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全国首台C-14激光光谱分析仪落地浙江师范大学!

激光制造网 来源:浙江师范大学2025-11-26 我要评论(0 )   

“创新浙江·浙师力量”专题报道⑬知常明变者赢,守正创新者进。在加快建设创新浙江的新征程上,浙师牢记使命,奋勇争先,统筹推进“1368”总体布局,一体推进教育科技...

“创新浙江·浙师力量”专题报道⑬

知常明变者赢,守正创新者进。在加快建设创新浙江的新征程上,浙师牢记使命,奋勇争先,统筹推进“1368”总体布局,一体推进教育科技人才改革发展,全力推进高水平大学建设,为全面建成特色鲜明的一流大学而努力奋斗。创新浙江,浙师有为。学校官微特开辟“创新浙江·浙师力量”专栏,聚焦加快建设创新浙江之路上的浙师实践,讲述浙师人的奋进故事,彰显教育强国、教育强省建设的浙师担当。

能精准追踪大气中看不见的碳踪迹,全国首台放射性碳同位素(C-14)激光光谱分析仪近日在浙江师范大学环境与气候变化研究中心正式落地。该中心同步建成国内首个C-14光谱分析实验室,共同构成“首台设备+首个实验室”的创新组合。这双为“双碳”战略装上的“中国眼”,填补了国内技术空白,标志着我国碳监测能力迈入精准化、实时化的新阶段。

技术革新:从“胶片时代”到“智能感知”的跨越

这台被誉为“碳踪迹火眼金睛”的C-14激光光谱分析仪,其运行成本和维护费用,远低于类似功能的传统加速器质谱仪,如同用智能手机取代老式胶片相机,不仅省去了大量冲印开销,操作也更简单便捷。与传统设备依赖深厚经验和技艺不同,这台C-14分析仪自动化程度高,直接测量CO2,无需复杂的石墨化过程,测量过程最短可以在数分钟内完成,使精准测量变得轻松高效。

更值得一提的是,这项激光光谱技术就像是为大气中的碳流动装上了“实时直播”摄像头,未来能在线不间断监测大气中的碳同位素变化,这是传统技术无法企及的能力。浙师大通过引进和消化这项先进技术,实现了在碳监测领域的“弯道超车”。

未来,无论是在评估城市空气质量,还是监测工业园区碳排放方面,这台设备都将发挥关键作用,为我国“双碳”目标的实现提供可靠的技术支撑。

攻坚克难:跨部门协作确保“大国重器”落地

然而,将这台填补国内空白的“利器”从蓝图变为现实,其过程远非一帆风顺。

2024年6月19日,浙师大组织召开C-14光谱分析仪设备申购论证会,汇聚了中国环境科学研究院柴发合研究员、中国原子能科学研究院姜山研究员、北京师范大学赵晓雷研究员、浙江大学何勇教授等行业内权威专家,共同论证设备引进方案。

在设备引进的关键阶段,面临国债资金到位紧张导致的预付款支付难题。在学校计财处、实验设备处与采购中心等部门和单位的鼎力支持下,支付工作迅速开启绿色通道,确保了设备的顺利供货,充分展现了学校各部门协同作战的执行力。

SCAR(饱和吸收腔衰荡光谱仪)搬运的核心限制在于设备倾斜角必须小于10°,为此,研究中心专门聘用了在AMS与光刻机等超精密设备搬运方面富有经验的货运团队。将设备搬运至4楼实验室时,由于设备尺寸发生了微调,无法带着包装进入电梯。在杭州校区管委会多部门的协助下,通过反复比对多种方案后,团队选择了在最开始就拆掉包装,裸机加延长板的方式,使用人力一点一点搬运。

周雁用“空气都凝固了”来形容当时的场景,“我们连呼吸都小心翼翼,就怕一丝震动前功尽弃。”现场无人说话,只是紧紧盯着这台“国宝级”设备一寸、一寸地挪过台阶,抬上楼道,再平稳地移向实验室。当设备最终毫发无损地安放在预定位置,并在外籍专家帮助下成功运行调试时,所有人情不自禁地鼓掌欢呼。

