【編者按】成長的路上，你是否遇到過“身懷絕技”的老師，讓沉悶的課堂生動有趣，把特長變成賦能學生的“法寶”，把學生的興趣愛好拓展成對未來職業的向往。大河網教師節策劃《我的老師有絕活》，看老師們如何用“絕活”托起下一代的夢想。
大河網訊（記者 劉高雅）憑借一台微束“電子槍”，讓電子在燈絲上“跳舞”，鄭州航空工業管理學院材料學院教授曾凡光在“挑戰杯”全國大學生競賽中，指導學生摘得一等獎桂冠，目前這一技術與配套裝備在全球範圍也屬空白。
年輕時學習物理專業，卻帶著學生在材料學賽道上蹚出一條新路子。即將邁入花甲之年的曾凡光還有一個心願，“把團隊帶出來，讓微束電子槍實現工業化應用， 早日實現材料—器件—裝備全鏈條創新。”
這把槍究竟有啥大用途？
曾凡光口中的電子槍，並非一把“真槍”，而是以電子為“子彈”的電子發射槍。燈絲就是這把槍的“槍管”，電子從這裏出發，便會隨電場和磁場的操控而“翩翩起舞”。那麼，這把槍具體用在哪裏？
“你知道昆蟲尺度級別的微型機器人嗎？它是由很多介觀尺度（10^-4～10^-6m）複雜金屬微零件組成的，‘微零件’是不是聽起來就很小，特別不容易製造？”曾凡光笑著問道。
據他透露，目前，我國在高端真空電子設備，如掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡等燈絲材料和燈絲器件方麵嚴重依賴進口，存在潛在的卡脖子風險。
怎樣才能製造出厘米級或陸地昆蟲級別的機器人，在諸如非結構性或狹窄空間中進行檢查、探測及災後搜救？曾凡光說，精密金屬微結構或微零件，是先決條件之一，特別是介於宏觀尺度和微觀尺度之間的介觀尺度（亞微米—亞毫米）微小金屬零件。
通tong過guo多duo年nian研yan究jiu，曾zeng凡fan光guang發fa現xian，在zai現xian有you的de製zhi造zao技ji術shu中zhong，最zui有you希xi望wang解jie決jue這zhe一yi難nan題ti的de技ji術shu，是shi采cai用yong高gao能neng量liang密mi度du電dian子zi微wei束shu，對dui金jin屬shu微wei粉fen進jin行xing圖tu形xing化hua熔rong融rong的de電dian子zi微wei束shu3Ddayinjishu，yiweilingjiandejiegouqiepiantuxingshujuweijichu，yigaonengliangmidudedianziweishuduijinshuweifenjinxingzhucengtuxinghuarongrong，zuizhongshixianjinshufuzaweilingjiandezengcaiweizhizao。
“基於上述考慮，經過反複論證，我們團隊老師帶著學生在燈絲材料上尋求突破，再以關鍵材料創新促進核心器件創新。”曾凡光欣喜地說，微束電子槍就這樣應運而生。
得獎後他看到學生眼含淚花
在第十八屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽中，曾凡光和團隊指導學生獲得一等獎的作品正是《麵向複雜金屬微零件增材微製造應用的微束電子槍》。
大賽期間，有兩件事讓曾凡光記憶深刻。
現xian有you的de電dian子zi槍qiang燈deng絲si主zhu要yao采cai用yong六liu硼peng化hua鑭lan和he鎢wu絲si，但dan由you於yu發fa射she麵mian尺chi度du較jiao大da，無wu法fa實shi現xian小xiao的de電dian子zi束shu斑ban。團tuan隊dui成cheng員yuan們men設she想xiang，如ru果guo改gai用yong實shi驗yan室shi自zi製zhi備bei的de準zhun宏hong觀guan碳tan纖xian維wei，這zhe一yi材cai料liao具ju備bei準zhun宏hong觀guan尺chi度du和he完wan美mei曲qu率lv半ban徑jing的de半ban球qiu狀zhuang發fa射she麵mian，恰qia好hao符fu合he增zeng材cai微wei製zhi造zao的de要yao求qiu。
