卷积定理实验装置

近日，中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室微波光电子课题组李明研究员-祝宁华院士团队研制出一款超高集成度光学卷积处理器。相关研究成果以Compact optical convolution processing unit based on multimode interference为题，发表在《自然-通讯》(Nature Communications，DOI：10.1038/s41467-023-38786-x)上。　　卷积神经网络是一种受生物视觉神经系统启发而发展起来的人工神经网络。它由多层卷积层、池化层和全连接层组成。作为卷积神经网络的核心组成部分，卷积层通过对输入数据进行局部感知和权值共享，提取出不同层次和抽象程度的特征。　　在一个完整的卷积神经网络中，卷积运算的运算量通常占整个网络运算量的80%以上。虽然卷积神经网络在图像识别等领域取得了成功，但也面临挑战。　　传统的卷积神经网络主要基于冯诺依曼架构的电学硬件实现，存储单元和处理单元是分立的，导致数据交换速度和能耗之间的固有矛盾。随着数据量和网络复杂度的增加，电子计算方案越来越难以满足海量数据实时处理对高速、低能耗的计算硬件的需求。　　光计算是一种利用光波作为载体进行信息处理的技术，具有大带宽、低延时、低功耗等优点，提供了一种“传输即计算，结构即功能”的计算架构，有望避免冯诺依曼计算范式中存在的数据潮汐传输问题。光计算近年来备受关注，但在大部分已报道的光计算方案中，光学元件的数量随着计算矩阵的规模呈二次增长趋势，这使得光计算芯片规模扩展面临挑战。　　李明-祝宁华团队提出的光学卷积处理单元通过两个4×4多模干涉耦合器和四个移相器构造了三个2×2相关的实值卷积核。该团队创新性地将波分复用技术结合光的多模干涉，以波长表征Kernel元素，输入到输出的映射实现了卷积中的乘法运算过程，波分复用和光电转换实现了卷积中的加法运算，通过调节四个热调移相器实现了相关卷积核重构。　　该团队提出的光学卷积处理单元实验验证了手写数字图像特征提取和分类能力。结果表明，图像特征提取精度达到5 bit 对来自MNIST手写数字数据库的手写数字进行十分类，准确率达92.17%。与其他光计算方案相比，该方案具有如下优点：　　(1)高算力密度：将光波分复用技术与光多模干涉技术相结合，采用4个调控单元实现3个2×2实值Kernel并行运算，算力密度达到12.74-T MACs/s/mm2。(2)线性扩展性：调控单元数量随着矩阵规模线性增长，具有很强的大规模集成的潜力。

安捷伦科技于2009年2月24-26日在上海安捷伦科技分析仪器研制中心举办了&ldquo 安捷伦微板流控技术及解卷积软件技术研讨会&rdquo 。为期三天的研讨会，吸引了来自全国各地石油、石化、食品、环境、商检、烟草、制药、教育科研及商业实验室等领域的用户50余人。与此同时，安捷伦特邀美国总部气相色谱和气质联用技术资深专家Bruce Quimby 博士和Mike Szelewiski先生来华讲演并亲临仪器现场做指导。 Bruce Quimby 博士在讲授微板流控技术Mike Szelewiski先生在指导用户实际操作解卷积软件 众所周知，微板流控技术和解卷积软件技术是安捷伦近年来推出的两个独具匠心的新技术。两个研讨会同期举办，其目的是使从事微板流控和解卷积软件应用的用户有机会在同一时间里，学习和掌握更多的相应知识和实际操作技能，从而帮助他们在以后的实际工作中解决遇到的难题。 微板流控技术研讨会侧重：  微板流控技术工作原理  微板流控技术的易用性  二维中心切割技术（Dean Switch）技术  微板流控技术分析汽油组分及用GC/FPD/MS分流技术分析有机磷农药 解卷积软件技术研讨会侧重：  DRS提高实验室工作效率  DRS强大功能- 在样品中发现潜藏的信息  DRS A04- 报告真正的解卷积数据最新进展用户与安捷伦专家直接交流两个研讨会期间，用户除了学习技术理论知识外，还可以现场实际操作仪器,同时与专家和其他用户踊跃交流。研讨会处处洋溢着学习和交流的热烈气氛。参加研讨会的专家和老师给予了本次活动高度的评价，希望仪器行业能够经常举办如此高水平的技术研讨。通过本次学习和实践，用户感到所学的技术知识对他们今后的工作有很大的帮助，并对应用这两种技术在今后的仪器操作过程中发挥更大的功能潜质充满信心。 安捷伦独具匠心的微板流控技术和解卷积软件技术得到了广大用户的青睐，这正是安捷伦领先技术魅力所在。 主讲人简介: Bruce Quimby 博士 Bruce Quimby博士现为美国安捷伦公司资深的应用化学家。 1974年他在美国宾夕法尼亚州曼斯菲尔德州立学院获得化学学士学位。1980年他在马萨诸塞大学获得分析化学博士学位。1979年以来， 他在安捷伦公司(和前惠普)从事研究与开发工作。 他的文章或合著文章在18个期刊上发表，并且在气相色谱领域获得11个专利。 Mike Szelewski 先生 自1981年以来，Mike Szelewski先生作为一位应用化学家在惠普/安捷伦公司工作。 在此之前，他在商业环境实验室工作。 他的工作重点是采用安捷伦气质联用仪从事环境中半挥发性物的分析研究工作。他综合优化进样口、衬管、色谱柱和质谱离子源使环境样品的分析达到最优化。 Szelewski先生与美国国家标准与技术研究院（NIST）合作在质谱解卷积上有丰富的经验，他被授予一项解卷积报告软件（DRS）的专利并且担任那个项目的负责人。 关于安捷伦科技 安捷伦科技（NYSE: A）是全球领先的测量公司，是通信、电子、生命科学和化学分析领域的技术领导者，公司的19,000名员工在110多个国家为客户服务。在2008财政年度，安捷伦的业务净收入为58亿美元。 要了解安捷伦科技的信息，请访问：www.agilent.com/chem/cn http://agilent.instrument.com.cn

近日，科学家在《自然》发表题为《Parallel convolutional processing using an integrated photonic tensor core》的文章，介绍了基于集成光子张量核的并行卷积处理。据介绍，随着超高速移动网络和互联网连接设备的激增，以及人工智能（AI）的兴起，世界上需要以快速高效的方式处理的数据量呈指数级增长。因此，高度并行化、快速和可扩展的硬件正变得越来越重要。科学家们演示了一个针对特定计算的集成光子硬件加速器（张量核），它能够以每秒数万亿次乘法累加运算（每秒1012次MAC运算）的速度运行。张量核可以看作是专用集成电路（ASIC）的光学模拟。它利用相变材料存储阵列和基于光子芯片的光频梳（孤子微梳）实现了光子在存储器中的并行计算。计算简化为测量可重构和非谐振无源元件的光传输，并且可以在超过14ghz的带宽下工作，仅受调制器和光电探测器的速度限制。考虑到微波线速率孤子微调制器、超低损耗氮化硅波导、高速片上探测器和调制器的混合集成的最新进展，这种方法为光子张量核的全互补金属氧化物半导体（CMOS）晶圆级集成提供了一条途径。虽然本工作只是针对于卷积处理，但更普遍的是，实验结果表明，集成光子学在数据密集型人工智能应用（如自动驾驶、实时视频处理和下一代云计算服务）中具有并行、快速和高效计算硬件的潜力。

安捷伦科技MassHunter软件集成先进的目标化合物解卷积功能 从复杂样品中轻松获取稳定可靠的定量/定性数据 2014年7月11日，北京——安捷伦科技公司（纽约证交所：A）近日宣布将在其强大的MassHunter工作站软件中增加已优化的目标物解卷积功能。MassHunter目标物解卷积定量分析软件具备目标化合物解卷积功能，能够让用户有效地移除背景中基质离子的数据，并轻松获取复杂样品中目标物质的定量和定性结果。Mass Hunter定量分析软件B 06.00及以上版本包含此项新功能。 目标物解卷积是一种强大的分析方法，可对复杂样品中的小分子目标物质进行鉴定及定量分析。这种分析方法通常用于食品的农药残留分析、生物样品中管制物质的分析以及复杂的土壤或废水样品中环境污染物的分析。 安捷伦GC/MS市场部经理Terry Sheehan博士表示：“随着样品中的基质越来越复杂，扫描模式的气质联用系统在环境、食品安全、材料分析、代谢组学等领域的应用也面临着严峻的挑战。MassHunter 新的目标物解卷积功能极大地提高了从这些复杂的分离组分中提取质谱信息的可能性。” 相比安捷伦的ChemStation解卷积报告软件，MassHunter目标物解卷积软件使用更简单、更灵敏，可为每一个被识别组分的峰选择最佳设置并提供出色的目标匹配。 该软件只报告与目标参比图谱最匹配的组分图谱，提供交互式的数据审查和超范围标示功能，并且能够对保留时间 锁定目标进行 质谱谱库比对，以及对单个或整批样品快速生成 PDF格式报告。 Agilent LC/MS、GC/MS和ICP-MS仪器均使用MassHunter软件。它拥有直观的仪器控制、先进的数据采集、处理和报告能力，让用户最大限度扩展思路并找出目标结果。 现已签订软件维护合同的 MassHunter 用户可免费进行升级。 了解Mass Hunter定量分析软件的更多信息，请访问安捷伦MassHunter工作站与MSD ChemStation DA网站。 关于安捷伦科技 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）是全球领先的测试测量公司，同时也是化学分析、生命科学、诊断、电子和通信领域的技术领导者。公司拥有20,600名员工，遍及全球100多个国家，为客户提供卓越服务。在2013财年，安捷伦的净收入达到68亿美元。了解关于安捷伦的详细信息，请访问www.agilent.com.cn。 安捷伦于2013年9月19日正式宣布拆分为两家上市公司，并通过免税剥离方式拆分出电子测量公司。新的电子测量公司名称为Keysight Technologies（是德科技）。预计整个拆分将于2014年11月初完成。

在化工领域的学习和实践中，催化剂评价实验装置是不可或缺的重要工具。它不仅能帮助学生增加实际操作经验，还能深入了解催化剂的性能和反应条件对反应产物的影响。我们的催化剂评价实验装置，具备先进的功能和设计，为学生们提供了一个开放性、灵活性和安全性兼备的实践平台。 作为催化剂评价实验装置的核心部分，固定床管式反应器是模拟真实工业反应条件的理想选择。它可以根据不同的反应需求进行规格定制，使学生们能够亲身体验到实际工业生产中的复杂环境。同时，反应器的样品加热炉设计方便灵活，可以轻松更换不同的反应器，为学生提供了更多实验设计和开发的机会。 为了确保操作安全和温度控制的准确性，我们的实验装置配备了超温超压报警系统和高精度的程序控温技术。学生可以放心进行实验操作，并深入了解温度对催化反应的重要性。此外，实验装置的管式反应器设计合理，可装填不同种类的催化剂，帮助学生们理解各类催化剂对反应的影响，培养他们的实验设计和催化剂选择的能力。 除了基本实验功能外，我们的实验装置还配备了一些创新功能，以更好地帮助学生进行实践教学。通过扫描装置二维码，学生可以观看实验装置的动画演示，动画内容包括催化剂评价实验装置及模拟流体在预热器及反应器内的流动形态。配备的全流程语音讲解可以深入解读实验原理和操作步骤，从而提高学生对催化反应过程的理解。此外，动画截图展示了设备不同角度含播放进度条的截图，让学生更加直观地了解实验装置的操作过程。 为了提高教学效果和学生的学习动力，我们的装置配备了配套软件系统。该系统可进行网上题库建立、试卷制作和考试成绩统计。教师可以根据需要建立题库，自主选择题型、权重和分值，并轻松生成试卷。考试成绩能够自动统计，大大减轻了教师的工作负担，同时也为学生们提供了更好的学习反馈。 我们的实验装置采用工业一体机进行控制和数据显示，让学生提前接触工业控制相关知识。这有助于学生们更好地理解和掌握现代化工工艺控制技术。此外，我们还配备了实验辅助系统，提供操作截图和分步式操作视频指导学习。学生们可以通过装置自带的操作终端观看分步式操作视频，同时还可以通过手机端APP随时随地学习实验指导视频，进一步提高学习效果。 催化剂评价实验装置的应用不仅局限于实习实践教学，它在化工领域的研究和实际应用中也发挥着重要作用。实践中获得的经验和数据可以为催化剂开发、催化反应工艺优化等方面提供有力支撑。通过我们的实验装置，学生们不仅能够提升实践能力，还能为未来的职业发展打下坚实的基础。 总之，我们的催化剂评价实验装置通过先进的功能和创新的设计，为学生们提供了一个全面、灵活和安全的实践平台。它不仅满足了学生的知识点要求，还能帮助他们在实习实践中获得真实而深入的体验。我们相信，通过实践和探索，学生们将能够充分发挥自己的潜力，为化工领域的发展贡献自己的力量。

p　　由中国科学院物理研究所等建设的国家重大科技基础设施项目——综合极端条件实验装置9月28日在北京怀柔正式启动建设，这也是怀柔科学城第一个开工的国家重大科技基础设施。该工程拟通过5年左右时间，建成国际上首个集极低温、超高压、强磁场和超快光场等极端条件为一体的用户装置，极大提升我国在物质科学及相关领域的基础研究与应用基础研究综合实力。/pp　　综合极端条件实验装置工程由国家发改委审批，中科院、教育部共同申请，得到了北京市和怀柔区的鼎力支持。装置由极端实验条件产生系统、极端条件下的样品表征和测量系统，以及能满足上述各系统研制、升级、维护与运行的支撑系统等部分组成。建成后，该装置将成为开展物质科学及相关领域研究的重要实验基地，成为具有国际领先水平和重要国际影响力的科学与技术研究中心。/pp　　在项目启动会上，中科院副院长王恩哥表示，综合极端条件实验装置是中科院站在国家科技创新总体布局的高度，面向全球科技创新发展态势作出的一项重大部署，是落实习近平总书记关于在北京“建设具有全球影响力的科技创新中心”要求的具体举措之一。/pp　　王恩哥对项目建设法人单位中科院物理所提出了几点要求。他说，物理所要以对人民负责、对历史负责、对党和国家负责的态度，强化建设标准和要求，按照既定建设周期，保质保量完成建设任务 抢抓机遇，认真做好前沿科学领域布局规划 大胆探索大科学装置管理体制机制改革，运行好综合实验设备，多出成果，早出成果，出大成果，勇攀科学高峰 发现、吸引、凝聚顶尖科学家，形成国际科技创新人才高地。/pp　　王恩哥强调，综合极端条件实验装置在国际上是首创，是一项“功在当代，利在千秋”的国家科技基础设施建设工程。他希望该装置能够建设成为世界领先的用户装置，与相关交叉平台一起构成具有全球影响力的凝聚态物质科学研究中心。努力探索世界科学前沿，实现技术引领性突破，在怀柔科学城建设中作出重要贡献。/pp　　“极端条件实验手段的整体水平直接影响着我国在若干核心领域的竞争力。”中科院物理所所长方忠认为，项目建设将大幅提升我国综合极端条件科学与技术研究及尖端实验设备的研制、运行能力，提升我国在相关基础研究、高技术研究领域的综合水平，使我国在该领域的综合实力步入世界一流水平，促进我国从科技大国走向科技强国。/pp　　利用装置，科研人员可以开展非常规超导、拓扑物态、新型量子材料与器件等研究工作，并可在物理、材料、化学和生物医学等领域开展超快科学研究，探索极端时空尺度上的物质结构信息和动力学信息。项目首席科学家、国家“千人计划”入选者、中科院物理所研究员丁洪举例说，倘若科学家能利用装置做出室温超导体，电影《阿凡达》中壮观的“哈利路亚悬浮山”就有望成为现实。/pp　　此外，装置还具有广泛的实际应用价值。依靠该装置，人们可以开展各种特殊功能材料和技术的研发，还能够促进凝聚态物理、材料科学、化学、地质、能源科学及信息科学等不同学科之间的相互渗透、交叉融合。/pp　　项目首席科学家、中科院物理所研究员吕力透露，装置建成后将向国内外用户全面开放，遵循“开放、共享、流动、合作”的运行管理机制，严格保证全面对外开放机时。/pp　　据了解，综合极端条件实验装置是指综合集成低温、高压、强磁场、超快光场等一系列配套的集群设备所构成的大型科学实验设施。近年来，利用极端实验条件取得创新突破已成为科学研究发展的一种重要范式，不少工作获得了诺贝尔奖，大量成果得到了重要应用。世界上许多发达国家或地区，如美国、欧洲、日本等都在该领域展开了激烈竞争，许多著名研究机构都拥有先进的极端条件实验设施。/pp/p

