新安晚報(bào) 安徽網(wǎng) 大皖新聞?dòng)?nbsp; 8月12日，合肥科學(xué)島穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置混合磁體產(chǎn)生的45.22萬(wàn)高斯，刷新了塵封23年的世界紀(jì)錄，震驚了全世界。雖然我國(guó)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室起步較晚，但從合肥科學(xué)島強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心2008年承建穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置開(kāi)始，僅僅用了十多年時(shí)間，就實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有、從跟跑到并跑、領(lǐng)跑的關(guān)鍵跨越，創(chuàng)造了強(qiáng)磁技術(shù)發(fā)展的“中國(guó)速度”。日前，新安晚報(bào)、安徽網(wǎng)、大皖新聞?dòng)浾咦哌M(jìn)合肥科學(xué)島，對(duì)穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)發(fā)展的“十年之路”進(jìn)行深入采訪。

產(chǎn)生的磁場(chǎng)是地球的90多萬(wàn)倍

中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心位于合肥科學(xué)島上。2022年8月12日，該中心研制的國(guó)家穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置再次震驚了世界。其混合磁體（磁體口徑32毫米）產(chǎn)生了45.22萬(wàn)高斯（即45.22特斯拉）的穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)，刷新了同類型磁體的世界紀(jì)錄，成為目前全球范圍內(nèi)可支持科學(xué)研究的最高穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)。

穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)。

據(jù)了解，原世界紀(jì)錄是1999年由美國(guó)國(guó)家強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造，其混合磁體產(chǎn)生45萬(wàn)高斯，至今已保持紀(jì)錄23年之久。

混合磁體是國(guó)際上技術(shù)難度最高的磁體，也是能夠產(chǎn)生最高穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)的磁體。從結(jié)構(gòu)上看，它由外“超導(dǎo)磁體”和內(nèi)“水冷磁體”組合而成。此次國(guó)家穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置的混合磁體在26.9兆瓦的電源功率下產(chǎn)生45.22萬(wàn)高斯的穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，成為我國(guó)科學(xué)實(shí)驗(yàn)極端條件建設(shè)乃至世界強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù)發(fā)展的重要里程碑。

45.22萬(wàn)高斯磁場(chǎng)有多高呢？舉一個(gè)例子。地球磁場(chǎng)約等于0.5高斯，45.22萬(wàn)高斯相當(dāng)于地球磁場(chǎng)的90多萬(wàn)倍。

這么高的磁場(chǎng)，有什么用呢？

中科院合肥研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心學(xué)術(shù)主任、強(qiáng)磁場(chǎng)安徽省實(shí)驗(yàn)室主任、強(qiáng)光磁預(yù)研項(xiàng)目負(fù)責(zé)人匡光力說(shuō)，穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)是物質(zhì)科學(xué)研究需要的一種極端實(shí)驗(yàn)條件， “在強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，物質(zhì)特性會(huì)受到調(diào)控，有利于科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)物質(zhì)新現(xiàn)象、研究物質(zhì)新規(guī)律。”

六年技術(shù)攻關(guān)終刷新世界紀(jì)錄

如匡光力所說(shuō)，穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)是物質(zhì)科學(xué)研究需要的一種極端實(shí)驗(yàn)條件，是推動(dòng)重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的“利器”。世界科技強(qiáng)國(guó)一直重視強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)條件建設(shè)，目前國(guó)際上有五大穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室，分布于美國(guó)、法國(guó)、荷蘭、日本以及中國(guó)合肥科學(xué)島。

穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置。

合肥科學(xué)島的穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置始建于2008年，是國(guó)家發(fā)改委“十一五”期間立項(xiàng)的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。裝置于2008年5月19日獲批開(kāi)工，2010年10月28日轉(zhuǎn)入“邊建設(shè)、邊運(yùn)行”模式，2017年9月27日通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收并正式投入運(yùn)行，目前包括十臺(tái)磁體：五臺(tái)水冷磁體、四臺(tái)超導(dǎo)磁體和一臺(tái)混合磁體。

據(jù)了解，科學(xué)島的穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置在建設(shè)過(guò)程中就取得了一系列成就，磁體技術(shù)和綜合性能處于國(guó)際領(lǐng)先地位。其中，團(tuán)隊(duì)成功研制出世界第二臺(tái)40特斯拉級(jí)混合磁體、五臺(tái)不同用途的水冷磁體（四創(chuàng)世界紀(jì)錄、三臺(tái)保持至今），建成了國(guó)際首創(chuàng)的水冷磁體掃描隧道顯微鏡、掃描隧道-磁力-原子力組合顯微系統(tǒng)等一系列科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

“這些裝置為開(kāi)展物理、化學(xué)、材料、生命健康和工程技術(shù)等學(xué)科的研究，提供了穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)條件，在多學(xué)科前沿探索中取得很多重大科技成果。”中科院合肥研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心磁體技術(shù)部副主任、強(qiáng)光磁預(yù)研項(xiàng)目組成員張俊是2010年來(lái)到合肥科學(xué)島的，一路見(jiàn)證了穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)裝置的建設(shè)和發(fā)展， “2016年，我們就自主研制成功中心場(chǎng)強(qiáng)達(dá)40萬(wàn)高斯的混合磁體，躋身世界第二。”

隨后，強(qiáng)磁場(chǎng)團(tuán)隊(duì)繼續(xù)勇攀科技高峰，在合肥綜合性國(guó)家科學(xué)中心強(qiáng)光磁預(yù)研項(xiàng)目的支持下，在2022年刷新了世界紀(jì)錄， “這六年里，我們一直在開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，創(chuàng)新了磁體結(jié)構(gòu)，研發(fā)了新材料，優(yōu)化了制造工藝，終于取得重大技術(shù)突破。”

