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探究高校中光学超净实验室的管理模式
摘要：高校光学超净实验室是光学相关学科研究的基础条件，对光学超净实验室如洁净度、湿度、温度等环境管理参数，以及室内光学仪器设备的运行进行有效管理是至关重要的，以保证光学超净实验室内的各种光学仪器设备能够高效运行。文章综合南京工业大学海外人才缓冲基地分析测试中心光学超净实验室的管理运行模式，探讨了光学超净实验室的环境管理、安全管理及其内部的光学仪器设备运行管理这几个方面。
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1、光学超净实验室简介
超净间（CleanRoom），也称为无尘室或洁净室。超净间是指经过特别设计，将室内空气中的微粒、有害空气、细菌、室内温度、洁净度、压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内的房间，且不论外在空气条件如何变化，具有维持原先所设定要求的洁净度、温湿度及压力等性能的能力。超净间最主要的作用在于控制其内部存放物品所接触的大气洁净度及温湿度，使物品能在一个合适的环境中生产、制造、存放等，此空间称之为超净间。
光学超净实验室主要是指环境空间条件可以满足光学研究要求的超净实验室，其中光学研究主要包括：光学器件制备、光学成像、光电检测等。
2、光学超净实验室运行环境管理
超净室主要由空调机组、过滤系统、进排气通道等组成。其工作原理为：气流经过初效、中效和高效空气过滤处理，通过空调和风机送入超净室并将室内的尘埃经回风夹道带走。重复以上过程，即可达到超净室对空气的净化目的［1］。
2.1 光学超净实验室洁净度管理
洁净度是指单位体积空气中所含悬浮粒子数量的程度。根据不同的洁净度可以将超净室划分为不同的等级。按照我国超净室的标准（GB50073－2001）规定，超净实验室洁净度等级如表1所示［1］。超净实验室洁净度的监测是通过微粒计数仪对室内悬浮粒子的测试来完成的。通过控制室内的产尘活动、严格阻止灰尘进入室内和有效地将室内的灰尘排出这三大环节可以对超净室的洁净度加以控制［2］。室内产尘的主要源头是仪器设备机械摩擦，纸箱，人体行走等，为了减少上述产尘量，光学超净实验室需明确规定：(1)仪器进驻必须在室外拆箱，并擦拭干净方后才可允许进驻；(2)所有进出人员需穿防静电服；(3)室内操作需使用无尘布代替纸张；(4)此外还需控制一定时间内的进入人员及携带物品数量，避免短时间内洁净度超标；(5)为了保证超净实验室处于正压状态，进出人员需养成随手关门的习惯，且忌同时开启两扇门，以减少外界空气的进入。表1超净实验室洁净度等级
超净室采用不同的气流工作方式可获得不同的洁净度，超净室气流方式可分为层流式（Laminar）、乱流式（Turbulent Flow）、复合式（Mixed Type）三大类。层流式超净室是将室内的脏空气靠活塞推出作用沿整个断面被迅速排至室外，从而达到空气净化的目的，其超净室等级为百级。乱流式超净室是靠稀释作用把原来含尘浓度高的室内空气冲淡，从而达到净化的效果，其超净室等级通常为千级和万级。复合式超净室的气流运动即有乱流式超净室气流向四周扩散、混合的稀释作用，又有层流式超净室气流的推出作用，两者复合或并用，使得复合式超净室的局部可达到超洁净的空气［1］。为了确保实验室内的气流畅通，实验室管理人员需定期清洁和更换空调和空气的初效，中效和高效等过滤装置，保证其对灰尘的过滤效果。
2.2 光学超净实验室温湿度及压强管理
光学超净实验室对温湿度及压强有着较高的要求，超净实验室温度应保持在21摄氏度－24摄氏度之间，相对湿度应在50％～60％为宜。为了实时检测环境温湿度及压强，光学超净实验室应配备温湿度及压强感应计，实时监控室内温湿度及压强指标。如遇连续阴雨天气，为了降低室内湿度，需加开除湿机除湿，显微镜物镜镜头、透镜、相机镜头等需放干燥箱储存。