作者：倪思洁 来源：中国科学报8月中旬，广东东莞。天气时晴时雨，空气潮湿闷热，郁郁葱葱的荔枝林里，我国迄今为止已建成的、单项投资规模最大的大科学工程——中国散裂中子源正在进行暑期停机检修。2018年8月23日，中国散裂中子源项目通过国家验收，正式投入运行。从那时起，这片昔日的荔枝林里，人气就起来了。这里的年均公众参观访问量超1万人次，最火爆的一次线下科普活动中，科研人员半天里就接待了6000人次，前来参观的小汽车一直从中国散裂中子源的大门口排到高速路口。不仅如此，科学界和产业界对中国散裂中子源机时的竞争也很激烈，项目申请书逐年成倍增加，以至于每100份申请书中，只有29份能成功。这台已运行4年的大装置为何如此“火爆”？趁着停机检修，《中国科学报》记者深入实地一探究竟。红的、绿的、蓝的、黄的… … 好看：五彩斑斓的“黑科技”每年，中国散裂中子源都会放“暑假”，停机时间长达一个半月到两个月，这段时间，科研人员要给装置做“保养”。中国散裂中子源是由国家发改委立项支持建设的国家重大科技基础设施，法人单位是中国科学院高能物理研究所。这个装置让中国成为继英国、美国、日本后世界第四个拥有脉冲散裂中子源的国家。散裂中子源常被比作“超级显微镜”，因为它能够用加速器加速质子打到靶上产生的中子，来探索物质微观结构。它的源头——加速器系统，像卧龙一般，藏在地下。地下17米，空调和新风系统让原本湿热的空气变得干爽。沿着亮绿色走道向前，人们能看见一个五彩斑斓的“黑科技”世界。黄色的是可以让粒子“飞奔”起来的漂移管直线加速器系统，蓝色的是可以把粒子聚成一束的四极磁铁，红色的是可以让粒子以15度角“拐弯”的二极磁铁… … 它们先是串成一条长串，之后又围出一个大环。长串部位是直线加速器，环形部位是快循环同步加速器。看似庞大笨重的装备，安装精度要达到10微米到百微米级别，使得自然界微小的物质-质子，能够按要求得到控制并加速。一旦运行起来，每1秒钟，快循环加速器会像旅游大巴一样“接待”25波等待加速的负氢离子。每波负氢离子“上车”后，会转换为质子，并在0.02秒里沿着快循环同步加速器跑约20000圈，直到速度达到0.92倍光速。接着，接近光速的质子束像“微型子弹”一样，冲向重金属靶，金属靶的原子核被撞“碎”，科学家又用特殊装置把“碎片”里不带电的中子降速后，引入一台台谱仪中。谱仪位于离加速器隧道不远的地方，同样五彩斑斓。中国散裂中子源一期共建了3台谱仪，分别是有着绿色外壳的通用粉末衍射仪、小角中子散射仪，以及有着蓝色外壳的多功能反射仪。4年来，中国散裂中子源还与粤港澳大湾区高校、研究机构等合作建设了若干条谱仪，以满足全国及地方研究机构和企业的需求。红的、绿的、蓝的、黄的… … 以靶站为中心，已经建成和正在建设的谱仪向四面伸展，让中国散裂中子源看起来像一朵绽放的七色花。“我们的设备国产化率达到90%以上。”散裂中子源科学中心主任、中国科学院高能物理研究所副所长陈延伟告诉《中国科学报》，全国近百家合作单位完成了装置各项设备的研制与批量生产，许多设备达到国际领先或先进水平。5000、97%、800、122%… … 好用：超级显微镜的“超能力”在中国散裂中子源，科研人员喜欢用数字说话。最让他们自豪的一个数字是“5000”。在这里，时间不按年、月、日算，而是按小时算。“我们每年打靶提供中子束流的时间在5000个小时。”陈延伟说。5000小时，意味着一年8700多小时里，中国散裂中子源大部分时间都在产生中子，开展实验。“国际上的其他三台散裂中子源，英国、日本每年的中子束流时间一般都在4000小时左右。”陈延伟说。另一个让他们自豪的数字是“97%”。“2020年到2021年，我们的实际运行效率超过了97%，这是全球其他散裂中子源都无法达到的效率。”散裂中子源科学中心副主任、中国科学院高能物理研究所研究员王生说，实际运行效率是散裂中子源实际运行时间与计划运行时间的比值。数字越高，说明散裂中子源故障率越低，按计划运行的稳定性更好。在描述中国散裂中子源的运行成效时，他们则喜欢用课题的数量来说明。“4年，中国散裂中子源开放运行8轮，共完成800余项课题，重点支持国家重大需求项目的机时。”陈延伟说。面向国家重大需求，他们完成了航空航天发动机叶片应力测试，对“奋斗者”号焊接工艺进行验证… … 面向世界科技前沿，他们开展了超级钢、分子筛吸附剂、量子材料等研究。面向经济主战场，他们在高性能芯片、电池、材料、应力检测等领域，为钢铁研究总院、国电电力发展股份有限公司、中国石油天然气集团有限公司等高技术企业和研究机构提供了重要支撑。面向人民生命健康，他们在2020年8月成功研制出我国首台具有完全知识产权的硼中子俘获治疗实验装置，并于今年7月底在东莞市人民医院开始安装。好的数据和成果，使用户像滚雪球一般激增。陈延伟介绍，目前，注册用户已超过3800人，2021至2022年度申请课题数同比增长了122%，课题申请的通过率为29%。提功率、优性能、加终端、做交叉… … 好谋：未来的“小目标”日渐激增的机时申请和正在加剧的科技战，让中国散裂中子源的“升级”成为现实需求。早在工程设计之初，科研人员就为装置升级预留了空间。正因如此，未来可以直接在一期工程的基础上升级改造。陈延伟介绍，目前，中国散裂中子源已经完成一期的全部设计指标。2020年2月，打靶束流功率达到100千瓦的设计指标，比原计划提前一年半；2022年2月，打靶束流功率达到125千瓦，超过设计指标25%，并且实现了稳定高效运行，大幅度地提高了装置性能。提升打靶束流功率，会使装置在同等时间里生产出更多中子，进而使实验时间缩短，样品分辨率提高。“就好比白天光线强时拍照，曝光时间会比晚上拍照时短，而且拍出来的照片也会更清晰。”陈延伟解释。科研人员对未来的“小目标”之一，就是将打靶束流功率提升到500千瓦，让中子源变得更“亮”。此外，散裂中子源科学中心副主任梁天骄介绍，中国散裂中子源升级改造后，有望覆盖用户需求的绝大部分领域，满足更多尺度结构和动力学表征，为多学科交叉研究提供更有力的支撑。如今，趁着暑期停机检修，这里的科研人员正在为即将安装的新谱仪和实验终端做前期准备。对于该装置未来的进展，《中国科学报》还将持续关注。中国散裂中子源加速器局部 李子锋摄王生向记者介绍直线加速器工作原理 倪思洁摄蓝色的四级磁铁 倪思洁摄红色的二级磁铁 倪思洁摄中国散裂中子源部分线站与实验终端 李子锋摄

3月11日，国家重大科研仪器设备研制专项“新一代大型超高压产生装置”项目启动会在吉林大学举行。项目管理工作组组长、国家自然科学基金委员会数学物理科学部常务副主任汲培文研究员及专家组成员数学物理科学部主任解思深院士、副主任董国轩、物理一处处长张守著、倪培根研究员、计划局项目处处长谢焕瑛、北京物理所靳常青研究员、四川大学贺端威教授、中国工程物理研究院张传飞研究员一行9人，吉林大学常务副校长赵继，项目负责人、中科院院士邹广田，科学技术处、资产管理与后勤处、基建处、财务处等校内相关部门负责人以及超硬材料国家重点实验室和设计施工单位相关人员参加了启动会。会议由张守著研究员主持。　　赵继代表吉林大学对基金委专家的到来表示热烈欢迎。他表示，这一项目对吉林大学的建设和发展具有重要意义，学校将在各个方面提供大力支持和保障，在制度和措施等层面把责任落实好，同时整合有效资源，通过多学科交叉和协同创新，争取向基金委交一份满意答卷。　　邹广田院士就“新一代大型超高压产生装置”项目内容和项目管理进行了介绍 设计施工单位颜永年教授作了题为“‘高压物理6万吨超高压液压机’设计方案可行性”的报告。　　项目管理工作组专家对该项目在实施过程中可能出现的科学和工程问题进行了积极讨论，并表达了对吉林大学完成项目任务的信心。　　“新一代大型超高压产生装置”项目是目前吉林大学获得的第一个近九千万元（8700万）的国家自然科学基金委员会项目，同时也是学校最具影响力的超大项目之一。该项目的实施不仅对我国物理、化学、材料、地学等基础科学的研究具有重大促进作用，还将面向经济社会发展和国家重大战略需求发挥重要作用。

三维显微激光拉曼光谱仪装置 NanofinderFLEX 　高性能 小型化 低价格 NanofinderFLEX是Nanofinder30的新型系列产品,具有Nanofinder30的基本性能, 各个器件做成小型组件,特别是拉曼光学器件的大小变成原来的1/6, 凝缩成A4尺寸。拉曼光学器件可直接安装在正立式光学显微镜上,非常节省空间,实际上只占有1台正立式光学显微镜的面积。因用光纤连接激光器,光谱仪,致冷式CCD探测器和其他器件, 不需特别配置实验场所。 更换激光光源时, 拉曼光学器件也需一起更换。拉曼光学器件的空间分辨率为300nm以下,其灵敏度高达1分钟内可测出Si的第4级拉曼光谱。操作性出类拔粹,不需任何光路调节,不管是谁都能简单使用。软件是深受用户好评的Nanofinder30的测定软件,测定内容充实,图像的可视化能力超群。特别是拉曼光学器件和压电陶瓷平台的小型化,使装置全体价格大幅下降,实现了低价格。另外, 实验室巳有的激光器,光谱仪和致冷式CCD探测器(ANDOR公司)都可使用,更能减少大量购买资金。 应用 透明材料(树脂,胶卷,有机EL)的形状观察 半导体/电子材料(异状物,应力,化学组成,物理结构) 薄膜/保护膜(DLC,涂料,粘剂)/界面层,液晶内部构造 结晶体(单壁碳纳米管,纳米晶体) 光波导回路,玻璃,光学结晶等的折射率变化 生物学(DNA, 蛋白质, 细胞 组织等) 特点 空间分辨率300nm以下的三维共焦拉曼光谱图像 高灵敏度(1分钟以内测出Si的第4级拉曼光谱),低功率激光照射(4mW) 采用共焦激光显微镜 拉曼光学器件大小凝缩成A4尺寸,实现低价格 采用压电陶瓷平台(X-Y-Z),扫描精度达到nm级 因采用光纤,使激光和光谱仪的实验配置非常自由 实验室巳有的激光,光谱仪,致冷式CCD探测器(ANDOR公司)都可使用 继续使用好评如潮的Nanofinder30的测定软件 反褶积软件的使用,使空间分辨率可达1.5倍以上 13581584194 中国联系人三维显微激光拉曼光谱仪装置 NanofinderFLEX 　高性能 小型化 低价格 NanofinderFLEX是Nanofinder30的新型系列产品,具有Nanofinder30的基本性能, 各个器件做成小型组件,特别是拉曼光学器件的大小变成原来的1/6, 凝缩成A4尺寸。拉曼光学器件可直接安装在正立式光学显微镜上,非常节省空间,实际上只占有1台正立式光学显微镜的面积。因用光纤连接激光器,光谱仪,致冷式CCD探测器和其他器件, 不需特别配置实验场所。 更换激光光源时, 拉曼光学器件也需一起更换。拉曼光学器件的空间分辨率为300nm以下,其灵敏度高达1分钟内可测出Si的第4级拉曼光谱。操作性出类拔粹,不需任何光路调节,不管是谁都能简单使用。软件是深受用户好评的Nanofinder30的测定软件,测定内容充实,图像的可视化能力超群。特别是拉曼光学器件和压电陶瓷平台的小型化,使装置全体价格大幅下降,实现了低价格。另外, 实验室巳有的激光器,光谱仪和致冷式CCD探测器(ANDOR公司)都可使用,更能减少大量购买资金。 应用 透明材料(树脂,胶卷,有机EL)的形状观察 半导体/电子材料(异状物,应力,化学组成,物理结构) 薄膜/保护膜(DLC,涂料,粘剂)/界面层,液晶内部构造 结晶体(单壁碳纳米管,纳米晶体) 光波导回路,玻璃,光学结晶等的折射率变化 生物学(DNA, 蛋白质, 细胞 组织等) 特点 空间分辨率300nm以下的三维共焦拉曼光谱图像 高灵敏度(1分钟以内测出Si的第4级拉曼光谱),低功率激光照射(4mW) 采用共焦激光显微镜 拉曼光学器件大小凝缩成A4尺寸,实现低价格 采用压电陶瓷平台(X-Y-Z),扫描精度达到nm级 因采用光纤,使激光和光谱仪的实验配置非常自由 实验室巳有的激光,光谱仪,致冷式CCD探测器(ANDOR公司)都可使用 继续使用好评如潮的Nanofinder30的测定软件 反褶积软件的使用,使空间分辨率可达1.5倍以上 三维显微激光拉曼光谱仪装置 NanofinderFLEX 　高性能 小型化 低价格 NanofinderFLEX是Nanofinder30的新型系列产品,具有Nanofinder30的基本性能, 各个器件做成小型组件,特别是拉曼光学器件的大小变成原来的1/6, 凝缩成A4尺寸。拉曼光学器件可直接安装在正立式光学显微镜上,非常节省空间,实际上只占有1台正立式光学显微镜的面积。因用光纤连接激光器,光谱仪,致冷式CCD探测器和其他器件, 不需特别配置实验场所。 更换激光光源时, 拉曼光学器件也需一起更换。拉曼光学器件的空间分辨率为300nm以下,其灵敏度高达1分钟内可测出Si的第4级拉曼光谱。操作性出类拔粹,不需任何光路调节,不管是谁都能简单使用。软件是深受用户好评的Nanofinder30的测定软件,测定内容充实,图像的可视化能力超群。特别是拉曼光学器件和压电陶瓷平台的小型化,使装置全体价格大幅下降,实现了低价格。另外, 实验室巳有的激光器,光谱仪和致冷式CCD探测器(ANDOR公司)都可使用,更能减少大量购买资金。 应用 透明材料(树脂,胶卷,有机EL)的形状观察 半导体/电子材料(异状物,应力,化学组成,物理结构) 薄膜/保护膜(DLC,涂料,粘剂)/界面层,液晶内部构造 结晶体(单壁碳纳米管,纳米晶体) 光波导回路,玻璃,光学结晶等的折射率变化 生物学(DNA, 蛋白质, 细胞 组织等) 特点 空间分辨率300nm以下的三维共焦拉曼光谱图像 高灵敏度(1分钟以内测出Si的第4级拉曼光谱),低功率激光照射(4mW) 采用共焦激光显微镜 拉曼光学器件大小凝缩成A4尺寸,实现低价格 采用压电陶瓷平台(X-Y-Z),扫描精度达到nm级 因采用光纤,使激光和光谱仪的实验配置非常自由 实验室巳有的激光,光谱仪,致冷式CCD探测器(ANDOR公司)都可使用 继续使用好评如潮的Nanofinder30的测定软件 反褶积软件的使用,使空间分辨率可达1.5倍以上

