高校光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室管理模式探討

(南京工業(yè)大學(xué) 先進(jìn)材料研究院, 南京 211816)

1 光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室簡介

超凈間(Clean Room)，也稱為無塵室或潔凈室。超凈間是指經(jīng)過特別設(shè)計(jì)，將室內(nèi)空氣中的微粒、有害空氣、細(xì)菌、室內(nèi)溫度、潔凈度、壓力、氣流速度與氣流分布、噪音振動(dòng)及照明、靜電控制在某一需求范圍內(nèi)的房間，且不論外在空氣條件如何變化，具有維持原先所設(shè)定要求的潔凈度、溫濕度及壓力等性能的能力。超凈間最主要的作用在于控制其內(nèi)部存放物品所接觸的大氣潔凈度及溫濕度，使物品能在一個(gè)合適的環(huán)境中生產(chǎn)、制造、存放等，此空間稱之為超凈間。

光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室主要是指環(huán)境空間條件可以滿足光學(xué)研究要求的超凈實(shí)驗(yàn)室，其中光學(xué)研究主要包括：光學(xué)器件制備、光學(xué)成像、光電檢測等。

2 光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行環(huán)境管理

超凈室主要由空調(diào)機(jī)組、過濾系統(tǒng)、進(jìn)排氣通道等組成。其工作原理為:氣流經(jīng)過初效、中效和高效空氣過濾處理，通過空調(diào)和風(fēng)機(jī)送入超凈室并將室內(nèi)的塵埃經(jīng)回風(fēng)夾道帶走。重復(fù)以上過程，即可達(dá)到超凈室對空氣的凈化目的[1]。

2.1 光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室潔凈度管理

潔凈度是指單位體積空氣中所含懸浮粒子數(shù)量的程度。根據(jù)不同的潔凈度可以將超凈室劃分為不同的等級。按照我國超凈室的標(biāo)準(zhǔn) ( GB50073-2001) 規(guī)定， 超凈實(shí)驗(yàn)室潔凈度等級如表1所示[1]。超凈實(shí)驗(yàn)室潔凈度的監(jiān)測是通過微粒計(jì)數(shù)儀對室內(nèi)懸浮粒子的測試來完成的。通過控制室內(nèi)的產(chǎn)塵活動(dòng)、嚴(yán)格阻止灰塵進(jìn)入室內(nèi)和有效地將室內(nèi)的灰塵排出這三大環(huán)節(jié)可以對超凈室的潔凈度加以控制[2]。室內(nèi)產(chǎn)塵的主要源頭是儀器設(shè)備機(jī)械摩擦，紙箱，人體行走等，為了減少上述產(chǎn)塵量，光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室需明確規(guī)定:(1)儀器進(jìn)駐必須在室外拆箱，并擦拭干凈方后才可允許進(jìn)駐；(2)所有進(jìn)出人員需穿防靜電服；(3)室內(nèi)操作需使用無塵布代替紙張；(4)此外還需控制一定時(shí)間內(nèi)的進(jìn)入人員及攜帶物品數(shù)量，避免短時(shí)間內(nèi)潔凈度超標(biāo)；(5)為了保證超凈實(shí)驗(yàn)室處于正壓狀態(tài)，進(jìn)出人員需養(yǎng)成隨手關(guān)門的習(xí)慣，且忌同時(shí)開啟兩扇門，以減少外界空氣的進(jìn)入。

表1 超凈實(shí)驗(yàn)室潔凈度等級

超凈室采用不同的氣流工作方式可獲得不同的潔凈度，超凈室氣流方式可分為層流式 ( Laminar)、亂流式 ( Turbulent Flow)、復(fù)合式 ( Mixed Type) 三大類。層流式超凈室是將室內(nèi)的臟空氣靠活塞推出作用沿整個(gè)斷面被迅速排至室外，從而達(dá)到空氣凈化的目的，其超凈室等級為百級。亂流式超凈室是靠稀釋作用把原來含塵濃度高的室內(nèi)空氣沖淡，從而達(dá)到凈化的效果，其超凈室等級通常為千級和萬級。復(fù)合式超凈室的氣流運(yùn)動(dòng)即有亂流式超凈室氣流向四周擴(kuò)散、混合的稀釋作用，又有層流式超凈室氣流的推出作用，兩者復(fù)合或并用，使得復(fù)合式超凈室的局部可達(dá)到超潔凈的空氣[1]。為了確保實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的氣流暢通，實(shí)驗(yàn)室管理人員需定期清潔和更換空調(diào)和空氣的初效，中效和高效等過濾裝置，保證其對灰塵的過濾效果。

