璀璨行动”:照亮新兴产业

 

■本报记者 倪思洁

300瓦LED诱鱼灯、200瓦LED路灯、150瓦LED工矿灯、50瓦LED防爆灯,一盏盏灯具将中科院长春光机所希达公司1500平方米的厂房照得璀璨耀眼。这些灯,都是“璀璨行动”的成果。

三年前,国务院总理李克强来到中科院半导体照明中心,他提出,科学院要继续为国家半导体照明产业发展作出新贡献。同年,为推动中国科学院半导体照明科技力量和成果更好地为产业发展服务,白春礼院长作出重要批示。次年,“璀璨行动”的项目正式开始。

两年时间,“璀璨行动”集中了中科院26个研究所,组织了近100个课题组,兵分两路,形成促进社会发展和促进LED产业发展的两大发展路线,将技术之光带进现实,引领中国LED产业走向更璀璨的未来。

为了人民和社会

11月中旬,长春刚下完一场大雪,农田大棚里却温暖潮湿。中国科学院东北地理与农业生态研究所(以下简称东北地理所)研究员张晓平像往常一样钻进大棚,检查番茄秧苗的生长情况。

这块试验田里整齐地生长着一垄垄的挂着果实的番茄秧。与一般的田不一样,50平米的番茄秧苗间隔地挂着18条五颜六色的LED灯。

“这些灯和你们平时在路边看到的霓虹灯可不一样。”张晓平看着田里花花绿绿的LED灯对《中国科学报》记者说,为了促进作物的生长,他们利用LED冷光源特点,使灯更靠近植物,减少能量损耗,同时还参考特定的光谱比例和强度参数。

在东北,由于光照时间短,农民通常会在大棚里架上大灯,给作物补光。但是,“现代设施农业中的光源能满足植物生长的需要吗?不同植物需要的光源一样吗?需要何种光质的LED光源能实现科学精准的补光?”这些是张晓平们长期思考和研究的问题。

“设施农业中适当的补光对于植物生长发育非常重要。然而,现有设施农业中的光源很难满足植物生长的需要。”张晓平说。

为了科学地为作物补光,中科院长春地理所、半导体所、长春光机所以“璀璨行动”为依托,联手开展科研探索,以水稻、玉米、大豆等东北主要农作物为对象,研究LED光源对植物生长的影响效果,研制设施农业和种业适用光谱。

“这项研究是‘璀璨行动’的研究方向之一。”中科院院地合作局原局长、“璀璨行动”计划项目总负责人戚强告诉记者,为了人民健康和社会发展,“璀璨行动”开展了诸如LED光源对人视力和脑高级功能影响研究及应用、精准诱杀农业害虫、精准诱杀蚊子、不同光照对鸡胚发育和胚后生长的影响、LED对经济植物生长影响研究及应用、水生植物资源利用和水治理专用灯具等多方面的研究。

推动LED产业升级

在中科院长春光机所光电技术研发中心研究员孙强的实验室里,有一个光亮透明的高温玻璃箱。玻璃箱里有一个圆盘形的活动灯架,灯架边缘安着一个发光的白色灯泡,玻璃箱的旁边连接着一个名为“积分球”的蓝色大球。每隔10分钟,一个灯泡被金属杆带出积分球,圆盘灯架逆时针转动一点,下一个灯泡再被金属杆推进蓝色大球里。

这个装置叫作“LED照明产品加速寿命测试装置”,可以用来检测LED灯具的寿命和质量。每个灯泡,在玻璃箱里亮上1000个小时后,旁边的数据系统就能测试出灯泡的寿命质量。

“目前LED照明产品寿命测试都采用美国能源之星推荐6000小时常温测试。”孙强说,然而,对于LED产业正在快速发展的中国,6000小时已经成为产业发展难以承受的限制,“LED产品更新换代周期只有3到5个月”。

依托着“璀璨行动”的支持,在中科院长春光机所、半导体所、化学所等6家单位的联合攻关下,科研人员利用多个温度下加速测试,将LED照明产品的寿命测试时间缩短到1000小时。而根据行业估计,LED产品的加速寿命测试时间每缩短1000小时将带来20%的经济利润。

为了确保测试设备自身的可靠性以及加速测试结果的可信度,科研团队还与中国计量科学研究院联手,完成了加速设备样机的测量校准、测量精度、结果不确定度等的计量分析。

以快速检测设备与方法为技术支持,研究团队正在推动建立国家LED产品寿命快速检测标准。“目前,有两项正在报批中的标准,一项起草中的标准。这有可能成为世界的新标准。”孙强说。

除LED产品寿命快速检测方法及设备研究之外,“璀璨行动”还部署了不少促进LED产业发展的项目。“例如LED产业污染物过程控制技术及设备研发、高功率密度灯、长余辉交流驱动LED灯、高清LED显示技术、晶体生长炉研制与推广等。”戚强告诉记者。

凝聚产生力量

2013年,中国科学院重点部署了“璀璨行动”计划。“主要任务是凝聚科学院力量和成果,为产业发展作出新贡献;探索科技服务经济发展的新机制;探索进一步凝聚目标与力量、优化科技布局新方法。”戚强告诉记者。

为了促进科研成果变为产品,“璀璨行动”形成了一条转化链条。戚强介绍,“璀璨行动”先要将研究院所的科研成果凝聚成市场需求的产品或器件,在企业选定产品或器件后,与企业签订合同,并与各参与团队签订任务书,按照企业要求提供样机、样品,服务企业批量生产,最终实现产品的批量生产和销售。

“璀璨行动”凝聚的不仅是产学研。它更像一块胶,把不少中科院的院所紧紧聚到一起。“计划中的每一个项目,都不是单独的一个研究所可以完成的。”戚强说,不少项目都是跨所团队合作完成的,发挥了科学院多学科优势。参与者共同努力才能成功,才能解决大问题。参与团队共担责任、共享成果。

例如,高功率密度照明灯具研制推广团队,由中科院长春光机所、物构所、工程热物理所、半导体所、希达公司、芯源公司6个单位的科研团队组成,将相关技术集成为LED灯具,并推动希达公司发展成为产业“领头羊”。

诱鱼灯研制推广团队,由工程热物理所、电工所、半导体所3个所科研团队的科学家组成,他们赴海南岛,与灯具生产企业、渔民用户共同修改确定诱鱼灯产品技术参数,推动诱鱼灯批量生产。

“即便是有一天‘璀璨行动’计划结束了,这些研究团队也会继续合作下去,因为他们已经谁也离不开谁。”戚强说。

《中国科学报》 (2015-12-02 第1版 要闻)
 
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