作者:张双虎 来源: 中国科学报 发布时间:2025-6-26
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获颁IEEE核与等离子体科学学会大奖
让中国等离子体技术被“看见”

 

邵涛(中)和大会主席(左)以及IEEE代表合影。受访者供图

■本报记者 张双虎

“拿到证书时有点激动,我们在脉冲放电及等离子体应用领域的工作得到了认可。”中国科学院电工研究所(以下简称电工所)研究员邵涛说。

近日,国际电气与电子工程师协会(IEEE)核与等离子体科学学会在德国柏林举行颁奖晚宴,邵涛获颁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开展的工作,以及“征服”核与等离子体科学学会评奖委员会的原因。

因三方面工作被“看见”

IEEE Magne“Kris”Kristiansen奖是为纪念美国得州理工大学脉冲功率和功率电子研究中心创始人Magne Kristiansen而于2017年设立的。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,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、调制和应用领域作出了重要贡献。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打下了技术基础。

“得到评奖委员会认可,主要基于3方面工作。”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,使其在电力系统、新能源汽车等领域得到广泛应用。“材料处理方面我们做过很多工作,目前国内该领域的研究团队也很多。”邵涛说,“国内很多同行选择沿着我们的‘路子’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”现象的发生。与传统“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病毒以及一些常见致病性病原微生物,保护人民生命健康。

在“赛马”中胜出

2022年,新冠疫情尚未结束。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,科技部设立了破解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”,从十几支队伍中选出8支入围答辩,最终选择两个团队同时进行为期一年的“赛马”。一年后,两个团队同台竞技,展示研发的技术、产品和应用成果,最终仅一个团队能够取胜。

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‘零’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%,个别小场景的研发完成度甚至超过80%。”

尽管如此,在“赛马”中脱颖而出,依然面临巨大挑战。比如,室内消杀分密闭环境,以及机场、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。

不过,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,邵涛团队的方法在前两个场景中比传统喷洒消毒液、紫外照射消杀更具优势。

第三类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相结合,实现了冰层下5厘米内病原微生物的消杀且不损伤食品。

2024年12月,邵涛团队在“赛马”中胜出,这却使团队“压力陡增”。

“这个项目并非简单做研发,以达到某些技术指标。”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。”

邵涛等人联系了北京一家医院进行新技术测试,院方非常支持,同意他们在几个病房测试。今年初,团队又进行了技术升级,并带着第三方检测报告与多家医院沟通,长期的更大规模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进行检测,并邀请更多专家到现场进行应用效果评价和安全性检测。经过更苛刻、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奖颁给我的另一个原因,可能是我们在国际合作方面所做的工作。”邵涛说。

邵涛介绍,在国家自然科学基金委员会和科技部等的支持下,国内等离子体技术领域蓬勃发展,而国际上几乎每个国家也有大学或研究机构在进行相关研究。因此,目前等离子体领域研究氛围浓厚、学术交流活跃。

“我们对外交流合作广泛,包括与‘一带一路’沿线国家和‘金砖国家’研究人员承担双边合作项目、合作发表论文等。”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”和自己的“学术小方向”。

“我常在团队强调合作的重要性,而且要进行国际合作。”邵涛说,“我们经常‘请进来、走出去’,和国外团队合作开展研究、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’。”

《中国科学报》 (2025-05-26 第3版 综合)
 
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