2.2 光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室溫濕度及壓強(qiáng)管理

光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室對溫濕度及壓強(qiáng)有著較高的要求，超凈實(shí)驗(yàn)室溫度應(yīng)保持在21攝氏度-24攝氏度之間，相對濕度應(yīng)在50%～60%為宜。為了實(shí)時(shí)檢測環(huán)境溫濕度及壓強(qiáng)，光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室應(yīng)配備溫濕度及壓強(qiáng)感應(yīng)計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)控室內(nèi)溫濕度及壓強(qiáng)指標(biāo)。如遇連續(xù)陰雨天氣，為了降低室內(nèi)濕度，需加開除濕機(jī)除濕，顯微鏡物鏡鏡頭、透鏡、相機(jī)鏡頭等需放干燥箱儲(chǔ)存。

2.3 光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室安全管理

光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室是高校從事光學(xué)等相關(guān)專業(yè)研究的師生的重要工作場所，不僅存放大量重要的光學(xué)儀器設(shè)備、家具、實(shí)驗(yàn)用品等常規(guī)物品，還常常存有各種特殊設(shè)備，且其空間具有封閉性、設(shè)施結(jié)構(gòu)復(fù)雜性等特點(diǎn)，人員進(jìn)出光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室時(shí)需嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室的安全管理制度，一旦疏忽大意，將給學(xué)校及師生帶來巨大損失。因此，只有高度重視光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室的安全管理工作，才能更好地保障學(xué)校師生教學(xué)和科研的有序進(jìn)行，有效保障師生的人身和財(cái)產(chǎn)安全[3]。

2.3.1執(zhí)行嚴(yán)格的安全準(zhǔn)入制度

高校實(shí)驗(yàn)室安全管理是開展一切工作的前提。光學(xué)超凈間內(nèi)存放有大量的貴重精密儀器，其安全管理工作不容忽視。光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室必須執(zhí)行嚴(yán)格的安全準(zhǔn)入制度[4]，安全準(zhǔn)入制度可總結(jié)為以下幾點(diǎn)：(1)進(jìn)入光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室前培訓(xùn)：所有需要進(jìn)出光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室的師生需先提交培訓(xùn)申請表，由導(dǎo)師簽字后交給實(shí)驗(yàn)室管理員，管理員根據(jù)需求審核后，通知符合培訓(xùn)要求的師生參加由超凈實(shí)驗(yàn)室管理員組織的專業(yè)培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容包括光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室管理規(guī)章制度、光學(xué)儀器操作及維護(hù)、安全防護(hù)設(shè)施、事故應(yīng)急預(yù)案等。(2)進(jìn)入光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室前考核：所有經(jīng)過培訓(xùn)的師生均需參加實(shí)驗(yàn)室管理員的考核，考核實(shí)行打分制度，根據(jù)考核結(jié)果，公布考核合格師生名單，未通過者需繼續(xù)參加培訓(xùn)，考核成績記錄備案，建立光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)入師生檔案冊。(3)門禁權(quán)限開通：門禁卡授權(quán)須由專人審核管理，參加培訓(xùn)師生根據(jù)考核結(jié)果，遞交門禁開通申請表，經(jīng)本人導(dǎo)師簽字和實(shí)驗(yàn)室管理員簽字授權(quán)，由門禁授權(quán)管理員審核后予以開通門禁卡權(quán)限，門禁與飯卡綁定，實(shí)行一人一卡，獲得授權(quán)的師生，不得將門卡借與他人使用，否則將與借卡人一同被處罰。一旦發(fā)現(xiàn)有未經(jīng)過培訓(xùn)考核擅自進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的，永久性取消其準(zhǔn)入資格。嚴(yán)格執(zhí)行安全準(zhǔn)入制度，將從源頭上減少安全事故的發(fā)生，也能進(jìn)一步強(qiáng)化師生的安全意識[5]。