“以前我们做碳排放监测,就像在茫茫人海中找一个人,得花好几周时间才能找到线索;现在有了这台'智能助手',几小时就能锁定碳源,精准度高,效率也高。”团队成员凌强笑言,“我们戏称这是在中国为C-14测量找到了一把'金钥匙'。看到它稳稳摆在实验室里,心里就觉得踏实,满满都是干劲儿。”

平台建设:从单一设备到创新网络的智慧布局

如果说引进设备是对团队决心与细心的考验,那么,从一台孤零零的仪器到一个高效运转的国内首个C-14光谱分析实验室,则更像一场“白手起家”的创业,考验的是团队的集体智慧与开拓精神。

在杭州高等研究院执行院长陈达如研究员的统筹布局下,研究中心从零起步,确立了以C-14光谱分析为核心的三大研究方向:监测仪器研发、碳循环观测评估、减污降碳协同管理。这三个方向既相对独立,又相互支撑,构成了完整的技术创新链条。

“我们不能只做技术的使用者,更要做技术的创新者和标准的制定者。”陈达如表示。在他的推动下,研究中心迅速汇聚了浙师大杰出教授管祖光、中国环科院胡君博士等科研骨干,分别牵头不同方向的研究工作。

这是一个兼具经验传承与创新活力的团队——既有以管祖光、陈达如、胡君为代表的80后学术中坚,也有凌强、周雁等90后青年科研人员挑起一线担当。随着国家级领军人才李中山教授率领零碳能源团队的加入,以及学校、地方、国家的多方支持,研究中心实现了从“单一节点”到“强大网络”的升级,构建起多学科交叉的创新平台。

应用拓展:从环境监测到多领域服务的价值延伸

浙江师范大学环境与气候中心隶属于浙江师范大学杭州高等研究院,在“双碳”国家战略指引下,中心结合地方减污降碳实际需求,聚焦大气环境与气候变化,围绕碳循环观测、污染减排、可再生能源等方向展开系统研究。

今年2月,团队在光学领域顶级期刊OpticsExpress发表题为Laserspectroscopyappliedinradiocarbondatingwiththebombpeak的重要研究成果,标志着我国在C-14激光光谱分析领域实现全球性突破。团队联合意大利合作方,成功开发出新型激光检测系统,首次在全球范围内实现基于激光光谱的C-14高精度定年。该技术被美国光学学会评价为“加速器质谱技术的革命性替代方案”,为我国在碳同位素分析领域的自主创新赢得国际认可。

在其他领域,C-14分析技术的价值也正在绽放异彩。在环境领域,它能够精准识别碳排放来源,为城市空气质量评估和工业园区排放监测提供可靠依据;在能源领域,可精准检测生物质掺烧比例;在文物保护中,为古代遗存提供科学定年支持;甚至在创新药物研发中,提供关键的碳同位素追踪手段。

“我们致力于打造一个‘学科交叉、产学研融合’的创新平台,让科研成果真正惠及社会。”陈达如再次强调。这种“以交叉研究服务社会需求”的理念,正推动着技术成果的持续转化。

未来展望:从技术突破到国家战略的使命担当

未来,环境与气候变化研究中心将以C-14光谱分析实验室为技术核心,聚焦区域碳排放精准评估、敏感点碳排放监测与自主化在线监测仪器研发三大方向,稳步实施“建立碳同位素分析能力、研发移动监测系统、申报省级和国家级重点实验室”的三步走战略。

与此同时,团队还计划将研究成果转化为移动监测系统,实现从固定点位到区域覆盖的跨越,为地方政府的环保决策提供更加精准的技术支持。

从洞察污染的瞬间,到追溯千年的年轮,这台“碳追踪之眼”正以其清晰的视野,为我国高质量发展的绿色未来,提供最精准的标尺。而其背后,是浙师大科研团队对国家“双碳”战略的坚定回应,更是中国在全球环境治理中日益增强的技术自信与担当。


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