【新時(shí)代 新氣象 新作為】創(chuàng)新發(fā)展的安徽領(lǐng)跑：穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng) 向45T世界紀(jì)錄沖刺

中科院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置。徐旻昊攝

“我們目前正在進(jìn)行的工作，就是全面沖刺45T世界紀(jì)錄！”12月5日，面對(duì)記者的采訪，中科院穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)中心磁體科學(xué)部副主任陳文革研究員開門見山地說。

今年9月27日，穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)大科學(xué)裝置通過國(guó)家驗(yàn)收，經(jīng)過多年自主創(chuàng)新，強(qiáng)磁場(chǎng)研制團(tuán)隊(duì)打破國(guó)際技術(shù)壁壘，成功克服關(guān)鍵材料國(guó)際限制、關(guān)鍵技術(shù)國(guó)內(nèi)空白等重大難題，超越法國(guó)、荷蘭、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，建成繼美國(guó)之后世界第二臺(tái)40T級(jí)混合磁體，建成三臺(tái)場(chǎng)強(qiáng)創(chuàng)世界紀(jì)錄的水冷磁體，建立了國(guó)際領(lǐng)先水平的科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)極端條件的重大突破。

磁現(xiàn)象是自然界的基本現(xiàn)象之一，地球磁場(chǎng)強(qiáng)度約0.5高斯(磁感應(yīng)強(qiáng)度或磁通量單位)。1萬高斯等于1特斯拉(T)，目前世界上產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)強(qiáng)度最高的是美國(guó)國(guó)家強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)強(qiáng)度為45T。“我們現(xiàn)在的目標(biāo)就是要達(dá)到甚至超過美國(guó)國(guó)家強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室獲得的穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)強(qiáng)度。但獲得極高的磁場(chǎng)就像跳高一樣，越往上越難，需要我們將現(xiàn)有材料用到極限，工藝設(shè)計(jì)水平上也要求極高，來不得半點(diǎn)馬虎。”陳文革表示。

“強(qiáng)磁場(chǎng)是支持科學(xué)前沿探索的一種極端實(shí)驗(yàn)條件，磁場(chǎng)越高，科學(xué)發(fā)現(xiàn)的機(jī)遇越多。”強(qiáng)磁場(chǎng)中心科研辦主任盛志高告訴記者，強(qiáng)磁場(chǎng)是調(diào)控物質(zhì)量子態(tài)重要參量，在發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、揭示新規(guī)律、探索新材料、催生新技術(shù)等方面具有不可替代作用。隨著40T級(jí)混合磁體建成，強(qiáng)磁場(chǎng)中心完善了獨(dú)特的測(cè)試平臺(tái)，國(guó)內(nèi)外很多科學(xué)家都希望利用強(qiáng)磁場(chǎng)獨(dú)特的測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行高場(chǎng)下量子功能材料、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等研究。

在科研人員的引導(dǎo)下，記者來到穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置現(xiàn)場(chǎng)，一位年輕人正在裝置旁的計(jì)算機(jī)上錄入數(shù)據(jù)。原來復(fù)旦大學(xué)張遠(yuǎn)波教授團(tuán)隊(duì)的研究生正在這里做實(shí)驗(yàn)，他告訴記者，不久前張遠(yuǎn)波課題組和中國(guó)科大陳仙輝課題組合作首次在強(qiáng)磁場(chǎng)下觀測(cè)到黑磷中的量子霍爾效應(yīng)，為進(jìn)一步研究黑磷中的量子輸運(yùn)奠定了基礎(chǔ)。“過去，我們的主要數(shù)據(jù)是在美國(guó)強(qiáng)磁場(chǎng)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室完成的，現(xiàn)在在合肥強(qiáng)磁場(chǎng)中心就可以了。 ”

“針對(duì)急性白血病的一個(gè)國(guó)家I類創(chuàng)新靶向藥物，我們經(jīng)過4年的研發(fā)完成了全面的臨床前評(píng)估，已經(jīng)向國(guó)家藥監(jiān)部門遞交了臨床試驗(yàn)申請(qǐng)。”在強(qiáng)磁場(chǎng)中心的一間實(shí)驗(yàn)室里，從哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院歸國(guó)的劉青松研究員見到記者后興奮地介紹。

