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  • 【讨论】“小巧”是发展的趋势?不,我要“大科学装置”!

    据您了解,什么是"大科学装置"?世界范围内有哪些"大科学装置"?国内有哪些“大科学装置”?“大科学装置”有什么特点?如何分类?欢迎就“大科学装置”方面的问题展开讨论!---------------------------------------------------------------------------------大科学装置的战略意义大科学装置是人类科学文明发展的产物,也是现代科学技术文明进一步发展的基础,其重要性具体体现在以下四个方面。(一)大科学装置是现代科学技术诸多领域取得突破的必要条件在科学技术领域的国际竞争主要表现在对诸多前沿研究领域的突破能力。二十世纪中叶以来,科学技术发展中出现了一个新的态势,即许多科学领域已经发展到这样一种地步,它们的进一步发展,或者说它们的研究前沿的突破,都离不开大科学装置。世界各国以巨大的投入建立大科学装置,其推动力即在于此。相关大科学装置的发展状态将决定我国在众多领域的前沿研究取得突破的能力,从而决定了我国在国际上的科学技术竞争能力。(二)大科学装置是为国家经济发展、国家安全和社会进步提供保障的必不可少的科技基础设施现代社会的特点之一是各种活动对于基础数据和基础信息的依赖性,没有必需的基础数据和基础信息,现代社会的运作是不可想象的。另一方面,国家对自然资源、人力资源和已建立的各种硬件资源的利用效率也很大程度上依赖于各种基础数据和基础信息。作为科技基础设施的大科学装置在数据和各种信息的收集和利用上起着重要的作用。(三)大科学装置是建立具有强大国际竞争力的国家大型科研基地的重要条件西方发达国家的科学技术水平和强大的国际竞争能力相当大的程度上是通过一批高水平的大型科研基地体现的。考察这些科研基地,其基本特点是科研力量集中,科研任务集中,国家投资集中,科学技术成果累累;学科多样,学科交叉,发展新型、边缘科学和突破重大新技术的能力强。进一步的考察发现,这些研究机构都拥有先进的大科学装置,甚至大科学装置群,作为支撑其强大科技竞争力的基本条件。近年来,我国重视科研基地的建设,建设了一批国家重点实验室,但是还少有能与西方发达国家匹敌的大型科研基地。中国应该有科学研究的航空母舰,必须把大型科研基地的建设作为科技振兴的重要举措,大科学装置的建设则是实现这一目标的重要条件。(四)大科学装置的建设带动国家高新技术的发展大科学装置是大量高技术的集成,为了实现其原创性的科学技术目标,在装置的建造和利用的过程中,往往需要发展新型技术或把已有技术提高到新的水平。因此,大科学装置也就成为众多高新技术的源泉和高新技术产业的摇篮。互联网技术的产生和发展以及这一技术对社会产生的革命性的影响可以算其中的一个最为生动的例子。

  • 大科学装置好事多多,代表委员为何喜 忧参半?