日前，我国&ldquo 十一五&rdquo 期间部署建设的国家重大科技基础设施项目&mdash &mdash 脉冲强磁场实验装置，在华中科技大学通过国家验收，正式宣告我国拥有了国际顶级水平的脉冲磁场实验装置。　　强磁场与极低温、超高压等，被列为现代科学实验最重要的极端条件之一。脉冲强磁场技术是产生强磁场的重要技术，建设脉冲强磁场实验装置可为凝聚态物理、材料、磁学、化学、生命与医学等领域科学研究提供理想的研究平台。　　脉冲强磁场实验装置边建设、边试运行。截至2014年9月底，脉冲强磁场实验装置已累计开放5790机时，为德国德累斯顿强磁场实验室、美国普渡大学、日本东北大学及我国北京大学、南京大学、中科院物理所等50个国内外科研单位开展了170项科学实验。　　验收委员会认为，脉冲强磁场实验装置以其优异的性能，成为国际上最好的脉冲强磁场装置之一。希望项目建设单位充分发挥装置优势，进一步提高性能、开放共享，加大人才的培养和引进力度，着力开展高水平的科学研究，使脉冲强磁场实验装置成为国际一流的科研平台。

记者从中国科学院上海应用物理研究所获悉，经过多年技术积累和艰苦努力，上海深紫外自由电子激光装置(SDUV-FEL)实验取得重大进展，我国自由电子激光实验研究步入世界先进行列。　　自由电子激光是激光家族的一个新成员，被国际上公认为新一代光源，有着重要的应用前景。高增益自由电子激光在亮度、相干性和时间结构上，都大大优于第三代同步辐射光源，是国际上竞相发展的新一代大科学装置。　　自由电子激光的工作模式主要有“自放大自发辐射(SASE)”和“高增益谐波产生(HGHG)”两种。其中，“高增益谐波产生(HGHG)”工作模式需要短脉冲激光和高品质电子束流的精确相互作用，技术比较复杂，但是性能较“自放大自发辐射(SASE)”工作模式更好。　　经过多年的技术积累和艰苦努力，上海深紫外自由电子激光装置于2010年12月中旬成功进行了高增益谐波产生自由电子激光放大与饱和的实验，这是上海深紫外自由电子激光装置成功进行了自放大自发辐射实验和外种子自由电子激光调制实验之后，所取得的又一重大进展。　　目前，我国已成为继美国之后世界上第二个实现高增益谐波产生自由电子激光放大与饱和的国家，这表明我国已经基本掌握了相关主要关键技术，为我国未来的X射线自由电子激光大科学装置的发展奠定了坚实基础。　　中国科学院上海应用物理研究所是我国大科学装置“上海光源”的建设和运行单位。“上海光源”是目前世界上性能最好的第三代中能同步辐射光源之一。目前，中科院上海应用物理研究所正积极开展自由电子激光新一代大科学装置的预研。

实验装置是科学家的“枪”，随着知识探索的不断深入，科学家对实验装置的需求也向着大型、复杂、综合的方向迅速发展。　　现在，世界上许多国家级实验室里，人们都可以见到不同肤色、不同语言的学者在一起工作 而在一些大科学计划、大科学装置的建立中，对资金、技术和人力的需求往往超过了一个国家的能力。国际合作由此日渐成为各国科研机构的不二选择。　　实验室里的国旗墙　　在中科院高能物理所北京谱仪III(BESIII)狭长的地下实验室尽头，有一面特殊的墙，墙上挂满了五颜六色的各国国旗。　　“墙上的国旗代表着现在参与北京谱仪III的合作单位。”高能物理所常务副所长、BESIII国际合作组发言人王贻芳告诉《科学时报》记者，“现在搞高能物理研究的人，都知道北京谱仪。”　　截至今年6月，BESIII合作组国内外成员单位已扩大到49个，其中外国单位20家，中国香港2家，合作组专家达300多人。　　用王贻芳的话说，在北京谱仪之前，中国对高能物理的贡献度“几乎为零”。直到1988年，BESIII的前身——北京正负电子对撞机(BEPC)和北京谱仪建成并投入运行后，这样的局面才得以扭转。　　基于北京谱仪，高能物理所也取得了一批重要成果，发表科学论文达150多篇，跻身于世界八大高能物理研究中心之一。　　“中国现在已经是世界高能物理界的一支举足轻重、不可或缺的力量。”提起这几十年的变化，王贻芳感到自己和合作组同事的努力全都值了。　　中国的，世界的　　坐落在上海张江高科技园区的上海光源，是我国迄今为止最大的大科学工程，同时也是目前世界上性能最好的第三代中能同步辐射光源之一。　　2004年开工不久，上海光源工程经理部就发现了人力资源的严重短缺。根据当时的测算，上海光源工程建设期间需要约380人的骨干队伍，但开工时却只有130人左右。因此，工程经理部开始注意从国外引进或短期聘请工程建设特别需要的专家，不久就收到了明显效果，工程在编人员很快超过了200 人。　　为了保证上海光源建成时仍居国际先进水平，工程经理部积极开展国际合作工作，与国外各主要同步辐射实验室建立了良好的合作关系，进行人员和技术的交流，及时了解国际同步辐射装置的发展趋势、新技术的发展方向，在工程建造过程中得到了国际上的帮助与支持。　　上海光源开工一年内，就已有外宾来访47人次，涉及11个国家 出访40人次，涉及8个国家。　　安装在中科院近代物理研究所兰州重离子加速器上的ECR离子源，也离不开以“ECR离子源之父”、法国格勒诺布尔技术研究所物理学家Richard Geller为代表的国际同行们的鼎力帮助。　　Richard Geller曾几次到近代物理所介绍有关技术。经过与外国专家的交流，近代物理所离子源组在过去十几年间，先后自主研制了4台具有国际先进或领先水平的高电荷态ECR离子源。　　2008年，该所副研究员孙良亭获得了首届Richard Geller奖。近代物理所离子源组也在两年内获得了国际离子源领域两项最重要的国际奖项，被认为是目前国际上最活跃和最具创新能力的离子源小组之一。　　像Geller这样“无私奉献”的老外，在中科院各大科学装置的建设和运行中还有很多。科学家们明白，大科学装置是技术复杂的综合性工程，它涉及到许多不同的学科领域和高新技术，只有大家通力配合，才能解决关键的技术问题，为人类共同的科学事业争取时间和节省经费。　　始于装置 瞄准未来　　不管是中科院大科学装置里的“老大哥”北京谱仪，还是近年来赫赫有名的上海光源和合肥强磁场，这些大科学装置都不约而同地冠上了中国的地名。它们在各学科领域发挥重要作用的同时，也让长期以来发达国家在高技术领域对我国的“冷战”思维迅速转变。　　这些大科学装置的落户，让中国终于有条件作为东道国，组织多国科学家参与的大规模科学实验，推进以我国为主的国际科技合作。　　托卡马克(Tokamak)是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器。通电时，托卡马克内部会产生巨大的螺旋型磁场，将其中的等离子体加热到很高的温度，以达到核聚变的目的。因此，托卡马克被公认为是探索、解决未来稳态聚变反应堆工程及物理问题的最有效的途径。　　在国外同行研究的基础之上，1994年，中科院等离子体物理研究所通过国际合作，研制出HT-7超导托卡马克，使我国成为继俄、日、法之后第四个拥有该类装置的国家，中国聚变事业从此走上了国际舞台。　　2007年，该所独立设计制造的世界上首个全超导托卡马克装置“东方超环”(EAST)通过验收，进入实验阶段后，“东方超环”面向全世界聚变领域的专家开放。2010年，近百人次的国内外同行参加了实验，并取得了许多重要的成果。　　作为“十一五”国家重大科技基础设施，稳态强磁场实验装置尚未全部完工，主持建设的中科院合肥物质科学研究院就迎来了一波又一波的国外考察团队，一些世界知名的学者也陆续被聘为中科院强磁场科学中心的研究员。　　而上海光源的用户则几乎“挤破头”。从2009年5月6日试运行以来，上海光源在短短半年多时间里，中外用户的数量就上升到了4位数。　　承担上海光源建设的中科院上海应用物理所也因此受益。通过上海光源项目，应用物理所与英国、日本、法国、德国等国家的同步辐射光源及其研究机构建立了全面的合作与交流关系，并与美国五大实验室保持着密切的人员交流与技术合作。　　2007年，大亚湾反应堆中微子实验在我国启动，它不仅成为具有重要国际影响力的大型基础科学研究项目，也是中美两国历史上最大的合作项目之一。　　这样的例子不胜枚举。截至2010年底，中科院已与全球50多个国家和地区签署院级合作协议200多个，所级合作协议1000多个，每年在研国际合作项目800余项。　　2009年、2010年两年间，有近500名国外高水平专家来华参与大科学装置的建设和研究。而2010年6月30日中科院与国家外国专家局签署的《引进国外智力为大科学装置服务合作框架协议书》，则标志着我国大科学装置引智工作进入了新的层面。　　相识系于缘，相交系于诚。透过这些扎根中国的大科学装置，国际合作的含义早已超越了“凑份子”的阶段。中外科研人员互访、合作开展科研项目、联合培养研究生等越来越丰富的手段，让中国在科技全球化的浪潮中，逐渐成长为一个融合与开放的枢纽。

3月8日至9日，国家自然科学基金委员会(以下简称“基金委”)组织专家，在中国科学技术大学对国家重大科研仪器研制专项(教育部推荐)“基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置”进行验收。基金委副主任谢心澄、化学科学部主任杨学明线上参会，基金委化学科学部常务副主任杨俊林、教育部科学技术与信息化司相关人员、项目验收组专家、项目四个承担单位负责人、项目组成员等50人参加了会议。会议分别由杨俊林和验收专家组组长主持。 　　谢心澄指出，国家重大科研仪器研制项目的定位是面向科学前沿和国家需求，以科学目标为导向，资助对促进科学发展、探索自然规律和开拓研究领域具有重要作用的原创性科研仪器与核心部件的研制，以提升我国的原始创新能力；建议专家在验收时重点考察仪器的原创性、研究目标的实现情况、仪器技术指标完成情况和指标的先进性，以及对解决重大科学问题、开拓新的研究领域，促进人才培养和推动学科发展所取得的作用。他强调，部门推荐项目验收通过后，基金委适时组织专家对项目进行后评估。因此，希望项目负责人加强后期管理，注重仪器的运行使用与开放共享，提高科研仪器的使用效率和水平，推动项目成果转化，为探索前沿和服务国家需求夯实技术基础。杨学明指出，过去5至10年，我国在化学领域批准建设的比较重大的科学装置对推动化学学科的发展非常重要，证明化学领域和物理领域的研究人员通过合作可以把一件比较困难的事情做好，证明我国在高端科学仪器研制方面具有很大的实力。厦门大学副校长江云宝代表项目四个承担单位发言。 　　专家组认真审阅了验收材料，听取了项目负责人厦门大学孙世刚院士作的项目工作报告，以及监理组相关人员作的监理情况报告，并进行了质询和现场考察，听取了仪器测试组报告、财务组验收意见及档案组审核情况报告。经过讨论，专家组认为：项目达到了预期研制目标，符合验收要求，同意通过验收。 　　“基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置”项目集厦门大学、中国科学技术大学、复旦大学和大连化物所的相关优势，建设了一套具有先进水平的波长连续可调、覆盖中红外到远红外波段的可调谐红外自由电子激光光源，以及基于红外自由电子激光为光源的固/气和固/液表界面反射吸收红外光谱实验线站、原子力显微红外光谱实验线站、和频光谱实验线站、光解离光谱实验线站和光激发光谱实验线站五条实验线站。各实验线站分别在四个参研单位研制，最终搬迁到中国科学技术大学与红外自由电子激光光源集成，经调试、验收后开放运行，为化学、物理、材料以及生物医学等相关领域提供了一个有力的工具和研发平台。 　　该项目的仪器研制历经8年，在项目团队全体成员的不懈努力下，克服各种困难，建成了我国第一个覆盖中、远红外波段的红外自由电子激光用户装置，具体包括：开发了包含光波导效应的光场数值计算方法和程序，实现了加波导的自由电子激光振荡器的模拟；研发了2856MHz次谐波可调、高重频电子枪，实现了基于同一台电子加速器的中红外和远红外两套振荡器的运行；建成了红外自由电子激光反射吸收光谱实验线站、上/下入射激发模式的红外自由电子激光—原子力显微镜实验线站和红外自由电子激光分子反应散射实验线站。 　　该项目中，大连化物所江凌研究员团队负责研制了一套基于红外自由电子激光的光解离光谱实验站，实现了金属化合物团簇的高灵敏红外光谱探测及结构表征，对诠释催化反应机制具有重要作用。

