作者:张双虎 来源:中国科学报 发布时间:2025/6/26 11:12:02
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中国学者缘何斩获IEEE核与等离子体学会大奖

 

“拿到证书时还是有点激动,说明我们在脉冲放电及等离子体应用领域的工作得到了认可。”

6月19日晚,国际电气与电子工程师协会(IEEE)核与等离子体科学学会年度学会大奖颁奖晚宴在德国柏林举行。中国科学院电工研究所(以下简称电工所)研究员邵涛获2025年度IEEE Magne“Kris”Kristiansen奖,成为该奖首位亚太地区获奖者。

颁奖仪式后,邵涛接受《中国科学报》采访,讲述了他带领团队在脉冲放电及等离子体应用领域的工作和“征服”核与等离子体科学学会评奖委员会的原因。

邵涛(中)在颁奖晚会上。受访者供图

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三方面工作被“看见”

IEEE Magne“Kris”Kristiansen奖为纪念美国德州理工大学脉冲功率和功率电子研究中心创始人Magne Kristiansen设置,主要表彰在实验核研究和等离子体科学方面做出贡献者。

该奖2017年设立,授奖以来,每年奖励一位在等离子体科学、脉冲功率技术、强电磁脉冲及其应用领域作出贡献的科学家。今年是该奖第七届评奖,因2023年奖项空缺,目前获奖者只有6人,且以美、英科学家为主。

Magne“Kris”Kristiansen奖评奖委员会认为,邵涛在脉冲放电及等离子体产生、调制和应用领域做出重要贡献。相关研究产生的大气压下均匀/弥散放电,为能源转化和材料改性应用建立了技术基础。

“得到评奖委员会认可,主要基于三方面的工作。”邵涛解释说,一是利用等离子体脉冲放电进行材料处理,如对电容器薄膜处理,可提高电容储能密度和高温性能。对材料绝缘性能、导热性能的改善,在电力系统、新能源汽车等领域有广泛应用。

“材料处理方面我们做过很多,目前国内研究的团队也很多。”邵涛补充说,“国内很多同行选择沿着我们的‘路子’在研究。”

二是围绕“双碳”目标,用等离子体技术进行催化,把二氧化碳转化为醇、酸等高价值工业原料,或把氮气、氢气和水转化成氨。邵涛解释说,等离子体技术对用电质量要求不高,可以利用无法并网的风、光电能,减少“弃风”“弃光”现象。和传统“大化工”技术路线相比,等离子体技术转化全程无碳排放,而且容易实现模块化叠加,形成一定规模。

三是用等离子体技术进行杀菌消毒,消杀新冠病毒、H1N1病毒和一些常见致病性病原微生物,保护人民生命健康。

邵涛(中)和大会主席(左)IEEE代表合影。受访者供图

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在“赛马”中胜出

2022年,新冠疫情尚未结束。科学技术部针对室内空气实时消毒、公共场所物表绿色消杀和冷链储运病毒消杀三类场景存在的问题,设立解决生物安全领域关键难题的国家重点研发专项。

该项目采取“赛马机制”,由十几支队伍参加,从中选出8个团队入围答辩,最终选择2个团队同时进行一年期赛马。一年以后,2个团队同台竞技,各自展示赛马期间开发的技术、产品和应用成果,最终仅支持1个团队取胜。

参与项目之初,邵涛信心十足。

“这个项目的机制有点残酷。”邵涛解释说,“三类场景各有难点,如果从‘0’开始研发,可能根本无法入围。但电工所在等离子体和脉冲功率技术领域有很好的积累,一些‘大场景’的研发已经完成50%,个别小场景完成度甚至超过80%。”

尽管如此,在“赛马”中脱颖而出依然挑战巨大。比如,室内消杀分密闭环境和机场、医院等超大公共空间,如何做到绿色智能消毒,如何兼具消杀效率和经济性都是难题。针对冷链物流的穿透消杀难度更是前所未有。

等离子体中的活性粒子可“轰击”病原微生物的细胞膜、DNA,只需将消杀模块耦合在风道上即可实现病毒灭活。因此,在前两种场景中比传统喷洒消毒液、紫外照射消杀更具优势。

第三种场景更是为等离子体技术“量身定制”。研究团队将等离子体和脉冲功率技术结合,成功解决了冰层下5厘米内病原微生物的消杀且对食品无损伤。

2024年12月,邵涛团队在“赛马”中胜出,这让团队“压力陡增”。

“这个项目并非简单地做研发,完成某些技术指标。”邵涛说,“其难点在于实地测试,并为这个没有标准的领域建立标准。”

邵涛等人联系到北京某医院,院方听说要进行新技术测试非常支持,同意拿出几个病房测试。今年年初,团队又进行技术升级,并带着第三方检测报告和多家医院沟通,更大规模和长期的应用效果评价实验即将展开。

“我们计划邀请疾控方面的团队去检测,邀请更多的专家到现场,进行应用效果评价和安全性检测。用更苛刻、更严格的测试,用实际效果和实验数据说话。”邵涛说,“目前,我们正和相关企业联合,起草并建立相关标准,争取让养老院、幼儿园等特殊人群密集的地方早日用上绿色、智能的消杀产品。”

国际化才能“行稳致远”

“评奖委员会将Magne‘Kris’Kristiansen奖颁给我,另一个原因可能是我们国际合作方面的工作。”邵涛说。

在国家自然科学基金委员会和国家科学技术部等部门支持下,国内等离子体技术领域蓬勃发展。同样,国际上几乎每个国家都有大学或研究机构在进行相关研究。目前,等离子体领域“研究氛围浓厚,学术交流活跃”。

“我们有着广泛的对外交流与合作,包括和‘一带一路’‘金砖’国家研究人员承担双边合作项目,合作发表论文都很常见。”邵涛语气自豪。

邵涛强调,科学研究一定要支撑国家需求,将自己的工作和国家需求紧密结合。同时,每个人都要有学术“定力”,都要有自己的“学术小方向”。

“我常在团队强调合作的重要性,而且需要进行国际合作。”邵涛说,“我们经常‘请进来、走出去’,和国外团队合作研究、发表文章、承担项目、召开学术会议,在协作攻关中干好自己的‘绝活’。”

 
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