    2024年,国家科技基础设施领域有许多值得期待的消息。[b]地下700米,江门中微子实验项目有望建成;海拔5250米,阿里原初引力波探测实验将迎来初光;高空600余公里,中法合作的太空望远镜卫星即将发射、运行……位于北京怀柔的我国第四代同步辐射光源将打出第一束光;位于广东东莞的中国散裂中子源二期工程、先进阿秒激光设施计划开工建设;覆盖全中国的空间环境地基综合监测网子午工程二期即将完成验收……[/b]“今年,我们会听到很多好消息。不过,我还是对发展前景非常担忧。”全国人大代表、中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所所长王贻芳在接受《中国科学报》采访时直言。[b][color=#ff0000]装置那么多,怎样体系化布局?[/color][/b]目前,我国已经布局建设了不少国家重大科技基础设施,其中30多个已经建成并投入运行。今年,政府工作报告提出,要加快重大科技基础设施体系化布局,推进共性技术平台、中试验证平台建设。“对于前沿基础研究来说,大科学装置是必不可少的工具。它与基础研究的关系不仅仅是简单的促进关系,有时是有和没有的关系。有,你就能做研究;没有,你就做不了研究。”王贻芳说。在他看来,繁荣的表象背后藏有隐忧。“这些年,大家对大科学装置更加重视,却也有了一些不太正确的期望,认为大科学装置可以立刻进行技术转移转化或带来其他实际的价值。”他还发现,这些年国家立项的一些大科学装置,“从严格意义上讲,不是大科学装置,而是大技术装置”。“目前在建、运行的大科学装置项目很多是‘十二五’时期立项的。‘十三五’到‘十四五’时期,国家立项的重大科技基础设施重点集中在技术上,如共性技术平台、中试验证平台等,对基础科学的关注和重视程度越来越低。”王贻芳认为,大科学装置是用来做基础科学研究的设施,而大技术装置则是通过研究装置本身获得技术参数的设施。“未来,我国需要从理念上对大科学装置、大技术装置有所区分,在布局上加以平衡。”同样关注大科学装置体系化布局的,还有全国人大代表、中国科学院院士、中国科学院国家空间科学中心主任王赤。“国家重大科技基础设施数量越来越多、种类也越来越多。现在地方政府、高校都非常重视这方面的布局,这就需要国家进一步加强体系化布局和分类管理。”王赤说。在他看来,对于面向世界科技前沿、面向国家重大需求的设施,建议由国家主导,目标是提升我国原始创新能力,抢占科技制高点;对于探索共性技术的设施,建议由地方政府和企业主导,目标是进一步激发创新活力、发展新质生产力。而且,不同类型设施的运行状况和成果产出的评价也需要分类开展。[color=#ff0000][b]规模那么大,如何建好用好?[/b][/color]大科学装置规模大,经费投入也大。今年全国两会上,不少代表委员都在探讨如何利用大科学装置推动建制化基础科学研究,使大科学装置物尽其用。在王赤看来,我国在大科学装置的建设和运行上都取得了很大进展,但为了更好促进依托大科学装置的建制化基础研究,需要消除一些制约因素。“首先就是要加强顶尖科学家团队的力量。”王赤说,“以往我们以跟跑为主,现在开始并跑、引领,这更加需要顶尖科学家准确识别重大前沿科学方向,把握时代科技脉搏。”王赤认为,顶尖科学家要能够提出世界科技前沿问题,找到国家重大需求背后的科学问题,并用好大科学装置。此外,他表示,无论是大科学装置的建设和运行,还是利用装置开展科学研究,都需要建设、运行、科研队伍更好融合,实现合作和数据开放共享。王赤告诉《中国科学报》,目前国家重大科技基础设施子午工程二期已经基本完成建设和联试任务,正在试运行,预计今年5月完成验收和全部工艺测试。去年,子午工程二期的标志性装置——稻城圆环阵太阳射电成像望远镜建成,观测能力国际领先。为了“早出成果、多出成果,出好成果、出大成果”,中国科学院国家空间科学中心与中国科学院成都分院在成都成立π中心,以充分利用圆环阵太阳射电成像望远镜开展科学研究。“我们以π中心为平台,一方面,组织科研队伍,聚焦空间天气的主责主业,开展太阳射电探测,研究太阳活动对地球空间天气的影响;另一方面,与来自其他装置、科研机构的科学家开展合作,特别是与‘中国天眼’等装置开展联合探测,加强空间天文等学科交叉研究,充分挖掘圆环阵的创新潜力,发挥效能。”王赤说。[color=#ff0000][b]周期那么长,何以稳住人心?[/b][/color]阿里原初引力波探测实验项目建设历时7年,如今即将见到初光。从2014年提出项目计划至今,全国政协委员、项目首席科学家张新民都不敢松一口气。“2017年初,项目开工建设,7年来整个团队成员克服了高原、疫情等带来的重重困难。”张新民说。这7年里,在推进项目建设进度之外,最让他头痛的问题就是“如何留住年轻人”。“大科学项目的特色就是周期长,而周期长带来的最大问题就是年轻人的发展问题。”张新民说。在项目建设过程中,年轻人怎么写文章、发文章,怎么让他们留下来安心做项目,都是张新民需要考虑的问题。每年全国两会期间,张新民都能听到很多“‘帽子’满天飞,应该纠正”的话。他知道,要解决这件事,不那么容易。他只希望,那些暂时还难以减少的“帽子”可以向大科学项目、有组织科研团队的年轻人倾斜一点,让他们能留得下来,保证项目顺利实施。过去的7年,让他感受同样深刻的还有疫情等因素导致项目工期延迟时的煎熬。“大科学装置的管理机制比以前有了很大改善,但是条条框框依然存在。与工程项目不完全一样,大科学项目具有创新性、探索性,很多工作没有任何可借鉴的经验,在探索过程中,存在各种不确定性。”张新民说。他建议,要充分发挥首席科学家和项目经理部在大科学项目中的作用,在经费管理等方面给予他们更大的决定权。如今,阿里原初引力波探测实验项目即将建成,张新民又开始考虑下一步运行所需的经费问题。“建成后,阿里原初引力波探测实验项目将成为国际上北天区唯一的高海拔原初引力波探测装置。我们有专门的经理部统筹管理,也有实力不错的科研团队。但现在有一个问题,就是运行经费。第一年,运行经费问题不大,第二年以后的运行经费我们还要再去申请,到处筹措。”他说。他期望,有一天国家能拨给大科学装置稳定的运行经费,让科学家们可以真正把精力聚焦到科研上。[来源:中国科学报][align=right][/align]