国务院 11 月 26 日发布了关于修改《中华人民共和国烟草专卖法实施条例》的决定，条例明确，电子烟等新型烟草制品参照本条例卷烟的有关规定执行。12 月 2 日，国家烟草专卖局举行政策吹风会，进一步明确了电子烟的法律属性、监管主体、监管范围等。电子烟可谓是迎来了新一波的“强监管”。对于电子烟的消费者而言，不同电子烟之间或者和传统卷烟的差别最主要来自于烟油的口味。生产企业为了研发、调配出受欢迎的电子烟口味，可能需要搭配不同种类的精油、溶剂，植物萃取成分等等来营造更加丰富多样的香味和口感。从理化分析的角度来说，是不同风味物质的组合缔造了不同口味的电子烟，而香气馥郁的电子烟，往往意味着其成分中具有更多及更高的化合物组成含量。这次专题我们来看看借助安捷伦 GC/MS 如何来区分不同电子烟中风味物质数量的“多少”，以及如何明确不同样品之间的关键差异。不同数据间的简单比较通过对电子烟烟油中各类可挥发的风味物质进行比较，可以更好地认识不同类型电子烟的差异性，有效地对关键性差异化合物进行确认，是明确不同口味、不同香型电子烟组分特征的基础。我们先来看看几种相对简单的数据比较方式。当需要将多个样品进行比较时，小伙伴们最常用及最直接的办法，是使用定性软件将色谱图进行分列或叠加。但这样的方式并不适用于样品数量较大或者化合物数目较多的情形。使用安捷伦 MassHunter 定量分析软件的目标物解卷积功能（Target Deconvolution）可以进行多个样品间的比较。图 1 在一个用户界面内直观显示了目标物尼古丁在不同样品中的响应、浓度和谱库匹配分数等信息，还可以将目标峰再次谱库检索以查找其它可能的匹配结果。也可以对不同样品的色谱图进行比较，也能够方便地对目标化合物的定量、定性离子（或离子对）和线性结果进行检查和确认。图 1. 使用 MassHunter 定量软件对多个样品间的目标化合物进行定性定量结果的比较当需要更清楚地掌握不同样品之间的整体差异情况时，还可以使用上一篇电子烟系列推文中提到过的未知物分析（Unknown Analysis）软件导入定量结果，软件的目标物匹配和空白扣除功能，将自动显示出不同样品中出现的目标物数目以及空白扣除的化合物数目。这个工作流程，能轻松地对所有化合物进行定性分析，还能够比较不同样品之间出现目标（已知）化合物的数量差异。图 2. 使用未知物分析软件对多个样品间的目标和未知化合物进行比较当研究几类不同的样品组时，我们更需要搞清楚不同组别的差异以及组内的变化，这就到了安捷伦 MassHunter Profinder 软件上场发挥的时候啦。如图 3 中的示例，MassHunter Profinder 软件可以对重复的数据文件进行分组，软件自动对分子特征提取到的化合物进行归类和对齐、显示出叠加的色谱图、组内的峰面积变化等等。三组样品中出现的化合物总数、化合物出现的频次、化合物含量的高低就这样清楚直观地呈现在我们眼前了，是不是很轻松呢？图 3. 使用 MassHunter Profinder 软件进行样品组之间的比较统计学差异分析电子烟烟油风味物质的分析除了进行数据的简单比较，还需要用到一些在差异分析中的“高端操作”。Agilent Mass Profiler Professional (MPP) 软件是一个化学计量学平台，专门用于发掘质谱数据的复杂信息内容，可以用在任何基于质谱的差异分析中，以确定两个或更多个样品组和变量之间的关系。来源于 GC/MS、LCMS 或 ICPMS 的质谱数据（四极杆或高分辨质谱）经过未知物分析软件或者 Profinder 软件处理后可以发掘出成百上千个化合物组分，MPP 将这些组分信息导入之后就可以对这些数目庞大的信息进行对齐（Alignment）、筛选（Filtering），以及统计学计算并提供可视化工具来确定样品组和变量之间的关系。以下是两组不同口味电子烟油样品（以 S01 和 S06 表示）进行统计学差异分析的工作流程实例。在 MPP 软件中使用热图（heat map）对对齐后的组分进行差异性可视化显示（见图 4）。热图显示出两组烟油样品的差异性还不是特别明显，这是因为经过未知物分析挖掘出的组分数量庞大，也包含了一些所有样品中都含有的溶剂、背景等组分，这些组分还没有经过统计筛选。图 4. 两组电子烟油样品 S01 和 S06 中组分的热图使用火山图功能挑选出表达水平差异程度(Fold Change)2，以及统计学显著性(p value)0.05 的组分，以层次聚类（Hierarchical Clustering）的方式进行展现。其中基于组分聚类可以表明哪些组分在不同样品间变化趋势相似（图 5），而基于样品聚类可以掌握组内样品之间的相似性以及组间样品的显著差异组分（图 6）。图 5 两组电子烟油样品基于组分的层次聚类分析图 6. 两组电子烟油样品基于样品的层次聚类分析可以运用 PLS-DA（偏最小二乘回归分析）模型找出这些组分中 VIP 值（variable importance in projection）1 的重要化合物，并且用建立好的模型对未来未知的样品进行归类预测（图 7）。图 7. 两组电子烟油样品中组分的 VIP 值以及建模后对未知样品进行预测总结本次专题介绍了安捷伦 GC/MS 数据比较的多种方式，我们除了可以直接用“定性软件叠图”的方式进行比较以外，还可以通过“定量软件目标物解卷积”、“ 未知物分析软件目标匹配”、“ Profinder 软件分组比较”等多种方式。其中，定量软件在注重目标物含量变化的同时包括了谱库检索的定性功能、未知物分析软件在注重谱图定性的同时包括了对目标物的整体比较、Profinder 软件则更强调组内变化以及组间差异。在更高端的应用中，我们还可以借助 MPP 软件对大批量的数据进行统计学分析，将差异用各种工具直观地可视化呈现，并最终达到确认关键性差异物质的目的。这些方式和工具在区分电子烟口味之间的差异，抑或是在区分和传统卷烟风味物质的差异时，都能够有针对性的进行差异分析达到事半功倍的效果。推荐阅读： 安捷伦气质联用系统 (GC/MS)https://www.agilent.com.cn/zh-cn/product/gas-chromatography-mass-spectrometry-gc-ms关注安捷伦微信公众号，获取更多市场资讯

作为在激光快检领域具有成熟领先的技术基础，尤其在拉曼技术方面已拥有十余年的研发经验的国内一流光学快检仪器制造商，南京简智仪器设备有限公司近日发布了国内首款便携式差分拉曼光谱仪SERDS portable-base。差分拉曼光谱技术背景介绍近年来，拉曼光谱技术在食品安全、生物医药、分子结构研究、化工过程、生物化学、考古及文物鉴定、公安与法学样品分析、反恐技术等各行各业得到广泛应用，被称为“分子指纹”的拉曼光谱技术因其无损、便捷、速度快、稳定性高的优良特性，在光学快检领域受到大力推崇。但是，在拉曼光谱检测技术拥有众多优点的同时，其缺陷也暴露出来，信号弱和易受干扰可以说是目前限制拉曼技术应用的最大瓶颈。特别是在拉曼光谱应用领域不断扩展的现在，越来越多的物质或是因为条件限制无法获取高信噪比的拉曼光谱，或是因为自身强荧光掩盖了原本就很弱的拉曼信号，导致应用受限。位移差分拉曼光谱（SERDS），这种技术基于在两个有轻微偏移的激发波长中收集两张不同的光谱，由于分子所发射的光（荧光或磷光）只能从某一多重态中的最低态激发，因此对于激发光的微小偏移并不影响背景（样品受激发射光谱），同时，噪声与环境干扰光也同样与光源入射波长无关。而拉曼光谱作为散射光谱特征峰出现的位置与激发光源频谱位置有固定关系，当激发光频率移动时拉曼特征峰会跟着移动。根据这一原理，使用两种波长光源对样品照射时，获取的两张光谱中，受激发射光谱和噪声背景分量是一致的，而拉曼光谱部分则会存在与光源波长差对应的平移。理想情况下对两张谱图进行差分处理，所获得的差分谱中，受激发射谱和噪声背景会完全抵消，剩下的是拉曼光谱与自身平移光谱的差分图像。再通过去噪解卷积算法将拉曼光谱还原出来。但实际情况中，首先两个光源无法同时测量，因此需采用分时键控的方式，这会导致两次获取光谱中的噪声背景部分必然有差异。其次，物质的受激发射光谱与入射光源能量相关，而散射光谱能量同样遵循瑞利定理与入射光波长的四次方成反比，这导致两张原始光谱中的受激发射谱和散射谱分量都会有差异。最后，入射光的波长差对差分还原算法至关重要，便携式设备中如何控制光源台间差并设计较高容错性的还原算法也是技术可产品化的关键。而两种波长光源的输出能量差，则在计算差分谱时引入了对齐误差，也需要通过一系列优质算法消除。这也是为什么自上世纪90年代提出差分拉曼方法后，该技术一直无法形成成熟产品，特别是小型化便携式产品。简智仪器研发团队在差分拉曼光谱上有三年以上的深入研究，通过不断的研究实验，我们总结出便携式差分拉曼光谱仪的主要设计难点：◆小体积高可靠性双频激光器集成设计（超高温控精度要求，超高精度功率控制，超窄线宽）◆高效率光路和高分辨率光谱接收系统设计◆精确分时键控的脉冲式采样方式◆激光光源波长台间差矫正◆差分谱图标准化算法，消除因台间差引起的差分间距及对齐误差◆光谱对齐、曲线矫正、差分解调等系列算法简智开发团队通过多年深入研发位移差分拉曼光谱技术，取得突破性进展，在自主研发并迭代优化了多波长集成化激光光源、光路系统和高分辨率接收系统的基础上，还创新型的采用bp神经网络技术，基于任意函数可以被一个有三层单元的网络以任意精度逼近(cybenko1988)这一原理，通过迭代最优解的方式，同时将差分、对齐和基线矫正同时完成。实验经过几十次迭代（用时0.2s）可以准确分离差分信号和基线偏差。在经过多年的不断迭代研发后，简智开发团队设计并推出国内首款便携式差分拉曼产品——SERDS portable-baseSERDS portable-base优势◆可直接测量高荧光物质◆抗干扰、抗噪声，大幅提高系统整体的检测灵敏度和信噪比◆滤除干扰峰（如环境光峰、pl峰等），只保留纯净的拉曼峰，便于理论研究◆整体系统的高灵敏度保证可以测量微弱信号物质（如深色物体），捕捉微小信号差异◆在保证对拉曼峰测量准确性的前提下，可大幅降低光源功率◆消除探测器坏点，提高整机可靠性和光谱容错纠错能力SERDS portable-base性能参数◆光源：双频输出（δλ≤1nm），单频输出功率≤450mw，线宽≤0.06nm◆光谱范围：180-2800cm-1◆差分谱对齐算法：简智da-auto独创算法，实现微小波长差下光谱的能量对齐◆解调算法：简智bpd-smart独创算法，通过神经网络进行去噪，曲线矫正和反卷积迭代的差分光谱解调算法◆矫正算法：针对设备台间差，自动代入光源波长差，多次迭代实现差分谱标准化。SERDS source可调谐拉曼激光器在推出sedrs portable-base的同时，简智仪器还利用其在激光光源领域的深厚研究基础，推出了SERDS source可调谐拉曼激光器。 SERDS source可以在2nm的可调谐范围内实现稳定波长输出。基于简智仪器多年激光器自主研发设计经验，sedrs source具有体积小，波长精度高，稳定性好，温控精度高，功率稳定度高和可靠性高的特点。SERDS source主要性能参数输出功率(pout)0-600mw（可调）波长(λc)784~786nm调谐系数0.1nm/℃调谐范围0~2nm光谱宽度(δλ)0.06nm温控精度±0.01预热时间3min寿命20000h物理尺寸90*57*28mm应用实例◆利用差分技术在低信噪比测试环境下，还原获得硅片纯净的拉曼峰通过差分拉曼光谱技术，可以在检测中排除因为环境或物质荧光引起的干扰峰◆使用低功率直接测量深色abs塑料，避免样品烧毁从低信噪比的微弱信号中还原出差分频移分量并还原出纯净的拉曼特征谱 ◆利用低功率直接测量日落黄样品 左图为日落黄样品在弱激发下的差分拉曼光谱复原图右图红色部分为日落黄样品，黑色部分为在正常拉曼光源功率下被烧焦的样品国产拉曼发展至今，真正掌握核心技术的拉曼厂家少之又少，而很多高校、科研院所的科研成果并未转化为实际应用。未来，拉曼产业的发展还得依靠科研机构和企业提供源源不断的创新。拉曼光谱技术作为一种现代的无损智能检测技术，方兴未艾，前途无限。在这种发展形势下，拉曼光谱分析检测的应用会不断更新，提出新的应用要求和对新颖光谱分析方法、光谱仪器的开发要求。此次发布国内首款便携式差分拉曼光谱仪SERDS portable-base，作为国内领先的光学技术研发企业——简智仪器将会继续跟进市场最前沿需求，拓展市场应用，对高端核心技术不断精进、持续投入研发，引领技术革新，让拉曼光谱技术应用在国内市场乃至国际市场大放异彩。

p style="text-align: justify text-indent: 2em "2020年11月4日，国家重大科技基础设施X射线自由电子激光试验装置项目通过国家验收。 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "X射线自由电子激光试验装置由中国科学院和教育部共同建设，中科院上海应用物理研究所为法人单位，北京大学为共建单位。装置主体由一台8亿4千万电子伏特的高性能电子直线加速器和一台可以实现多种先进运行模式的自由电子激光放大器组成。装置位于上海市浦东新区，将与上海光源、国家蛋白质科学研究(上海)设施、上海超强超短激光装置等组成张江综合性国家科学中心大科学设施集群的核心，成为我国光子科学研究的国之重器。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/92306bfb-33dc-43d6-92d0-665d8bc5c468.jpg" title="W020201111573040934245.jpg" alt="W020201111573040934245.jpg"//pp/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "X射线自由电子激光试验装置项目经过5年半的紧张建设和精细调试，高质量地建成了我国首台X射线波段自由电子激光试验装置；并成功地研制了射频超导加速单元。 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "目前，全球建成的X射线自由电子激光装置仅有8台，其它7台分别位于德国（两台）、美国、日本、韩国、意大利和瑞士。以X射线自由电子激光试验装置为基础，建设的我国首台X射线波段自由电子激光用户装置，将为我国开展能源、材料、生物等领域科学前沿问题的探索提供强有力的工具；同时，也为我国继续开展自由电子激光新原理的探索和验证、关键技术的研究提供了不可替代的实验平台。 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "国家验收委员会专家认为，X射线自由电子激光试验装置的各项指标均达到或优于批复的验收指标。建设单位掌握了自由电子激光装置设计、加工集成、安装和调试以及射频超导加速单元等关键核心技术，取得了一系列重大技术成果。 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "在建设过程中，项目自主研制了一系列关键核心设备，其中C波段加速单元的平均运行梯度达到了国际同类装置最高水平，条带型束流位置测量系统的分辨率达到国际先进水平；发展了腔式束流位置探测器和基于偏转腔的束团相空间测量以及XFEL脉冲重构系统，达到国际先进水平；同时实现了超导腔研制的全国产化，垂直测试加速梯度和无载品质因数达到国际先进水平。基于高精度、多维度束流测量和反馈技术，实现了高稳定、高品质的电子束团和FEL辐射产生；在调试过程中，首创了EEHG-HGHG混合级联型的自由电子激光先进运行模式，辐射带宽和中心波长稳定性显著优于传统级联。 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "国家验收委员会专家认为，X射线自由电子激光试验装置的建设队伍通过自主研制和国内外合作，实现了集成创新和原始创新，有力地推动了我国自由电子激光领域的发展，实现了重大的突破，同时为硬X射线自由电子激光装置的建设提供了技术和人才储备。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/2cbee46d-2c88-4f1f-b510-62ff735bc909.jpg" title="W020201111573041002981.jpg" alt="W020201111573041002981.jpg"//ppbr//p

以极限感知确立“中国精度”之江实验室以人工智能为骨干支撑，以智能感知、智能计算、智能网络和智能系统为主要方向开展基础研究和核心技术攻关，目标建成世界一流的人工智能基础研究中心。朱世强主任认为，“之江实验室要打造全新的人工智能技术生态体系，不能简单的停留在算法研究的层面，更不能单纯利用国外开源开放的算法做应用开发。未来人工智能领域的核心竞争在于更前沿的基础研究，从科学的角度来看，真正的智能起源于对外部世界信息的精确感知，培育超级感知能力是之江实验室打造人工智能技术生态的重要基础。这也是我们谋划建设量子精密测量大科学装置的初衷。”之江实验室首席科学家房建成院士介绍说，“我们将投入15亿元建设量子精密测量科学装置，基于原子自旋效应、原子干涉效应、光子动量效应等原理，实现超高灵敏惯性、极弱磁、极弱力、绝对重力等多种物理量的超高精度测量，突破传统测量方法的理论极限，确立‘中国精度’。”要实现国际领先水平的超高精度传感与测量，之江实验室的科研团队有底气。量子精密测量科学装置集结了北京航空航天大学、浙江大学等国内最顶尖的专家团队，在极弱磁测量、惯性测量等研究领域多次获得国家级奖励。促进基础研究与应用研究融通发展据介绍，量子精密测量大科学装置将支撑科学家开展诺奖级前沿科学问题的探索，如在验证宇宙空间CPT对称破缺、新的相互作用力、非牛顿引力，研究纳米间距Casimir效应、量子—经典转换问题等前沿物理学方面发挥重要作用。“建设大科学装置不仅仅是实验室自己的科研需要，我们更希望依托重大装置吸引全世界最优秀的科学家到之江实验室探索前沿科学问题，同时做好技术的转化应用，服务于产业发展。”之江实验室主任朱世强表示。量子精密测量大科学装置不仅可以帮助拓展人类的认知边界，还具有很广阔的应用前景，如大幅提升导航、激光制导、水下定位、医学检测和引力波探测等的准确性和精度。科技进步最终用于改善民生，也是建设这一大科学装置的主要任务之一。子项目新型无损被动高分辨率心脑磁研究装置负责人说，“量子传感研究中心正在研究的新型被动式原子磁强计（fT级），能在屏蔽外界磁场环境下直接测量大脑发出的磁场，有望实现脑神经系统的功能测量。SERF极弱脑磁心磁测量可能带来变革性技术，破解目前核磁共振等观测设备对婴幼儿、体内含金属部件患者等特殊人群无法使用的问题。”之江实验室将建成国际一流的心磁和脑磁两类研究装置，结合医学成像技术，攻关心脑极弱磁测量。“体制机制创新就是生产力”“如果从零开始谋划的话，一个大科学装置往往需要十几年的时间，才能从构想到建成落地。之江实验室成立不到两年的时间，已经有两个大科学装置通过论证，这主要源于我们在科研体制机制创新上的优势，后续我们还将启动一个、筹划一个，再培育一个。”朱世强介绍。实验室最先通过论证的就是量子精密测量大科学装置。房建成院士对于该装置的快速启动给出了干脆利落的回答：“体制机制创新就是生产力。”“之江实验室从项目发现、团队组建，再到论证立项和过程管理都进行了一系列的制度创新，大兵团作战的协同攻关推动科研提质增速。半年多的时间，我们完成了项目各种环节的多轮论证，在提升效率的同时保证科研的严谨性。”房建成院士说据介绍，量子精密测量大科学装置的目标是引领国际。在2020年底之前，项目组将结合之江实验室新园区建设工作，开展关键技术研究平台搭建，完成装置的总体设计。到2023年，在条件设施更优化的新建实验室中继续优化提升指标，持续引领国际水平。

