蕙質蘭心 勤思敏行
——記國家大型科學儀器中心—北京電子能譜中心副主任姚文清
“景昃鳴禽集,水木湛清華。”美麗的清華園作為中國乃至亞洲最著名的高等學府之一,在長達百年的辦學歷史中,培育出了眾多精英,為我國的建設發展做出了不可磨滅的貢獻。筆者眼前這位優雅從容、學識淵博的女性高級工程師姚文清,正是一名在清華大學浸潤多年的優秀學者。自1995年以來,她一直從事固體材料表面結構化學、納米薄膜材料、環境催化材料等方面的研究,在該領域可謂是巾幗不讓須眉。姚文清不僅是清華大學分析中心高級工程師,還擔任著國家大型科學儀器中心—北京電子能譜中心副主任和清華大學分析中心表面分析室主任等重要職務,取得了卓越的成績。
堅持表面分析儀器方法學研究,制定12項國家標準
在表面分析領域,如何應用表面分析技術對納米材料進行準確表面結構分析,并擴大應用功能范圍是表面分析技術領域發展的重要目標,而表面分析方法標準的制定更是表面分析技術的重中之重。她從制定我國俄歇電子能譜儀第一個“GB/T 26533俄歇電子能譜分析方法通則”開始,針對俄歇電子能譜儀(AES)和X射線光電子能譜儀(XPS)進行了深入系統的研究,相繼開展制定了納米材料定性定量分析絕緣類樣品表面成分及化合態等12項表面化學分析方法國家標準,確定了儀器能量標不確定度等大型表面分析科學儀器校正校準方法,建立了國家實驗室認證認可、計量認證資質認定的檢測依據。2016年,作為我國唯一代表參加由國際標準委員會組織的俄歇電子能譜的國際標準制定工作,同時在中、日、美6個實驗室間的實驗比對中,測定結果最接近實際值,為共同完成的國際標準ISO/TR 22335 -2007奠定了實驗基礎。目前表面化學分析國家標準共發布36項。
姚文清在追尋科學真理的道路上步履不停、忘我前行,在科技部、國標委等多個項目中擔任項目負責人。多年來,姚文清的研究方向主要為納米薄膜材料表面化學結構及環境催化材料的高效技術。研究成果在Applied Catalysis B-Environmental、Physical Chemistry Chemical Physics 等高水平國際期刊發表SCI收錄論文90余篇,國家發明ZL授權和申請5項,論著2部(分獲中國石油和化學工業優秀出版物獎·圖書獎:2016年一等獎,2010年二等獎)。科研工作獲得國家自然科學獎:2011年二等獎(第四完成人),教育部自然科學獎:2016年一等獎(第二完成人)、2007年二等獎(第二完成人)、2010年一等獎(第四完成人),環保部環境保護科學技術獎:2015年三等獎(第三完成人)。
落實國務院文件精神,提升科學儀器利用率
國務院2014年70號文《國務院關于國家重大科研基礎設施和大型科研儀器向社會開放的意見》中明確指出:“力爭用三年時間,基本建成覆蓋各類科研設施與儀器、統一規范、功能強大的專業化、網絡化管理服務體系,科研設施與儀器開放共享制度、標準和機制更加健全,建設布局更加合理,開放水平顯著提升,分散、重復、封閉、低效的問題基本解決,資源利用率進一步提高。”
身為一名責任感和使命感并重的優秀學者,姚文清對國務院的這一重要文件有著深刻的理解。她認為,雖然目前我國科研設施與儀器規模呈持續增長態勢,覆蓋領域越來越廣,技術水平也在不斷提升,但卻存在著利用率不高、閑置浪費現象較為嚴重、專業化服務能力不足等問題。針對這些實際情況,姚文清順應文件精神,從國家大型科學儀器中心—北京電子能譜中心著手,以方法學研究和分析儀器研制為導向,通過學科的研究促進新的分析方法的建立,充分發揮科研設施與儀器對科技創新的服務和支撐作用。
