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在第六屆 “逐夢光電" 等離子體先進光譜診斷技術與應用學術探討會上,卓立漢光專訪了等離子體先進診斷與應用實驗室負責人——重慶大學熊青教授。從與等離子體診斷的結緣,到國產儀器自主創新,再到技術落地與產業前景,熊教授以深入淺出的分享,揭開了這一領域的神秘面紗。

老師簡介:熊青,重慶大學教授、博士生導師,等離子體先進診斷與應用實驗室(Lab-APDA)負責人, 從事非熱等離子體的激勵與控制、在線原位診斷、等離子體應用研究,主要包括:氣體放電過程及機理、氣/液與氣/固界面相互作用、激光與等離子體相互作用等。主持多項國家自然科學基金(3項)、省部級及企業科技研發項目(5項),以第一作者或通訊作者身份發表期刊論文70余篇,參與英文專著1部,國際/國內學術會議邀請報告10余次,2014年獲湖北省優秀博士論文。
結緣:科研興趣,引*等離子體之路
談及選擇等離子體診斷方向的初衷,熊教授笑稱 “緣分使然"。碩士階段,他師從國內低溫等離子體領域開*者,在導師的指導下,從參與實驗、開展研究起步,逐步建立對這一領域的初步認知。
碩博連讀期間,得益于導師支持,熊教授赴比利時根特大學、美國明尼蘇達大學聯合培養。國外自由開放的學術氛圍深深感染了他,頻繁參與學術會議的經歷,更讓他在交流中不斷深化對研究的理解。“從被動接受到慢慢熟悉,再到真正喜歡",熊教授坦言,正是這份日漸濃厚的興趣,支撐他多年深耕等離子體診斷領域,在探索中收獲成就感,最終堅定了長期深耕的決心。
破局:國產儀器,在機遇中沉心追趕
談及國內等離子體診斷儀器的自主創新,熊教授認為 “機遇與挑戰并存",且機遇正處于歷史窗口期。
當前,國際經濟博弈與先進設備管制,讓國內科研界、產業界深刻意識到 “卡脖子" 問題的緊迫性 —— 進口設備不僅價格高昂,售后響應遠不及國產產品及時周到。“科研要推進,設備是剛需",熊教授直言,這一現狀為國產高*科研儀器研發與發展提供了巨大空間,“國內科研院所、大型企業需求旺盛,國產品牌只要接住機遇,就能快速成長"。
挑戰同樣不容忽視。熊教授以 “走路一步一步、吃飯一口一口" 作比,強調國產儀器要達到國外同類產品的性能參數,必須經歷時間積累。他特別提及卓力等優秀國產品牌,寄語企業 “沉住氣、做扎實",從追趕逐步實現并跑,未來甚至有望超越國外產品 —— 而這需要企業沉下心打磨技術,拒絕急功近利。
突破:TIE 新方法,解決氧原子測量難題
2023 年,熊教授團隊在《Journal of Physics》發表論文,提出 “臭氧全光解 TIE 方法",為等離子體診斷的測量誤差難題提供了新解法。
“診斷測量的核心是‘測準’,測不準的結果不僅無用,還可能誤導研究",熊教授解釋。傳統氧原子定量測量采用雙光子激光誘導熒光(TALIF)方法,需以氙原子為標定物,但二者本質不同,標定依賴理論數據,誤差是否存在、誤差多大,長期以來都是行業痛點。
為避開這一問題,熊教授團隊另辟蹊徑:既然測量氧原子,為何不用其自身標定?基于這一思路,新方法實現了氧原子自校正測量,從根本上提升測量準確性,為高活性等離子體成分的精準診斷提供可靠方案。
落地:儀器研發,瞄準便攜與場景適配
等離子體技術的應用早已突破實驗室,延伸至半導體工業、航空航天、生物醫學、食品保鮮等前沿領域。但熊教授指出,技術落地時,“關鍵參量的實時監測" 仍是一大難點。
