斯密斯海曼型光机

p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 280" title=" 2017451677514.jpg" style=" width: 400px height: 280px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/c4d597a3-d490-43d8-bed3-a6cf5ae64ce4.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " 7000米级深海紫外拉曼光谱仪 /p p 　　近日，中科院大连化物所李灿院士、范峰滔研究员、黄保坤高工等参与研发的7千米级深海原位探测紫外激光拉曼光谱仪在马里亚纳海沟成功通过7000米海试验证。该光谱仪是国际上首次进行深海探测的紫外激光拉曼光谱仪，也创造了拉曼光谱仪最高深海探测记录(7449米)。该仪器的成功研发将提升我国在深海矿藏、能源资源(天然气水合物)、碳循环与气候变化以及深海生物信息方面的探测能力。 /p p 　　中国科学院深渊科考队赴马里亚纳海沟海域执行中科院战略性B类先导专项“海斗深渊前沿科技问题研究与攻关”和国家重点研发计划“深海关键技术与装备”重点专项等科技任务，使用原位实验号、万泉号、天涯号深渊着陆器对我国自主研发的一系列深海装备进行了成功的试验和实际应用，其中包括该光谱仪的成功应用。 /p p 　　此次进行深海探测的紫外激光拉曼光谱仪，是国内外工作水深最大的拉曼光谱装置，同时也是国内外首次采用紫外激光作为激发光谱的深海原位拉曼光谱仪。仪器的研发基于李灿团队在紫外拉曼光谱仪多年的研发经验和学术积累(国家自然科学二等奖，2011，国家技术发明二等奖，1997)，进一步提高了探测的灵敏度，特别是解决了常规拉曼光谱易受海洋微生物以及有机质荧光干扰的缺点。另外，在深海条件下，光谱仪面临高压(约700个大气压)和着陆冲击等极端条件，这对光谱仪的性能提出了苛刻的要求。该研究团队通过科学设计，反复验证，采用折叠反射镜、光纤软连接以及同轴反射镜等一系列技术，成功研发满足深海极端条件应用的紫外拉曼光谱仪器。 /p p 　　该项目是中科院战略性B类先导专项“海斗深渊前沿科技问题研究与攻关”的课题项目，由我所牵头并与三亚深海所合作承担，我所主要负责光谱仪器研发，深海所主要负责仪器的深海应用研究。两所通力合作，取得了技术突破，为今后的科技合作探索了一条新路，充分体现出我院在深海科技领域中独特的集团优势。 /p p & nbsp /p p & nbsp /p

“深海原位激光拉曼光谱系统”首次海试成功 　　在国家863计划海洋技术领域的支持下，由中国海洋大学研制的“深海原位激光拉曼光谱系统”(课题编号2006AA09Z243)于3月15日-4月1日期间搭载中国海洋大学“东方红2号”调查船承担的“质量控制及规范化海上试验”重大项目课题，进行了首次海上试验。本次海上试验主要是针对研制的深海拉曼光谱仪(Deep Ocean Compact Automatic Raman Spectrometer, DOCARS-532)实验样机，对照设计与验收指标，测试其在深海环境下的结构性能、工作性能及其稳定性，并通过自带部分样品，进行深海环境的现场测试。 　　此次海试工做主要包括三个部分：甲板调试(甲板统调、入水调试)、浅海试验和深海试验。共成功进行浅海试验2次(20米，200米)，深海试验2次(1260米，3512米) 系统累计水下工作时间251分钟，获取光谱数据文件528个，图像文件9个。 　　经海试验证，深海拉曼光谱仪(Docars-532)该实验样机完全能够满足深海环境工作要求，系统密封和耐压性能良好，各部分运行稳定，性能可靠，多次定时上电模式试验成功。课题组还成功进行了深海环境自带样品的模拟测试，捕捉到了自带样品在深海环境中的拉曼信号，达到了海试大纲设定的预期目的。 　　试验中，课题组严格按照国家863计划“质量控制及规范化海上试验”课题拟定的《规范化海上试验质量控制规程》进行规范化作业，各项试验指标全部满足大纲规定要求。来自课题组的7位骨干研究成员参加了此次海试工作。

