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实验室,“不一样的烟火”

实验室,“不一样的烟火”

  “我呆得最多的地方是实验室,打得最多的幸运28电话是外卖。”一位科研人员如是说。实验室是科学研究的基地,也是孕育重大科研成果的摇篮,更是科研人员的第二个家。这里有他们的欢笑和汗水、自豪与失落,这里发生的故事值得一探。

  眼镜与锄头

  ● 讲述人:中科院工程热物理研究所研究员 陈海生

  我们团队有一个特别的符号,叫做“眼镜与锄头”。这个符号是怎么来的呢?

  在10兆瓦压缩空气储能系统建设初期,客观条件导致混凝土施工需要连夜完成。凌晨两点钟了,戴着黑框眼镜的李文老师仍然与工人一起,拿起锄头用力地将混凝土按图纸的要求进行固型和平整。

  作为工业级的示范系统,10兆瓦压缩空气储能系统的建设凝结了整个团队的心血,既需要实验室中的冥思苦想、精打细算,又需要施工现场的撸起袖子、亲力亲为。平时,在钢结构安装、设备调试、电气工程等各个环节、各个角落,处处都有这些“眼镜”和“锄头”同时存在。

  就这样,眼镜与锄头成为我们团队共同的劳动符号。

  今年下半年,10兆瓦压缩空气储能系统进入调试关键阶段,作为核心部件的高效换热器运行出现异常。蓄冷蓄热部当即成立攻坚小组,制定了抢修方案,7位成员集体出动,带领厂家的两位工人争分夺秒地搭脚手架、切割打磨密封挡板、连夜开展气密水密实验……

  此时,换热器密封隔热层内的保温棉在气割和焊接时于高空着火,这种情况大家还是第一次遇到。幸亏攻坚小组此前制定了详细的预案,几位小组成员眼疾手快,于千钧一发之际用灭火器扑灭明火。

  明知山有虎,偏向虎山行。攻坚小组长林曦鹏当机立断,增强防护措施,两位成员还深入壳体内部拆除保温棉,导致全身奇痒。经过十天的攻坚克难,抢修工作终于顺利完成,保障了系统调试的进度。

  从1.5兆瓦试验平台建成到10兆瓦示范电站运行,对科研事业执着的情怀支撑着团队不断前进。如今,中科院工程热物理研究所幸运28储能研发中心建成了国际上容量最大、功能最全、测量范围最宽的压缩空气储能集成实验与验证平台,同时也启动了100兆瓦项目预研。随着全球能源变革的步伐加快,市场对大规模储能的需求日益迫切。我们盼望着,将眼镜与锄头的精神发扬到更大的项目中去。

  “仙气”与肺部

  ● 讲述人:中科院武汉物理与数学研究所研究员 周欣

  “我穿的‘马甲’有辐射吗?”

  “您放心,没有辐射,它发射的信号跟手机波长一样,对身体无害。”

  “那我吸入的气体是有辐射的吧?”

  “也没有,这是惰性气体,不会对身体有任何不良影响,会正常代谢掉。”

  这是超极化氙气肺部气体磁共振成像(MRI)的志愿者和我们团队研究人员的日常对话。同传统肺部影像学手段具有电离辐射不同,超极化氙气MRI是一种全新的无创手段,研究人员已经习惯于耐心消除每名志愿者的疑虑。

  传统磁共振可以对人体绝大多数部位进行成像,但肺部这个由空腔构成的器官是一个“黑洞”。而我们团队研发的这套设备,只需患者吸入一口超极化的氙气,就可以在磁共振影像上“点亮”肺部。这也是世界上首套极化度增强大于50000倍的仪器。

  2017年,随着技术向应用迈进,项目迎来了临床任务较为集中的一年。但对于这个新生事物,绝大多数人并不感冒。在刚开始招募受试志愿者时,实验室可谓门可罗雀。于是,工作人员和研究生们纷纷“吃起窝边草”,发动自己的亲朋好友参与。

  其中一名学生的亲属长期呼吸不畅,在医院检查不出问题,最后将信将疑地来到我们实验室。结果,我们的仪器发现他的气管和支气管存在微小的通气功能缺陷,但这种缺陷还不足以被医院现有的常规检查仪器发现。借助我们的检查结果对症治疗后,这位患者的症状得到极大缓解。

  就这样,我们的氙气检查法逐渐在大家的口耳相传中成为“仙气”,被越来越多的人所接受。但愿这口“仙气”能早日进入临床,服务于人民健康。

  “古董”与工匠

  ●讲述人:记者 倪思洁

  “这个风洞怎么是木头做的?”