2.3 光学超净实验室安全管理
光学超净实验室是高校从事光学等相关专业研究的师生的重要工作场所，不仅存放大量重要的光学仪器设备、家具、实验用品等常规物品，还常常存有各种特殊设备，且其空间具有封闭性、设施结构复杂性等特点，人员进出光学超净实验室时需严格遵守实验室的安全管理制度，一旦疏忽大意，将给学校及师生带来巨大损失。因此，只有高度重视光学超净实验室的安全管理工作，才能更好地保障学校师生教学和科研的有序进行，有效保障师生的人身和财产安全［3］。
2.3.1 执行严格的安全准入制度
高校实验室安全管理是开展一切工作的前提。光学超净间内存放有大量的贵重精密仪器，其安全管理工作不容忽视。光学超净实验室必须执行严格的安全准入制度［4］，安全准入制度可总结为以下几点：(1)进入光学超净实验室前培训：所有需要进出光学超净实验室的师生需先提交培训申请表，由导师签字后交给实验室管理员，管理员根据需求审核后，通知符合培训要求的师生参加由超净实验室管理员组织的专业培训，培训内容包括光学超净实验室管理规章制度、光学仪器操作及维护、安全防护设施、事故应急预案等。(2)进入光学超净实验室前考核：所有经过培训的师生均需参加实验室管理员的考核，考核实行打分制度，根据考核结果，公布考核合格师生名单，未通过者需继续参加培训，考核成绩记录备案，建立光学超净实验室准入师生档案册。(3)门禁权限开通：门禁卡授权须由专人审核管理，参加培训师生根据考核结果，递交门禁开通申请表，经本人导师签字和实验室管理员签字授权，由门禁授权管理员审核后予以开通门禁卡权限，门禁与饭卡绑定，实行一人一卡，获得授权的师生，不得将门卡借与他人使用，否则将与借卡人一同被处罚。一旦发现有未经过培训考核擅自进入实验室的，永久性取消其准入资格。严格执行安全准入制度，将从源头上减少安全事故的发生，也能进一步强化师生的安全意识［5］。
2.3.2 建立严格的安全责任制度
当前高校实验室普遍存在安全责任不明确的问题，使得实验室安全问题处于无人管理状态。光学超净实验室需实行专人专管、分区分管制度，根据实验室安全管理需要设定一个总责任人，多个分管责任人。根据不同区域的不同用途设定区域负责人，该负责人应为课题组导师，采取学生使用，导师负责制，确切的把各项责任落实到各个导师，充分利用并调动老师们的积极性和自觉性，发挥各个老师的专业特长，将安全管理的成效和年终绩效考核挂钩，确保安全工作有序进行［5］。
2.3.3 建立健全的安全管理细则和监督制度
针对实验室管理的规章制度众多，但是实际适用于光学超净实验室管理的却很少，光学超净实验室总负责人应该在现有的实验室管理制度的基础上，完善安全管理细则和监督制度，制定出针对光学超净实验室管理的规章制度［6］。鉴于此，南京工业大学海外人才缓冲基地分析测试中心制定如下安全管理制度：
(1)光学超净实验室安全管理总规章，包括允许进入超净前的培训内容、考核标准、门禁使用规章等。培训内容需包括实验室各项管理制度、仪器相关的管理制度及门禁使用制度等，考核采取逐条打分制，总分超过80分为合格。取得门禁权限后的进出穿戴、仪器使用、水、电、气、空调、卫生、安全防护、外来人员进出规定以及奖惩措施等，具体内容包括刷门禁卡进入超净实验室，根据管理员的分配，每个获得权限进出的课题组都将会拥有一个盛放衣物的柜子，并配备专门的钥匙，钥匙由课题组专人保管，柜子上需标明课题组名称，课题组人员进入后需穿戴标有自己课题组师生姓名的防静电服，戴无尘帽，穿无尘鞋或者鞋套，必要时需佩戴防护眼睛，在实验室进出登记本上记录进入人姓名、时间、目的等信息，实验开始前检查仪器状态并记录在仪器使用记录本上，待检查仪器状态良好方可开始操作仪器，操作过程中需牢记仪器操作注意事项谨慎操作，实验结束需检查仪器电源，室内水、电、气等的关闭情况，确保使用结束后皆处于关闭状态，按照规定整理好仪器桌面、给仪器做好防尘措施，检查实验室地面等卫生情况，确保卫生整洁干净，最后在仪器使用记录本上登记仪器使用结束后的状态以及开始和结束时间等信息，准备离开超净实验室时需脱掉穿戴，整理整齐后存放课题组衣柜，并在实验室进出记录本上记录离开时间，离开时实验室状态等信息。