“沉睡三千年，一醒惊天下。”3月20日，在成都举行的“考古中国”重大项目工作进展会上，考古工作者宣布在三星堆遗址新发现了6座三星堆文化“祭祀坑”，并出土了巨型黄金面具、巨型青铜器等重要文物500余件，引起强烈震动，并持续霸屏网络热搜榜。那么这些出土文物有哪些寓意、象征和文化内涵呢？这还需要等待专家分析检测文物的材料和属性，以及结合更多的资料内容才能掀开古蜀文明的神秘面纱。图1 三星堆出土金面具（图片来源：新华网）图2 考古人员作业现场（图片来源：新华网）值得一提的是，这次三星堆遗址考古发掘和保护研究还有一大亮点，就是充分运用现代科技手段，实现考古发掘、科技考古与文物保护全过程紧密结合。在现代科技手段中，拉曼光谱作为一种无损、非破坏的分析技术，已被广泛应用在考古文物的材料鉴定和研究领域中。非常巧合的是，三星堆博物馆年初刚刚采购一台HORIBA的XploRA Plus 拉曼光谱仪，对于这批来自千年前的古代使者，如果使用了XploRA Plus 拉曼光谱仪，我们将会了解到哪些信息呢？让我们以这次三星堆出土的部分文物为例，大胆预测一下吧！预测一：丝绸——碳化机理有望揭示这次考古让人兴奋的是，在三星堆遗址祭祀坑终于发现了丝绸。而此前，在气候湿润的四川发现丝绸，似乎是遥不可及的难题。同时，埋藏地底的丝绸历经几千年，有的非常脆弱，有的甚至直接朽化，形貌很难保存，也就难以鉴别，本次丝织品痕迹也是在灰烬中被发现。如今拉曼技术却可以帮助我们做出一系列定性检测。对于最新出土的丝绸，拉曼可以帮助我们揭示古代丝织品的碳化机理，碳化程度的不同对于丝织品外观上的颜色有直接影响。而碳化过程中出现的非晶态碳质、碳化过程中蚕丝蛋白分子结构上酰胺键的变化等信息，都有助于我们了解碳化丝织品的微观上的特征，对古代丝织品的碳化机理和丝织品保护提供依据。除此之外，拉曼在古代丝织品文物的染料鉴定与分析方面也表现不凡，染料成分鉴定可以帮助我们了解其年代和工艺，为保护和修缮提供依据。 图3 三星堆发掘出的不规则碎块——丝绸的痕迹（图片来源：微博@新华视点）预测二：青铜器——制造工艺或可揭秘说起三星堆，就不得不说说青铜器。因为此前三星堆出土过大型青铜立人、青铜神树、青铜神像，轰动了国内外。另外，青铜器让人瞩目还因为青铜器时代有很多特征，开启了后来的历史。拉曼光谱在青铜器测试方面可说大有作为。譬如它在青铜器表面腐蚀物的锈蚀过程与机理的研究方面可以提供重要信息。拉曼测试可以获取腐蚀物的化学组成，这可以帮助我们了解青铜器制造工艺，例如在青铜冶炼中加入元素Pb提升流动性用于制成更精细的纹饰，青铜器表面出现PbO, PbCO3和PbCl2等腐蚀物。此外，拉曼还可以分辨有害锈蚀成分，推测青铜器的腐蚀原因，从而揭示不同地域环境影响下不同的腐蚀机理。这些信息对于文物的修复和保护极具意义。图4 此次出土的大型青铜器（图片来源：新京报网）番外：还原古风貌——XploRA Plus 优势多进入21世纪以来，拉曼光谱仪器的功能越发强大多样化，四川省文物考古研究院采购的LabRam Soleil和三星堆博物馆这次采购的XploRA PLUS全自动拉曼光谱仪，就非常具有代表性，尤其在考古领域中，优势突出：1. 针孔共焦，三维空间滤波它们的一大亮点体现在共焦针孔。共焦针孔在提升空间分辨率和抑制杂散光方面发挥着显著的作用。具体来讲，位于焦点处的信号恰好汇聚在共聚焦针孔处，全部通过共聚焦针孔，位于焦点之外的信号汇聚在共聚焦针孔以外，只有极少部分可以通过共聚焦孔。这样不仅提升了空间分辨率，适用于不均匀样品的微区分析，还能有效抑制周边物质的荧光干扰，一般文物如青铜器、象牙、丝织物等大都经历过漫长的土壤和水的侵蚀期，埋藏的环境十分复杂，会有一定的荧光背景，这正是它们的用武之地。2. 高度自动化操作, 功能强大的软件它们是一款高度自动化的拉曼光谱仪，激发波长和光栅均可一键切换，快速适应不同种类样品测试条件。功能强大的软件LabSpec 6, 提供完整的分析、测试功能，包括适用粗糙样品测试的新型EasyNav技术、数据采集、处理、分析和显示。LabStore中拥有丰富的可选应用，将软硬件智能化融合。图3 左：HORIBA拉曼光谱仪 XploRA Plus；右：LabRAM Soleil™ 高分辨超灵敏智能拉曼成像仪“蚕丛及鱼凫，开国何茫然。”古蜀国的文化起源一直披着神秘的面纱，此次考古新发现意义重大，一件件文物的亮相也逐渐揭开中华文明历史轴线。相信考古人员和现代仪器的合力，一定能够破解古蜀文明之迷。当然，希望拉曼光谱仪也可以在这次研究中助一臂之力，让炎黄子孙能够更好地了解古蜀文化，传承文明光辉。神秘的“堆堆”，拉曼光谱来了！