這幾日,中國科大博士朱健和,正在忙著聯(lián)系設備“打包”的事。他們研究團隊準備把一臺3噸重的“多功能高分子薄膜原位雙向拉伸實驗設備”,從“合肥光源”拉到“上海光源”做實驗。
合肥到上海近500公里,這條路吸引著眾多“追光者”無數次往返。
走近這群“追光者”,記者看到的是一代又一代科學人員的接力傳承。當前第四代合肥先進光源正在如火如荼開展,最新建設進度到20%。這兩束光正在跨越地理空間,交織匯融。光與光的相遇,輝映出新的光芒,成為長三角協(xié)同創(chuàng)新的耀眼底色。
追光而行
走進位于中國科大的國家同步輻射實驗室,一個銀色圓頂建筑映入眼簾,一條條“觸角”從中伸出,每一條“觸角”都是一條光束線站,引出的同步輻射光,能照亮一個學科領域。
作為新中國第一個國家級實驗室,它還有一個大家熟知的名字:第二代光源——“合肥光源”。
同步輻射光源被稱為探索前沿科學的“眼睛”,像是一把能“照進”微觀世界的“手電筒”。而這束“光”,也吸引著一批批的“追光”者。
李良彬便是其一。
李良彬是國家同步輻射實驗室黨委書記、副主任,2006年選擇回國,前往中國科學技術大學任教,笑稱自己是“追光而來”。從事高分子材料研究的他,想要觀測高分子材料在加工過程中的微觀結構變化,就需要借助同步輻射光源。
“同步輻射光源和自然界的光也有相似之處,亮度越高,就能看得越清楚。”李良彬比喻同步輻射光源就是給微觀世界“拍照”。
“光越強,曝光就越短,就能拍下更多照片,更看得清物質在微觀世界的變化過程。”李良彬說,將這些“照片”連在一起,相當于獲得了一張物質微觀結構變化的“導航圖”,可以根據不同參數下的性能,生產出所需的產品。
雖然工作地點在中國科大,但李良彬稱自己的辦公地點卻有兩個:合肥與上海。
彼時,落在上海的第三代同步輻射光源正在建設,沒有先例可循,國外經驗不對外分享,每個元器件的設計、制作,都需要我國研究員們自己琢磨。
“大科學裝置是一個平臺型的用戶裝置,我作為專家組成員之一,立足自身學科領域,從用戶角度提出需求和建議。”李良彬說,2008年在上海光源還沒有正式對外開放時,他就帶著學生在里面做實驗。至今,上海的實驗室里還保留著他第一次帶去的研究裝備。
在李良彬往返之時,許多上海的科研人員也如他一樣兩地實驗。
比如,上海交通大學教授齊飛等利用“合肥光源”研究航空發(fā)動機燃燒反應路徑,為上海商飛航空煤油配方的優(yōu)化做出了貢獻。
合肥到上海、上海到合肥,近500公里的軌跡,許許多多像李良彬這樣的“追光者們”,已重復了成千上萬次。
兩光“交匯”
在合肥未來大科學城,位于譚崗路與胡廟路交口東北處有一處工地,施工現場機器轟鳴,各處涌現著忙碌的身影。這里是合肥先進光源項目建設工程,從效果圖上看,整個園區(qū)宛如一只觀察微觀世界的“眼睛”。
最新建設進度顯示:合肥先進光源建設進展已到20%,主體建筑已完成打樁,預計明年下半年工藝設施開始進場安裝。其中,超過80%的核心零部件都是國產自研。
自1989年4月29日凌晨,中國第一束同步輻射光從中國科大國家同步輻射實驗室迸發(fā),時至今日,我國的同步輻射已經歷了四代發(fā)展:北京正負電子對撞機被稱為一代光源,是高能區(qū);合肥光源被稱為二代光源,是低能區(qū);上海光源被稱為三代光源,是中能區(qū);正在建設的合肥先進光源是四代光源,也是低能區(qū),但亮度將比二代提高100萬倍。
為何要建一代又一代的光源?