  • 【分享】杂志2010十大科学进展 "量子"装置问鼎

    美国《科学》杂志16日公布了该刊评选的2010年十大科学进展,一种在量子范围内运作的机械装置荣登榜首。  在这一装置发明前,所有人造物体的移动都遵循经典力学法则。而今年3月,美国加利福尼亚大学圣芭芭拉分校的物理学家安德鲁·克莱兰德、约翰·马丁尼斯等人利用一个0.0002毫米见方、由金属片包裹的石英晶片设计了一种精巧装置,其运动方式只能用量子力学来描述。这项研究成果当月17日发表在英国《自然》杂志上。  科研人员期望有朝一日能在量子水平上完全控制一种物体的振动,上述成果帮助研究者在这一方向上迈出了关键一步,这种控制人造装置运动的新技术将允许科学家操控那些极小的运动,这与他们现在对电流和光粒子的控制很相似。这种能力可能会导致光量子态控制器、超敏感力探测器等新装置的出现以及最终对量子力学界限的研究。  其他9项进展包括:  合成生物学:一个美国研究小组5月20日报告说,他们合成了一个人工基因组,并用它使一个内部被掏空的单细胞细菌“起死回生”。这是首个完全由人造基因指令控制的细胞,它是人造生命研究历程中的关键一步。研究人员预计,定制的合成基因组将来可用于生物燃料、医药制品或化学制品的生产工艺。  尼安德特人基因组:研究人员对约4万年前生活在克罗地亚的3个女性尼安德特人的骨骼做了基因组测序。这种对DNA降解片段进行测序的新方法,使专家得以首次对现代人基因组和尼安德特人的基因组进行直接比较。  艾滋病病毒预防:科学界今年在艾滋病病毒预防领域取得重要进展——一种含有抗艾滋病病毒药物泰诺福韦的阴道凝胶可使女性感染该病毒的风险降低39%,另一种药物可使男同性恋者和通过变性手术告别“男儿身”者感染艾滋病病毒的风险减少43.8%。  外显子测序与疾病基因:通过只对某一基因组中的外显子基因序列进行测序,研究人员发现至少导致12种疾病的基因突变。  分子动力学模拟:研究人员用超级计算机跟踪观察一个正在折叠的蛋白质中的原子运动,这种跟踪观察的持续时间能比过去任何一种方法延长至少100倍。  量子模拟器:量子模拟器能帮助研究人员较快速地解答凝聚态物理学中的某些理论问题,并可能有助于最终揭开物质超导性等领域的谜团。  下一代基因组学:更快更廉价的测序技术使人们能够对远古和现代的DNA进行大规模研究。  核糖核酸的重新编程:重新编程细胞,也就是把细胞的发育时钟“往回拨”,使它们的“表现”如同胚胎中的非特异性“干细胞”,是研究疾病和发育的一种重要途径。今年,研究人员找到了一种用合成核糖核酸来完成这一研究的新技术。与以往的方法相比,采用这种新技术的“回拨”速度要快两倍,效率要高100倍,在治疗应用方面可能更为安全。  大鼠的回归:小鼠是科学研究中的最主要实验动物,但研究人员其实更希望使用大鼠。大鼠实验操作起来相对更容易,大鼠在解剖学上与人类更相似,但现有的准确关闭特定基因的研究技术对小鼠适用,却对大鼠无效。为解决这一矛盾,科研人员在今年开展了一系列研究,其结果有助于关闭大鼠的某些特定基因,从而有望让大鼠大批进入实验室。  上述十大进展榜单将刊登在17日出版的新一期《科学》杂志上。

