文汇报:科技创新高地即将在上海崛起

2017/03/08 | 【 【打印】【关闭】 | 访问次数:

201735日,在参加上海代表团审议时,习近平总书记指出,要以全球视野、国际标准提升科技中心集中度和显示度,在基础科技领域作出大的创新、在关键核心技术领域取得大的突破。要突破制约产学研相结合的体制机制瓶颈,让机构、人才、装置、资金、项目都充分活跃起来,使科技成果更快推广应用、转移转化。

同日,李克强总理在十二届全国人大五次会议开幕大会所作《政府工作报告》中指出,要完善对基础研究和原创性研究的长期稳定支持机制,建设国家重大科技基础设施和技术创新中心,打造科技资源开放平台。

正在奋力建设具有全球影响力的科创中心的上海,张江综合性国家科学中心建设正在展开。一个世界级科学大装置集群即将在浦东诞生。一方科技创新高地即将崛起。

上海故事

上海光源竣工将满八年,二期线站正在建设中

大科学装置,我们摸出了些门道

本报首席记者 许琦敏

再过一个多月,首个落户上海的国家大科学装置———上海同步辐射光源,将迎来八岁生日

八年前,美丽的鹦鹉螺刚建成时,英国《自然》 杂志以中国加入世界同步辐射俱乐部为题作了重点报道。

八年间,在上海光源周围,逐步兴建起国家蛋白质科学中心 (上海)、软X射线自由电子激光、超强超短激光等大科学装置。以此为基础,张江综合性国家科学中心正在建设之中。

如今,上海光源二期的16条线站也已开始建设。这一工程的副经理、中科院上海应用物理研究所研究员邰仁忠,从2004年起,经历了上海光源的建设、运行与维护。说起这十几年的变化,他很有感触:“当光源刚开始建设时,无论是光束线的设计者、建设者,还是国内用户科学家,几乎都像小学生,处处要向国外同行学习;而现在,我们已经可以根据我国科学发展的需求提出创新方法,设计出新的线站。

线站设计:从跟着学,到自主创新

上海光源的建成,是一件值得记入上海发展史的大事件。这是一个触探世界科技前沿的俱乐部,它的建成,为中国科学家探索世界前沿课题提供了前所未有的便利。 

光源首批建成的7条光束线站高水平运行开放,截至目前,这7条线站共开机提供超过22.9万小时用户实验机时,支持的课题超过8000个,来自400多家高校、科研院所、医院和企业的2000多个研究组,在这里进行了实验研究。配合国家蛋白质设施建设,这里还建成了专门用于生命科学研究的5线6站,并已成功投入运行。

当时,我们对第三代同步辐射光源的线站建设并没有经验,只能参照国外光源的成功先例,慢慢摸索门道。邰仁忠说,这个过程非常辛苦,但十分值得,只有自己做出来了,才可能透彻了解。到二期线站设计时,他们就开始走上了自主创新之路。

比如,在科学家使用光源的过程中,经常会碰到需要用两种不同波长的同步辐射光,来检测、观察一个样品的需求。按照现有光束线站的常规布局,用户必须分别申请两条线站的实验机时,分两次做实验。邰仁忠说,这显然不能高效地达到最好的实验效果,这就好比分两次为两个人拍照,但用户希望的是用不同光线,在同一时刻给同一个人拍照。

于是,在2012年,他们在世界上率先提出将软、硬两种X射线同时打到同一个样品上,进行实验观测的设计思路。在已开建的光源二期线站中,有一条线站就采取了这一设计;另一条线路则将强度很好的红外光,与X射线组合在一起,可以让科学家同时观测样品的分子振动和原子位置信息。邰仁忠说,如果把样品比作汤圆,那么这条线站就既能看到汤圆皮散发出的热气,又能看清里面馅儿的构成。

装置用户:从被动参与,到主动提出需求

邰仁忠回忆,在确定上海光源第一批7条光束线站的设计方案时,他们到处收集科学家的建议,可除了极少部分有经验的用户,大多数国内科学家对同步辐射光源并不太了解。等到光源建成之后,越来越多国内科学家开始尝试使用这种科研利器 

利用首批建设的7条光束线站,中国科学家已发表论文3400余篇,登上 《自然》 《科学》 《细胞》 三种国际顶级学术刊物的论文超过60篇,更诞生了多项世界瞩目的明星级成果”:中科院大连化学物理研究所包信和院士团队借助上海光源,探索出一项天然气高效转化新方法;清华大学医学院颜宁教授研究组借助上海光源,在世界上率先解析出人源葡萄糖转运蛋白GLUT1三维晶体结构;中科院物理研究所丁洪研究员利用梦之线,成功发现隐藏80余年的幽灵粒子”—————外尔费米子……

二期线站设计征求用户意见时,国内科学家提出了很多具体要求和很好的建议,进一步还会和我们共同设计。邰仁忠说,这种飞跃式变化,给他的印象太深刻了。

中科院大连化学物理研究所在能源和催化研究方面具有很高水准,他们为了研究最前沿的催化剂,在二期线站中特别支持建设一条化学动力学研究线站,由研究所出资与光源共同建设。

在上海光源园区,于2014年底开工建设的软X射线自由电子激光试验装置已经完工并调试出光,预计今年上半年达到设计指标;上海光源二期、我国首台软X射线自由电子激光用户装置、活细胞结构和功能成像平台等项目正在加紧建设。目前上海光源二期地基工程已经完成,新建的实验大厅、用户辅助实验楼和用户中心将于20187月完工,16条新建光束线将于2019年起陆续向用户开放。此外,硬X射线自由电子激光装置已列入国家重大科技基础设施十三五建设规划。

待项目全部建成后,上海光源将形成同步辐射光源+X射线自由电子激光优势互补的新格局,每年接待近万名用户,与张江综合性国家科学中心众多科教机构集聚成群,在前沿研究和应用研究方面持续产生重大成果,同时发挥科研支撑和人才凝集效应,汇聚和培养顶尖科学家,为我国科技的原始创新和集成创新作出更大贡献。

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