在他看來,氣體溫度、電子參數、化學活性是掌握等離子體物化特性的核心,其中電子參數與關鍵化學成分的測量難度最高。“過去我們常把等離子體當‘黑盒子’,看效果調參數,卻不清楚內部原理",熊教授說,這正是實時監測的重要性所在 —— 只有明確關鍵參量,才能真正掌握技術應用的核心邏輯。
這一需求也為儀器研發帶來新靈感:工業現場需要的不是復雜笨重的實驗室設備,而是 “緊湊、便攜、易操作" 的工具。“儀器必須融入應用場景,方便工程師使用",熊教授強調,這是科學儀器從 “科研級" 走向 “產業級" 的關鍵。
展望:未來 5-10 年,兩大領域成產業化重點
談及低溫等離子體未來 5-10 年的產業化前景,熊教授給出清晰判斷:國家重點扶持領域將率*突破,民生領域潛力可期。
首*其沖的是半導體行業。“這是國內熱門、也急迫需要發展的領域",熊教授表示,等離子體技術在半導體制造中的應用需求旺盛,將成為產業化核心增長點。其次是航空航天領域,尤其是電推進技術的發展,離不開等離子體技術支撐,這也是國家戰略層面的重點方向。
民生領域中,生物醫學是熊教授眼中的 “潛力股"—— 盡管醫學應用對安全性、穩定性要求*高,產業化周期可能更長,但 “未來一定會有一席之地"。此外,溶液相關的等離子體應用,也有望在細分領域實現突破。
對科學儀器企業而言,這些產業化方向意味著新的市場機遇:圍繞半導體、航空航天的高*監測儀器,以及適配生物醫學、民生場景的便攜設備,都將是未來發力重點。
協同:產學研,高校筑基 + 企業賦能
憑借與國家電網等企業的合作經驗,熊教授對產學研的理想模式有清晰認知:“高校做高校的事,企業做企業的事,各司其職,協同創新。"
在他看來,高校的核心任務是提供基礎支撐:厘清儀器工作原理、開發理論模型、搭建功能樣機 —— 即便 “粗糙但能實現功能" 的樣機,也是為產業化打下的關鍵基礎。企業的優勢則在工程化與市場化:在高校樣機基礎上,優化設備可靠性、智能化水平,簡化操作流程,讓儀器更適配終端用戶需求,最終實現技術商業化落地。
這種 “高校筑基、企業賦能" 的模式,既能避免高校陷入工程化細節,也能讓企業少走技術彎路,是產學研深度融合的*優路徑。
愿景:建共享平臺,推動領域共同發展
談及團隊未來規劃,熊教授提到核心目標 —— 搭建國*首* “共享的綜合等離子體診斷平臺"。
他解釋,當前等離子體診斷設備昂貴、維護門檻高,許多研究團隊因資源限制無法開展診斷研究。若能建成共享平臺,讓不同方向的學者按需使用設備、共享技術,既能降低科研成本,也能促進跨領域交流,推動整個等離子體診斷領域的發展。
從個人與領域的結緣,到國產技術的破局;從技術突破的細節,到產業未來的藍圖;從對產學研的思考,到團隊發展的愿景 —— 熊教授的分享,既展現了科研工作者的專業與熱忱,更勾勒出我國等離子體診斷技術從 “跟跑" 到 “并跑" 再到 “領*" 的清晰路徑。
未來,隨著國產儀器崛起、產學研深度融合,以及共享診斷平臺落地,我國等離子體技術必將在更多領域綻放光彩,為科技自立自強注入新動力。
【致卓立漢光的同行者】
感恩相伴,不負信賴!
【熊老師簡介】

熊青,重慶大學教授、博士生導師,等離子體先進診斷與應用實驗室(Lab-APDA)負責人, 從事非熱等離子體的激勵與控制、在線原位診斷、等離子體應用研究,主要包括:氣體放電過程及機理、氣/液與氣/固界面相互作用、激光與等離子體相互作用等。主持多項國家自然科學基金(3項)、省部級及企業科技研發項目(5項),以第一作者或通訊作者身份發表期刊論文70余篇,參與英文專著1部,國際/國內學術會議邀請報告10余次,2014年獲湖北省優秀博士論文。
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