  • 【分享】我国成功研制直流大电流比例自校准装置

    近日,从中国计量科学研究院获悉,由该院承担的科技部科技基础性工作专项项目“直流大电流测量技术研究”通过了国家质检总局组织的专家鉴定。经鉴定,该课题自主研制的5KA直流大电流比例自校准装置具有国际领先水平,填补了国内在高耗能工业生产和科学研究领域量值溯源和传递的空白。  据介绍,不仅核物理和高能物理等科学研究中需要对直流大电流进行准确的测量、控制和校准,在高速铁路、电动汽车、电冶、电化等高耗能工业生产中更需要准确测量直流大电流并实现校准溯源。近10年来,直流电流比较仪(DDC)的理论研究和设计技术虽然取得了较大进展,但目前国际国内各计量实验室面临的最大问题就是缺少在实际工作磁势和强干扰磁场条件下用有效技术手段对其进行校准。此次研制成功的直流大电流比例自校准装置成功解决了这一技术难题。

  • 我国建立80米大长度标准装置 为校准“长尺子”提供依据

    新华社北京5月8日电(记者朱立毅)建立在中国计量科学研究院的国内首台80米大长度标准装置日前通过专家验收。这意味着用于地震形变测量、水电水坝安全监测、核电站建设等领域的测距仪、激光跟踪仪等“长尺子”有了检测和校准的依据。 大长度或大尺寸计量是近15年来随着大型制造业发展的需求逐渐发展起来的计量研究领域。目前,我国有10万余台激光测距仪、光电测距仪、激光跟踪仪等仪器,被广泛运用于精密工程测量、地震形变测量、水电水坝安全监测、核电站建设等领域。但受测量范围的限制,目前国内能够满足这些仪器检测需求的大长度检测装置还几乎处于空白状态。 为解决这个问题,中国计量科学研究院于2008年开展了这方面的研究。据项目负责人、中国计量科学研究院大长度室主任李建双高级工程师介绍,这套装置突破了此前我国室内大长度测量范围只有50米的制约,填补了测量范围大于50米的高精度测量仪器的国内检测空白,达到国际领先水平。 据了解,包括我国在内,目前已有德国、美国等7个国家建立了大长度标准装置。中国计量院的这套装置在导轨长度的指标上仅次于日本的100米导轨,在性能指标方面则处于国际领先地位。这套装置的建立为我国勘探、工程测量、地震、国防工业、航空航天、船舶和装备制造等行业应用的大长度仪器提供了重要技术基础支撑,保障其量值准确可靠。