  做科技记者四年,走访了大大小小的实验室,已经鲜有科研仪器能引起我强烈的好奇。可是,今年4月走进中国科学院沙漠与沙漠化重点实验室时,一个木质的室内风洞深深触动了我。

  “这可是件‘古董’。”带我来走访的老师笑着说,言语中难掩自豪。

  这是一条全长近40米、实验段长度为12米多的风洞层流测速系统,也是一个具有独立知识产权的测试系统。 进风口的位置像一个大喇叭,由黄色打蜡的木板毫无缝隙地拼接而成,细小的钉子在木板上留下了整齐的小黑点。“大喇叭”的中心,一根钢铁的轴承伸了进去,里面连接着木质的轴心,带动涡轮产生风源。隔着实验段的玻璃,还能看见实验留下的细沙。与现代的金属装置比起来,这些带着古老气息的木头似乎让仪器有了温度。

  “这是什么时候建的?”我问。

  “1967年,到现在已经半个世纪了。2000年经过了一次改建,补充了一些测试仪器。”从回答中我又一次听出了自豪。

  半个世纪前,中科院沙漠与沙漠化重点实验室的前身——中科院兰州沙漠研究所沙漠环境风洞实验室,就是在这台风洞装置的基础上建立的。正是利用这一木质“古董”,我国科学家得以开展沙漠环境演变、沙漠化过程与防治等与人类生存密切相关的科学前沿课题研究。如今,该实验室已经成为国内唯一一个可以从事沙漠科学研究的综合实验室。

  科研仪器是科学研究的基石。然而,走进实验室,我们经常可以看到价值百万元、千万元的科研仪器,上面大多写着国外的品牌名。抚摸着“大喇叭”光滑的表面,我能想象出当年匠人们打磨木板、拼接校核时的专注模样。我想,国产科研仪器要想发展壮大,一定离不开这样的工匠精神。

  年终手记

让更多科研成果走出实验室

  进入新时代,我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,国家对科技支撑的需求比以往任何时期都更加迫切。加快科技创新,坚持创幸运28新引领发展,已成为解决人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分发展之间的矛盾的主要途径。

  科技创新由跟踪向并跑、领跑转变,需要不断夯实现有的科技基础。当下,我国同发达国家的科技经济实力差距主要体现在创新能力上,急需瞄准国家目标和战略需求,瞄准国际科技前沿,布局一批学科交叉融合、综合集成的国家实验室,打造一批人财物资源科学配置、协同创新优势明显的重点实验室,着力攻破关键核心技术,抢占事关长远和全局的科技战略制高点,在重大前沿科技领域快速取得突破。

  同时,要保障创新驱动,必须为科学家提供更好的科研环境,让科学家得以专注科研,产出更多原创性成果。科学家、科研机构、企业等各个创新环节需要共同努力,加快科研成果转化,拓宽推广应用渠道,让更多优异成果尽快走出实验室,变现为社会生产力。

  今年以来,我国科技成果转化亮点频出:全球首套煤经二甲醚羰基化制乙醇工业示范项目一次投产;生物人工肝系统研制成功,预计三五年内有产品投放市场;预热燃烧技术实现低阶煤清洁高效利用,正在进行工程示范;世界首台集高低温消融治疗功能于一体的复式肿瘤微创治疗系统获批上市;世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”正式开通……

  成果推广周期越来越短、创新力转化能效的不断提升,背后无不与体制机制的深度改革密切相关。可以预见,随着科研成果转化体系不断完善,会有越来越多的科技工作者把论文写在祖国的大地上,让科技成果服务于人民的美好生活。

  创新永远不停歇,改革一直在路上。期待来年,仍是一个改革创新的丰收年。

  (原载于《中国科学报》 2017-12-14 第1版 要闻)