“因為一個光源無法覆蓋光的所有波長范圍,世界科技大國都會建設高、中、低三個能區(qū)的同步輻射光源,產生不同波段的光。”李良彬解釋。
以李良彬團隊研究的課題為例,主要聚焦在高分子材料加工過程中結構變化,應用合肥光源可以觀測到電子在納米空間中的變化,但想要探測原子從納米到微米整個尺度范圍內的變化,就需要用上海光源。
“兩種不同的波長范圍,它所觀測的結構尺度信息是不一樣的,不同光源的技術協(xié)同,可以對光學膜材料的理解有一個全貌。”李良彬說。在他眼里,上海和合肥兩地的實驗就像是“兩塊拼圖”,拼起來才“更完整”。
光與光的交匯,照亮了微觀世界,也正映射出新的耀眼光芒。
正如當年第三代“上海光源”建設之時,第四代合肥先進光源的建設也正吸引來一批批的“追光者”。
“第四代光源的建設難度可想而知,但好在這次我們有了前面經驗可以借鑒。”李良彬說,在上海建設第三代光源時,合肥一批骨干科研人員參與其中。如今,兩地骨干科研人員再次“匯合”,攜手打造這一國之重器。
這種“匯合”,有了機制上的保障。
在廣袤的科技世界,這“兩束”來自長三角的光,從上海和合肥射出,再匯集融合輝映出新的光芒,正共同照亮著全新的科研領域。
一代又一代
今年27歲的朱健和加入國家同步輻射實驗室已經有5年。在實驗室內,他與同學們正在調試“多功能高分子薄膜原位雙向拉伸實驗設備”。6月25日,他們的團隊將帶著它去一趟“上海光源”。
這臺設備并不是第一次去上海,它重達3噸,是為了模擬高分子薄膜工業(yè)生產過程而研制的。“我們填寫好預約申請,等待排期就能直接去用了。”
如今,像朱健和這樣的青年科研人員研究微觀世界,不用再“連蒙帶猜”,通過更高能級的光源,他們的研發(fā)效率更高,研發(fā)參數更加精準。
光,讓我們“看得更清”;站在前人的肩上,讓我們“看得更遠”。
走進中國科大校史館一樓,有一個主題為《追光》的展廳。講述了國家同步輻射實驗室的建設發(fā)展歷程和科大一代代“追光者”科教報國的動人故事。
如今已經80多歲的裴元吉教授,作為第二代同步輻射光源的副總工程師,他繼續(xù)參與著第四代“合肥先進光源”的建設。同樣如此的還有何多慧院士,他是第二代同步輻射光源的技術總負責人,見證著“中國光源”從無到有的歷程。
從熱血青年到滿頭白發(fā),在一代代光源的接力建設中,一代代科學家們也在接力中國的科研事業(yè)。
凝聚多代科研人員心血的第四代合肥先進光源,計劃2028年建成運行。建成后將成為國際先進的低能量區(qū)同步輻射裝置,使我國形成全能量區(qū)覆蓋的先進光源體系。
“原先我們看清這些結構變化可能需要1秒鐘,現在只需要1毫秒,等到第四代光源建好后,或許只需要0.01毫秒。”對于新光源的建設,朱健和滿懷期待。
跨越時間的長河,不同年代科研人員的科學夢想,在此刻此地得以匯合。這既是一種科學精神的傳承,更是對探索未來的無限期待。
更多科技之光“照進”產業(yè)
這幾日,李良彬再次將去上海的行程排上了日程。在做科研之外,他帶領團隊正在進行“面向先進高分子薄膜加工與功能改性的同步輻射研究平臺”的研究。這是由“合肥光源”和“上海光源”合力承擔的一個國家重點研發(fā)計劃,旨在為我國新型顯示產業(yè)、新能源汽車產業(yè)提供關鍵核心材料和技術支持。
類似的研究課題在國家同步輻射實驗室還有許多,藏于“實驗室”的科研成果,在不斷走向“運用場”。不僅如此,作為全國大科學裝置最密集地區(qū)之一,包括合肥光源、合肥先進光源在內,合肥已布局重大科技基礎設施項目13個。這些“國之重器”射出的科技之“光”,照亮了越來越多的產業(yè)發(fā)展路:
——培育孵化創(chuàng)新企業(yè)。聚焦前沿科技轉化,發(fā)揮大科學裝置、高能級研發(fā)平臺集聚優(yōu)勢,先后轉化衍生成果200余項,孵化引育中科離子等企業(yè)90家;
——助力發(fā)展未來產業(yè)。依托合肥國家實驗室、空地一體量子精密測量試驗設施、高精度地基授時系統(tǒng)等裝置,集聚量子產業(yè)鏈企業(yè)66家;以深空探測實驗室為核心,以合肥高新區(qū)空天信息產業(yè)園為孵化啟動區(qū),以未來大科學城為產學研用一體化生態(tài)集聚區(qū),推動深空探測全產業(yè)鏈發(fā)展;
——形成人才聚集強磁場。依托核聚變系列裝置,成立聚變新能商業(yè)公司,集聚夸父超導、曦合超導、中科海奧等產業(yè)鏈相關企業(yè)30余家,吸引100多位國際高端人才,集聚了一支以萬元熙院士、李建剛院士、萬寶年院士等領軍人物為代表的2500余人的聚變大科學工程團隊。
科技之翼的扇動,帶來了產業(yè)創(chuàng)新的舞動。如今,這種舞動,在長三角有了更生動的寫照。
合報科學+融媒體工作室
合肥通客戶端- 合報全媒體記者 蔣瑜香 劉小容 文/圖