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打造“超级光源” 喷薄“不绝动能”

科普小知识2022-07-09 14:02:49
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这是我们的记者黄鑫

当上海张江科学城的地图展开时,一个个世界*的“科学难题”正在聚集。超强超短激光实验设备、软X射线*电子激光用户设备、活细胞结构和功能成像等线站项目……在这些“高大商”名称背后,凸显了上海推进科技发展的决心和步骤。

去年2月,上海张江综合国家科学中心(以下简称“张江国家科学中心”)获准建设。一年后的今天,依靠先进的大型科学基础设施,它已经聚集了世界上高端的创新资源,并正在接近成为世界一流实验室之一的目标。

基于全局布局

2014年5月,*总书记视察上海时提出,上海应率先推进科技创新,实施创新驱动发展战略。上海应该走在世界前列,加快建设具有全球影响力的科技创新中心。

中国科学院院士、上海市科学技术协会主席陈开贤说:“上海必须有文化自信,才能从一个赛跑者变成一个领跑者,要有创新精神,要有创新的文化和环境。”中国科学院院士褚君浩认为,科研中心的主战场应该是核心技术的创新,即各领域核心技术的研发。

围绕这个目标,酝酿已久的张江国家科学中心应运而生。“科技创新不仅是科技领域的创新,也是以制度创新为核心的全方位制度创新。”张江国家科学中心成立以来,上海市*和科技界达成了这样一个共识。

接下来的规划和布局都围绕着打开经脉、定位支点和绘制蓝图展开。在最终的发展路线图中,上海科技创新中心的目标和任务非常明确:到2020年形成具有全球影响力的科技创新中心的基本框架体系。

承担了科技创新中心核心功能区的张江科技城正是通过顶层设计后的顶层设计脱颖而出。一年来,超强超短激光实验设备、软X射线*电子激光用户设备、活细胞结构和功能成像等线站项目等*科学仪器实现了立项和同年开工的目标,被刘延东副总理誉为“上海速度”。

到目前为止,张江国家科学中心已经初步形成了“点、线、面”的创新网络,将创新链、产业链、资金链和政策链连接起来,日益成为上海乃至全国创新发展的“源头”。在这里,创新不断汇聚,发动机全速发挥其动力。

打造“鸟巢”吸引凤凰,促进创新

上海市科委总工程师傅国庆表示,张江国家实验室规划的主要框架是:1+n。“1”指的是一大群科学设施,“n”指的是几个研究方向,包括光子科学与技术、生命科学、能源科学与技术、类大脑智能、纳米技术、计算科学等。

现在,张江国家科学中心已经启动了多学科的蓝图,在各条战线上搭建“鸟巢”,带来“凤凰”,实现基础科学的突破,引领未来的技术发展。

在这一过程中,中国科学院作为国家科技队伍的主力军发挥了关键作用。中国科学院上海分院积极发挥综合学科和创新人才优势,率先积极规划、参与和推进中心建设。

其中,超强超短激光实验装置(SULF)是张江国家科学中心的“明星”设施之一。作为上海科技中心建设的首批重大科研设施之一,中国科学院上海光学与机械工程研究所-上海科技大学超强激光光源联合实验室承担的SULF研究于去年8月取得重大突破,成功实现了超强超短激光脉冲输出,峰值激光脉冲功率超过5拍瓦,达到目前同类研究的国际领先水平。

超强超短激光被认为是人类已知的最亮的光源。上海研制的超强超短激光脉冲在时间上已达到数十飞秒,相当于在数十亿分之一秒的极短时间内产生5000多万亿瓦的能量。“它将为核物理和医学、材料科学、桌面加速器、宇宙起源研究等带来新的视野。”中国科学院上海分院院长、上海科技大学党委书记朱志远说。

作为张江的“骄傲之子”,上海光源是世界上最重要的国家科技基础设施之一。它支持用户在结构生物学、催化、凝聚态物理、材料科学等相关领域的研究中取得许多突破。在世界上所有同步辐射装置中,每个生产线站产生的SCI论文的平均数量排名第一。截至2016年底,该网站已有32,000多名用户,发表了3,200多篇论文。

据报道,中国科学院上海物理研究所正在加快上海光源二期工程建设,建设一批高水平的光束线站和实验辅助系统,拓展光源性能,大大提高上海光源的整体实验和综合研究能力,推动中国基于同步辐射的科学研究实现跨越式发展。

同时,作为当今世界生命科学领域的第一个综合性科学仪器,上海蛋白质研究所吸引了近200个单位和13000多名国内外科学家,开展了2000多个重大前沿创新研究项目。

中国科学院院士、上海市科学院院长李林说,该设施得到了国家的高度信任,并一直致力于促进跨学科、跨学科、跨部门的合作创新和重大成果。这也意味着我们国家的生命科学家不需要花费时间和精力去日本、欧洲和美国旅行,他们在来上海的时候就可以“深入接触”蛋白质。

此外,由中心的“电子枪”发射的电子束穿过一个近300米长的加速器隧道,最终产生一个X射线*电子激光器,科学家称之为“第四代光源”,这将大大提高目前的科学研究方法和能力。它与活细胞结构和功能成像等姊妹项目一起,构成了中国新一代大规模共享x光用户设备,可对活细胞进行三维全息成像。

描绘未来的新篇章

张江国家科学中心在过去一年提交的报告卡远远不止于此。其海底长期科学观测系统、转化医学和其他大型设施正在加速发展。硬X射线*电子激光装置、高效低碳燃气轮机实验装置、国家生物医学大数据等项目也在争取登陆。在设施建设和交叉研究的深度整合、跨学科和跨领域合作创新网络建设、培养世界顶尖研发机构和一流研究团队等方面也取得了重要成果。

未来,张江国家科学中心的超强超短激光实验装置将与上海光源和软X射线*电子激光器共同构成“超级光源”。科学仪器一个接一个地完成后,张江将成为世界上规模最大、品种最全、综合能力最强的光子科学设施最大的聚集地之一。

面对机遇和挑战,中国科学院将一如既往,勇往直前。面对人口健康的战略需求,中国科学院上海科学院提出建设国家生物医学大数据基础设施。中国科学院上海高级研究所围绕低碳能源发展的战略需求,着力推进以绿色、低碳、高效、健康发展为核心的复合能源体系建设。中国科学院上海天文台正在研究和规划斯卡亚洲科学中心。上海微技术产业研究院以建设8英寸“超越摩尔”研发线为起点,打造重大项目和创新功能平台。与此同时,上海分行正在积极争取将硬X射线*电子激光装置纳入十三五重大科技基础设施建设任务。同济大学与中国科学院声学研究所联合组织的海底长期科学观测网络项目的研究与部署,以及由中国科学院工程热物理研究所牵头与江苏合作建设的低碳高效燃气轮机实验设施...

上海市分行行长助理、科技合作部部长唐铮表示,中国科学院将整合研究所优势,重点推进一批重大科技基础设施建设,推进重大科技基础设施管理机制探索。

一步一个脚印,张江国家科学中心将在未来继续谱写更加美好的篇章,迸发创新的“不竭动力”。

《中国科学日报》(第三版综合版,2017年3月12日)