上海光源点亮大科学梦想之“光”

2020-10-16 14:47:49 来源: 科技日报 作者: 王春

王筱骄 科技日报记者 王春

在张江科学城一个外形酷似“鹦鹉螺”的建筑里,光似乎停留了脚步。上海同步辐射光源(以下简称上海光源)产生宽波段的同步辐射光,每天供给全世界的前沿科学研究团队使用。200412月开工建设,200956日对用户开放,这一科学地标的崛起,使得中国以同类装置最少的投资和最快的建设速度,加入到世界第三代同步辐射光源装置的第一方阵。

截至20207月,上海光源完成了通过专家评审的实验课题1.4万多个,服务了遍布全国575家单位3116个研究组的30308名研究人员,已成为我国用户和成果产出最多的大科学装置。

“鹦鹉螺”里孵出科研结

上海光源能让我们“看到”物质的内在结构,洞悉原子分子运动的规律,照亮微观世界的科学大门。这束光是许多中国科学家心目中照进科学前路的“梦想之光”。

上海光源的出现,使得原本无法做或者需要出国排队做的分析工作,在“家门口”就可以完成。借助于上海光源,我国科学家实验发现了外尔费米子、提出和验证了单原子催化机理、在国际上首次观察到了大鼠肺泡结构、解析了禽流感、埃博拉、寨卡和基孔肯雅热、新型冠状病毒等一系列病毒的蛋白质结构并阐释了传播机制。上海光源运行开放十年间,国内装置解析的蛋白质晶体结构从99增加到了5076个。

在上海光源的生物大分子晶体学线站,有30多家药物研发企业在此开展研发工作。该站提供国内药物研发一种基于结构的新的药物研发手段。与传统手段相比,基于结构的研发手段更高效、更精准,第一个成功上市的药物仅用时6年,促进了上海及周边地区的新药研发工作。

兼具强度与延展性的超级钢、应用于京沪高铁的新一代高强高导铜铬锆合金接触线、中石化研究团队开发的全新结构分子筛材料、首获美国FDA和中国药监局认证的抗癌新药“泽布替尼”、全球首条纺丝级单层氧化石墨烯、单原子催化从理论走向产业化……在上海光源的支撑下,新兴战略产业领域的关键核心技术取得实质性突破。

十年间,上海光源支撑诸多领域产生了一批有世界影响力的重大科研成果,在结构生物学、凝聚态物理、化学、材料科学、环境和医学等学科领域取得重要研究成果。运行开放十年间,上海光源用户成果发表的期刊论文超过6000篇,其中在《科学》《自然》《细胞》三个国际顶级刊物上发表论文122篇;用户成果入选国内外重大科学科技进展18项次。

带动光子大科学装置集群建设

高产出的背后,是上海光源始终对标国际一流装置的结果。从一开始,开机率、平均故障修复时间、成果产出率等就是“硬指标”。十年来,装置稳定高效运行、性能不断提升,这些“硬指标”处于同类装置的国际先进水平。上海光源还坚持不懈进行关键技术研发和实验方法学发展,从开始的7线7站10种左右的实验方法,到今天的17线21站百余种实验方法,提升了装置的性能水平和实验能力。如持续发展了相干衍射成像方法,将上海光源的空间分辨能力从30纳米提升到了8.5纳米;成功建立了动态显微CT实验方法,将显微结构演化的定量分析从二维推进到了三维。

一座世界级的光子大科学装置集群正在张江崛起。以上海光源为起点,与正在建设中的软X射线自由电子激光装置、硬X射线自由电子激光装置及超强超短激光装置等大科学装置集群形成具有重要国际影响力的光子科学中心,支撑我国科技创新突破和跨越发展。

第四代同步辐射光源已经开启。面临新的发展机遇,上海光源科学中心主任赵振堂说,“下一个十年将是上海光源黄金运行开放时段,上海光源将持续产出重大成果,培养同步辐射骨干澳门新濠天地官网注册,发展新一代同步辐射光源不掉队。”

目前,上海光源二期建设正在加紧进行,预计到2022年,上海光源将有35条光束线50个实验站投入运行,届时每年将有近万名科研工作者在装置上开展基础、应用和开发研究。上海光源二期建成投入运行后其微观结构探测能力位居国际先进第三代同步辐射装置的前列水平,也是我国未来5-7年内最具国际竞争力的同步辐射光源。

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责任编辑:冷媚

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