卫生纸复卷机加湿器，湿纸巾纸面喷雾加香增湿器【新闻导读】众所周知，在一个干燥的环境上，纸张会不断失水，出现收缩变形、尺寸变化以及静电增多、吸附粉尘等问题，而且，对于分切 复卷等后续加工都是极为不利的；为了保证卫生纸、湿纸巾厂生产质量的稳定性，减少浪费，提高劳动生产率、增加企业经济效率、增加企业经济效率，卫生纸、湿纸巾生产厂家就须从原材料、生产工艺、设备环境等多方面有效措施控制卫生纸的含水率，使其维护在标准范围内(国家规定含水率为(11±3)%)。　　今天给大家谈谈卫生纸复卷喷雾加湿，复卷是卫生纸加工过程中一道非常重要的工序，看似简单，但在纸张质量控制中却很重要。现如今，有的卫生纸、湿纸巾生产工厂或企业大都在卫生纸、湿纸巾机生产线上采用喷嘴直接向卫生纸、湿纸巾进行雾化加湿来解决这一问题，但由于喷出的水雾颗粒较大、且均匀性不好，容易在卫生纸、湿纸巾形成水渍，另外雾化量大小也不易掌握。与此同时，有的卫生纸、湿纸巾生产小作坊还会用蒸汽加湿或在地面上洒水来补充加湿，严重影响了卫生纸、湿纸巾成品质量，车间温度高，对人体的健康也有影响。　　卫生纸、湿纸巾纸面喷雾加湿必须满足以下条件：　　喷雾粒径不能太小，喷雾粒径不能太细，尚未到达纸面就已经完全蒸发，不能达到防尘除尘要求，且无法消除静电。　　喷雾粒径不能太大，太大容易打湿纸面，导致复卷后在仓储期间，纸巾产生霉变，导致细菌超标，不满足卫生指标。　　而且，喷雾覆盖面积广，喷雾宽度能尽量覆盖宽的幅面，使加湿均匀。针对于此，正岛电器向大家介绍一种新型卫生纸、湿纸巾机生产线辅助喷雾增湿装置--正岛ZS-20卫生纸复卷机加湿器及ZS系列纸面喷雾加香增湿器，可加设于生产线上任意一个位置，安装十分方便 ，雾化效果好，雾化颗粒细，喷雾加湿均匀、运行平稳，性价比高。而且，在雾化加湿过程中不会滴水，不会影响卫生纸、湿纸巾的产量和质量，还能提高工作效率，　　正岛ZS-20卫生纸复卷机加湿器及ZS系列纸面喷雾加香增湿器产品采用超声波高频振荡的原理，从而达到均匀加湿的目的；对于其他加湿方式的喷雾加湿器而言，具有【雾化颗粒细】 、【使用能耗低】 、【雾化能效高】，【加湿速度快】的显著优势。具有空气加湿、净化、防静电和粉尘、降温、降尘等多种用途；既可以较大空间进行均匀加湿，也可对特殊空间进行局部湿度补偿，具有较高的使用灵活性。欢迎您查询卫生纸复卷机加湿器，湿纸巾纸面喷雾加香增湿器的详细信息!　　正岛ZS-20卫生纸复卷机加湿器及ZS系列纸面喷雾加香增湿器控制方式，技术参数：　　产品型号--------------加湿量--功率(220V)-----主机尺寸---------出雾口　　ZS-10/ZS-10Z--------3KG/H----200(W)---530×250×400(mm)--◎1×110mm　　ZS-20/ZS-20Z--------6KG/H----400(W)---530×250×400(mm)--◎1×110mm　　ZS-30/ZS-30Z--------9KG/H----600(W)---630×320×480(mm)--◎1×110mm　　ZS-40/ZS-40Z--------12KG/H---700(W)---630×320×480(mm)--◎1×110mm　　ZS-60/ZS-60Z--------18KG/H---1050(W)--630×320×480(mm)--◎2×110mm　　ZS-80/ZS-80Z--------24KG/H---1200(W)--630×320×480(mm)--◎2×110mm　　ZS-100/ZS-100Z------30KG/H---1400(W)--630×320×480(mm)--◎3×110mm　　ZS-F3600/ZS-F3600Z--36KG/H---1550(W)--710×400×360(mm)--◎3×110mm　　ZS-F4200/ZS-F4200Z--42KG/H---1750(W)--710×400×360(mm)--◎4×110mm　　ZS-F4800/ZS-F4800Z--48KG/H---2100(W)--710×400×360(mm)--◎4×110mm　　综上所述：在卫生纸、湿纸巾等纸制品的生产加工过程中，有效增加卫生纸、湿纸巾的含水率有效的方法就是采用喷雾加湿系统，正岛ZS-20卫生纸复卷机加湿器及ZS系列纸面喷雾加香增湿器可以安装在卫生纸流水线的模切压线机前面，在生产线上对传送着的卫生纸上、下表面指定部位进行加湿。 可以根据纸板幅宽的变化调整喷雾的位置，也可以根据需要来调整喷雾量的大小及气雾颗粒的大小。也可以将控制系统与生产线联动，自动控制，可同时开关机。以上关于卫生纸复卷机加湿器，湿纸巾纸面喷雾加香增湿器的全部新闻资讯报道是正 岛 电 器提供的，仅供大家参考!

近期，重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”在合肥通过验收，使我国成为继美国、法国、荷兰、日本之后五个拥有稳态强磁场的。而在北京怀柔，另一个大科学装置——“综合端条件实验装置”也启动建设。听起来，“稳态强磁场”“综合端条件”都很陌生，它们都属于重大科技基础设施。为什么要建这样的设施，对于科学研究来说，这两个大装置有着什么样的重要意义呢？ 稳态强磁场实验装置 磁现象是物质的基本现象之一。科学研究早已证实，当物质处在磁场中，其内部结构可能发生改变，磁场因而一直是研究物理等诸多学科的一种非常有用的工具。物质结构和状态在强磁场环境下都可能发生变化，呈现出多样的物理、化学现象和效应。磁场强度越高，物质的变化就越为明显，也就越有利于新的科学发现，就像显微镜放大10000倍比放大10倍能告诉研究人员更多一样。但是，磁场强度的提高，每一步都走得很艰难。强磁场中心的“稳态强磁场实验装置”达到了40万高斯的磁场强度，这是二十几年来，上几个有实力的都在尝试的目标。中国科学院强磁场科学中心（图中设备为磁性测量设备mpms，图片来源于网络)混合磁体装置（已产生稳态磁场强度达40t、二高场强，图片来源于网络） 强磁场是现代科学实验重要的端条件之一。在强磁场这种端条件下，物质的特性可以被调控，这就给科学家提供了研究新现象、发现新技术的机遇。因此场也被称为诺贝尔奖的摇篮，包括1985年和1998年诺贝尔物理奖的整数和分数量子霍尔效应、2003年获得诺贝尔奖的核磁共振成像技术。从生命科学到医疗技术，从化学合成到功能材料̷̷在各个科学领域，强磁场都是科学家们渴求的研究环境。 ”稳态强磁场实验装置”运行期间，为清华、北大、复旦、中科大等106家用户单位的1500余项课题提供了实验条件，产出了一大批具有国际影响力的科研成果。综合端条件实验装置 任何物质都是在一定的物理条件下形成的，通过使物理实验条件达到端状态，可以形成许多在常规物理条件下不能得到的新物质和新物态。综合端条件实验装置是指综合集低温、超高压、强磁场和超快光场等端条件为一体的用户装置。就在“稳态强磁场实验装置”通过验收的二天，我国在北京市怀柔科学城启动建设“综合端条件实验装置”，比“稳态强磁场实验装置”更进一步。 综合端条件实验装置启动（图片来源于网络） 项目席科学家、中科院物理研究所研究员吕力（quantum design 公司产品用户）说：“比如低温可以抑制物质中电子、原子的无规运动；强磁场作为可以调控的热力学参量，能够改变物质的内部能量；超高压可以有效缩短物质的原子间距，增加相邻电子轨道的重叠，从而改变物质的晶体结构，以及原子间的相互作用，形成全新的物质状态；超快激光则具有无与伦比的超快时间特性，快速变化的光场是人们能够操作并且控制的快物理量。” 综合端条件实验装置建成之后，将是国际上集低温、超高压、强磁场和超快光场等端条件为一体的用户装置，在非常规超导、拓扑物态、量子材料与器件等领域，提供实验手段的支撑，进而为相关材料的人工设计与制备，以及诸多科学难题的破解提供前所未有的机遇。 稳态强磁场实验装置、综合端条件实验装置等的重大科技基础设施，是科学家们进行科学研究的重要平台，也是提升科研水平的利器。它们的建成，既是我国科研人员创新进取的成果，也将以巨大的磁力，吸引更多人才从事相关领域的研究，推动我国基础领域的科学研究进一步走向前沿。文章原文部分摘自：cctv焦点访谈、人民网 相关产品链接： mpms3-新一代磁学测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c17089.htmppms 综合物性测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c17086.htm完全无液氦综合物性测量系统 dynacool：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c18553.htm多功能振动样品磁强计 versalab 系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c19330.htm超精细多功能无液氦低温光学恒温器：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c122418.htm低温热去磁恒温器：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c201745.htmmicrosense 振动样品磁强计：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c194437.htm智能型氦液化器 (ATL)：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c180307.htm

