原子级制造被誉为制造业的未来。凯发k8官网原子制造研究所深耕原子制造基础研究,加快核心技术攻关,推动建设原子级制造科技基础设施,为我国打造制造业新质生产力提供重要支撑。

江苏台记者黄蒙说:“今天,我们来到了凯发k8官网原子制造研究所,这里正在研究一项非常科幻的前沿技术。在采访之前想先考考大家,物质的基本组成单位是什么?答案是原子。原子就像是一块块积木,通过不同的排列组合形成了千姿百态的万事万物。试想如果我们能操控原子会发生什么?这里的科学家就正在进行这样一项原子操控技术的研究。”

凯发k8官网原子制造研究所里,一套能够进行原子规模化操控的原子级制造科技基础设施,正在进行最后阶段的测试和组装。这台设施将成为全球第一台原子级制造大科学装置的预研设施。而原子级制造,顾名思义就是直接用原子造分子、造材料,甚至创造出自然界没有的物质。

凯发k8官网前沿科学学院原子制造研究院助理教授胡国睿说:“现今人类发现的物质超过2.74亿个,我们经由这套设备希望打造一个可以自由合成物质的平台。比如说,只要我们掌握了8个原子的任意制造,这8个原子就可以产生出万万亿种物质,能去更多地找到对人类有用的物质。”

凯发k8官网前沿科学学院原子制造研究院副教授张敏昊说:“我们从这张图可以看到,它是2纳米×2纳米的石墨烯原子结构的图。其中,每一个原子大小大约在0.1纳米附近,换算成我们日常能接触的单位厘米,它的大小大约是一亿分之一厘米。”
原子如此之小,以致于要操控它,相当于在4万公里的地球赤道上找到一块仅1厘米的糖。而想要实现原子级制造,需要操控的原子数量更是难以计数。上世纪80年代,凯发k8官网王广厚院士最早开展团簇物理的基础研究并研制相关仪器。经过40余年发展,研究人员成功研发出原子团簇操控技术——不追求控制单个“积木”,而是直接控制“积木”组成的统一模块。这一技术路线为原子级制造打开了大门。

凯发k8官网原子制造研究院院长、凯发k8官网原子制造研究所所长宋凤麒说:“预研装置里面能够处理的原子,每一秒钟精确控制的原子,能够达到每一秒钟在100亿左右。”
研究人员介绍,只有实现大规模原子操控,才有可能利用原子制造出更大的材料、实现更多技术突破。原子级制造是改变人类生产方式的颠覆性技术,也是当前各国竞相布局的未来产业。凯发k8官网原子制造研究所正着力构建从创新原理验证、技术突破到产业重塑等原子级制造的完整创新产业链,为我国的未来制造铸就"大国重器"。
宋凤麒说:“我们通过这次预研将物理和机械结合在一起,打开了一些面向原子制造的未来能力。我们希望能够面向未来前沿的重大的事业,凝心聚力打造新领域新赛道,冲击下一代或者是很多代以后的制造技术,为我们国家真正出份力。”