3月25日至31日，國家質(zhì)檢總局在中國計量科學(xué)研究院（以下簡稱“中國計量院”）組織召開課題驗收會，分別對國家科技支撐計劃項目“微納技術(shù)計量標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究”下的9個子課題進行驗收。3月25日，由中國計量院承擔(dān)、天津大學(xué)協(xié)作的“微克質(zhì)量及微納力值標(biāo)準(zhǔn)的建立與溯源中的關(guān)鍵技術(shù)研究”課題經(jīng)專家評審合格，通過驗收。

圖為驗收會議現(xiàn)場

    課題驗收會上，來自北京長城計量測試技術(shù)研究所、中國信息通信研究院、清華大學(xué)、南開大學(xué)等11家單位的專家組成員聽取了課題組匯報、審議了驗收材料，經(jīng)過質(zhì)詢和討論，一致認為：課題成功研制500μg、200μg、100μg、50μg的質(zhì)量計量標(biāo)準(zhǔn)和自動測量系統(tǒng)，以及力值范圍（10^-8～10^-4）N的微納力值標(biāo)準(zhǔn)裝置，填補了我國微克質(zhì)量及微納力值標(biāo)準(zhǔn)測量能力空白，構(gòu)建了微克質(zhì)量及微納力值溯源體系。

    對于國際貿(mào)易而言，質(zhì)量計量舉足輕重；而新材料、微納加工、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域探索微觀世界的需求更是向質(zhì)量和力值計量的精度與極限發(fā)起了挑戰(zhàn)。據(jù)課題負責(zé)人、中國計量院胡剛副研究員介紹，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，配制高性能液體色譜溶液時，采用的某些標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)量在毫克甚至微克量級，而用于標(biāo)準(zhǔn)品稱量的微量天平需要微克質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對其測量準(zhǔn)確性、可靠性提供保障。在微電子領(lǐng)域，微機電系統(tǒng)（MEMS）器件與封裝材料的本構(gòu)關(guān)系、熱脹系數(shù)、楊氏模量等機械力學(xué)與物理特性等，也迫切需要微納力值的準(zhǔn)確溯源。

    為了復(fù)現(xiàn)和傳遞微克質(zhì)量、微納力值，建立可以溯源到SI單位的測量能力，中國計量院和天津大學(xué)聯(lián)合開展了微克質(zhì)量及微納力值計量標(biāo)準(zhǔn)研究。課題組歷時4年，成功研制了微克質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)2套、微克質(zhì)量測量系統(tǒng)1套、微納力值標(biāo)準(zhǔn)裝置2套，整體綜合技術(shù)指標(biāo)和性能達到了國際先進水平，實現(xiàn)了測量量值向國家質(zhì)量、電學(xué)以及長度基準(zhǔn)的量值溯源。

    其中，建立的微克質(zhì)量計量標(biāo)準(zhǔn)（之一）在50μg質(zhì)量點的測量擴展不確定度優(yōu)于0.094μg（k=2）。這相當(dāng)于復(fù)現(xiàn)一滴水（0.05g）質(zhì)量的千分之一時，擴展不確定度不超過這滴水質(zhì)量的五十萬分之一。而采用質(zhì)量方法的微納力值標(biāo)準(zhǔn)裝置，力值分辨力可達1nN，在（1-10）μN范圍力值相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度不超過0.4%?！凹褥`敏，又準(zhǔn)確”，胡剛解釋說，“這對測量方法提出了很高的要求，必須分析并降低測量機構(gòu)變形、環(huán)境等因素對測量結(jié)果造成的影響?！彼硎?，課題組通過采用自主設(shè)計的柔性鉸鏈機構(gòu)和差分式測量系統(tǒng)方案，既保證了系統(tǒng)的高靈敏度，又提高了測量準(zhǔn)確度。