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科研的浪漫,东莞最能懂

发布时间:2025/3/12 12:35:03   
刘云涛 https://disease.39.net/bjzkbdfyy/170709/5528372.html

“物质”一词,在形容人的品行时,略带贬义;但在物理领域,它却具有千变万化的浪漫属性。

微观世界里的物质,几乎都由原子组成,它就像太阳系,原子核是太阳,围绕它旋转跳跃的是电子。而原子核本身,由带电的质子和不带电的中子组成。

柯于斌每天的工作就是用中子谱仪,测量穿过材料的中子,通过中子的运动轨迹,研究材料内部的微观结构,为材料性能的优化提供理论指导。

中国散裂中子源靶站谱仪大厅,众多谱仪围绕中子源呈扇形分布受访者供图

他是中国科学院高能物理研究所东莞研究部的一名科研人员。这里还有另外一个名称,叫中国散裂中子源。他说的中子谱仪,实际上就是一台台“超级显微镜”。

这台超级科学装置,坐落在东莞松山湖畔。研究中心附近,有许多电子信息类企业,似乎等待着研究成果可以通过制造业进入寻常百姓家。

科技研发的力量正在影响东莞经济。今年一季度数据显示,东莞与科学技术相关的服务业增长迅猛,软件和信息技术服务业增长.8%;科学研究和技术服务业增长54.4%。

在珠江东岸这片制造业丛林中,研发能开出怎样的花?

一根“探针”

12年前,学习材料科学的柯于斌从北京航空航天大学硕士毕业,当时他还不了解中子相关的物理实验,但赶上中科院高能物理所的招聘,决定投简历试一下。

中科院高能物理所是中国从事高能物理研究、先进加速器物理与技术研究的机构。

当时,中科院和广东省计划在华南地区布局一台大科学装置,也就是如今的中国散裂中子源,这是中国首台、世界第四台脉冲式散裂中子源。

“我对大科学装置很感兴趣,而材料科学也正好是散裂中子源学科应用的重要方向。”柯于斌说。

这个决定改变了他的一生。

至年,中国散裂中子源筹建阶段,柯于斌在北京度过了5年。年他来到东莞。

中国散裂中子源外景受访者供图

他到东莞的第一项成果是研发出适合中子谱仪的中子吸收屏蔽材料,这款材料的成本比国外同类产品大幅降低,很快在散裂中子源的谱仪上得到了应用。

后来,柯于斌开始负责小角中子谱仪的调试、运行和用户实验工作,还在职完成了中子散射相关的博士研究生课题研究,获得了工学博士学位。

目前,柯于斌的工作分为工程和科研两方面,工程方面,他负责中子谱仪的日常运行维护和优化升级。科研方面,他致力于新型中子散射方法学和中子散射多学科应用研究。

对于中子散射的具体应用,柯于斌说:“例如准噶尔盆地、四川盆地都有丰富的油气资源,但要想了解天然油/气的分布和储存机制,就需要深入了解页岩的孔隙结构。在孔隙结构探测方面,传统方法比如气体吸附法,存在一定的局限性,一方面会破坏样品结构,另一方面无法观测到细小的纳米孔和闭孔结构。因此,中子散射是更加合适的观测方法,了解页岩更加精确的孔隙结构后,可以推算某地不同深度页岩内的油气资源储量,进而服务开采。”

中国散裂中子源直线加速器受访者供图

柯于斌打了一个比方,他把这样的实验看作拍电影。

“实验设备是舞台,用户是演员,他们有自己的角色。而实验者,有点像导演,需要把角色和舞台有序地结合在一起。这是因为,中子散射只是一种基本的物理分析手段,在不同领域中具体如何应用则各有千秋。我们期望不同领域的人都能利用中子散射技术,解决自己的问题。”柯于斌说。

“热带雨林”中的科学城

在中国散裂中子源两公里范围内,有南方光源研究测试平台、松山湖材料实验室等科学研究平台;4公里之外,坐落着东莞理工学院。建设中的大湾区大学(筹)、香港城市大学(东莞)也都在中子源10公里范围内,除此以外,这个范围里还散布着全国知名院校建设的30多家新型研发机构。

东莞松山湖,有科研机构,也有大企业来源:图虫创意

“大科学装置可以推动一个科研项目以至一个学科的发展。散裂中子源对吸引高校、科研机构集聚并快速发展功不可没。部分高校考虑到基础研究大科学装置在这里落地,才在此建设研发机构或校区。相应地,人才也随之而来。”柯于斌介绍。

高校、科研机构、头部企业同时在一片区域出现,已经让松山湖变得很“烧脑”,不过,这里未来还会更“烧脑”一点。

今年4月,松山湖科学会议在这里举办,5名中科院院士现场发表报告。他们谈论的话题,包括了“从脑科学到类脑人工智能”的前沿领域话题。除此以外,粤港澳院士峰会均连续多年在东莞松山湖举办。

因此,也有院士笑谈,在松山湖畔,偶遇世界级科学家将不是意外。未来,这里还会有更多的人才和机构落户。

“科研机构在空间上集聚,会让技术交流变得容易,也利于不同科研机构间人才流动。这对提升技术研发水平、吸引研发人才无疑有着巨大作用。”长期

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