國之重器,引領前沿

本期訪談嘉賓:

程賀,2006年獲中國科學技術大學高分子科學與工程系博士學位,擔任中國科學院化學研究所高分子物理與化學國家重點實驗室副研究員,並與國際著名高分子物理學家和中子散射專家Charles Han教授一起建造了中子散射儀。

現任高能物理研究所中國散裂中子源分部教授,研究方向主要集中在軟物質中多尺度多相結構的動力學,在Macromolecules、Soft Matter、Langmuir等行業知名期刊上發表了48篇論文。目前正致力於通過中子全散射導出無序大分子全原子結構的研究。

灣區重鎮、松山湖畔,坐落着我國迄今為止單項投資規模最大的大科學工程——中國散裂中子源(CSNS)。這項由中國科學院和廣東省共同建設的「國之重器」,使我國成為世界上第四個擁有脈衝式散裂中子源的國家,和正在運行的美國、日本與英國散裂中子源一起,構成世界四大脈衝散裂中子源。

物質結構決定了物質性質,散裂中子源就像「超級顯微鏡」,是研究物質微觀結構的理想探針,可幫助人類揭開微觀世界的神秘面紗。從2007年落戶東莞,到2018年通過國家驗收正式投入運行,再到如今二期項目的加快推進,中國散裂中子源在源頭創新上,極大提升了東莞乃至大灣區的創新能級。

然而,散裂中子源是由數以千計的高精尖設備組成的複雜整體,在建設中,除了要解決基礎科學原理性問題外,還需研製大量非標設備,兼具工程與研究的雙重複雜性。可以說,這座「超級顯微鏡」誕生的背後,傾注了散裂中子源科學中心老中青三代科研工程人員的心血,同時,也鍛造了一支堅強的隊伍。

在訪談之中程賀教授闡述了散裂中子源的重大意義:「散裂中子源是研究中子特性、探測物質微觀結構和運動的科研裝置,可帶動物理學、化學、生命科學、材料科學、納米科學、醫藥、國防科研和新型核能開發等學科發展。」

中國散裂中子源不僅點亮了灣區的「創新之源」,也必將帶動更多大科學裝置落戶松山湖,為建設具有全球影響力的科學城提供最有力的支撐!

《東莞經濟》:程教授您好,您是2014年就來到了東莞,一直在散裂中子源工作,以您八年的工作經歷,覺得東莞今天的科技創新的能力達到了怎樣的水平,結合散裂中子源這個國家級大科學裝置,未來東莞在科技創新方面還有哪些進步的空間?

程賀:我14年到東莞的時候,科技創新領域是比較薄弱的,隨着散裂中子源的落戶和南方光源預研平台以及材料實驗室等新機構的落戶並逐漸產出成果,東莞這些年在全國範圍內科技創新領域的進步是有目共睹的。大家經常在央視的報道裏面,看到了東莞的身影,說明國家在科技創新領域對東莞還是非常認可的。

《東莞經濟》:全球只有四台散裂中子源的大科學裝置,以您學貫中西的經歷來看,我們國家目前在科技創新領域已經有了哪些後來居上的實力和能力?

程賀:大科學裝置的發展主要是在二戰之後,二戰之後以美國為主導的這些國家們發現,在重大的研究方向上是需要集中國家的力量進行攻關的。而且他們需要的這些科學儀器,不是一個研究組或一個大學能夠購買的,因此,從那個時候開始,就有了大科學裝置的建設。

咱們國家的第一個大科學裝置,是80年代中科院高能所建在北京的正負離子對撞機。當時是勒緊了全國人民的褲腰帶才建了這個裝置,接下來每個五年計劃都會有一些裝置投入運行。最初的時候,我們是跟跑的,然後做一些科技的創新。如今,每年中國科技的十大進展,可以看到有相當一部分是大科學裝置產出的。比如最近天眼說發現了類似於外星人的這個信號,天眼,就是大科學裝置。在科學裝置的發展上,我們國家現在在相當一部分是非常接近國際領先的水平。

《東莞經濟》:您目前在推進的這個課題,其成果可以應用在哪些產業、哪些方面?

程賀:我現在推進的微小角中子散射譜儀這個項目主要是滿足粵港澳大灣區的要求,尤其是產業界的要求。在微小角這個領域裏面,它主要的應用領域是材料的內部結構。

中國在開始改革開放初的時候。我們做了很多反向工程,比如國外的有什麼產品,我們拿過來,去分析一下它的成分,再反向來產出。比如日本的遠洋的漁網,他們的捕魚的產量就比我們高很多,然後我們反向的成分做的和他一模一樣,但是我們在這個捕魚的產量比他差的很遠。原因就是成分是一樣,結構不一樣,這就涉及到加工的時候的工藝。像類似於這樣的領域,都是微小角的研究的一個非常重要的範圍。

在我們未來,國際民生相關的,比如說碳纖維,高級纖維工藝的優化,是航天衛星的主要材料,最好是碳纖維,要足夠的輕;因為火箭的載荷是一定的,要想運更多的東西上去的話,就要求承重的部分儘可能地堅固而儘可能的輕。碳纖維,中國的產量已經是世界第一了。但是我們高等級的碳纖維還是不行的,還是要從日本進口,或者美國進口。就是因為我們碳纖維的這個缺陷,控制得並不好,中子反射在這方面有非常重要的應用。

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