大家好，本周为大家分享一篇发表在J. Proteome Res上的文章：Defining the Sarcomeric Proteoform Landscape in Ischemic Cardiomyopathy by Top-Down Proteomics[1]，文章的通讯作者是威斯康星大学麦迪逊分校的葛瑛教授。缺血性心肌病(Ischemic cardiomyopathy，ICM)是一种高度异质性的心血管疾病，大多数是由于左心室收缩功能障碍使得流向心脏的血液减少，从而导致氧气剥夺和心肌缺氧。ICM是心力衰竭的主要病因，是造成全球死亡率升高和疾病负担增加的主要因素之一，但其潜在的分子机制还有待深入研究。肌节作为心脏收缩的基本单位，由以肌动蛋白为基础的细肌丝和以肌球蛋白为基础的粗肌丝组成，它们附着在一个Z盘结构上。研究发现肌节蛋白质翻译后修饰(PTMs)和亚型的改变在心脏生理病理进程中扮演着重要角色。基于质谱的Top-down蛋白质组技术是以完整蛋白质为分析对象，可以提供不同表型心脏病蛋白质PTMs和亚型变化等生物信息，但目前还缺乏ICM肌节proteoforms图谱变化的相关报道。因此，作者利用Top-down蛋白质组学技术，在正常和ICM条件下构建了肌节proteoform图谱，并探究其变化对ICM发病机制的影响，从而为人类ICM的研究提供独到的见解。为了揭示ICM的分子变化情况，作者首先利用不同的pH条件，去除心脏功能正常的供体左心室(Left ventricular，LV)心肌组织(donor，n=16)和ICM患者LV心尖组织(ICM，n=16)的胞质蛋白质，对富集到的肌节蛋白质进行LC-MS/MS检测分析(图1)。心尖是在ICM患者进行左心室辅助装置植入手术期间获取的，实验已经证明LV和心尖组织具有相似的肌节proteoform图谱，两者可以进行相互比较。通过去卷积图谱上proteoform的峰强度与同一蛋白质所有proteoforms的总强度之比来进行蛋白质修饰水平的定量，而蛋白质表达的定量则依赖提取离子色谱图(EIC)峰下面积(AUC)的积分来计算。整个实验流程，从样品制备到LC-MS/MS分析，用时不到3h，表明该方法具有快速与高通量的优点。　　图1. 非标记Top-down蛋白质组学的实验流程：对无心脏病史的非衰竭供体(donor，n=16)和ICM患者(ICM，n=16)的LV组织进行肌节蛋白质的提取，然后进行LC-MS/MS分析。Top-down蛋白质组学策略提供了正常供体和ICM心脏组织中的proteoform图谱，如图2所示。作者检测到了许多肌丝蛋白，包括心肌肌钙蛋白I(cardiac troponin I，cTnI)、肌钙蛋白C(troponin C，TnC)、原肌球蛋白(tropomyosin，Tpm)亚型、α-肌动蛋白(α-肌动蛋白)亚型、心室型肌球蛋白轻链2(MLC-2v)、心室型肌球蛋白轻链1(MLC-1v)和心房型肌球蛋白轻链1(MLC-1a)，同时也检测到了多种Z盘蛋白，包括ENH2、肌肉LIM蛋白(muscle LIM protein，MLP)、富含半胱氨酸蛋白2(cysteine rich protein 2，CRIP2)、cypher-5、cypher-6、elfin、calsarcin-1(Ca1-1)和四个半LIM结构域蛋白2(four and a half LIM domains 2，FHL2)(图2)。随后，作者采用碰撞活化解离(CAD)模式对所有检测到的肌节蛋白质进行MS/MS分析，以进一步表征蛋白质。比如，实验结果显示MLC-2v上的磷酸化位点位于Ser19，并且实现了21%的序列覆盖率，这些数据表明Top-down的MS/MS分析可以对完整肌丝蛋白质进行测序，以用于蛋白质的鉴定和表征。　　图2. 正常供体和ICM患者心脏组织中的proteoform图谱。(a)代表性的基峰色谱图(BPC)表明肌节蛋白和Z盘蛋白呈高分辨分离(MLP、CRIP2、cTnT、ENH2、cypher-6、elfin、cypher-5、FHL2、calsarcin-1、cTnI、Tpm、MLC-1V、MLC-1a、MLC-2v、α-actin和TnC) (b)去卷积质谱图显示肌节蛋白和Z盘蛋白的多样性，红色p和pp分别表示单磷酸化和双磷酸化形式的proteoform。　　紧接着，作者对3个正常供体组织样本进行了LC-MS/MS检测，结果表明它们的BPC和总离子色谱图(TIC)，以及质谱信号强度的重现性非常好，证明了该分析方法稳健的重现性。为了比较两组样本间的蛋白质表达水平，作者对来自同一正常供体的组织样本，分别提取50、400、500、600、750、1000和1200 ng的总蛋白质进行LC-MS/MS检测以评估仪器响应线性，结果如图3a所示，它们表现出高度相似的proteoform图谱。图3b展示了代表性肌节蛋白(ENH2、cTnI、α-Tpm、MLC-1v、MLC-2v和TnC)的EIC，通过测定每个EIC的AUC丰度总和，建立了250~1200 ng的相互线性范围。如图3c所示，不同总蛋白量相关性结果的R2均大于0.99，表明该检测方法具有优异的重现性、灵敏度和线性，所以有信心将其用于样本间的蛋白质定量。　　图3. 关键肌节蛋白相互线性范围响应的测定。(a)50、400、500、600、750、1000和1200 ng总蛋白质的BPC，proteoform图谱高度相似 (b)ENH2、cTnI、α-Tpm、MLC-1v、MLC-2v和TnC的EIC(结合同一蛋白质所有proteoforms前3~5个最丰富电荷状态的离子) (c)每个肌节蛋白的AUC与250~1200 ng总蛋白(每个点重复3次)显示出相互线性相关(R20.99)。与正常供体样本相比，作者在ICM组中检测到了cTnI和ENH2的PTM和表达水平的显著变化。在供体和ICM组中，作者检测到了三种主要的cTnI proteoforms，包括未磷酸化的cTnI、单磷酸化的cTnI(pcTnI)和双磷酸化的cTnI(ppcTnI)同样也在两组中检测到了未磷酸化的ENH2和单磷酸化的ENH2(pENH2)(图4a)。与供体组相比，实验观察到ICM组LV组织中cTnI和ENH2表达水平的显著降低(图4b)，同时发现它们的总磷酸化水平在ICM组中也显著降低(图4c)，其中cTnI和ENH2的总磷酸化水平分别降低了35%和34%。此外，为了确定ICM组织中cTnI和ENH2磷酸化水平的降低是否相互依赖，作者对两者磷酸化水平进行了线性拟合，发现cTnI和ENH2磷酸化水平表现出很强的线性相关(r=0.8926，p0.00001)(图4d)。这些发现也与作者先前对肥厚型心肌病(Hypertrophic cardiomyopathy，HCM)患者心脏的研究结果相一致(Ying Ge, et al. Proc Natl Acad Sci USA. 2020 117(40):24691-24700)，表明可能是由异常的PKA信号通路介导了cTnI和ENH2磷酸化水平的协同降低。　　图4. ICM组中cTnI和ENH2磷酸化水平协同降低。(a)正常供体(蓝色)和ICM(红色)中代表性去卷积质谱图和EIC，红色p和pp分别表示单磷酸化和双磷酸化 (b)cTnI和ENH2表达水平的定量，两组在p0.05时被认为有统计学差异 (c)用mol pi/mol protein计算cTnI和ENH2总磷酸化，水平线代表组内中间值，两组在p0.001时被认为有统计学差异 (d)cTnI和ENH2磷酸化水平间的线性相关性(r=0.8926，p0.00001：线性相关性很强)。　　Tpm是一种细丝相关蛋白，共有几种可以与cTnT和α-actin相互作用以调控肌肉收缩的蛋白质亚型。作者在先前的研究中证实了人类心脏中存在α-Tpm、β-Tpm、和κ-Tpm，其中α-Tpm是表达最为丰富的亚型(Ying Ge, et al. J Muscle Res Cell Motil. 2013 34(3-4):199-210)。在本项研究中，未磷酸化的α-Tpm、单磷酸化的α-Tpm(pα-Tpm)和单磷酸化的κ-Tpm(pκ-Tpm)是主要检测到的TPM亚型(图5a)，而未磷酸化的κ-Tpm、γ-Tpm和skβ-Tpm丰度较低。与正常供体组相比，skβ-Tpm在ICM组中的表达显著降低，而α-Tpm和κ-Tpm在两组比较中无显著变化(图5c)。γ-Tpm的丰度太低，致使很难对其进行准确定量。尽管Tpm亚型的比例变化对心脏功能的影响还不得而知，但skβ-Tpm在ICM组中表达水平的显著降低同样也在先前HCM患者心脏中观察到(Ying Ge, et al. Proc Natl Acad Sci USA. 2020 117(40):24691-24700)，因此有理由推断skβ-Tpm表达水平的变化可能会改变心脏功能，并使得ICM患者心脏收缩功能受损。除此之外，在正常供体组和ICM组中也都检测到了α-actin的两种亚型：骨骼肌α激动蛋白(Skeletal α-actin，α-SKA)和心脏α肌动蛋白(Cardiac α-actin，α-CAA)，如图5b所示。它们在心肌中共表达，在肌节结构和完整性中具有重要作用。与正常供体组相比，实验观察到α-SKA在ICM组中的表达显著增加(图5d)。结合作者先前观察到α-SKA在非衰竭供体心脏中的表达显著增加(Ying Ge, et al. Anal Chem. 2015 87(16):8399-8406)，实验结果说明衰竭心脏中表达上调的α-SKA可以作为一种有前景的心脏病生物标志物。　　图5. Tpm和α-actin不同亚型的表达。(a)Tpm在正常供体(蓝色)和ICM(红色)中的代表性去卷积质谱图，共鉴定到α-Tpm、β-Tpm、κ-Tpm和γ-Tpm四种亚型，红色p表示单磷酸化和双磷酸化 (b)α-CAA和α-SKA在正常供体(蓝色)和ICM(红色)中的代表性去卷积质谱图 (c~d)依据AUC进行Tpm和α-actin亚型的定量，两组在p0.005时被认为有统计学差异。　　作者也对Z盘蛋白质进行了鉴定和定量，例如MLP和Cal-1。图6a和图6c分别对应两种蛋白质的去卷积质谱图，其中MLP为未磷酸化和单磷酸化形式(pMLP)，Cal-1则表现出多种磷酸化proteoforms，包括单磷酸化(pCal-1)、双磷酸化(ppCal-1)和三磷酸化(pppCal-1)。与正常供体组相比，实验观察到MLP和Cal-1的总磷酸化水平在ICM组中的表达显著增加，分别增加了27%和4%(图6b和图6d)。MLP和Cal-1都与心肌病的发病相关，但目前尚未清楚PTMs如何影响其中的分子机制。本项研究首次揭示了ICM患者中MLP和Cal-1的磷酸化水平增加，但两者的总磷酸化水平呈负线性相关，说明它们不太可能被相同的激酶磷酸化或是在Z盘上有着密切的相互作用。　　图6. MLP和Cal-1在ICM组中的磷酸化水平增加。(b)MLP在正常供体(蓝色)和ICM(红色)中的代表性去卷积质谱图，红色p分别表示单磷酸化的MLP (b)MLP总磷酸化的计算，两组在p0.01时被认为有统计学差异 (c)Cal-1在正常供体(蓝色)和ICM(红色)中的代表性去卷积质谱图，红色p、pp和ppp分别表示单磷酸化、双磷酸化和三磷酸化的Cal-1 (d)Cal-1总磷酸化的计算，两组在p0.05时被认为有统计学差异。基于质谱的Top-down蛋白质组学技术，本研究对供体和ICM心脏组织中的proteoform图谱进行了详细分析，观察到多个蛋白质在表达和修饰水平上发生了显著改变，总的结果在proteoform层面揭示了与晚期缺血性心力衰竭相关的分子变化。值得注意的是，作者发现cTnI和ENH2磷酸化水平在ICM组中协同降低，表明缺血性心力衰竭时PKA信号通路出现异常。此外，在ICM组中也观察到了MLP和Cal-1这两种Z盘蛋白磷酸化水平的显著增加，并且也检测到了ICM组中Tpm和α-actin不同蛋白亚型的表达变化。总的来说，本研究强调了在proteoform水平研究ICM的必要性，有助于揭示ICM的发病进程和开发可行的治疗方案。　　撰稿：陈昌明　　编辑：李惠琳　　原文：Defining the Sarcomeric Proteoform Landscape in Ischemic Cardiomyopathy by Top-Down Proteomics李惠琳课题组网址www.x-mol.com/groups/li_huilin　　参考文献　　1. Chapman EA, Aballo TJ, Melby JA, et al. Defining the Sarcomeric Proteoform Landscape in Ischemic Cardiomyopathy by Top-Down Proteomics. Journal of Proteome Research. 2023, 22 (3): 931-941.

25日，法国聚变实验装置WEST首套离子回旋天线竣工典礼在中科院合肥研究院等离子体物理研究所举行，该套天线的成功研制是我国首次向法国出口聚变工程技术，为法国聚变研究实验装置提供关键部件。　　离子回旋加热天线是等离子体辅助加热的主要设备之一,整个天线结构复杂，冷却管路复杂繁多，工艺技术要求高。等离子体所承担的法国高功率、长脉冲、主动冷却的离子回旋加热天线研制是中法联合实验室主要合作项目，共计三套，将为WEST装置提供9兆瓦的加热功率,加热持续时间最长为1000秒,是WEST装置重要的辅助加热方式。　　该装置自2014年7月开始研制，2016年4月10日首套离子回旋天线2084个零部件全部完成，法国专家检测表明天线各个关键部件满足先进技术指标和总体性能要求。在研制过程中科研人员通过不断试验，创新使用实时温度监控和激光动态检测相结合方法攻克了天线小变形、低磁导率关键焊接工艺、异形曲面成型等关键技术问题，通过应用无损检测技术和高温高压多循环真空漏率检测技术，确保了天线部件所有密封焊缝质量均满足超高真空漏率要求。　　法方专家高度评价等离子体所完成首套离子回旋天线的研制达到国际先进水平，并认为该天线的高质量顺利完成是整个WEST装置升级过程中的重要进展，是WEST装置未来开展高参数物理实验重要保障。　　同天启幕了中法聚变合作周，其间法国CEA领导和专家还将参与EAST物理实验、开展稳态等离子体运行研究、调研我国聚变工程技术能力、展望中法未来聚变研究合作及支持建设中国聚变工程实验堆并作系列特邀报告等多项活动。据悉，中法双方在面向世界科技前沿开展聚变研究，参与并推动国际热核聚变实验堆ITER计划等大科学多边合作取得了积极成果。

输血是临床上治疗急性失血、贫血和凝血障碍的主要手段，挽救了无数患者的生命。然而，输血不相容会导致多种输血不良反应，增加溶血性疾病（如新生儿溶血病、自身免疫性溶血病、药物免疫性溶血病）和肾功能衰竭的风险，严重者导致死亡。不完全抗体是引发溶血性输血反应的主要因素，为有效避免输血不良反应，输血前应借助抗人球蛋白试验方法对患者进行不完全抗体反应强度的检测。不完全抗体检测反应强度分为五级，强度越大，输血不相容的程度越高，若输入血液与患者自身血液不相容的程度越高，输血不良反应越严重。　　目前，临床上广泛应用的是微柱凝胶抗人球蛋白试验，但存在易出现假阳性结果、试剂原材料价格高等问题。中国科学院苏州生物医学工程技术研究所血液免疫学中心团队提出水性胶抗人球蛋白试验方法（Transfusion and Apheresis Science，DOI：10.1016/j.transci.2015.06.003），并开展不完全抗体检测智能化设备研发。然而，该试验设备的反应装置遮挡试验人员视线，使其无法直接观测结果，且打开反应装置直接进行观测又易造成血样污染。同时人工判读主观性强、准确率低（平均准确率为88.5%）、效率低。因此，提升不完全抗体检测反应强度的分级效率，客观精准地进行智能化检测分级，实现临床检测判读的规范化和标准化，将有助于建立检测不完全抗体反应强度量化分级体系，推动不完全抗体检测智能化判读设备的研发。　　苏州医工所高欣团队协助血液免疫学研究中心团队为自行研制的不完全抗体智能化判读设备，提出了一种不完全抗体反应强度分级检测新方法（CBAM-CNN Ensemble Model）。研究借助集成深度学习方法，基于多种深度卷积神经网络架构，利用端到端的并行混合处理模式构建了不完全抗体反应强度自动分级模型，同时运用毫秒级决策融合计算方法，自动输出反应强度级别。实验结果表明，集成深度卷积网络具有优秀的检测能力，准确率高达99.8%，与三名实验人员组成的专家团队（从业时间介于2-5年）的结果比对，所提方法具有明显优势（准确率提升11.3%），检测判读速度提高了约60倍（0.094秒/张 vs. 5.528秒/张）。相关成果发表在Medical & Biological Engineering & Computing上。　　上述方法在训练卷积神经网络的过程中，需要预先对小样本集进行数据增强操作。而增强样本无法完全实现图像的语义不变性，导致临床应用受限。为此，进一步，研究提出一种神经网络和机器学习相结合的分类方法（CNN-ML Ensemble Model）。研究利用套索回归算法（Least Absolute Shrinkage and Selection Operator，LASSO）过滤冗余非线性特征，在高维空间中对小样本数据进行高效分析，克服样本量不足的问题，实现精确拟合不完全抗体的数据分布。实验结果表明，使用原始集训练的卷积神经-机器学习集成模型分级准确率达到99.2%，接近增强训练的集成深度卷积网络模型精度。同时，在人机交互实验中，实验人员在该模型辅助下准确率提升了17.9%，增加了智能模型辅助诊断的可信度。相关成果发表在Technology and Health Care上。　　上述工作探索并验证了人工智能方法在不完全抗体检测上的潜在价值，可精准高效地实现不完全抗体反应强度分级检测。该方法将提升溶血性疾病筛查设备的自动化和智能化程度，具有临床应用潜力，有助于我国血液安全保障事业的发展。当前，科研团队正在利用相关技术，应用嵌入式软硬件结合方法，开展智能化判读设备的研发工作，以保证采集图像的真实性和分析结果的有效性，推进智能精准诊断设备的自动化建设。研究工作得到山东省重点研发计划、国家自然科学基金等的支持。

日出东方，当清晨第一缕阳光照入怀柔科学城的综合极端条件实验装置实验楼时，一位身着蓝色薄羽绒服的科研人员已在实验站开始忙碌。中国科学院物理研究所研究员、综合极端条件实验装置亚毫开实验站负责人刘广同正在观察各种装置设备的数据变化，并对仪器进行相应调试。在新春来临之际，记者走进怀柔科学城，一探科研人员与科研“利器”大科学装置的日夜“纠缠”。要发现更多的可能来自北京量子信息科学研究院的研究人员林飞走进实验楼内的亚毫开实验站，开始对科研样本进行输运性质表征的观测研究。此类样本的研究具有重要的科学意义。2013年薛其坤院士领衔的清华大学—物理所科研团队就曾经在类似样本中首次观测到了量子反常霍尔效应，被杨振宁先生称为诺贝尔奖级的成果。与此同时，在亚毫开实验站内，多项凝聚态物理方面的重要实验正在进行之中。“今天数据有什么异常吗？”刘广同上前询问。这就是刘广同及其团队的日常——不仅需要维护实验装置，负责指导来检测样本的科研人员如何使用装置，有时还按需帮其制订实验方案，甚至直接参与实验过程。实验站先后迎来清华大学、北京大学、上海交通大学等多所高校院所的科研人员，为他们在物理学、材料科学等多学科的实验研究创造条件。记者观察到，实验室核心区域地面上分布着6个深坑。据介绍，这是科研人员为了获取极低温而精心设计的，它的主要目的是给低温设备减振。极低温下，蕴藏着丰富的物理现象。在物理学领域，不少诺贝尔奖成果正是借助极端实验条件取得的。刘广同表示：“我们要创造条件，要发现更多的可能。我们自主研发的一系列实验设备，不仅可以人为达到极低温，还可以创造强磁场、超高压和超快光场等极端条件，旨在发现奇异物性。而且，它们还可以将不同的极端条件‘综合’起来，提供探索未知世界的新维度。”要不断突破上一次两条长长的银色管状仪器装置“躺”在低温强磁场电子波谱学实验站的实验台上，颇为引人注意。这就是刘广同和团队成员自主研发的极低温氦3制冷机。该设备是综合极端条件实验装置量子调控系统的核心低温设备之一。我国的此类设备在相当长一段时期内主要依赖进口。2021年开始，刘广同和团队成员从原材料的设计和采购开始，用特种薄壁不锈钢、高纯无氧铜等原材料加工成零件，再经120多道精密焊口焊接而成，最终打破了之前我国此类极低温科研仪器设备市场被国外垄断的局面，实现了“从无到有”。在刘广同看来，装置的研发，为物理、材料等学科提供了极端特殊的稀有实验条件，利用这样的条件开展科学研究能够极大地促进我国基础研究水平的提高。“时间是挤出来的”。刘广同几乎把全年的节假日都交付实验室，春节假期也不例外。他常说，“搞科研，尤其是基础研究，要有永不磨灭的好奇心、永不认输的韧劲和勇于探索的精神。所以，我从未觉得辛苦，反倒觉得很有乐趣。”“目前，实验站中的实验装置，在最低温度、最高压力等指标上，已处于世界先进水平。”刘广同说，“我们就是要创造更加极端的条件，不断突破上一次。”

