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最美工程技术人员 | 蔡华：在特种材料实验室见“微”知著 压担成长
来源：中国建材总院 发布时间：2024-08-01新时代是奋斗者的时代，工程技术人员是科技成果落地的重要执行者。他们用智慧的思维和勤劳的双手演绎了一个个奇迹；面对难题，他们专啃“硬骨头”，让一个个困难成为提高技术和能力的动力，让一个个项目高质量完成，他们就是中国建材最美工程技术人员。
蔡华，中国建材总院北分建筑材料行业特种光电材料重点实验室主任
小小的多孔玻璃薄片汇集了大大的集成智慧
“我与微通道板相识于2014年底的一次材料微纳表征与综合性能剖析，自此也开始了我探索解决微通道板领域的一个个有趣问题、见‘微’知著的旅程。”中国建筑材料科学研究总院有限公司北京分公司建筑材料行业特种光电材料重点实验室主任蔡华说。
微通道板（MCP）是一种精密的先进电子倍增材料，1964年，EvansD.S. 等人在美国NASA Goddard太空飞行中心的低能带电粒子探测装置上开展了极弱信号粒子的连续通道电子倍增试验，首次证实了MCP作为极端粒子探测用倍增材料可行性。此后，历经多年发展，具备了高增益、高时间分辨力、高空间分辨率、结构紧凑等优势，被广泛用于高能物理探测、空间天文探测、精密守时等领域。
从第一眼看到微通道板开始，蔡华就被这个小小的神奇魔法师吸引。从外形上看，MCP像是在一个1元硬币大小的玻璃上，均匀排布着有数百万个比头发丝的十分之一还细的微孔管道。
从功能上说，电子一旦进入 MCP 微孔管道，就像疯狂撞球游戏中的小球，小球撞击到管道壁会分裂成2个，2个分裂小球继续撞击管道壁会变成4个，不断重复直到变成一个数量庞大的小球军团，实现电子倍增信号放大，MCP是玻璃基微结构功能材料中的重要一员，也是多种国际先进的精密科学仪器、极弱信号探测器、多种重要装置的“心脏”。小小的一片多孔玻璃薄片，汇集了从玻璃到金属 / 薄膜设计与制造、从纳观到介观直至宏观的电学与电子学调制、从核物理到物理/化学的多领域交叠，汇集了大大的集成智慧，虽小但很重要， MCP材料性能进步，往往能带来探测器件的跨代式发展。
惟愿不负韶华践行初心
MCP 技术集成度高，其性能的改善往往需要多学科交叉综合解决。面对国家重大需求与电子倍增材料不断更迭演进的发展需要，自2014 年底进入总院玻纤院微通道板攻关研发团队起，她与同事们一起日夜兼程、攻坚克难，一边不断完善微通道板生产平台，一边攻克重大项目关键难题。“我们经常在国内各玻璃工业设计院、高性能测试表征院所与高校奔走，穿梭于实验室各个角落；办公桌就是我们的‘饭桌’，实验台就是我们的临时‘休息地’” 蔡华说。
2017年开始，面对我国高精度卫星导航系统的建设发展态势、针对新一代高能粒子超快探测系统应用急需，蔡华承担主持多项配套科研项目，不断学习优化个人的知识架构，结合个人在材料仿真设计优势与总院玻纤院培养的玻璃材料设计与制备知识储备，带领团队提出了利用“高表面束缚能玻璃”来提升微通道板（MCP）玻璃的耐离子轰击特性，相关技术授权国际发明专利1项，作为核心技术成功用于铯原子钟 MCP，使其工作寿命提升10倍，解决国产铯原子钟关键电子倍增材料的工作寿命“卡脖子”难题，服务我国导航卫星。她提出“势垒制约”机制改变材料本征导电特性，与团队成员一起，成功自主研发出“钌基高稳定MCP电子倍增材料”，攻克MCP温阻稳定性差的瓶颈，为解决新一代高能粒子超快探测系统的高精度实时诊断难题，提供核心材料支撑。“从无到有，路是坎坷的，团队成员们经常加班加点赶进度，废寝忘食进行技术攻关，但每一步的成功，也给了我们无比的自信。” 蔡华如是说。
在各级领导的充分信任与关心下，在承担完成国家重大项目的同时，蔡华也在不断总结凝练从事领域的科学问题，成功获批1项国家自然科学基金、1项省部级人才项目、1项北京市自然科学基金。
蔡华创新工作室
十余年来，她带领团队攻克了该领域的多项关键技术难题，在微结构功能材料方向上有所收获，先后获行业科技发明奖一等奖2项、中国建材集团科技发明奖一等奖3项，并于 2022年成功获批“十四五”国家重点研发计划“扩口微通道板”项目，成为中国建材总院目前最年轻的国家重点研发计划项目负责人。
对于成千上万根比头发丝还细的玻璃微孔通道来说，他们每一个都需要悉心呵护，也需要各道工艺严密配合，而只有一个向心凝聚、分工明确的团队才能够完成如此精密的电子倍增材料。
作为行业重点实验室的主任，蔡华在不断学习如何能够更加有效地带领团队，在自己成长的同时也培养玻璃基微结构功能材料的生力军。青年的成长，需要有能够放心放手让他们展翅的平台，在“压担子”的过程中，蔡华也在不断累积培养实践能力与创新能力，做难而有价值的事。
力求拓宽广度、加深深度、守正创新
玻璃基微纳结构功能材料是一个先进集成的、多学科交叉的国际前沿研究领域，正因如此，研究与研发机会多，挑战也大，知识的更迭速度也很快。要在该领域涵养、践行、实现“新质生产力”，需要在深耕的同时拓宽视野的广度。当前数字化、智能化技术飞速发展，蔡华正在努力与时俱进，学习大数据与智能研发的新技术，力求将“数智融合”整合助力玻璃基微纳结构功能材料的研产，为大幅缩短玻璃基功能材料的长链条研发周期而努力。
蔡华的“自勉与共勉”：要成为一片微通道板上成千上万个阵列微孔中的一个功能微孔，能够实现传感与探知；更要成为一个智能功能微孔，感知、诊断、纠偏、传感；要有组织纪律性，也要有主观能动性，勇挑重担 ；要创新发散地看问题，洞察敏锐地发现核心问题，更要踏实聚焦地解决问题。