另外,姚文清作為國際標準化委員會表面化學分析分委員會委員、全國微束分析標準化委員會表面化學分析分技術委員會副主任、北京理化分析測試協會表面分析技術委員會副理事長、高校分析測試中心研究會副秘書長、中國感光學會光催化專業委員會委員、東北大學秦皇島分校兼職教授等,還通過自建網站、微信公眾號等并借助各級平臺建立起科研儀器共享的通道,在為有需求的科研單位提供及時有效幫助的同時提升科研儀器的使用效率和開放水平,從而促進我國科研事業的持續發展。
為中國航天事業保駕護航
近年來,我國航空事業飛速發展,取得了舉世矚目的成績,空間科技領域成為了我國國家發展的重要戰略領域之一。但直接暴露在外太空環境中的電子元器件在長期運作過程中所發生的失效問題,始終是空間科技領域的一個技術難題。對此,姚文清說:“如何快速地評價早期失效的元器件,是提高航天用元器件可靠性的關鍵問題。”
針對這一瓶頸,姚文清承擔了科技部創新方法工作專項項目“新型功能材料的理化性能分析表達方法及應用”,并于2015年順利完成,該項目通過分析元器件失效原因解決關鍵重大需求,實現了減少和預防同類器件材料的失效現象重復發生。
姚文清詳細介紹道:“利用表面分析技術針對表面材料在腐蝕過程中的界面狀態和化學反應,尋求積極的早期腐蝕診斷方法,目前已經取得了一定的研究成果。其中,關于俄歇電子能譜、X射線光電子能譜表面分析方法檢測和缺陷危害性的微觀評價方法已經轉化為國家標準,并應用在表面化學分析的能力驗證、日常檢驗及仲裁分析中,規范統一了相關分析方法,使得相關檢測數據的可比性增強,并為存在爭議的樣品提供了仲裁檢驗方法。”相關研究成果持續多年為總裝備部相關部門提供技術研究報告,為緩解這一技術難題提供了強有力的理論依據。
目前,姚文清的這一項目成果不僅應用于我國的航天事業,還被多家半導體生產企業所青睞,其中包括了軍工、獨資、合資及國有大型企業。它不僅為企業產品質量提供了安全保障,解決了產業中突出的技術難題,提高了工藝水平,還為信息、生物、航空、航天、新能源及相關產業的高性能穩定材料提供了保證,有利于推動我國新材料產業發展所需的分析測試方法開發與應用向更高和更深層次發展。
在科研工作中,姚文清是一位嚴謹的學者;在團隊管理中,姚文清是一名有魄力的領導者;在家庭生活中,姚文清是一個慈愛的母親。她將事業與家庭兼顧得非常周到,在各個方面都堪稱榜樣。希望在未來的日子里,這位蕙質蘭心的女性科研工作者能夠通過學科的研究促進新的分析方法的建立,為推進表面科學研究和表面分析技術的發展不斷做出努力,取得更加輝煌的成績!
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姚文清,清華大學分析中心高級工程師,國家大型科學儀器中心—北京電子能譜中心副主任,清華大學分析中心表面分析室主任。先后獲得北京理工大學工學學士和清華大學工程碩士,并做為高級訪問學者到訪香港理工大學訪問研究。
研究方向為納米薄膜材料表面化學結構及環境催化材料的高效技術,作為項目負責人承擔科技部、國標委等項目多項。在Scientific Reports, Applied Catalysis B-Environmental, Physical Chemistry Chemical Physics 等高水平國際期刊發表SCI收錄論文90余篇,制定國際標準1項、國家標準12項,國家發明ZL授權和申請5項,論著2部(分獲中國石油和化學工業優秀出版物獎·圖書獎:2016年一等獎,2010年二等獎)。科研工作獲得國家自然科學獎:2011 年二等獎(第四完成人),教育部自然科學獎:2016年一等獎(第二完成人)、2010年一等獎(第四完成人),環保部環境保護科學技術獎:2015年三等獎(第三完成人)。
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