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两“光”交汇迸发新光芒!合肥上海两地“追光者”携手打造国之重器

先进光源

这几日,中国科大博士朱健和,正在忙着联系设备“打包”的事。他们研究团队准备把一台3吨重的“多功能高分子薄膜原位双向拉伸实验设备”,从“合肥光源”拉到“上海光源”做实验。

合肥到上海近500公里,这条路吸引着众多“追光者”无数次往返。

走近这群“追光者”,记者看到的是一代又一代科学人员的接力传承。当前第四代合肥先进光源正在如火如荼开展,最新建设进度到20%。这两束光正在跨越地理空间,交织汇融。光与光的相遇,辉映出新的光芒,成为长三角协同创新的耀眼底色。

追光而行

走进位于中国科大的国家同步辐射实验室,一个银色圆顶建筑映入眼帘,一条条“触角”从中伸出,每一条“触角”都是一条光束线站,引出的同步辐射光,能照亮一个学科领域。

作为新中国第一个国家级实验室,它还有一个大家熟知的名字:第二代光源——“合肥光源”。

同步辐射光源被称为探索前沿科学的“眼睛”,像是一把能“照进”微观世界的“手电筒”。而这束“光”,也吸引着一批批的“追光”者。

李良彬便是其一。

李良彬是国家同步辐射实验室党委书记、副主任,2006年选择回国,前往中国科学技术大学任教,笑称自己是“追光而来”。从事高分子材料研究的他,想要观测高分子材料在加工过程中的微观结构变化,就需要借助同步辐射光源。

“同步辐射光源和自然界的光也有相似之处,亮度越高,就能看得越清楚。”李良彬比喻同步辐射光源就是给微观世界“拍照”。

“光越强,曝光就越短,就能拍下更多照片,更看得清物质在微观世界的变化过程。”李良彬说,将这些“照片”连在一起,相当于获得了一张物质微观结构变化的“导航图”,可以根据不同参数下的性能,生产出所需的产品。

虽然工作地点在中国科大,但李良彬称自己的办公地点却有两个:合肥与上海。

彼时,落在上海的第三代同步辐射光源正在建设,没有先例可循,国外经验不对外分享,每个元器件的设计、制作,都需要我国研究员们自己琢磨。

“大科学装置是一个平台型的用户装置,我作为专家组成员之一,立足自身学科领域,从用户角度提出需求和建议。”李良彬说,2008年在上海光源还没有正式对外开放时,他就带着学生在里面做实验。至今,上海的实验室里还保留着他第一次带去的研究装备。

在李良彬往返之时,许多上海的科研人员也如他一样两地实验。

比如,上海交通大学教授齐飞等利用“合肥光源”研究航空发动机燃烧反应路径,为上海商飞航空煤油配方的优化做出了贡献。

合肥到上海、上海到合肥,近500公里的轨迹,许许多多像李良彬这样的“追光者们”,已重复了成千上万次。

两光“交汇”

在合肥未来大科学城,位于谭岗路与胡庙路交口东北处有一处工地,施工现场机器轰鸣,各处涌现着忙碌的身影。这里是合肥先进光源项目建设工程,从效果图上看,整个园区宛如一只观察微观世界的“眼睛”。

最新建设进度显示:合肥先进光源建设进展已到20%,主体建筑已完成打桩,预计明年下半年工艺设施开始进场安装。其中,超过80%的核心零部件都是国产自研。

自1989年4月29日凌晨,中国第一束同步辐射光从中国科大国家同步辐射实验室迸发,时至今日,我国的同步辐射已经历了四代发展:北京正负电子对撞机被称为一代光源,是高能区;合肥光源被称为二代光源,是低能区;上海光源被称为三代光源,是中能区;正在建设的合肥先进光源是四代光源,也是低能区,但亮度将比二代提高100万倍。

为何要建一代又一代的光源?

