摘要:12月4日,2024全国高校校媒精英特训营开启“科创之旅”,引起了大家对微观世界科学的好奇心。25名大学生记者先后走进东莞材料基因高等理工研究院、中国散裂中子源及松山湖材料实验室,探访松山湖的“创新密码”,直呼刷新了对前沿科学的认知。
“一个小零件也能做体检吗?”
“中子怎么看得见微观世界?”
“阿秒激光为什么是人类手中最快得剑?”
12月4日,2024全国高校校媒精英特训营开启“科创之旅”,引起了大家对微观世界科学的好奇心。25名大学生记者先后走进东莞材料基因高等理工研究院、中国散裂中子源及松山湖材料实验室,探访松山湖的“创新密码”,直呼刷新了对前沿科学的认知。
观摩“制造业医院”,看见“不可见”
在东莞材料基因高等理工研究院,一台台运行的设备引起大学生记者们的兴趣。从3D打印、扫描电子显微镜、材料残余应力检测,再到“精准透视+无损检测”双源双探的工业CT等,大家进一步了解了科研机构如何服务于制造业。
该研究院成立于2016年,是一家从事材料设计、先进制造、服役性能管理的新型科研机构,是基础科学研究与应用技术研究相结合的先进制造服务平台。目前累计投入仪器设施超2亿元,配备有完整的材料研发、制备、表征和检测评价等仪器设备,可以为企业提供从产品设计到性能评估的全流程支持,犹如一间制造业“医院”,能用最精准的方式诊断出产品的“隐性病症”。
例如,大学生记者们看到正在准备工作的双源双探工业CT,凭借 4 微米的高分辨率,可对产品内部结构实现无损透视,精确锁定材料里的缺陷与变形之处;该研究院的三坐标、SEM和TEM可以从微米到纳米级别探索样品结构;其配备的慢走丝电火花线切割设备具有精度高、速度快、可切割厚度高及变化大等优势,广泛应用于制造业领域,在此基础上研究院还开发了新的应用技术,把国内轮廓法测量残余应力推向了更高精度的级别水平。
他们还了解到,自10月双源双探工业CT上线起,该研究院同步开展“首次检测免费”活动。其服务范围广泛,既通过免费的工业CT助力企业深入探究材料微观表征的奥秘,又借助多种先进设备在企业中试环节进行全方位检测。
“没想到这些物件也有自己的医生!”在来自中央民族大学的潘若琳看来,这些研究成果能让更多的“小零件” 在科技的保驾护航下,成就“大作为”。
探访“国之重器”,揭开微观世界奥秘
利用中子如何探测世界,“超级显微镜”的“超能力”到底有哪些?走进中国散裂中子源,大学生记者们找到了答案。
在这里,他们了解了我国大科学装置布局的筹备及发展历程,也具体看到了中国散裂中子源的运行原理、科研成果与应用前景。
其中,中国散裂中子源作为全国首台、全球第四台脉冲式散裂中子源,是深度探索微观世界的“国之重器”。自2018年对外开放以来,已完成用户实验1700多项,为国家创新发展提供了重要引擎,为实现高水平科技自立自强作出了重要贡献。
目前中国散裂中子源运行高效稳定,已取得诸多成果。它不仅在基础科学研究中发挥重要作用,如探索物质微观结构、研究材料性质等,还在实际应用方面展现出巨大潜力。目前,已在航空航天关键部件、锂离子电池、稀土磁性、新型高温超导等重点领域取得了一批科技创新成果。
例如,在利用中子技术进行文物分析时,中子成像技术可以在不对文物造成任何损坏的情况下,清晰地显示其内部结构和细节。
与传统的X射线成像相比,中子对于由重金属包裹或内部结构复杂的文物,具有更强的穿透能力,就像给文物拍“CT”;中子衍射技术可以用来研究文物的晶体结构,有助于确定文物的真伪、产地和制作工艺;中子活化分析技术则可用来确定文物的化学成分,对于研究文物的产地、制作工艺和贸易路线具有重要意义。
“非常荣幸能够见到这个‘国之重器’,感受到了中国科研的先进性。”来自汕头大学的吴善基表示,作为一名国际传播专业的学生,希望能够通过自己的专业知识,帮助中国讲好科创故事,向世界展示日益发展的中国新科技。
探寻科研平台,掌握未来材料科学
化学元素周期表里的元素都可以被做成什么材料?
在松山湖材料实验室,大学生记者们看到了可发出像蝙蝠一样高频率声波的静电耳机、耐空间辐照的非晶合金材料、用于治疗“骨质疏松骨折”的骨水泥等许多高科技成果。
松山湖材料实验室成立于2018年,是广东省首批启动建设的四家省实验室之一。此行,科研人员围绕科研进展、产业转化、引才育才等方面,向大学生们详细介绍了实验室整体发展情况及取得的建设成果。大学生们还走进了多孔陶瓷团队实验室,该团队高级工程师、卓异环境技术中心副总监孔凡磊带领大家边走边看。
按下接通燃气的按钮,不到一分钟,一块砖头大小的碳化硅多孔陶瓷就烧得通红。孔凡磊介绍道,多孔介质燃烧技术被国际燃烧界称为21世纪最新一代无焰燃烧技术,可实现均匀加热,相比传统扩散燃烧,节能减排效果十分显著。
近期,“先进阿秒激光设施”获得了国家发改委概算批复,这意味着亚洲首个、世界第二个阿秒激光大科学装置即将在松山湖开建,落地6条束线和实验系统。
“阿秒是目前人类能够操纵的最短的时间尺度。”在“科研Café”科普讲座环节,松山湖材料实验室副研究员高亦谈以《阿秒激光—人类手中最快的剑》为题,结合阿秒脉冲的发现史,为大家开启超快世界的大门。目前,阿秒光脉冲已成为研究亚原子尺度超快动力学过程的有力工具。利用该技术,可以观测到原子内部电子运动,化学反应中成键断键等瞬态过程。
大学生们于是脑洞大开,积极展开想象。来自中国人民大学的伊俊铭提出:“如果孙悟空掌握了阿秒激光技术可以做些什么?”“或许他可以看到妖怪的本质,改变妖怪的基因,把一头白象变成一只蚂蚁也是可能的。”高亦谈笑着说道。
出品:松山湖融媒体中心
责编:郑文怡
审校:郭文君 陈启亮
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来源:幸福松山湖