本文转自：新华日报探访“国之重器”纳米真空互联实验站——漫步“太空环境”|漫步“太空环境”，纳米材料打开新世界本文转自：新华日报

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探访“国之重器”纳米真空互联实验站——
漫步“太空环境” ，纳米材料打开新世界

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纳米真空互联实验站内景。（受访单位供图）
□本报采访人员蔡姝雯张宣实习生孙广哲
纳米有多小？一根头发丝的直径约为5万纳米。随着科学技术的发展，纳米材料的应用越来越广泛，但传统的研究与制造技术在面向纳米材料与器件的时候遇到极大挑战，必须有一种变革性的技术路线来满足纳米材料与器件的制造。
我省尖端技术创新的重要源头——纳米真空互联实验站（Nano-X）由此应运而生。纳米真空互联实验站是世界首个集材料生长、器件加工、测试分析为一体的纳米科技真空互联综合实验装置，作为目前世界上最大的真空互联科研装置，它极大地提升了纳米级器件研发和制造的效率。
不久前，《科技周刊》采访人员走进中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所（以下简称“中科院苏州纳米所”），现场探访纳米真空互联实验站，看看它是如何模拟“太空环境” ，打开纳米材料新世界的。
真空+互联，材料“生长”有了新平台
走进纳米真空互联实验站，仿佛进入电影中的未来科技世界——总长203米的银色超高真空管道纵横交错，将40台大型设备连接起来，磁性传输小车载着样品以3.2米/分钟的速度驶过真空管道内的轨道，并由管道外履带上的磁铁“导航”至各个设备节点……
为什么要在真空中进行材料研究？“目前集成电路硅基工业主要是在超净间内控制微尘颗粒等环境因素，但新型纳米材料需要一个干扰更小的制造环境来保证其本征性质，我们探索的是未来纳米器件制造变革性技术路线。 ”纳米真空互联实验平台主任张珽研究员称，这就像模拟太空的环境，在没有空气的情况下制造纳米材料和器件。为了达到超高真空环境，操作人员用多级泵组一节节抽取管道中的空气，从粗真空、低真空、高真空再到超高真空逐渐过渡。 “这些纳米材料和器件的样品可以通过真空管道的互联互通到达任意一个设备节点检测性能，最大限度地排除大气环境对材料与器件表界面的不利影响，保留实验材料和器件的‘原汁原味’ 。 ”
怎么在超高真空下传送和操作样品呢？纳米真空互联实验平台副主任李坊森研究员介绍，超高真空内主要借助磁力作用。样品通过机械手送进管道中，在超高真空的负压环境中巧妙地利用了磁力远程操作和运输。每段管道内有两辆带磁铁的小车，由智慧中控台自动化控制。用于检测材料性能的系统就“藏”在真空管道主轴线旁边立着的一只只黑箱子中。
“纳米真空互联实验站提供了一种变革性的技术路线，有利于突破阻碍纳米领域内基础研究和技术开发进一步发展的瓶颈，提升我国重大仪器设备的研制水平。这是一次前所未有的探索。 ”张珽说，纳米真空互联实验站是按国家重大科技基础设施标准建设的集材料原位生长、器件加工、测试分析为一体的重大科学装置，拟建设成国际上最先进的真空互联条件下材料、器件与装备原位综合研究平台。将依托体系化大平台的创新和集成优势，实现跨行业、跨学科、跨要素的技术集成创新，缩短和简化从基础研究、战略核心技术到应用开发的过程。
“建设的主要难点就是怎样实现所有设备互联互通，利用超高真空管道将设备像珍珠一样一个个串起来。 ”张珽回忆，大部分设备不符合管道互联互通的需求，就要科研人员自己动手改造；改造途中，核心部件和转接系统的设计又提出了技术上的巨大挑战。