(2)光学超净实验室仪器安全管理规章，包括仪器使用注意事项、仪器操作规程、仪器维护维修、奖惩措施等；仪器使用前的准备工作，如开机顺序，仪器状态检查记录备案情况。使用仪器过程中遇到仪器故障的处理方法，紧急安全事故联系人及联系方式，各种安全防护设施的使用方法，危险实验需遵循的安全准则［7］等。
(3)实验样品相关的安全管理，包括样品制备、样品储存、回收处理等。制样需严格按照实验室管理规定在专门的制样区制样，实验结束需带走样品及与其相关的所有物品，不得随便丢进垃圾箱，更不能随意乱扔，需带回自己课题组废弃物收集处，避免污染光学超净实验室环境。
(4)光学超净实验室管理员负责定期检查实验室安全落实情况，并记录公示，进出超净实验室的师生相互监督举报，制定严格的惩罚措施，使其与学生奖学金挂钩。以上制度的实施，为光学超净实验室的高效运行提供了强有力的制度保障。
2.3.4 建立有效可行的事故应急预案
针对现阶段高校安全事故频发的问题，各个高校实验室需制定具体可行的事故应急预案，针对光学超净实验室，事故应急预案应该包括：(1)危险源与风险评估，如激光灼伤，气体泄露，电磁辐射，触电危险等；(2)要制定详细的事故预防措施，如避免激光伤眼需佩戴防护眼镜，防毒面具，防静电服，烟雾报警器，氧含量报警器，消防设施等；(3)明确事故应急机构组成及分工，如抢险人员，救护人员，警戒人员，通讯联络人员等；(4)事故发生后的预警机制与信息报告，如火警电话，医疗救助电话，校园安全部门电话，等；(5)制定详细的事故处理方案，包括火灾处置方案，爆炸处理方案，泄漏处理方案，触电处理方案等［8］。通过建立有效可行的应急预案，可进一步减少实验人员人身和财产损失。
3、光学超净实验室光学设备运行管理
南京工业大学海外人才缓冲基地分析测试中心光学超净实验室主要用于与光学相关的科学研究工作，包括光电检测，光学成像，光电材料制备等，因此我们配备了荧光光学显微镜，激光共聚焦显微拉曼光谱仪，瞬态荧光光谱仪，光刻蚀机，光学显微镜，纳米压印机，椭偏仪，原子力显微镜及各个类型的激光器等光学仪器。为了保障这些光学仪器能够高效率低故障运行，对这些光学仪器的管理和维护显得尤为重要。针对上述光学仪器，光学超净实验室管理员要根据环境条件及保养周期［9］等因素对它们进行分类存放，分别管理，预先规划好每间超净实验室具体存放哪些类型仪器以及每个仪器适合存放的具体位置，提前设定好超净实验室的温湿度指标等。显微镜，刻蚀机，单色仪，光谱仪，激光器，椭偏仪，光谱光度色度仪等，这些光学仪器主要由透镜、棱镜、平面镜、球面镜、光栅等光学元件组成，此外一些光学仪器还包括机械部分和电［10］的部分，管理者还需要根据天气变化，注意实验室温湿度、洁净度变化，根据需要检查并维护仪器，发现问题及时排除，以避免或减少故障发生率。
4、结语
综上所述，高校光学超净实验室管理和维护是搞好光学相关专业教学和科研的基础，是建设双一流大学的重要保障，光学超净实验室作为高校实验室的重要组成部分，对其的管理和维护不容忽视。
本文参考南京工业大学海外人才缓冲基地分析测试中心光学超净实验室的管理模式，对光学超净实验室的管理进行了探究性讨论，希望从事光学超净实验室的管理人员通过这些方法可以进一步提升光学超净实验室的管理水平，更好地为教学和科研服务。
参考文献：
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