  • 生态环境部:建设生态环境领域大科学装置和重点实验室等

    3月27日,生态环境部举行3月例行新闻发布会。生态环境部科技与财务司司长王志斌出席发布会,介绍生态环境科技工作最新进展。生态环境部新闻发言人裴晓菲主持发布会,通报近期生态环境保护重点工作进展,并共同回答了记者提问。[align=center][img=e7e6c2cfcbdf16eb225e7722cc56ab8d_W020240327691778147786.jpg,490,333]https://img1.17img.cn/17img/images/202403/uepic/75c25876-de6d-4961-9183-23ba27eec9e3.jpg[/img][/align]生态环境部科技与财务司司长王志斌介绍生态环境科技各项工作取得的积极进展,其中,推动实施生态环境科技创新重大行动,推进京津冀环境综合治理国家科技重大专项部署,研究制定重点专项管理工作方案、实施细则等。承接国家重点研发计划“大气与土壤、地下水污染综合治理”“典型脆弱生态系统保护与修复”“循环经济关键技术与装备”3个重点专项,并正式启动2024年指南编制工作。组织开展核与辐射安全、减污降碳、新污染物治理等方向重大科技需求征集凝练。2023年以来,建成环境感官应激与健康等部级重点实验室3个,物联网技术研究应用(无锡)等工程技术中心3个,呼伦贝尔森林草原交错区等部级科学观测研究站7个。[b][color=#000000]王志斌在会上回答21世纪经济报道记者提问时表示,从4个方面对以高水平生态环境科技赋能美丽中国建设作出系统安排,分别为:[/color][/b]一是加强美丽中国建设基础科学研究。围绕破解美丽中国建设面临的现实问题和实践难题,在理论方法、成因机理、过程路径等方面解决一批基础性重大问题。比如,[color=#c00000]在新污染物治理方面,开展新污染物环境与健康风险全生命周期阻控等理论方法研究。在应对气候变化领域,进一步阐明气候变化影响下的生态系统安全、重大风险识别与人类活动适应机制等。[/color]二是强化美丽中国建设关键技术攻关。[color=#c00000]重点围绕减污降碳协同增效、改善生态环境质量、扩绿增汇、风险防范等方面加强关键核心技术研究,开展跨区域、多尺度、多介质的复合型环境污染问题的溯源、调控和协同治理等技术攻关,[/color]强化美丽中国数字化治理科技支撑,推动生态环境质量改善由量变到质变。比如,[color=#c00000]在蓝天保卫战方面,聚焦PM2.5和O3协同防控,加强精细化模拟及多污染物近零排放治理技术等研究,支撑空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量持续改善。[/color]三是推动美丽中国建设重大项目部署。坚持问题导向、应用驱动,开展美丽中国建设重大科技需求凝练,并向中央科技办报送相关科技需求建议书。推动实施生态环境科技创新重大行动,推进京津冀环境综合治理科技重大专项部署,加快制定重点专项管理工作方案、管理实施细则,以及2024年度项目指南编制工作方案,做好重点专项承接工作,确保“接得住、管得好”。四是打造美丽中国建设科技支撑力量。推进实施高层次生态环境科技人才工程,培养打造高水平生态环境人才队伍。协调推进国家重点实验室重组评估,[b][color=#c00000]建设生态环境领域大科学装置和重点实验室、工程技术中心、科学观测研究站等创新平台,推动国家级科研院所建设,支持高校和科研单位加强环境学科建设,打造生态环境领域国家战略科技力量。[/color]王志斌在会上回答新华社记者《关于加强生态环境分区管控的意见》有哪些工作计划和具体措施的提问时表示,生态环境部将积极会同有关部门,从四个方面抓好《意见》的实施:[/b]一是开展宣传培训。