中国科学院等离子体物理研究所5月7日宣布，该所通过国际合作研制成功的中国首个超导托卡马克实验装置“合肥超环”(HT-7)正式退役。　　据悉，自1990年初苏联库尔恰托夫原子能研究所赠送T-7托卡马克装置给中国后，时任等离子体所所长霍裕平院士集中全所人力、财力投入装置建设，对T-7及其低温系统进行了根本性的改造。1994年，更名为“HT-7”的大科学装置正式建成，首次工程成功调试并获得等离子体。其成功研制，使中国成为继俄、法、日之后第四个拥有超导托卡马克装置的国家。　　建成后的HT-7是一个可产生长脉冲高温等离子体的中型聚变研究装置。其主要目标是获得并研究长脉冲准稳态高温等离子体，检验和发展与其相关的工程技术，为未来稳态先进托卡马克聚变堆提供工程技术和物理基础。　　HT-7运行后，队伍中的主要骨干也成为建设世界首个全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)的各方面负责人，直接参与国际热核聚变实验堆(ITER)计划，为等离子体所及中国聚变研究事业的持续发展奠定了坚实的人才基础。2012年10月12日，HT-7进行了最后一次放电实验，在“职业生涯”上画了一个完美句号。　　在服役的近20年中，HT-7在推动聚变研究、人才培养等方面取得了诸多成就，已成为中国聚变事业的重要里程碑。日前，在历经退役必要性论证、退役实施方案论证、环评验收与设备监测等工作后，HT-7正式被中国科学院和环保部批准退役，成为我国首个获批退役的大科学工程装置。

“连接式” 废液收集装置在我们日常实验过程中，难免会遇到实验遗留下来的废液的处理难题，这就需要废液处理装置来进行残液的存放处理。接下来给大家介绍月旭科技的连接式安全收集装置。连接式废液收集装置主要是针对液体相关的仪器的废液处理，利用废液管将仪器和废液装置的废液桶相连接，进行安全存放。如果说你正在用液相色谱仪或其他液相仪器进样，实验结束后，那么这时我们就需要借助废液管连接到废液桶上进行集中存放处理。“接下来再具体说下废液收集装置的重要性：1.如果流出的废液随意存放，气密性的不良好会导致室内充满溶剂气味，造成环境的污染，从而影响实验人员的身体健康。2.如果把瓶口完全封死，仅通过一个废液管将仪器的流动相流入废液桶，阻断空气的流通，当废液桶内部废液收集到一定程度时，里面废液存在挥发就会导致内部压力过大，造成废液无法注入容器，甚至导致回流。3.还有就是废液盖上的孔要与废液管规格相对应，如果密封性较差，同样也会使得废液的挥发物流出，造成环境污染。想必实验室安全工作对于每个企业都是至关重要的，一个健康安全的工作环境同样也是能有效降低职工健康隐患。而月旭的连接式废液收集装置主要也是针对上面三个问题进行解决。从图片上可以看到，我们公司的连接式废液收集装置是由废液桶、废液盖、过滤器、指示器、过滤器、快速接头以及二次收集容器组成。废液桶，主要规格有5L/10/20L，当然需要其他规格，我们公司也是可以提供定制的。过滤器，其作用主要是针对废液的挥发物进行的过滤，同样也是为了防止废液桶内部压力过大，保证内外压力平衡。我们公司过滤器主要分两种：标准型过滤器、高效性过滤器。无论是标准还是高效过滤器都可以相互更换使用。各类型套装的货号●标准型10L（00839-31001）、20L（00839-30001）包含：认证HDPE废液容器一个、内外盖各一个、液相连接头一套、过滤器快速接头一套、液位指示器一个、无机或有机标准过滤器一个、防泄漏防倾倒二次容器。●高效性型10L（00839-31002）、20L（00839-30002）包含：认证HDPE废液容器一个、内外盖各一个、液相连接头一套、过滤器快速接头一套、液位指示器一个、无机或有机高效过滤器一个、防泄漏防倾倒二次容器。●智能型10L（00839-31003）、20L（00839-30003）包含：认证HDPE废液容器一个、内外盖各一个、液相连接头一套、过滤器快速接头一套、无机或有机高效过滤器一个、安全声光液位报警器一个、防泄漏防倾倒二次容器。当然，如果说客户不想使用我们的废液桶，要使用自己的，我们也是可以针对客户的废液桶进行废液盖的定制。

北京怀柔科学城“综合极端条件实验装置”(以下简称“装置”)项目顺利通过中科院条件保障与财务局基建工程管理处组织的建筑安装工程验收。这标志着该项目土建工程按期圆满收官，为后继工艺验收等打下了坚实的基础。该项目是怀柔科学城首个开工建设并通过建安验收的大科学装置项目。项目验收会合影(张昶摄影)　　在中科院物理研究所怀柔园区召开的装置项目建安验收会上，中科院物理研究所书记李明对中科院条财局对该所基建工作的大力支持表示感谢，他指出，装置项目是物理所第一个大科学装置项目，对物理所的科研发展具有里程碑意义。从开始动议至今已过15年，包含了几届所领导和同事的共同努力和辛勤付出，期望未来能在此装置上产生更多更杰出的科研成果。　　验收专家组听取了科学工程与发展处副主任柯磊关于装置项目工程建设的汇报，并现场抽查了工程实体质量和档案资料。经过认真质询和充分讨论，专家组一致认为装置项目实现了预期的工程目标，同时对装置二次改造管理方面提出了良好建议。验收组组长袁伟总工程师对装置建安验收顺利通过表示祝贺。　　据悉，装置项目于2017年9月30日开工建设，2020年7月3日项目取得工程竣工验收备案表。

p style="text-align:center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/c6cdcbc2-bdca-4d09-a9e8-e3b27b531473.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg"//pp style="text-indent: 2em text-align: center "上图：离心机ZJU400，迷你版CHIEF/pp style="text-align:center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/8bdc045f-b873-44a8-a63c-0b7568ae106e.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg"//pp style="text-indent: 2em text-align: center "下图：陈云敏院士/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "最近，浙江大学牵头建设的国家重大科技基础设施——超重力离心模拟与实验装置（CHIEF）项目可行性研究报告获得了国家发展和改革委员会批复。这也是浙江省建设的首个国家重大科技基础设施项目。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "该项目选址杭州余杭区未来科技城，建设时间为5年，占地约89亩，总投入将超过20亿人民币。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "什么是超重力离心模拟与实验装置？它有什么作用？/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "为了揭开这高大上设备的庐山真面目，钱报记者来到浙大紫金港校区，专访了负责该项目的陈云敏院士团队，并独家参观了实验装置。陈院士是浙大建筑工程学院的教授，也是该项目的首席科学家。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "原来，这套高科技设备具有“压缩时空”的神奇功能，它能让研究人员“跨越时间”，用一天模拟一千年，还能在实验室里“跑高铁”！/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "什么是超重力/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "它能压缩时空，一眼万年/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "“浙大的这个CHIEF，是‘国家重大科技基础设施’，那是指大型复杂的科学研究装置或系统，是能推动国家科学和技术发展的‘国之重器’。和CHIEF同样级别的装置，还有北京正负电子对撞机、上海光源、天眼FAST射电望远镜等等。”陈云敏院士介绍。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "CHIEF项目是“十三五”时期优先建设的10项国家重大科技基础设施项目之一，也是在浙江省建设的首个国家重大科技基础设施项目。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "朱斌教授是该项目的副总工程师，他向记者介绍了和超重力相关的知识。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "地球表面的任何物体都会受到地球重力的作用，人能够站立在地面上，物体会下落，都是重力的原因。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "科学家们把地球上的重力叫做常重力，用1g（重力单位）来表示，大于1个g的就叫超重力。比如航天员乘坐飞船返回地球时，会受到4个g的超重力，相当于承受了4个自己的重量。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "在超重力环境下，会发生一些神奇效应。因为这些神奇效应，科学家们可以完成很多在常重力环境中难以完成的实验。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "首先，超重具有“缩尺”作用。朱斌打了一个比方，“举个例子，想知道100层楼高的房子对地基的影响，那么我们只需要造1层楼高的模型，将它放在100个g的超重力作用下，这时，1层楼对地基的影响效果，就相当于常重力下100层楼对地基影响的效果。这就是缩尺作用。”/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "超重力场中还存在“缩时”效应，科学家们可以利用这点极大地缩短实验时间。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "陈云敏院士给记者举了一个例子。如果在超重力离心机上搭载土体污染物迁移实验装置，就可以模拟污染物在地下大尺度、长历时的运移。如果在现实中研究污染物的迁移，需要花费几千年，但在超重力场中模拟实验，可能只需要一天的时间，可谓“山中方一日，世上已千年”。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "超重力有什么用/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "可以在实验室里“跑高铁”/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "超重力的“缩时”和“缩尺”等效应，可以让研究者做很多现实中无法操作的实验。而想要产生一个超重力场，就需要超重力离心机。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "CHIEF就是这样一个超重力装置。在CHIEF预研阶段，浙大团队就利用超重力，做出了不少成果，比如“高速铁路列车运行动力效应试验系统”。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "这个系统的设计是为了控制高铁在我国东南沿海深厚软土地区运行时的沉降。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "怎么做实验呢？在现实中，不可能真的在东南沿海修一条轨道、造一辆高铁去研究，这需要花费巨大的金钱和时间成本。但是利用超重力环境中的缩尺、缩时等效应，便可以用一个小的模型来模拟现实中高铁的运行，来研究和验证各种方案。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "CHIEF预研实验就提供了这样的条件。这个“在实验室里跑高铁”的项目后来入选了2017年度“中国高等学校十大科技进展”。陈云敏院士说，“CHIEF研发出来可极大拓展我们的试验研究能力，做原来没法做的试验。”/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "该项目选址杭州余杭区未来科技城，建设时间为5年，占地约89亩，总投入将超过20亿人民币。建成后，它将填补我国超大容量超重力装置的空白，成为世界领先、应用范围最广的超重力多学科综合实验平台。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "目前，世界上离心机最大容量为1200g· t（重力加速度× 吨），而CHIEF容量将会达到1900g· t。它是一个构建从瞬态到万年时间尺度、从原子级到千米级空间尺度、从常温常压到高温高压等多相介质运动的实验环境的“大家伙”。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "记者现场探访/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "超重力离心机长啥样/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "那么，CHIEF到底长什么样子？它是怎样产生超重力场的呢？/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "此前，浙大已经建成一个“迷你版”装置ZJU400，它在浙大建工实验大厅的地下室。陈云敏院士带钱报记者近距离触摸了这个装置。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "这个圆形地下室占地约50平方米，里面有且仅有一个天平状的机器，并占据了整个房间。陈云敏院士指着机器向记者介绍，这就是ZJU400，它的“手臂”有4.5米长，两个转轴上各搭载了一个边长1米的正方体实验舱，实验舱的最大负荷有3吨。在它转动到一定速度后，实验舱在离心力的作用下，舱内的超重力场就生成了。这是一台离心加速度可达到150倍重力加速度的离心机。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "未来的CHIEF的转臂半径可达9m，实验舱是3m，最大负荷可达32吨，是它的10倍。ZJU400可以说是一个微型CHIEF。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "为什么要把机器放在地下室？这主要是出于安全考虑，“因为离心机上面搭载的吊篮会高速旋转。”/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "“不过，在高速旋转的环境中，人是不能在实验舱内操作实验的。”陈云敏院士解释，实验舱内有机械手臂，它们所有的动作都是在中央控制台的控制下进行的。在这个地下室里面安装了很多传感器，能把检测到的信号和数据传输到控制室。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "既然已经有迷你版，为什么还要建设CHIEF这个如此庞大的超重力离心机呢？/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "“日常生活中，我们用的洗衣机也有很大的离心力，在医学实验里使用的离心机设备的离心力更大，但是它们都有一个缺点：所能负荷的东西少，抗不平衡能力差。”陈云敏院士说，“所以我们研究的核心就是在高速的离心加速度上增加它所能承担的重量。”/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "早在去年一月份，CHIEF项目建议书就获得了国家发展和改革委员会的批复。在这一年多里，浙大的科学家团队做的是“找茬”的预研工作，在正式开工之前，把可能碰到的技术难题都提出来。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "“如果把超重力离心机主机比作一个挑着扁担在转圈的人，那么如何让他不‘晕头转向’，就是在预研阶段要解决的难题。”陈云敏院士说。/p

