www.yb1090.com:视频|科创·上海①:全国科学家都想来"鹦鹉螺"做试验

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看看新闻Knews记者 张正磊 吕心泉 刘宽漾 姜涛 朱晓荣

2018-05-25 00:04:46

2014年5月,习近平总书记在上海视察工作时提出,上海应在推进科技创新、实施创新驱动发展战略方面走在全国前头,走到世界前列,加快向具有全球影响力的科技创新中心进军。2015年5月27日,上海出台《关于加快建设具有全球影响力的科技创新中心的意见》。3年来,一批重大原创性的科技成果相继产生,服务上海、辐射全国,科创中心建设正在成为“上海服务”的重要内容。

地球上有一种古老的海洋生物,名叫鹦鹉螺。数亿年来,它进化、演变,被称作海洋中的“活化石”,在研究生物进化和古生物学等方面有很高的价值——最经典的案例是在仿生科学领域,1954年美国研制出世界第一艘核潜艇“鹦鹉螺”号。

在上海,也有一个“鹦鹉螺”,因为外形酷似超大号鹦鹉螺而得名,学名叫做上海光源。它建造成这样,并不是单纯为了美观,这个大科学装置的实际用途——窥探微观世界的超级显微镜——决定了它应该造成这种圆形的主体结构。


俯瞰上海光源


“鹦鹉螺”里骑自行车,忙着给原子分子拍 “照片”

在外周长800米左右的“螺壳”里,早晚都忙碌着一大群实验人员。开放至今,截止2018年03月31日,接待了468家单位,实验人员达37160人次。于是,为了赶时间,自行车成了“螺壳”里的主流交通工具。

上海光源国家科学中心副主任何建华,正骑着自行车赶往其中一处线站。他主要负责上海光源的用户开放工作,经常和“客户”打交道。今天的“客户”是来自上海睿智化学研究有限公司的科研人员,他们申请到了两个小时的试验时间,希望解析出一种蛋白质的结构,用于临床药物的研发。把蛋白分子的结构看清楚,是研发过程中最基础的一步。

“之前我们是去澳大利亚光源,成本蛮高的,去一次的话需要3000美金来回。”睿智化学的主任研究员刘敬贤给看看新闻Knews记者算了一笔账:他的公司就在张江,来上海光源做实验,不仅便捷而且成本更低,这次的试验他们只需要花4000元,仅仅相当于原先费用的四分之一。

上海光源的全称为上海同步辐射光源。“同步辐射就是电子在以光的速度做圆周运动时,沿切线方向会发射出的电磁波,这种电磁波和物质相互作用,就可以认识物质的内部结构,可以拍摄超高清的图像。”中科院上海应用物理研究所所长赵振堂,见证了上海光源从立项到建成的过程。从归属关系上说,上海光源是物理所的科学装置。“一个超级显微镜集群”,赵振堂觉得这是对上海光源最贴切的比喻。

在另一个线站,东华大学国家课题组的实验则是免费使用光源的,他们的研究和蜘蛛丝有关。因为蜘蛛丝的强韧特性,可以用来做尿道修复、骨组织修复和伤口敷料等生物医学用途,但是蜘蛛同类相食,无法大量饲养来获取蜘蛛丝。课题组希望通过添加成分、将蚕丝向蜘蛛丝转化,从而获得更强韧的丝。他们已经合成了一款丝,这次来就要借助光源对这批丝进行成分分析。

这样的科学研究,每天都在位于上海张江的这个巨大的“鹦鹉螺”里进行着。这里支撑了涵盖生命科学、医学、物理、化学、地质考古等多个领域的科研工作。上海光源的产出也非常丰富, 研究成果超过4000项,在《科学》、《自然》和《细胞》三种国际顶级学术期刊发表的科研论文达80篇。

“上海光源就是要给能够在科学前沿上最有创新思想的科学家机会来做实验,它不是为了赚钱 ,而是看整个科学技术发展贡献。”赵振堂告诉看看新闻Knews记者,秉承着这种理念,上海光源为全国乃至世界的用户服务。


上海光源接纳了全国乃至世界的用户


科研需求旺盛  24小时运转也仅能满足1/4的申请

随着我国企业对自主研发和创新的需求不断提高,上海光源可谓“炙手可热”。看看新闻Knews记者获得了最近一周的《上海光源试验用户名单》,从中科院生物物理研究所到中山大学,一周安排了87个研究课题,排满了整周168个小时。

其实从2009年上海光源开放以来,投入使用的13条线站除了每年两次检修,几乎是满负荷运行5500个小时。但是,这也只能满足全国用户需求机时的四分之一。记者获知,上海光源二期的另外16条线站,正在建设和调试。

“我们现在是13条线在运行,每年有2000用户,二期全部建成之后上海光源的用户接待能力大概是每年会有超过5000人,2021年可能都能够进入到调试和运行的阶段。”邰仁忠说。

从14亿到100亿 “国之重器”密集落户张江

2004 年,上海光源正式立项并破土动工,总投资约14. 344亿元。经过 52 个月的工程建设,于2009年正式竣工,对外开放。

“我们没有乱花钱。”赵振堂很认真地说。上海软土层的地质结构,使得工程施工难度骤升。这台“超级显微镜”需要精准控制同步辐射光的方向,一点点晃动都是致命的。“当时下了很大功夫大概打了一千多根桩,来保证这么一台装置在亚微米的震动范围内。”中科院上海应用物理研究所副所长邰仁忠感叹,上海光源的施工,是集合了光学、机械、电子、控制等大类最精密科学技术的组合。

“加速器的主体设备,光束线站的主体设备,全部是自主研发的,自主的成分当时我们算了一下在85%以上。”赵振堂解释,不应该追求百分百的自主研发,也应该有性价比的考量。目前,这些自主研发的主体设备,已经作为世界一流产品,向国外出口。


上海光源内的主体设备


科技创新已经成为最强劲的驱动力,上海光源的“应接不暇”,恰恰折射出时代创新的大潮汹涌向前。在“鹦鹉螺”的正南方,软X射线自由电子激光装置正在建设和调试。而在不远处,计划投入一百亿元打造的硬X射线自由电子激光装置也于今年4月动工,这是中国迄今为止投资最大、建设周期最长的国家重大科技基础设施项目。这些设施将一起组成张江大科学实验设施群,成为支撑上海科创中心的“国之重器”,辐射和服务全国的科研团队。


张江大科学实验设施群


(看看新闻Knews记者:张正磊 吕心泉 刘宽漾 姜涛 朱晓荣 编辑:范饱饱)



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