2.3.2建立嚴(yán)格的安全責(zé)任制度

當(dāng)前高校實(shí)驗(yàn)室普遍存在安全責(zé)任不明確的問題，使得實(shí)驗(yàn)室安全問題處于無人管理狀態(tài)。光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室需實(shí)行專人專管、分區(qū)分管制度，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室安全管理需要設(shè)定一個(gè)總責(zé)任人，多個(gè)分管責(zé)任人。根據(jù)不同區(qū)域的不同用途設(shè)定區(qū)域負(fù)責(zé)人，該負(fù)責(zé)人應(yīng)為課題組導(dǎo)師，采取學(xué)生使用，導(dǎo)師負(fù)責(zé)制，確切的把各項(xiàng)責(zé)任落實(shí)到各個(gè)導(dǎo)師，充分利用并調(diào)動(dòng)老師們的積極性和自覺性，發(fā)揮各個(gè)老師的專業(yè)特長，將安全管理的成效和年終績效考核掛鉤，確保安全工作有序進(jìn)行[5]。

2.3.3建立健全的安全管理細(xì)則和監(jiān)督制度

針對實(shí)驗(yàn)室管理的規(guī)章制度眾多，但是實(shí)際適用于光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室管理的卻很少，光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室總負(fù)責(zé)人應(yīng)該在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室管理制度的基礎(chǔ)上，完善安全管理細(xì)則和監(jiān)督制度，制定出針對光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室管理的規(guī)章制度[6]。鑒于此，南京工業(yè)大學(xué)海外人才緩沖基地分析測試中心制定如下安全管理制度：(1)光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室安全管理總規(guī)章，包括允許進(jìn)入超凈前的培訓(xùn)內(nèi)容、考核標(biāo)準(zhǔn)、門禁使用規(guī)章等。培訓(xùn)內(nèi)容需包括實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)管理制度、儀器相關(guān)的管理制度及門禁使用制度等，考核采取逐條打分制，總分超過80分為合格。取得門禁權(quán)限后的進(jìn)出穿戴、儀器使用、水、電、氣、空調(diào)、衛(wèi)生、安全防護(hù)、外來人員進(jìn)出規(guī)定以及獎(jiǎng)懲措施等，具體內(nèi)容包括刷門禁卡進(jìn)入超凈實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)管理員的分配，每個(gè)獲得權(quán)限進(jìn)出的課題組都將會(huì)擁有一個(gè)盛放衣物的柜子，并配備專門的鑰匙，鑰匙由課題組專人保管，柜子上需標(biāo)明課題組名稱，課題組人員進(jìn)入后需穿戴標(biāo)有自己課題組師生姓名的防靜電服，戴無塵帽，穿無塵鞋或者鞋套，必要時(shí)需佩戴防護(hù)眼睛，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)出登記本上記錄進(jìn)入人姓名、時(shí)間、目的等信息，實(shí)驗(yàn)開始前檢查儀器狀態(tài)并記錄在儀器使用記錄本上，待檢查儀器狀態(tài)良好方可開始操作儀器，操作過程中需牢記儀器操作注意事項(xiàng)謹(jǐn)慎操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)束需檢查儀器電源，室內(nèi)水、電、氣等的關(guān)閉情況，確保使用結(jié)束后皆處于關(guān)閉狀態(tài)，按照規(guī)定整理好儀器桌面、給儀器做好防塵措施，檢查實(shí)驗(yàn)室地面等衛(wèi)生情況，確保衛(wèi)生整潔干凈，最后在儀器使用記錄本上登記儀器使用結(jié)束后的狀態(tài)以及開始和結(jié)束時(shí)間等信息，準(zhǔn)備離開超凈實(shí)驗(yàn)室時(shí)需脫掉穿戴，整理整齊后存放課題組衣柜，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)出記錄本上記錄離開時(shí)間，離開時(shí)實(shí)驗(yàn)室狀態(tài)等信息。(2)光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室儀器安全管理規(guī)章，包括儀器使用注意事項(xiàng)、儀器操作規(guī)程、儀器維護(hù)維修、獎(jiǎng)懲措施等；儀器使用前的準(zhǔn)備工作，如開機(jī)順序，儀器狀態(tài)檢查記錄備案情況。使用儀器過程中遇到儀器故障的處理方法，緊急安全事故聯(lián)系人及聯(lián)系方式，各種安全防護(hù)設(shè)施的使用方法，危險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)需遵循的安全準(zhǔn)則[7]等。(3)實(shí)驗(yàn)樣品相關(guān)的安全管理，包括樣品制備、樣品儲(chǔ)存、回收處理等。制樣需嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)室管理規(guī)定在專門的制樣區(qū)制樣，實(shí)驗(yàn)結(jié)束需帶走樣品及與其相關(guān)的所有物品，不得隨便丟進(jìn)垃圾箱，更不能隨意亂扔，需帶回自己課題組廢棄物收集處，避免污染光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。(4)光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室管理員負(fù)責(zé)定期檢查實(shí)驗(yàn)室安全落實(shí)情況，并記錄公示，進(jìn)出超凈實(shí)驗(yàn)室的師生相互監(jiān)督舉報(bào)，制定嚴(yán)格的懲罰措施，使其與學(xué)生獎(jiǎng)學(xué)金掛鉤。以上制度的實(shí)施，為光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室的高效運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的制度保障。