近年來，他帶領(lǐng)藥物學(xué)研究團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)當(dāng)前我國(guó)高發(fā)的腫瘤如白血病、肺癌、乳腺癌、胃癌、腸癌以及淋巴癌等，依托強(qiáng)磁場(chǎng)大科學(xué)裝置平臺(tái)，特別是高場(chǎng)核磁共振和共振成像裝置，使用以核磁為核心的高通量篩選技術(shù)和片段式藥物設(shè)計(jì)理念，開發(fā)了一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新靶向抑制劑，目前多個(gè)成藥性良好的抑制劑正在根據(jù)國(guó)家監(jiān)管機(jī)構(gòu)的要求進(jìn)行完善的臨床前評(píng)估，以期盡快進(jìn)入臨床試驗(yàn)。

強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù)的發(fā)展會(huì)給我們的現(xiàn)實(shí)生活帶來很多變化，“比如醫(yī)院里的磁共振成像就利用了強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù)。實(shí)際上，磁場(chǎng)越強(qiáng)，能看到的越清晰，強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心的研究設(shè)備，甚至可以清晰地看到腦細(xì)胞。未來，在強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下，我們可以看到更為微觀的信息，分析人的新陳代謝，對(duì)病理過程進(jìn)行直接的代謝分析。 ”強(qiáng)磁場(chǎng)作為一種獨(dú)特的條件，可以改變材料，甚至創(chuàng)造新材料。比如強(qiáng)磁場(chǎng)可以幫助硅的提純，實(shí)現(xiàn)更高等級(jí)的單晶硅材料，衍生更好的電子產(chǎn)品。強(qiáng)磁場(chǎng)可以幫助高溫超導(dǎo)材料的研發(fā)，超導(dǎo)狀態(tài)下的材料電阻可以忽略，這意味著未來電力的輸送將不會(huì)有任何損耗。 “隨著45T甚至強(qiáng)度更高的穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)的研制成功，將為我國(guó)新材料、物理、化學(xué)、生命科學(xué)的研究提供更強(qiáng)大、更先進(jìn)的平臺(tái)。 ”陳文革興奮地說。（記者 汪永安）

記者手記

“邊建設(shè)邊開放”讓大科學(xué)裝置增值

國(guó)家大科學(xué)裝置穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)的建設(shè)歷時(shí)9年取得豐碩成果，令人贊嘆！穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)的巨大成就不僅體現(xiàn)在打破國(guó)際技術(shù)壁壘，克服關(guān)鍵材料國(guó)際限制、關(guān)鍵技術(shù)國(guó)內(nèi)空白等重大難題，實(shí)現(xiàn)我國(guó)穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)極端條件的重大突破上，更體現(xiàn)在依托這一科研平臺(tái)，產(chǎn)生了一大批具有國(guó)際影響力的科研成果上。而這一系列成果的取得與該裝置“邊建設(shè)邊開放”管理新模式密不可分。

試想，像穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)這樣的大項(xiàng)目，國(guó)家每年投入數(shù)以億計(jì)，如果只建設(shè)不開放，或者怕麻煩建設(shè)好了再開放，其產(chǎn)生的科研效益就要大打折扣。穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)從一開始建設(shè)便敞開大門，從2010年試運(yùn)行至2016年底，為清華、北大、復(fù)旦、中科大、物理所等106家用戶單位1500余項(xiàng)課題提供了實(shí)驗(yàn)條件，依托裝置共發(fā)表839篇論文，極大地帶動(dòng)了我國(guó)物理、材料、化學(xué)、生命科學(xué)等諸多學(xué)科在強(qiáng)磁場(chǎng)等綜合極端條件下的前沿探索，依托裝置的成果產(chǎn)出已超越相近規(guī)模的法國(guó)和荷蘭強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室。

“邊建設(shè)邊開放”，管理新模式帶來的不僅是穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)知名度、美譽(yù)度的提升，更是大科學(xué)裝置自身科研價(jià)值的巨大增值！