將為重大科研提升實(shí)驗(yàn)條件

這十年，是建設(shè)科技創(chuàng)新策源地、打造“科技強(qiáng)國(guó)”的十年，而科學(xué)島強(qiáng)磁場(chǎng)裝置，也逐漸開(kāi)始發(fā)揮威力，為重大科研助力。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)家穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置自投入運(yùn)行以來(lái)，已經(jīng)運(yùn)行超過(guò)50萬(wàn)個(gè)機(jī)時(shí)，為國(guó)內(nèi)外170多家單位提供了實(shí)驗(yàn)條件，包括清華大學(xué)、北京大學(xué)、中國(guó)科大、復(fù)旦大學(xué)、南京大學(xué)、浙江大學(xué)，中科院物理所、高能所、電工所、半導(dǎo)體所，美國(guó)哈佛大學(xué)、新加坡國(guó)立大學(xué)、德國(guó)馬普所等裝置用戶，在物理、化學(xué)、材料、生命健康、工程技術(shù)等領(lǐng)域開(kāi)展了超過(guò)3000項(xiàng)課題的前沿研究，取得了一系列重大科技成果，如首次發(fā)現(xiàn)外爾軌道導(dǎo)致的三維量子霍爾效應(yīng)、揭示日光照射改善學(xué)習(xí)記憶的分子及神經(jīng)環(huán)路機(jī)制等。

與此同時(shí)，研發(fā)裝置衍生的成果和依托裝置研究產(chǎn)生的多項(xiàng)成果，如組合掃描探針顯微技術(shù)、國(guó)家Ⅰ類抗癌創(chuàng)新靶向藥物等，成功地轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。

“我們發(fā)揮大科學(xué)裝置‘沿途下蛋’機(jī)制，依托裝置衍生多項(xiàng)具有廣泛應(yīng)用前景的科技成果。”科學(xué)島強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心有關(guān)負(fù)責(zé)人舉例說(shuō)，王俊峰研究員課題組在裝置所屬的超導(dǎo)磁體SM3及配套NMR支持下，對(duì)糖尿病候選藥物FGF21進(jìn)行改造后制成FGF21SS，糖尿病小鼠實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明FGF21SS表現(xiàn)出更加優(yōu)異的降血糖、減體重效果，具有良好的成藥性，有望在完成臨床轉(zhuǎn)化后用于糖尿病、肥胖和非酒精性脂肪肝等慢性代謝性疾病治療。 “相關(guān)研究成果已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利和國(guó)際專利保護(hù)，目前已與多家企業(yè)達(dá)成協(xié)議，共同推進(jìn)臨床試驗(yàn)和產(chǎn)業(yè)化。”

這位負(fù)責(zé)人表示，此次產(chǎn)生世界最高的穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)，將提升實(shí)驗(yàn)條件，將在低功耗電子材料等研究中發(fā)揮不可或缺的關(guān)鍵作用。 “隨著混合磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度的提高，其開(kāi)放共享水平、用戶服務(wù)水平也將得到大幅提升。”

科研骨干平均年齡只有35歲

這十年，科學(xué)島穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置不僅稱為創(chuàng)新的“強(qiáng)磁場(chǎng)”，也成為人才的“強(qiáng)磁場(chǎng)”，尤其是年輕科研人員的“強(qiáng)磁場(chǎng)”。

就拿這次“45.22萬(wàn)高斯”實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，創(chuàng)造世界紀(jì)錄的團(tuán)隊(duì)的科研骨干，是平均年齡35周歲的年輕人。 “他們扛重?fù)?dān)、挑大梁，努力工作，鍥而不舍。雖然經(jīng)歷了很多失敗，但每次失敗都讓這些年輕人鍛煉得更強(qiáng)。”中科院合肥研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心首席科學(xué)家張?jiān)：阍菏空f(shuō)。

中科院合肥研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心副研究員、強(qiáng)光磁預(yù)研項(xiàng)目水冷磁體技術(shù)攻關(guān)組成員房震就是這樣一個(gè)年輕人。他今年33歲，2018年從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士畢業(yè)后，加入科學(xué)島強(qiáng)磁場(chǎng)團(tuán)隊(duì)。 “從40特斯拉到45特斯拉，我們走了六年。我們經(jīng)歷過(guò)失敗，然后從磁體的設(shè)計(jì)、材料的選用，以及裝配和測(cè)試，各方面都經(jīng)過(guò)了一系列的優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)了來(lái)之不易的45.22特斯拉。”

據(jù)了解，為了更好地發(fā)揮房震等年輕科研人員的能力，今年4月，強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心黨委成立了高場(chǎng)磁體技術(shù)青年創(chuàng)新突擊隊(duì)，突擊隊(duì)隊(duì)員全程參與了此次沖擊世界紀(jì)錄的重要任務(wù)，并在其中起到了骨干引領(lǐng)作用。

下一步，這些強(qiáng)磁場(chǎng)里的年輕人，還將繼續(xù)努力促進(jìn)裝置性能提升和成果產(chǎn)出，在實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)的偉大征程中，成為科技創(chuàng)新的“最強(qiáng)磁場(chǎng)”。

徐菲菲 尹航 新安晚報(bào) 安徽網(wǎng) 大皖新聞?dòng)浾?于源綺  余康生 項(xiàng)磊