日前，落户浒墅关近两年的苏州市产业技术研究院电子功能材料技术研究所一批项目先后进入工程化阶段，部分项目突破行业关键技术，有力推动国家相关领域科技自强。
颠覆性技术，有效提升产业能级
提起电材所，在行业内最受关注的是其明星项目“具有超高压电性能的透明铁电单晶的研发及产业化”，该项目在今年由国家科技部主办的首届全国颠覆性技术创新大赛总决赛中获得大赛最高奖优胜奖。
超高压电性能透明铁电单晶究竟有多牛？此前，该技术成果在国际权威期刊《Nature》上发表，并入选2020年中国科学十大进展，去年产品受邀参展国家“十三五”科技创新成就展，获得各界高度认可。
据电材所常务副所长栾鹏介绍，超高压电性能透明铁电单晶同时实现了高压电性和高透光性，突破了长期以来二者难以共存的国际难题。这种材料可大幅提升光声成像系统的成像分辨率，为研制高性能电光调制器、光学相控阵和量子光学器件提供了一种全新的关键材料。“所里正围绕透明铁电单晶研发相关器件，基于透明铁电单晶开发的电光调制器、光声传感器、调Q开关等一批器件，目前已进入工程化阶段，预计明年迈入产业化。”
据了解，其中的电光传感器主要运用于激光雷达、量子通信等前沿技术领域。在长距离通讯领域，随着超宽带、云服务、人工智能等应用场景的涌现及发展，对电光传感器的电光性能提出了更高要求。“基于透明铁电单晶的电光传感器，相比市场主流的电光调制器产品，具有尺寸更小、驱动电压和插入损耗更低等优势，可有效促进器件的小型化和集成化发展。”
而光声传感器是光声成像系统的核心器件。“光声成像是近年来发展起来的一种非入侵式和非电离式的新型生物医学成像方法，由于成像精度高，主要应用于细胞、血管、胃肠等检测。”栾鹏介绍，光声传感器的探测灵敏度高度依赖透明材料的压电性能。目前，电材所已研发出光声传感器样机，回波测试领先于市面主流产品。
创新自强，解决国产替代难题
据栾鹏介绍，电材所当前有8个项目处于工程化阶段，其中2个项目完成首轮融资，正进入产业化准备。
耐高温环境压电材料换能器（简称“高温换能器”）便是启动公司孵化的两个项目之一。该产品主要运用于石油测井、电力、核电等领域，为以上行业的高温传感模块提供技术支撑。目前，电材所与国内石油测井相关龙头企业合作，开发面向260℃高温环境的压电陶瓷及换能器产品。该产品的问世，也将实现石油测井领域高性能高温换能器的国产替代。
据了解，研发国产高温换能器是国内石油行业最迫切解决的技术难题之一。由于石油测井越来越深，在万米以下的深井中需使用耐高温200℃以上的超声换能器。而国内由于材料端问题，常规测井换能器仅可承受170℃左右高温，深井探测只能租借国外设备。电材所研发的高温换能器，不仅可支持350℃高温使用环境，其压电系数更远高于市面常规产品。
“石油测井钻头除了要面临高温，还要应对强压和腐蚀性气体，传感器的灵敏度直接影响测井的准确性。”栾鹏介绍，“耐高温环境压电材料换能器具有远高于市面常规产品的压电系数，通常压电系数越高，意味着产品的能量转换效率也越高，超声反射信号更强，测井分析的准确性也就越高。”
包括耐高温环境压电材料换能器项目在内，栾鹏介绍，目前电材所共有3个项目突破行业关键技术，相关产品将用于汽车电子、通讯基站等领域，满足国家重大战略和重点领域转型升级需求。
科技改变生活，温暖消费领域
电材所不仅开发了众多“高冷”的适用于高端产业领域的项目，也有无限“亲近”消费市场的项目。如超声骨修复项目，未来或将在消费者市场拥有可观的顾客规模。
超声骨修复项目的研发初衷是解决航天员在轨期间骨质流失的问题。 “在太空极端失重情况下，宇航员失去负重、抗阻等影响后骨质将快速流失。目前航天员只能借助特殊重力模拟装置，通过运动锻炼骨骼和肌肉。”项目负责人王三红在获知国家航天员中心的需求后沉入思考，是否能开发一个设备，航天员躺着就能避免骨质流失？
这就有了如今处于工程化阶段的超声骨密度恢复仪。“产品将通过特定超声波对使用者骨骼施加压力，产生表面电荷，从而促进钙离子和碳酸根离子结合，使骨头更容易吸附钙，促进骨骼生长。”王三红介绍，该产品相比医院里常规的大型设备，整机仅手机大小，具有便携等优点。同时安全计量范围内的超声对人体安全无害，运用超声对骨头的微弱刺激产生骨效应，超声骨修复是一个安全的理疗项目。
目前，超声骨密度恢复仪已完成调试，接下来将根据临床数据作进一步测试。王三红表示，该项目不仅在航天领域，在消费者市场也将拥有广阔前景，“除了宇航员这个特殊群体，绝经期妇女是骨质流失最快的群体，也是最易患骨质疏松的群体，未来产品上市后将有效服务广大女性群体。”
创新是引领发展的第一动力，在浒墅关，一批包括电材所在内的创新产业化基地坚持创新引领，突出产业主攻，不断壮大特色产业集群，努力打造浒墅关高质量发展动力引擎。（浒萱 施天玲）
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