上海光源 照亮微觀世界科學大門

2020-10-23 中工網

2020-10-23 03:03:16 來源：科技日報

在張江科學城一個外形酷似「鸚鵡螺」的建築裡，光似乎停住了腳步。上海同步輻射光源(以下簡稱上海光源)產生寬波段的同步輻射光，每天供給全世界的前沿科學研究團隊使用。2004年12月開工建設，2009年5月6日對用戶開放，這一科學地標的崛起，使得中國以同類裝置最少的投資和最快的建設速度，加入到世界第三代同步輻射光源裝置的第一方陣。

截至2020年7月，上海光源完成了通過專家評審的實驗課題1.4萬多個，服務了遍布全國575家單位3116個研究組的30308名研究人員，已成為我國用戶和成果產出最多的大科學裝置。

「鸚鵡螺」裡孵出科研結晶

上海光源能讓我們「看到」物質的內在結構，洞悉原子分子運動的規律，照亮微觀世界的科學大門。這束光是許多中國科學家心目中照進科學前路的「夢想之光」。

上海光源的出現，使得原本無法做或者需要出國排隊做的分析工作，在「家門口」就可以完成。藉助於上海光源，我國科學家通過實驗發現了外爾費米子，提出和驗證了單原子催化機理，在國際上首次觀察到了大鼠肺泡結構，解析了禽流感、伊波拉、寨卡和基孔肯雅熱、新型冠狀病毒等一系列病毒的蛋白質結構並闡釋了傳播機制。上海光源運行開放十年間，國內裝置解析的蛋白質晶體結構從99個增加到了5076個。

在上海光源的生物大分子晶體學線站，有30多家藥物研發企業在此開展研發工作。該站提供國內藥物研發企業一種基於結構的新的藥物研發手段。與傳統手段相比，基於結構的研發手段更高效、更精準，第一個成功上市的藥物僅用時6年，促進了上海及周邊地區的新藥研發工作。

兼具強度與延展性的超級鋼、應用於京滬高鐵的新一代高強高導銅鉻鋯合金接觸線、中石化研究團隊開發的全新結構分子篩材料、首獲美國FDA和中國藥監局認證的抗癌新藥「澤布替尼」、全球首條紡絲級單層氧化石墨烯、單原子催化從理論走向產業化……在上海光源的支撐下，新興戰略產業領域的關鍵技術取得實質性突破。

十年間，上海光源支撐諸多領域產生了一批有世界影響力的重大科研成果，在結構生物學、凝聚態物理、化學、材料科學、環境和醫學等學科領域也取得了重要突破。

帶動光子大科學裝置集群建設

高產出的背後，是上海光源始終對標國際一流裝置的結果。從一開始，開機率、平均故障修復時間、成果產出率等就是「硬指標」。十年來，裝置穩定高效運行、性能不斷提升，這些「硬指標」處於同類裝置的國際先進水平。上海光源還堅持不懈地進行關鍵技術研發和實驗方法學發展，從開始的7線7站10種左右的實驗方法，到今天的17線21站百餘種實驗方法，提升了裝置的性能水平和實驗能力。

一座世界級的光子大科學裝置集群正在張江崛起。以上海光源為起點，與正在建設中的軟X射線自由電子雷射裝置、硬X射線自由電子雷射裝置及超強超短雷射裝置等大科學裝置集群形成具有重要國際影響力的光子科學中心，支撐我國科技創新突破和跨越發展。

第四代同步輻射光源已經開啟。面臨新的發展機遇，上海光源科學中心主任趙振堂說：「下一個十年將是上海光源黃金運行開放時段，上海光源將持續產出重大成果，培養同步輻射骨幹人才，發展新一代同步輻射光源不掉隊。」

目前，上海光源二期建設正在加緊進行，預計到2022年，上海光源將有35條光束線50個實驗站投入運行，屆時每年將有近萬名科研工作者在裝置上開展基礎、應用和開發研究。上海光源二期建成投入運行後，其微觀結構探測能力位居國際先進第三代同步輻射裝置的前列水平，也是我國未來5—7年內最具國際競爭力的同步輻射光源。

王筱驕 科技日報記者 王春

編輯：肖天

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