導(dǎo)語：
北京時(shí)間2017年10月，第14屆“等離子基離子注入和沉積技術(shù)國際學(xué)術(shù)會(huì)議”（the 14th International Conference on Plasma Based Ion Implantation & Deposition PBII&D 2017）在上海召開，期間我校機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院李劉合教授團(tuán)隊(duì)博士研究生許億的學(xué)術(shù)論文榮獲最佳展板獎(jiǎng)（“Best Poster Award”)。該項(xiàng)成果中首次提出了EGD-PIII＆D管內(nèi)等離子體放電過程中的自增強(qiáng)等離子體放電效應(yīng)，并研究了該效應(yīng)的控制規(guī)律，得到了PBII&D2017組織委員會(huì)、與會(huì)國內(nèi)外專家的高度評(píng)價(jià)。
科研背景：現(xiàn)有技術(shù)的局限
低溫等離子體表面改性，是一種融合了物理、化學(xué)等交叉學(xué)科知識(shí)的前沿技術(shù)。目前，這一技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥學(xué)、環(huán)境科學(xué)、輕工紡織等領(lǐng)域，但其在管狀工件內(nèi)壁應(yīng)用時(shí)仍存在著重大局限：對(duì)于內(nèi)徑較小且長徑比較大的管狀工件來說，外部等離子體難以進(jìn)入管狀工件內(nèi)部，等離子體在其內(nèi)部也難以發(fā)生。
然而，管狀工件作為機(jī)械化工、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域產(chǎn)品的關(guān)鍵部分，其性能極大程度上影響著產(chǎn)品的功能發(fā)揮。以人造血管為例，目前世界上雖然存在內(nèi)徑小于3mm的人造血管，但因其使用壽命過短，應(yīng)用效果通常不盡如人意。因此，對(duì)管道內(nèi)壁進(jìn)行涂層或改性，以延長管道的使用年限、拓寬應(yīng)用領(lǐng)域，成為了該領(lǐng)域研究者所共同關(guān)心的問題。
人造血管模型
科研成果：制造技藝的革新
EGD-PIII&D裝置是許億博士導(dǎo)師李劉合教授的專利，一次偶然的機(jī)會(huì)，許博士發(fā)現(xiàn)利用裝置點(diǎn)狀陽極和大面積陰極靶的獨(dú)特設(shè)計(jì)，可以在實(shí)驗(yàn)中制造出足夠數(shù)量和能量的二次電子。這一現(xiàn)象引發(fā)許億博士聯(lián)想到，它能夠作為管內(nèi)等離子體的發(fā)生和維持的荷能粒子源?；诖?，許億博士首次提出將電子聚焦電場(chǎng)增強(qiáng)等離子體基離子注入/沉積（EGD-PIII＆D）技術(shù)應(yīng)用于管內(nèi)等離子體的產(chǎn)生，破解了內(nèi)徑較小且長徑比較大的管狀工件內(nèi)離子體難以發(fā)生的問題，因而得到了“等離子體基離子注入及沉積”領(lǐng)域最高水平國際會(huì)議PBII&D的高度認(rèn)可。
EGD-PIII&D 裝置示意圖
管內(nèi)壁DLC薄膜沉積過程中自增強(qiáng)等離子體放電效應(yīng)主要過程
許億博士的研究，目前已進(jìn)展至能夠利用EGD-PIII＆D技術(shù)，在內(nèi)徑細(xì)至0.8mm、長超過100mm的石英毛細(xì)管的內(nèi)壁沉積了DLC薄膜，并將該技術(shù)拓展至螺旋管、C形管等異形管內(nèi)壁薄膜的沉積。此外，許億博士針對(duì)管內(nèi)壁DLC薄膜沉積過程中初始階段注入電流快速增長的現(xiàn)象，研究了管內(nèi)壁材料對(duì)等離子體放電的影響，揭示了自增強(qiáng)等離子體放電效應(yīng)，又對(duì)管內(nèi)壁涂層不均勻的問題設(shè)計(jì)了多項(xiàng)試驗(yàn)，最終掌握了管內(nèi)壁DLC薄膜沉積過程中氣體流量和電壓大小對(duì)薄膜均勻性的影響規(guī)律。
直管和異型石英管內(nèi)壁沉積DLC薄膜前后對(duì)比圖
科研心得：積累+細(xì)節(jié)=成功
在談及自己成功的背后，許億博士最大的感悟，就是科研人員應(yīng)當(dāng)盡可能豐富自己的知識(shí)儲(chǔ)備。研究者必須要去閱讀大量的文獻(xiàn)，熟悉所在領(lǐng)域國內(nèi)外前沿，才能一方面避免重復(fù)他人已經(jīng)實(shí)踐的工作，提升研究的回報(bào)率；另一方面，從他人的成果中不斷汲取靈感，可以啟發(fā)自己探索出解決問題的新思路。
在研究電子聚焦電場(chǎng)增強(qiáng)等離子體離子注入且沉積問題的同時(shí)，許億博士還進(jìn)行過質(zhì)點(diǎn)網(wǎng)格法/蒙特卡洛算法（PIC/MC）及高能脈沖磁控濺射技術(shù)（HiPIMS）等方向的研究，并發(fā)表過3篇SCI-Q1區(qū)論文、1篇EI論文。對(duì)此，許億博士表示，科研中應(yīng)當(dāng)不放過任何細(xì)節(jié)之處，只有把握住每一次實(shí)驗(yàn)所帶來的機(jī)遇，不斷深入、融匯貫通，才能夠?qū)崿F(xiàn)事半功倍的效果。
許億博士
結(jié)語：
新的技術(shù)和方法往往能帶來一系列產(chǎn)品的革新，許億博士關(guān)于毛細(xì)管內(nèi)壁涂層方法的改良，對(duì)于機(jī)械化工、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域都將產(chǎn)生一定影響。雖然已經(jīng)在國際會(huì)議上嶄露頭角，但許億博士的科研之路卻絕不會(huì)止步。在北航建設(shè)世界一流大學(xué)的征程中，我們也期待有更多創(chuàng)新人才的涌現(xiàn)。
策劃/文案：張金星、李培源
設(shè)計(jì)：楊彥卓 技術(shù)：曹嘉輝 英文編輯：李明珠
鳴謝：機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院、許億博士
編審：北航門戶網(wǎng)站總編總監(jiān)工作室
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