p　　2008年5月，由中科院合肥物质院强磁场科学中心承担的稳态强磁场实验装置项目启动 2011年7月，试验磁体通电测试成功 2016年11月，混合磁体大口径外超导磁体研制成功 2017年2月，专家组对混合磁体工艺测试完成验收 2017年9月27日，“稳态强磁场实验装置”通过国家验收，验收专家组给予了很高评价，认为项目全面完成了建设目标，各项关键参数达到或超过设计指标，“技术和性能达到国际领先水平”。/pp　　九年时间里，强磁场的科研人员完成了一个又一个跨越，使我国成为国际五大稳态强磁场研究机构之一，中国的强磁场科学技术事业迈上了一个新台阶。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/869ce1bd-adaa-4e62-b5da-a9ff1c35ab0b.jpg" title="1_副本.jpg"//pp style="text-align: center "①2016年底混合磁体首次调试成功。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/c43cc087-9520-4092-b997-350c4e51976e.jpg" title="2_副本.jpg"//pp style="text-align: center "②安装在水冷磁体上的扫描隧道显微镜。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/db639ee9-02c5-409b-8e70-117373bf43d4.jpg" title="3_副本.jpg"//pp style="text-align: center "③混合磁体。/pp　　strong“极端条件就是把不可能变成可能”/strong/pp　　高秉钧是中科院强磁场科学中心首席科学家，也是“稳态强磁场实验装置”项目总工程师。他对记者说：“物质在强磁场情况下会改变它本身的电子态，从而产生新的现象。强磁场是一个极端条件,我们在设计和研制稳态强磁场实验装置过程中，常会遇到许多难以克服的困难，甚至是无路可走。我们必须坚持不懈，实现超越，把不可能变成可能。”/pp　　强磁场是调控物质量子态的重要参量，在发现新现象、揭示新规律、探索新材料、催生新技术等方面具有不可替代的作用。自1913年以来，已有多项与磁场相关成果获诺贝尔奖，因此，强磁场极端条件已成为科技界公认的探索科学宝藏的“国之重器”。我国因缺乏相应的强磁场条件，屡次错失在物质科学等诸多领域开展前沿探索的机遇。/pp　　据了解，“稳态强磁场实验装置”是一个针对多学科实验研究需要的强磁场极端实验条件设施，包括十台强磁场磁体装置和六大类实验测量系统。/pp　　混合磁体由内部水冷磁体和外部超导磁体组合而成，是追求更高稳态极端场强的首选，但此前国际上已有多个失败案例，而我国在高场超导磁体技术方面的基础较为薄弱，项目所有科研人员都面临着巨大挑战。/pp　　对水冷磁体而言，必须解决材料和结构的优化选择、巨大电磁力和发热问题，与之配套的数千万瓦级的稳态直流电源系统、低温冷却系统、去离子水冷却系统等均是一个个不容置疑的难关。/pp　　谨慎起见，超导磁体组决定先研制一款磁场强度低、口径小，但选材、加工工艺完全相同的试验磁体，试验磁体在2011年7月通电测试成功。混合磁体研制真正开始之后，所有科研人员都秉持着一种谨慎严肃的工作状态，为了达到验收要求而不断努力着。/pp　　strong国际领先水平的科学实验系统/strong/pp　　水冷磁体WM1原设计是超世界纪录的38.5T,但在磁体组装后的预测试中，科研人员却发现磁场强度比预期的要低得多，且已是板上钉钉，超纪录无望了。水冷磁体总设计高秉钧带领工作人员排查原因，最终发现绝大部分bitter片厚度不是原设计的0.27毫米，而是0.29~0.30毫米。/pp　　高秉钧说：“面对几千片bitter片，我们就用天平称重量、算体积，来实测每片的实际厚度。将实测厚度的bitter片优化配置，重新组合，使组装的磁体达到原设计的目标。”这样，WM1最终实现了38.5T的磁场强度，打破水冷磁体场强世界纪录。/pp　　2016年底混合磁体首次调试，磁场强度达到40特斯拉，符合工程验收指标。就在科研人员欢欣鼓舞之时，磁体系统却发生了故障。春节将至，项目组的人却集中在场地，不断调试设备排除故障。/pp　　大年三十上午八点，装置准时通电测试，所有人在文化走廊吃了一顿简单而又难忘的“年夜饭”。但是那天因为降温没到位，再一次失败了。项目组的科研人员在春节假期继续加班，大年初四，混合磁体终于通电励磁，再次成功。/pp　　经过多年自主创新，强磁场研制团队打破国际技术壁垒，成功克服关键材料国际限制、关键技术国内空白等重大难题，建成继美国之后世界第二台40T级混合磁体，建立了国际领先水平的科学实验系统，实现了我国稳态强磁场极端条件的重大突破。/pp　　“稳态强磁场实验装置”国家验收意见中写道：“项目提出了一种水冷磁体设计创新方案，发展了一套全程可量化检测的高精度装配工艺。建成的水冷磁体中有三台磁体的性能指标创世界纪录，其中两台保持至今 突破了800毫米室温孔径、磁场强度达10特斯拉的铌三锡超导磁体研制的技术难关，建成了40特斯拉稳态混合磁体装置，磁场强度世界第二 建成了国际首创水冷磁体扫描隧道显微镜系统、扫描隧道—磁力—原子力组合显微镜系统，以及强磁场下低温、超高压实验系统，使得我国稳态强磁场相关实验条件达到国际领先水平。”/pp　　strong“边建设边开放”的管理新模式/strong/pp　　强磁场下的应用研究对于高技术产业具有很强的催生和带动作用，“强磁场效应”其实就在我们身边。/pp　　高秉钧介绍道：“大家都比较熟悉的医院的核磁共振成像、磁悬浮列车等就运用了强磁场技术。此外，强磁场在化学合成、特殊材料、生物技术、医药健康等多种新技术研发方面都有可能发挥关键作用，孕育新的发明。”/pp　　据了解，强磁场有助于促进多学科交叉研究，尤其是生命科学、物理学、材料与化学、新技术之间的交叉研究。2014年，合肥物质院技术生物所吴跃进研究组和强磁场科学中心钟凯研究组合作，研究了造影剂对水稻生长的潜在影响，并用磁共振成像技术获得了造影剂在根系中的动态信息。这也是世界上首次利用造影剂研究磁共振成像技术在水稻根系无损检测中的应用，为植物根系研究提供了一种新的研究方法。/pp　　在中科院“十二五”验收中，“强磁场科学与技术”重大突破入选院“双百”优秀。2017年3月，中共中央政治局委员、国务院副总理刘延东视察装置，对团队取得的成绩给予了充分肯定。/pp　　同时，项目提出并实践了国家大科学装置“边建设边开放”管理新模式。从2010年试运行以来装置已经为包括北大、复旦、中科大、浙大、南大、中科院物理所、中科院固体物理所、上海生科院、福建物构所等在内的百余家用户单位提供了实验条件，有力支撑了强磁场下前沿研究，产出了一大批具有国际影响力的科研成果。/pp　　随着稳态强磁场装置工程建设的推进，一支能打硬仗的强磁场技术攻关队伍在锻炼中成长。稳态强磁场实验装置将成为科学研究、科技发展的创新源头，将为合肥综合性国家科学中心的建设贡献更多的科技力量。/p

在英国科学与技术设施委员会（STFC-UKRI）中央激光研究所，微靶制造科学家们正积极投身于高功率激光实验的微靶研究。新一代激光器提升了重复频率(高达10Hz)，这让高重复制靶法成为了重要的研究途径。在这些高功率激光实验中，科学家们依赖微流控装置实现亚微米级的液体片靶。然而，他们发现，依赖传统的机械加工或蚀刻来制造微流控通道，既耗时又昂贵。因此，研究小组正在寻求一种创新的解决方案，以便能够快速制作新的靶设计几何体原型来满足他们的实验需求。01、研究开发靶研究团队利用微流控设计了一种液体靶，当液体从微通道流出时产生了液体叶片靶。通道的设计会直接影响到叶片的质量，通过叶片的宽度和厚度判断。设计目标为制造出宽度为几毫米、厚度为几百纳米的叶片，以实现高精度实验需求。图1：当液体从通道中流出时产生的液体叶片靶由于液体的行为随通道的变化而变化，因此通道设计对实验来说尤为关键。需要平滑的通道以减少湍流，同时要严格控制出口的形状，因为它对最后的叶片质量起到重要影响。02、精密3D打印制造通道为了创建液体片，该团队利用摩方精密microArch S240打印出 20mm x 15mm x 5mm 的结构，其中有一个30μm 深的通道和一个 100μm 的出口。当然，与微型且精确的通道相比，该结构尺寸相对较大。但使用摩方精密设备打印较大的零件时，可同时保持通道所需的精度和准确度。现今通道选用钨材质，得益于钨能实现精确加工。在这种背景下，研究团队运用摩方精密 microArch系列设备的高精度 3D 打印系统，迅速准确地构建通道，为科研和快速原型设计提供了高效且成本较低的解决方案。图2：原钨件图3：高精度3D打印制造零件的特定部分原文链接：https://bmf3d.com/resource/high-precision-microfluidic-devices-for-high-power-laser-experiments/microArch S240microArch S240 作为摩方精密一款面向工业批量生产的超高精密3D打印机，不仅荣获全球光电科技领域最高奖—"棱镜奖（Prism Award）"，且具有以下突出特点和优势：高公差低层厚:光学精度高达10μm，±25µ m的加工公差，打印层厚10~40μm 打印体积扩大:满足工业打印的需求，可达100mm×100mm×75mm，实现更大规模的小部件产量；打印速度提升:最高提升10倍以上，快速缩短加工周期，为客户节省时间和成本；多种材料支持:支持多种高粘度陶瓷浆料（≤20000cps），以及耐候性工程光敏树脂、磁性光敏树脂等功能性复合材料的打印；应用领域广泛:卓越的精度、扩大的打印体积和多材料兼容性，满足客户在尺寸、性能和效率方面的多重需求。摩方精密作为目前全球唯一可以生产最高精度达到2μm精度，微尺度3D打印技术及颠覆性精密加工能力解决方案提供商，会持续专注于精密器件免除模具一次成型能力的研发，为客户提供制造复杂三维微纳结构技术解决方案。

中国江门中微子实验站，工作人员的施工现场工作。　　中国南部广东附近的江门中微子实验站(JUNO) 无疑是大科学装置。中心是一个巨大的球体，里面装满了2万吨液体，并安置在约700米深的地下实验室里，旨在回答粒子物理学中的基本问题。这是迄今为止建造的同类仪器中，最大、最灵敏的大科学仪器。　　中国西南部四川省的中国锦屏地下实验室(China Jinping Underground Laboratory)也有类似规模。寻找暗物质的实验，最近已经扩大到世界上最大和最深的地下实验室，位于锦屏山下2400米处。地球系统数值模拟装置(EarthLab)位于北京，是模拟地球气候系统的高性能虚拟实验室 高海拔宇宙线观测站(LHAASO)位于四川，使用遍布青藏高原的探测器阵列，以扫描高能宇宙射线和γ射线，这是中国在过去两年中推出的另外两个大型基础设施科学设施。还有其他设施正在建设中，包括北京的高能光子源，这是中国第一个高能同步辐射设施，将于2025年投入使用。　　华盛顿特区非营利组织中美研究所(Institute of China-America Studies)的杰出研究员丹尼斯西蒙(Denis Simon)说，中国在全球研究领域迅速崛起的下一个阶段，将是关注大科学。在2022年自然指数中，中国的自然科学产出已经超过了美国，现在领先了近5000个份额。西蒙说，建造和运营大型设施的声望，会进一步巩固中国作为科学超级大国的地位，这些大科学装置旨在产生大量数据和见解，可用于多个领域和行业。　　大科学附带了机遇是中国的一大吸引力。例如，从欧洲核子研究组织(CERN)的大型粒子加速器中衍生出来的技术，已经彻底改变了医学成像，并引发了万维网的发展。现在广泛用于智能手机、网络摄像头和其他产品的微型相机技术，可以追溯到美国国家航空航天局(NASA)的星际任务工作。西蒙说：“中国仍在寻找突出其发展速度的重大突破。”但还有另一个因素推动中国积累大科学基础设施，他补充说：“中国想要赢得诺贝尔奖。”　　考虑到中国研究团体的规模，中国的诺贝尔奖数量非常低。中国近期唯一一项获奖研究——2015年诺贝尔生理学或医学奖，获奖原因是发现了治疗疟疾的药物青蒿素——是为了表彰主要在20世纪70年代进行的研究。西蒙说，赢得更多的诺贝尔奖，以肯定中国在全球科学领域的领先地位，这是中国领导人公开讨论的事情。“这在一定程度上与民族自豪感有关——这是一种不断鼓舞士气的方式，表明中国不再是跟随者，而是可以成为领导者。”　　从历史上看，世界上大多数大科学项目都是由美国、欧洲和日本主持的，这些国家在中国于1984年启动的第一个重大科学基础设施——北京正负电子对撞机(BEPC)之前几十年就开始建设设施了。但中国很快就迎头赶上。西蒙说：“ 1980年，当中国决定开始与西方合作时，关系非常不对称，中国远远落后。”他补充说，现在，中国的立足点更加均衡，“甚至在某些研究领域或子领域处于领先地位”。　　例如，在粒子物理学中，经过一系列升级后，北京正负电子对撞机BEPC成为世界上第一台探测到已确认的“四夸克”(一种奇异形式的亚原子物质)的仪器(M. Ablikim et al. Phys. Rev. Lett. 110, 252001 2013)。在天体物理学中，高海拔宇宙线观测站LHAASO捕捉到了，迄今为止探测到的最高能量γ射线爆发，这一事件以至于挑战了物理学的经典理论 (The LHAASO Collaboration Sci. Adv. 9, eadj2778 2023)。西蒙说：“在这个时代，中国是更加积极主动、更有影响力的参与者，正在塑造游戏规则。”　　这种转变，将如何影响全球研究生态系统，还有待观察。柏林马克斯普朗克科学史研究所(Max Planck Institute for the History of Science)研究小组的负责人安娜丽莎阿勒斯(Anna Lisa Ahlers)表示：“目前正在进行的讨论，包括中国国内的讨论，表明中国在国际科学中发挥了重要作用，只是处于前沿，擅长于高质量的后续工作，而不是自己开创新的趋势。”“如果建立了其他国家没有的科学基础设施，这种情况可能会改变，”她说。在今年早些时候的一次政策会议上，最高领导人呼吁在科技领域进行更多的“颠覆性创新”，并将国家的科学预算提高了10%，尽管整体经济增长缓慢。　　高压科学中国新的大科学基础设施，能否带来预期的收益，很大程度上取决于位于北京的中国科学院(CAS)，这是世界上最大的科学研究机构，负责建设和运营中国大部分的大科学设施。作为中国最重要的研究资金接受者，中国科学院有望提供中国领导层渴望的改变游戏规则的研究发现。西蒙说：“中国科学院一直认为，如果中国想成为科技大国，就需要提升基础研究，包括大科学基础设施。”目前大科学装置的愿望实现了，此刻中国科学院是该交卷的时候了，为此也承受着很大的压力。在中国领导人中，有一种对整个系统的不断告诫：你必须做得更好you’ve got to do a better job。在中国锦屏地下实验室，研究人员注入液态氮。来源：Imago/Alamy　　中国科学院在建设如此庞大的专业基础设施时，面临的个主要挑战之一是，由于多个项目同时启动，中国精英人才正变得捉襟见肘。例如，在中国重要的研究领域高能光子科学中，由于地方政府资助的项目与中国科学院和北京、上海的其他研究机构，正在开发的项目相互竞争，这些设施正在互相poaching挖人。“我不确定让这么多基础设施项目同时(运行)是否明智，”德国汉堡基础科学研究所德国电子同步加速器(German Electron Synchrotron)的区域研究研究员马库斯康莱(Marcus Conlé)说。Conlé去年作为代表团的一员访问了中国，探索潜在的研究合作。　　康莱说，中国许多大科学项目的设施优先方法是另一个痛点。“在欧洲，这一过程，将是研究人员提出一项超出现有研究基础设施限制的实验，然后提出建造新仪器的理由。”在中国，有更多的动力来建造仪器，以获得世界第一的地位——尤其是在基础设施由地方政府资助的情况下——“然后科学家们，试图找出如何使用大科学装置的方法，”康莱说。他补充说，这种情况反映出了，中国在建造和操作此类大科学装置仪器方面，经验相对不足，尽管在上海等主要研究中心，这种情况正在迅速改变。　　哥伦布市俄亥俄州立大学(Ohio State University)研究国际科学合作的公共政策研究员卡罗琳瓦格纳(Caroline Wagner)说，通过合作，向其他国家学习，对中国的大科学未来，具有非常重要的战略意义，尽管中国与西方的政治关系依然紧张。Wagner指出，中国投资的大部分大科学基础设施都是，世界领先的海外设施科学家协商设计的。她说：“研究人员知道，必须加强国际交流与合作，才能提高研究工作质量，例如，我们可以从俄罗斯的经验中，看到这一点。”　　一些西方国家担心，中国的合作研究关系等同于单向的技术转让。因此，Ahlers说，“中国大学正在说服国际科学家”在中国工作，却“变得更加困难”。然而，中国的大科学装置项目，具有更强大的吸引力。Ahlers说：“要成为全球科学强国，需要吸引国际研究人员，而这正是这些大科学基础设施项目，正在做的事情。”“许多研究人员真的想去这些独特的大科学基础设施，因为这是在其他地方无法获得的新数据来源。”　　康莱说，中国对大科学的投资，也可以带来全球利益。他表示：“中国合作伙伴的合作变得越来越困难，但也越来越有趣。”“在过去，这通常涉及在欧洲设施的合作——但现在也可以是在中国的大科学装置合作。”　　西蒙还看到了中国推动大科学装置，对全球科学的主要好处。“需要睁大双眼，”他说。“但是，如果西方在'互惠互利mutual benefit'这个词有一些潜在含义的时候，离开中国，那将是不明智的——因为这种人才流动，不仅可以从西方流向东方，而且现在也可以从东方流向西方。”　　文献链接　　Nature 630, S6-S7 (2024)　　doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-01597-1　　https://www.nature.com/articles/d41586-024-01597-1　　本文译自Nature，英文作者是澳大利亚自由撰稿James Mitchell Crow