創新發展的安徽領跑:穩態強磁場 向45T世界紀錄衝刺

http://www.cdnews.com.tw 2017-12-07 18:03:31
中科院強磁場科學中心穩態強磁場實驗裝置。
  華夏經緯網/“我們目前正在進行的工作,就是全面衝刺45T世界紀錄! ”12月5日,面對記者的採訪,中科院穩態強磁場中心磁體科學部副主任陳文革研究員開門見山地說。

  今年9月27日,穩態強磁場大科學裝置通過國家驗收,經過多年自主創新,強磁場研製團隊打破國際技術壁壘,成功克服關鍵材料國際限制、關鍵技術國內空白等重大難題,超越法國、荷蘭、日本等發達國家,建成繼美國之後世界第二台40T級混合磁體,建成三台場強創世界紀錄的水冷磁體,建立了國際領先水準的科學實驗系統,實現了我國穩態強磁場極端條件的重大突破。

  磁現象是自然界的基本現象之一,地球磁場強度約0.5高斯(磁感應強度或磁通量單位)。1萬高斯等於1特斯拉(T),目前世界上產生穩態磁場強度最高的是美國國家強磁場實驗室,實現磁場強度為45T。 “我們現在的目標就是要達到甚至超過美國國家強磁場實驗室獲得的穩態磁場強度。但獲得極高的磁場就像跳高一樣,越往上越難,需要我們將現有材料用到極限,工藝設計水準上也要求極高,來不得半點馬虎。 ”陳文革表示。

  “強磁場是支援科學前沿探索的一種極端實驗條件,磁場越高,科學發現的機遇越多。 ”強磁場中心科研辦主任盛志高告訴記者,強磁場是調控物品質子態重要參量,在發現新現象、揭示新規律、探索新材料、催生新技術等方面具有不可替代作用。隨著40T級混合磁體建成,強磁場中心完善了獨特的測試平臺,國內外很多科學家都希望利用強磁場獨特的測試系統進行高場下量子功能材料、生物學、醫學等研究。

  在科研人員的引導下,記者來到穩態強磁場實驗裝置現場,一位年輕人正在裝置旁的電腦上錄入數據。原來復旦大學張遠波教授團隊的研究生正在這裡做實驗,他告訴記者,不久前張遠波課題組和中國科大陳仙輝課題組合作首次在強磁場下觀測到黑磷中的量子霍爾效應,為進一步研究黑磷中的量子輸運奠定了基礎。 “過去,我們的主要數據是在美國強磁場國家實驗室完成的,現在在合肥強磁場中心就可以了。 ”

  “針對急性白血病的一個國家I類創新靶向藥物,我們經過4年的研發完成了全面的臨床前評估,已經向國家藥監部門遞交了臨床試驗申請。 ”在強磁場中心的一間實驗室裏,從哈佛大學醫學院歸國的劉青松研究員見到記者後興奮地介紹。

  近年來,他帶領藥物學研究團隊瞄準當前我國高發的腫瘤如白血病、肺癌、乳腺癌、胃癌、腸癌以及淋巴癌等,依託強磁場大科學裝置平臺,特別是高場核磁共振和共振成像裝置,使用以核磁為核心的高通量篩選技術和片段式藥物設計理念,開發了一系列具有自主知識產權的創新靶向抑製劑,目前多個成藥性良好的抑製劑正在根據國家監管機構的要求進行完善的臨床前評估,以期儘快進入臨床試驗。

  強磁場技術的發展會給我們的現實生活帶來很多變化,“比如醫院裏的磁共振成像就利用了強磁場技術。實際上,磁場越強,能看到的越清晰,強磁場科學中心的研究設備,甚至可以清晰地看到腦細胞。未來,在強磁場環境下,我們可以看到更為微觀的資訊,分析人的新陳代謝,對病理過程進行直接的代謝分析。 ”強磁場作為一種獨特的條件,可以改變材料,甚至創造新材料。比如強磁場可以幫助硅的提純,實現更高等級的單晶矽材料,衍生更好的電子產品。強磁場可以幫助高溫超導材料的研發,超導狀態下的材料電阻可以忽略,這意味著未來電力的輸送將不會有任何損耗。 “隨著45T甚至強度更高的穩態強磁場的研製成功,將為我國新材料、物理、化學、生命科學的研究提供更強大、更先進的平臺。 ”陳文革興奮地說。(記者 汪永安)

  “邊建設邊開放”讓大科學裝置增值

  國家大科學裝置穩態強磁場的建設歷時9年取得豐碩成果,令人讚嘆!穩態強磁場的巨大成就不僅體現在打破國際技術壁壘,克服關鍵材料國際限制、關鍵技術國內空白等重大難題,實現我國穩態強磁場極端條件的重大突破上,更體現在依託這一科研平臺,產生了一大批具有國際影響力的科研成果上。而這一系列成果的取得與該裝置“邊建設邊開放”管理新模式密不可分。

  試想,像穩態強磁場這樣的大項目,國家每年投入數以億計,如果只建設不開放,或者怕麻煩建設好了再開放,其產生的科研效益就要大打折扣。穩態強磁場從一開始建設便敞開大門,從2010年試運行至2016年底,為清華、北大、復旦、中科大、物理所等106家用戶單位1500余項課題提供了實驗條件,依託裝置共發表839篇論文,極大地帶動了我國物理、材料、化學、生命科學等諸多學科在強磁場等綜合極端條件下的前沿探索,依託裝置的成果產出已超越相近規模的法國和荷蘭強磁場實驗室。

  “邊建設邊開放”,管理新模式帶來的不僅是穩態強磁場知名度、美譽度的提升,更是大科學裝置自身科研價值的巨大增值!來源: 安徽日報(王偉 編)  
 
 
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