2.3.4建立有效可行的事故應(yīng)急預(yù)案

針對現(xiàn)階段高校安全事故頻發(fā)的問題，各個(gè)高校實(shí)驗(yàn)室需制定具體可行的事故應(yīng)急預(yù)案，針對光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室，事故應(yīng)急預(yù)案應(yīng)該包括：(1)危險(xiǎn)源與風(fēng)險(xiǎn)評估，如激光灼傷，氣體泄露，電磁輻射，觸電危險(xiǎn)等；(2)要制定詳細(xì)的事故預(yù)防措施，如避免激光傷眼需佩戴防護(hù)眼鏡，防毒面具，防靜電服，煙霧報(bào)警器，氧含量報(bào)警器，消防設(shè)施等；(3)明確事故應(yīng)急機(jī)構(gòu)組成及分工，如搶險(xiǎn)人員，救護(hù)人員，警戒人員，通訊聯(lián)絡(luò)人員等；(4)事故發(fā)生后的預(yù)警機(jī)制與信息報(bào)告，如火警電話，醫(yī)療救助電話，校園安全部門電話，等；(5)制定詳細(xì)的事故處理方案，包括火災(zāi)處置方案，爆炸處理方案，泄漏處理方案，觸電處理方案等[8]。通過建立有效可行的應(yīng)急預(yù)案，可進(jìn)一步減少實(shí)驗(yàn)人員人身和財(cái)產(chǎn)損失。

3 光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室光學(xué)設(shè)備運(yùn)行管理

南京工業(yè)大學(xué)海外人才緩沖基地分析測試中心光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室主要用于與光學(xué)相關(guān)的科學(xué)研究工作，包括光電檢測，光學(xué)成像，光電材料制備等，因此我們配備了熒光光學(xué)顯微鏡，激光共聚焦顯微拉曼光譜儀，瞬態(tài)熒光光譜儀，光刻蝕機(jī)，光學(xué)顯微鏡，納米壓印機(jī)，橢偏儀，原子力顯微鏡及各個(gè)類型的激光器等光學(xué)儀器。為了保障這些光學(xué)儀器能夠高效率低故障運(yùn)行，對這些光學(xué)儀器的管理和維護(hù)顯得尤為重要。

針對上述光學(xué)儀器，光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室管理員要根據(jù)環(huán)境條件及保養(yǎng)周期[9]等因素對它們進(jìn)行分類存放，分別管理，預(yù)先規(guī)劃好每間超凈實(shí)驗(yàn)室具體存放哪些類型儀器以及每個(gè)儀器適合存放的具體位置，提前設(shè)定好超凈實(shí)驗(yàn)室的溫濕度指標(biāo)等。顯微鏡，刻蝕機(jī)，單色儀，光譜儀，激光器，橢偏儀，光譜光度色度儀等，這些光學(xué)儀器主要由透鏡、棱鏡、平面鏡、球面鏡、光柵等光學(xué)元件組成，此外一些光學(xué)儀器還包括機(jī)械部分和電[10]的部分，管理者還需要根據(jù)天氣變化，注意實(shí)驗(yàn)室溫濕度、潔凈度變化，根據(jù)需要檢查并維護(hù)儀器，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)排除，以避免或減少故障發(fā)生率。

4 結(jié)語

綜上所述， 高校光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室管理和維護(hù)是搞好光學(xué)相關(guān)專業(yè)教學(xué)和科研的基礎(chǔ)，是建設(shè)雙一流大學(xué)的重要保障，光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室作為高校實(shí)驗(yàn)室的重要組成部分，對其的管理和維護(hù)不容忽視。本文參考南京工業(yè)大學(xué)海外人才緩沖基地分析測試中心光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室的管理模式，對光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室的管理進(jìn)行了探究性討論，希望從事光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室的管理人員通過這些方法可以進(jìn)一步提升光學(xué)超凈實(shí)驗(yàn)室的管理水平，更好地為教學(xué)和科研服務(wù)。