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合肥先进光源预计2027年建成!中国科大新晋院士解读其用途

2021-12-06 10:54     来源:安徽网     同步辐射光源
12月5日,在第五届安徽大学创新发展高峰论坛上,专家学者就助力安徽架构科技创新策源地相关问题进行深入研讨。新晋中国科学院院士、中国科大国家同步辐射实验室主任封东来教授也透露了合肥先进光源的最新进展。据悉,作为低能区第四代同步辐射光源,合肥先进光源预计在2027年建成,并将助力安徽打造“芯屏汽合”产业创新。


合肥先进光源预计2027年建成

如同夜间在家找东西,最简单方法就是打开家中最亮的灯,而同步辐射光源就是我们探测微观世界时那盏最明亮的灯。

记者了解到,北京正负电子对撞机被称为一代光源,合肥国家同步辐射实验室被称为二代光源,上海光源被称为三代光源。预计在2027年建成的合肥先进光源就是四代光源。其中升级的一个主要性能就是亮度,到目前为止,同步辐射仍是对微观世界研究的最有效且系统的工具,也被称为“科技的灯塔”。

封东来介绍,合肥先进光源是国际最先进、亚洲唯一低能量区第四代同步辐射光源,用更加复杂的加速器结构,使其亮度更高、相干性更好,它的特点可以实现复杂体系电子态、化学态、轻元素结构的精确测量。

“同步辐射光源在各行各业用途很大,全世界每年大概有10万人次的用户在50多台的同步辐射光源工作。”封东来透露,合肥先进光源建成之后,作为低能区高性能光源,初期预计每年全球用户3000人次,未来可达10000人次,“因为它是最先进的,可以预计有大量的国际用户,所以这种交流对安徽、合肥都很好,而且它也是这一批大科学装置里面唯一以地方命名的。”

需求广泛 可致力于疾病病理发现

封东来介绍,合肥先进光源在国家各方面的需求非常多,包括能源产业链、粮食安全、国防安全等等。在产业方面的话,它也是创新能力的根基,推动产业的升级。比如信息通信领域,人们可以研究未来的量子器件,以及光刻工艺、新材料中的轻质材料、生命健康等领域。

其实,这种大科学装置离我们普通人的生活并不遥远。封东来举了个例子,神经退行性疾病是人类的大敌,其中阿尔茨海默症全球患者5千万,我国有1千万,且爆发性增长。每一个患者背后都是一个痛苦的家庭,过去20年,320个药物均尝试失败,这是为什么呢?

他解释,因为阿尔茨海默症可能由相关蛋白在细胞内外的异常运输、错误折叠和团聚导致,其空间尺度在10纳米以内,目前技术分别率不够,病理仍不明、药物研发效率极低。未来,合肥先进光源将把细胞三维成像分辨率提高到几纳米,看清发病病理,才能进一步去研发药物,这也是他们早期想做的重要课题。

还将助力安徽本土产业创新

记者了解到,合肥先进光源在助力安徽打造“芯屏汽合”产业创新方面也将大有作为。

封东来介绍,光源建成之后,可以在光刻工艺、芯片无损检测、新型器件与探测器等方面发挥作用,对复杂材料可以直接研究。“现在我们的芯片加工工艺完成之后,想了解有没有问题,需要切开看,以后就可以进行无损检测了。”封东来说。

国产大飞机的发展备受关注,但我国高端轻元素材料几乎完全依赖进口,是众多产业和国家需求“卡脖子”的材料。封东来表示,轻元素材料的生产工艺机器复杂,当前技术看不清其在加工、服役过程中多尺度结构演化过程,无法精确判断构效关系,研发靠“碰”,效率极低,“四代光源将帮我们看清演化过程,加快研发。”

此外,利用合肥先进光源的谱学技术,可以对燃料、电池充放电等过程的化学态进行研究,利用成像技术,可以对元素、化学纳米空间分布进行研究。

对未来,科学家们也进行了设想,以先进光源为引领,产业技术协同,一流人才聚集,通过“看清楚,想明白,做出来,卖得好”的科创产业融合,打通创新力、产业链、价值链,推动产业集群向知识集群跨越,支撑“芯屏汽合”战略。

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