光启超材料产业化迈向新阶段向行业开放测试服务

5月12日，第二届全国超材料大会在美丽的六朝古都南京拉开帷幕。本次会议大会由中国材料研究学会超材料分会、中国物理学会电介质物理专业委员会和中国电子学会元件分会联合主办。旨在推动我国超材料理论研究、设计与制备研究、器件应用研究;增进超材料学术界和工业界之间的学术交流、技术交流与应用推广;促进我国超材料研究的知识创新、技术创新以及应用发展。

　　光启作为国内唯一一家将超材料技术形成产品并大规模应用于尖端装备领域的企业受邀参加此次大会。光启联合创始人、深圳光启高等理工研究院副院长季春霖博士在大会上分享了光启超材料从实验室研究到工业体系建立的完整发展历程，并展示了光启十余年的科研成果。

超材料是新一代装备的重要技术

　　超材料是一种特种复合材料或结构，可通过对材料关键物理尺寸上进行有序结构设计，使其获得常规材料所不具备的超常物理性质。

　　1968年，前苏联理论物理学家Veselago提出负折射假想，但在自然界中却并未找到这种材料的存在。在本世纪初，英国帝国理工学院的John  Pendry提出了用人造微结构实现负折射现象，而后经过科学家们反复探索与求证，2001年大卫•史密斯教授用超材料实现了负折射现象并且随后发表在《科学》杂志上，引发学术界高度关注和议论，推动了超材料学科的建立。

　　随后超材料引发全球广泛关注。2005年，波音公司通过制造与测试，进一步验证了负折射率超材料理论;2006年美国杜克大学团队用超材料微结构展示了对光学变换的近似实验模型，在《科学》杂志发表，2009年刘若鹏院长以及季春霖院长等在《科学》杂志上发表宽频带的电磁调制技术，解决了超材料大规模和大带宽的设计，推动了超材料从科学向技术的转化。

　　其中，美国《科学》杂志将超材料技术列入本世纪前10年的10项重要科学进展之一，《Materials  Today》杂志在2008年将超材料评为材料科学50年中的10项重要突破之一。我国政府对超材料技术予以了高度关注，分别在 863 计划、973  计划、国家自然科学基金等科技计划中予以立项支持。在电磁黑洞、超材料技术介质基超材料，以及声波负折射等基础研究方面，已取得原创性成果。

　　季春霖院长在大会上表示，历经十余年的发展，光启成功将超材料产业的原材料、工业设计、电磁设计研究、生产制造检测、工艺方法研究、终端产品制造商以及最终使用者七大模块打通，并成为了我国超材料领域基础研究与工程化、产业化的主要推动者之一，将超材料结构件产品大规模地应用于我国尖端装备领域。

　　根据东方财富证券预计，我国尖端装备带来的超材料市场需求将从2022年的8.3亿提升至2024年的20.7亿以上，预计超材料在尖端装备市场的2022-2024年增长率分别为116%、61%、53%。

　　光启已完成超材料工业体系构建

　　光启通过十余年时间，率先构建了完整的超材料工业体系，从“0到1”地将超材料从实验室推向产业化，并形成全产业链的环节制造。除了能够快速装备新一代尖端装备，大幅提升装备性能外，更关键的是，也为其他超材料技术领域提供了产业化参考样本。

　　季春霖院长介绍说，自2011年科技部依托深圳光启高等理工研究院成立超材料电磁调制技术国家重点实验室以来，共计投入资金约2亿元，承担国家863计划、国家重点研发计划等各类科研项目30余项，引进和培养博士后100余名。

　　季春霖院长说，在这十年时间里，光启历经四个发展阶段，由最初的第一代超材料研发及试制，发展到了当前的第三代超材料的规模应用，并预计在2023年实现第四代超材料大规模应用。

　　光启从2012年发展至今，期间实现了海量的超材料制造，在超材料技术研制过程中，共制造了55.24吨的超材料，共检测了33.05亿个微结构;累计完成产品在研制过程中的电磁性能测试12.8万件，实现了从底层材料到超材料成品、电磁性能力学强度等综合性能测试的全覆盖。“海量的数据积累也为我们下一步设计提供了重要技术支撑。而且在超材料的研制过程中，测试覆盖到了电磁性能、力学性能等。”同时，光启在超材料专利申请方面也走在了行业前列，从成立至今一直致力于大规模的专利覆盖，2000多项的授权在整个行业也居于领先地位。

　　向行业开放超材料性能测试能力

　　最后，季春霖院长向大家展示了光启强大的超材料性能测试能力，同时表示，光启充分利用产业化领域的优势，将向行业提供三类电磁力学性能检测服务。

 第一类是低频远场天线测试系统，最低的频率范围可达到0.1GHz，静区尺寸4米。“这么低的频率在国内是为数不多的，也是唯一一个可对外提供服务的测试系统。”

　　此外，多探头的测试系统频率范围最低可测到0.2GHz，最高18GHz。它是亚洲最大的多探头球面进场测试系统，能测试全类型天线以及一些雷达和雷达罩，同时待测目标尺寸可达到8米。

　　第二类是电磁参数特性测试系统，频率范围最低到0.1GHz，最高40GHz;材料反射率测试系统频率范围在1～40GHz，并兼容超材料微结构S参数测试功能。

　　第三类是电磁散射特性测试，光启具有超高精度、超高效率的散射特性测试紧缩场，频率范围最低到0.3GHz，静区尺寸可达到7米。

　　超材料产业方兴未艾

　　季春霖院长表示，超材料产品本身门槛较高，光启也探索了很长时间，逐渐在尖端装备领域打开突破口，包括在前期的尖端装备产品的探索中，也经过了尖端装备产品的不同发展阶段，发现超材料是未来尖端装备里面的一个必然的选择。

　　“超材料是一个方兴未艾的产业，目前从事的企业还不是很多，但是我相信国内有很多企业也都在关注这一领域。相信在国内政策的大力扶持，以及现场各位专家的共同努力下，未来超材料的应用范围肯定会越来多，产品越来越丰富，所以超材料还是一个朝阳的产业，它依旧位于产业最初的发展状态。”同时，季春霖院长也向现场的各大院校的学生发出邀请，“光启现在承接了很多国家的重大项目，也有很多从基础研究到工程应用的工作机会，在此我们也诚挚邀请现场的各位青年才俊加入到光启这个大家庭，为超材料行业发展，尤其是为超材料在我国尖端装备的产业化发展做出贡献。”

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