中日合作交流樱花系统

2021年11月16日至2021年11月20日，应日本静冈大学邀请，武汉理工大学学生40余名参加樱花科技计划学习交流活动。活动主题为“放射线测定技术及其在材料分析中的应用”，受疫情影响，本次交流活动以线上的形式进行，每周举行1次交流互动，包括科技讲座、实验室参观和学术报告等环节。开幕式上，静冈大学理学部部长Naoki Tanaka教授和武汉理工大学材料科学与工程学院院长麦立强教授对本次活动的成功申报及顺利实施表示由衷的祝贺，希望继续深化双方在人才培养与科学研究领域的合作。 开幕式结束后，我校师生通过视频虚拟参观了日本静冈市和静冈大学校园。参观过程中，静冈大学放射科学研究中心Yasuhisa Oya教授介绍了静冈的风土人情和静冈大学放射科学研究中心。静冈大学放射学科被日本文部省评为特色学科，是世界大学中为数不多的能够操作放射性核素的实验室，肩负着人才培养与推进前沿科学研究的重任，其在聚变堆、放射性核素环境评价、生物体影响等领域的研究成果处于国际领先地位，并在日本核电行业中具有广泛应用。 在11月22的交流活动中， Yasuhisa Oya教授将日本大学课堂的教学模式带到交流活动中，深入浅出地讲授了放射化学基础、氢同位素效应、氚在环境和生物体中的行为，并采用课内习题训练与课堂讨论等教学方式提升授课效果，带领学生学习各实验设备的工作原理以达到学以致用的目的。在讨论“氚衰变释放的β射线切断DNA”这一研究课题时，同学们表现出极大的兴趣、积极向Oya老师提问，课堂气氛轻松活跃。随后进入实验室参观，Oya老师带领大家参观了静冈大学放射科学研究中心，为同学们一一介绍了X射线光电子能谱仪 – 离子注入系统 – 残余气体分析系统三联机实验装置、三束同步离子注入装置、氚热脱附装置和氕氘氚等离子体驱动渗透装置等仪器的工作原理及应用。 11月29的交流活动由日本东北大学材料研究所Ryuta Kasada教授为大家讲解先进金属材料结构表征手段及极端环境下材料的行为。Kasada教授首先为大家介绍了东北大学的办学历史、校园生活以及国际交流活动。东北大学是日本最早成立的三所国立大学之一，其金属材料研究所的历史可以追溯到1916年。Kasada老师2017年带领研究团队从京都大学来到东北大学，随即成立了Kasada研究室，主要从事面向新能源应用、极端环境下材料的研发及性能评价工作。Kasada老师带领的是一个年轻且国际化的研究团队，其中还包括6名中国学生。武汉理工大学和东北大学有着深厚的渊源，Kasada老师也非常欢迎和期待在座的同学有兴趣来到东北大学深造，一起探索高温熔炼炉、南极低温、宇宙中放射线和高压海底等极端环境下材料的行为。 讲座中，Kasada老师详细介绍了纳米氧化物弥散强化材料（ODS）在核聚变堆中的应用及最新研究进展，从宇宙元素的组成角度深入浅出地介绍了核聚变反应堆的工作原理及所涉及的物理化学过程。以ODS钢为例，Kasada老师讲解了ODS钢的制备技术、应用，以及X射线衍射、透射电镜等表征方法在观察纳米氧化物中的应用。提问互动环节中同学们表现出极强的兴趣和求知欲，来自材科1801班的蔡耀南同学询问了ODS钢化学元素组成和小尺寸样品在科学研究中的应用等关键问题，Kasada老师以通俗易懂的方式进行了回答。 12月6日的主讲老师为日本东北大学Sosuke Kondo教授。Kondo教授为同学们介绍了碳化硅陶瓷材料及其在核工程中的应用，并详细解析了透射电镜的成像原理。Kondo老师非常注重与同学们的互动，在讲解第二页PPT时让同学们指出材料中的缺陷类型，和大家共同讨论各类型缺陷的特征，由此引出透射电镜在观察陶瓷材料晶体结构中的重要作用。随后，Kondo老师以碳化硅材料中位错环为对象，详细解析了暗场相（BF）和明场相（DF）的成像原理及应用场景，指出在观察低密度位错环时多使用DF模式以得到较好的成像效果。在同学们掌握了透射电镜基础知识后，Kondo老师深入到原子排列尺度，分析如何从电子束运动轨迹角度判断位错类型。 12月13日，东北大学Hao Yu助理教授带领同学们参观了东北大学金属材料研究所实验室。包括Kasada老师、Kondo老师、Okuno老师和日本学生、中国留学生在内的东北大学师生参加了本次活动，为大家详细介绍了FIB装置（聚焦离子束）、TEM装置（透射电镜）、低温机械合金化实验室系统和小样品力学性能测试系统等东北大学具有代表性的科学研究装置。 12月20日，举办了本次樱花科技计划活动的闭幕式。活动开始前，应同学们要求，Oya老师首先补充介绍了X射线光电子能谱仪（XPS）的工作原理，详细讲解了X射线的产生机理、类别及对不同能级电子的作用，力求使同学们从量子力学角度理解XPS设备的工作原理和XPS图谱的波形构成。进一步，Oya老师结合实验室XPS和热脱附四极质量分析仪（QMS）联机装置，向大家介绍如何导入样品进行XPS表征、如何利用磁杆将样品推送至离子注入室进行辐照与QMS分析。 讲解结束后，王桥和许义福两位同学分别进行了学术报告。王桥的报告题目是“氚增殖剂研究进展”，本研究与日本静冈大学、京都大学协作开展，双方分别发挥各自在材料合成、氢同位素表征和中子辐照领域的优势，近年来共同推进了中子倍增元素在强化锂陶瓷氚释放性能等前沿领域的研究。许义福的汇报题目为“增材制造ODS合金”，旨在采用电弧熔丝增材制造的方式，实现ODS金属批量制备与复杂构件成形，从而取代传统粉末冶金工艺。 樱花科技计划活动不仅给同学们提供了宝贵的国际交流机会，而且深化了双方在材料和放射化学领域的科技合作。闭幕式最后，静冈大学Yasuhisa Oya教授期待疫情结束后，各位同学能够来到日本学习交流，并体验日本传统文化。同时，我们非常感谢日本静冈大学和东北大学各位老师的付出，以及各位同学的积极参与，也感谢樱花科技计划给予我们宝贵的国际交流机会。接下来，我们会鼓励更多的学生参与樱花科技计划，让两国学生有更多的机会进行文化和科学知识交流。