曾zeng凡fan光guang精jing於yu科ke研yan，特te別bie是shi電dian子zi源yuan材cai料liao與yu器qi件jian及ji其qi應ying用yong領ling域yu的de研yan究jiu工gong作zuo。他ta深shen知zhi科ke研yan過guo程cheng的de艱jian難nan與yu取qu得de成cheng績ji的de不bu易yi，將jiang多duo年nian經jing驗yan對dui學xue生sheng們men傾qing囊nang相xiang授shou。
zaizengfanguangdenaixinzhidaoxia，tongguoyilunyouyilundeshiyan，cansaituanduizuizhongliyongwulikongjianxianyuxiaoyinghekongzhibianliangfa，zhibeichulexingtaiwanmeidezhunhongguantanxianwei。
暑假裏的鄭州，氣溫高達40℃，熱浪襲人，團隊成員卻在實驗室裏做著1000℃的燈絲生長實驗。最終，他們實現了準宏觀碳纖維燈絲材料的可控製備，進而完成了微束電子槍的研製與測試。
曾凡光說，在做微束電子槍的時候，學生們還需要先把燈絲材料變成燈絲器件，要把比頭發絲還要細得多的材料穿進外徑隻有0.3毫米的銅管中，再把銅管壓接到剛好與燈絲材料形成可靠電連接的程度。
“youyuzheshiyigequanxindeqijian，shimianshangmeiyouzhuanyonggongjukeyong，xuyaoshoudongcaozuo，zhinengjiezhuxianweijinghefangdajinglaifuzhucaozuo，xueshengmendeweinanqingxukexiangerzhi。”提及這段經曆，曾凡光滿是心疼。
在曾凡光和其他團隊老師們的鼓勵、示範下，同學們練就了一手操縱微小物體的嫻熟技巧。“現在，大部分學生都能獨立完成燈絲器件的製作。這極大培養了他們精益求精的工匠精神、迎難而上的頑強意誌，這是講多少節課都換不來的進步。”曾凡光感慨道。
從院賽到國賽，從鄭航到決賽現場。比賽完成後，曾凡光正帶著參賽學生在貴陽附近研學時，傳來了參賽作品獲得一等獎的消息，“聽到學生們的尖叫，看到他們眼含淚光的歡呼雀躍，那一刻，我知道他們已悄然發生了蛻變。”
讓這台“槍”實現工業化應用
談及項目的研發價值，曾凡光說，“基於微束電子槍，有望開發出電子束增材微製造係統，從而實現複雜金屬微零件的增材微製造”。
對於微束電子槍未來的發展，曾凡光也有清晰的展望，他說：“接下來，我們將重點推進微束電子槍的應用研究，推動微束電子槍由實驗室產品向工業化應用的轉化，優化升級產品質量和性能。”
同tong時shi，他ta還hai希xi望wang，以yi微wei束shu電dian子zi槍qiang為wei基ji礎chu，開kai發fa專zhuan用yong電dian子zi光guang學xue係xi統tong和he專zhuan用yong電dian源yuan係xi統tong，盡jin早zao完wan成cheng金jin屬shu零ling件jian微wei納na加jia工gong裝zhuang備bei所suo需xu的de核he心xin部bu件jian的de開kai發fa，力li爭zheng早zao日ri實shi現xian材cai料liao—器件—裝備的躍升。
培養學生依然是重中之重，曾凡光想讓更多學生融入研發平台。“tongguojingxinpeiyang，yidinghuiyougengduoxueshengchengweijizhangwocailiaoxuezhishi，youjubeizhenkongdianzijishuyingyongnenglidefuhexingchuangxinrencai，chengweiwoguoxiangguanxingyedexianjincailiaohegaoduanzhuangbeilingyubukeduodedezhuanyejishurencai。”曾凡光滿懷信心地說。
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編輯:陳夢伊 審核 ：王世洋
