矢志科研 勇攀高峰

作者:冉盛网 时间:2019-12-02 10:01:29

王琰(受访者提供)

 

   一位1989年出生的襄阳小伙,搭建了世界上最快的表面等离子体电化学显微镜,将免标记显微镜检测速度的极限提高至纳秒级;他开发的一套检测方法以及相应的配套软件,可以大大提高败血症患者的存活率;凭着刻苦钻研,他在美国取得了不少专利。他就是王琰,在全球著名的阿斯麦公司任高级光学工程师,主要从事纳米精度级高度检验系统设计、光学成像工装设计等工作。

   在美国求学、工作已六年,由于科研任务重,这些年来王琰仅回国两次,但他仍时时关注着家乡。

 

   兴趣是最好的老师

   王琰上小学时,家里就买了电脑。他的父亲是一名教师,王琰从小跟着父亲拆装电脑、电视机、游戏机。“我个人比较喜欢新奇和前沿的东西,这也影响了我后来的科研发展方向。”王琰介绍,2006年夏天,他的高考成绩排在全省理科第52名,最终,他选择了设有微电子专业的北京大学。“在北大读书期间,我对新型半导体的器件和材料方面产生了比较浓厚的兴趣。”王琰说,现在特别热门的钙钛矿电池的前身是新型太阳能电池,2010年左右,他在北大读硕士期间就选择了研究它。这种太阳能电池结构简单,制造成本低,适合大规模加工和生产,但是当时唯一的不足就是电池效率不高。

  王琰的导师研究的主要方向,就是如何提高太阳能电池的效率。王琰跟着导师,了解太阳能电池的工作原理,试验了很多材料,使用了很多检测手段,测试器件在什么情况下可以达到最优的工作状态。最终,经过两年多的研究,王琰改进了这种太阳能电池的结构,使电池效率提高到7%,在当时属于领先水平。

   为了在光学领域学到更多的东西,王琰来到美国亚利桑那州立大学,攻读博士,主攻新型光学检测和传感方向。

   在美国,他的导师陶农建在学界享有很高的声誉。跟着导师,凭着自己务实、脚踏实地的付出,王琰做出了不少国际领先的科研成果。

 投身科研事业

 去了美国后,王琰惜时如金,全身心投入到科研中。在读博士期间,他取得了突出的科研成就——搭建了世界上最快的表面等离子体电化学显微镜,将免标记显微镜检测速度的极限提高至纳秒级,同时大幅度提升了信噪比。该科研成果的论文发表在《美国化学会志》上。

  另外,王琰设计并集成了微阵列打印和表面等离子光学成像系统,研发出了相应的软件,这套系统可以在打印液滴的同时,实时检测液滴中的免疫反应。这个装置可以大幅度降低样品的使用量,通俗地说,类似于用一滴血检测很多项目。王琰为这套系统申请了专利,并且获得了美国政府的SBIR基金支持。

  之前,败血症在3个小时内如果没有得到及时治疗,患者死亡率达70%,王琰开发了一套酶联反应新型的检测方法以及相应的配套软件,20分钟之内就能将相关指标检测出来,大大提高了败血症患者的存活率。王琰的这项成果发表在《ACS纳米》期刊上。

  短短时间内,取得如此佳绩的“秘诀”是什么?王琰简单地概括:“今日事,今日毕。”

  读博士时,王琰学的是交叉学科,经常学习到凌晨一两点。做实验时,每天从早晨9点到晚上10点,都在实验室度过。有一次,他做实验忘记了时间,出来发现已经是早晨7点了。

  2018年9月,王琰加入阿斯麦公司。该公司是全球光刻机领域龙头企业,也是唯一一家生产极紫外光刻机的公司。因为设备对于高度特别敏感,一旦有稍微偏移,检测出的数据就是错误的,甚至影响产品的生产进度,造成不可估量的损失。因此,高度的检测和传感就显得尤为重要。作为一名高级光学工程师,王琰设计了新的光学传感高度检测系统,这套系统可以达到纳米级的检测精度。他还提出了一些新型检测手段和测量方法,目前已有4项专利正在提交申请。

  为襄阳企业点赞

  高中毕业后到北京求学,之后漂洋过海,虽然回襄阳的次数很少,但王琰每次回来,都会留心观察。襄阳城市面貌日新月异,给他留下了很深的印象。

  王琰说,在光学设计领域,襄阳不乏拥有强劲实力的企业,比如新华光生产的玻璃,远销海外,许多相机镜头、显微镜里面的镜片都由这家企业提供,口碑相当不错。他所在的美国公司用的玻璃材料,基本上都是从襄阳新华光和四川成都的一家企业里选的。“襄阳工业的未来是光明的。”王琰说,襄阳地理位置好,交通便利,是中国新兴的工业城市,非常适合做事业。