“因为一个光源无法覆盖光的所有波长范围,世界科技大国都会建设高、中、低三个能区的同步辐射光源,产生不同波段的光。”李良彬解释。

以李良彬团队研究的课题为例,主要聚焦在高分子材料加工过程中结构变化,应用合肥光源可以观测到电子在纳米空间中的变化,但想要探测原子从纳米到微米整个尺度范围内的变化,就需要用上海光源。

“两种不同的波长范围,它所观测的结构尺度信息是不一样的,不同光源的技术协同,可以对光学膜材料的理解有一个全貌。”李良彬说。在他眼里,上海和合肥两地的实验就像是“两块拼图”,拼起来才“更完整”。

光与光的交汇,照亮了微观世界,也正映射出新的耀眼光芒。

正如当年第三代“上海光源”建设之时,第四代合肥先进光源的建设也正吸引来一批批的“追光者”。

“第四代光源的建设难度可想而知,但好在这次我们有了前面经验可以借鉴。”李良彬说,在上海建设第三代光源时,合肥一批骨干科研人员参与其中。如今,两地骨干科研人员再次“汇合”,携手打造这一国之重器。

这种“汇合”,有了机制上的保障。

在广袤的科技世界,这“两束”来自长三角的光,从上海和合肥射出,再汇集融合辉映出新的光芒,正共同照亮着全新的科研领域。

一代又一代

今年27岁的朱健和加入国家同步辐射实验室已经有5年。在实验室内,他与同学们正在调试“多功能高分子薄膜原位双向拉伸实验设备”。6月25日,他们的团队将带着它去一趟“上海光源”。

这台设备并不是第一次去上海,它重达3吨,是为了模拟高分子薄膜工业生产过程而研制的。“我们填写好预约申请,等待排期就能直接去用了。”

如今,像朱健和这样的青年科研人员研究微观世界,不用再“连蒙带猜”,通过更高能级的光源,他们的研发效率更高,研发参数更加精准。

光,让我们“看得更清”;站在前人的肩上,让我们“看得更远”。

走进中国科大校史馆一楼,有一个主题为《追光》的展厅。讲述了国家同步辐射实验室的建设发展历程和科大一代代“追光者”科教报国的动人故事。

如今已经80多岁的裴元吉教授,作为第二代同步辐射光源的副总工程师,他继续参与着第四代“合肥先进光源”的建设。同样如此的还有何多慧院士,他是第二代同步辐射光源的技术总负责人,见证着“中国光源”从无到有的历程。

从热血青年到满头白发,在一代代光源的接力建设中,一代代科学家们也在接力中国的科研事业。

凝聚多代科研人员心血的第四代合肥先进光源,计划2028年建成运行。建成后将成为国际先进的低能量区同步辐射装置,使我国形成全能量区覆盖的先进光源体系。

“原先我们看清这些结构变化可能需要1秒钟,现在只需要1毫秒,等到第四代光源建好后,或许只需要0.01毫秒。”对于新光源的建设,朱健和满怀期待。

跨越时间的长河,不同年代科研人员的科学梦想,在此刻此地得以汇合。这既是一种科学精神的传承,更是对探索未来的无限期待。

更多科技之光“照进”产业

这几日,李良彬再次将去上海的行程排上了日程。在做科研之外,他带领团队正在进行“面向先进高分子薄膜加工与功能改性的同步辐射研究平台”的研究。这是由“合肥光源”和“上海光源”合力承担的一个国家重点研发计划,旨在为我国新型显示产业、新能源汽车产业提供关键核心材料和技术支持。

类似的研究课题在国家同步辐射实验室还有许多,藏于“实验室”的科研成果,在不断走向“运用场”。不仅如此,作为全国大科学装置最密集地区之一,包括合肥光源、合肥先进光源在内,合肥已布局重大科技基础设施项目13个。这些“国之重器”射出的科技之“光”,照亮了越来越多的产业发展路:

——培育孵化创新企业。聚焦前沿科技转化,发挥大科学装置、高能级研发平台集聚优势,先后转化衍生成果200余项,孵化引育中科离子等企业90家;

——助力发展未来产业。依托合肥国家实验室、空地一体量子精密测量试验设施、高精度地基授时系统等装置,集聚量子产业链企业66家;以深空探测实验室为核心,以合肥高新区空天信息产业园为孵化启动区,以未来大科学城为产学研用一体化生态集聚区,推动深空探测全产业链发展;

——形成人才聚集强磁场。依托核聚变系列装置,成立聚变新能商业公司,集聚夸父超导、曦合超导、中科海奥等产业链相关企业30余家,吸引100多位国际高端人才,集聚了一支以万元熙院士、李建刚院士、万宝年院士等领军人物为代表的2500余人的聚变大科学工程团队。

科技之翼的扇动,带来了产业创新的舞动。如今,这种舞动,在长三角有了更生动的写照。

合报科学+融媒体工作室

合肥通客户端- 合报全媒体记者 蒋瑜香 刘小容 文/图

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