将生态环境分区管控纳入党政领导干部教育培训内容,针对不同群体需求和特点,持续开展形式多样的宣传培训,把中央的决策部署说清楚、讲明白。同时,我们还将在环境影响评价咨询平台、生态环境分区管控信息平台开设咨询窗口,及时答疑解惑,推动各地加强信息共享,分享做法和经验。二是出台配套政策。主要有三个层面,在法律方面,积极推动将生态环境分区管控纳入正在编纂的生态环境法典,强化法律支撑。在规范性文件方面,[color=#c00000]研究制定《生态环境分区管控管理暂行规定》,细化生态环境分区管控方案制定发布、实施应用、调整更新、数字化建设、跟踪评估、监督管理等重点环节的管理要求。[/color]在技术标准方面,围绕建设全域覆盖、精准科学的生态环境分区管控体系,持续完善相关技术标准。同时,结合美丽中国先行区和示范样板建设等,谋划开展生态环境分区管控理论、技术与应用研究。三是完善实施机制。生态环境部将会同有关部门制定完善生态环境分区管控政策,各相关部门要根据职责分工,加强本领域工作与生态环境分区管控协调联动。同时,我们将指导地方因地制宜出台《意见》配套措施,落实工作任务,完善生态环境分区管控信息平台建设,及时总结推广正面典型,曝光反面案例,营造全社会广泛关注、共同参与的良好氛围。四是加强监督管理。指导地方跟踪评估生态环境分区管控方案制定和实施、调整更新和备案、三类单元环境质量变化等情况,做好监督管理。对生态功能明显降低的生态环境保护单元、生态环境问题突出的重点管控单元以及环境质量明显下降的其他区域,加强监管执法。将制度落实中存在的突出问题纳入中央和省级生态环境保护督察。将实施情况纳入污染防治攻坚战成效考核。提问期间,通过王志斌的回答,我们了解到,[color=#c00000]目前已建成生态工业园区73家,据2022年度统计,73家生态工业园区创造了全国7.6%的工业增加值,而COD、氨氮、SO2和氮氧化物排放量仅占全国工业排放的4.6%、2.9%、0.9%和1.4%,主要污染物排放强度比全国低81%,固废综合利用率达到90.81%,优于全国工业园区平均水平。[/color]以全过程污染预防为核心,积极推进重点企业清洁生产强制性审核,开展重点行业、工业园区整体清洁生产审核创新试点,筛选推广先进清洁生产技术,推动重点行业、园区和区域节能、节水、节材、减污和降碳,实现源头减量、过程减排、末端治理和综合利用。人民网记者提问道长江生态环境保护修复联合研究取得了哪些成效,王志斌回答道,2018年生态环境部成立国家长江生态环境保护修复联合研究中心,重点以支撑长江保护修复攻坚战为目标,以集成应用为导向,聚焦以磷为核心的流域水质目标管理、水生态完整性评估等六大专题,开展关键技术协同攻关和驻点城市“一市一策”科技帮扶,取得一系列科研成果,成效显著。一是构建长江保护修复攻坚战“知识库”和“工具箱”。系统诊断长江水生态环境突出问题,揭示问题成因及机理;研究建立全时空“诊”、全过程“控”、全方位“治”、全要素“保”的长江水生态环境保护修复技术体系,重点构建了水环境精准溯源和系统治理、水生态调查—评估—修复等技术模式,形成覆盖全链条的科技供给。[color=#c00000]建立长江流域生态环境智慧决策平台,服务推动沿江省市科学数据共享。[/color]二是科技支撑长江保护修复攻坚战国家科学决策。围绕长江流域水生态考核试点等攻坚战重要任务,[color=#c00000]开展关键指标内涵判定、期望值确定、监测关键技术和质控关键技术联合攻关[/color],支撑出台长江流域水生态考核指标评分细则。坚持需求导向,开展“风险防范—污染管控—排口管理—水源保障”管理技术研发,[b][color=#c00000]全力支撑饮用水水源地安全保障、入河排污口排查整治、黑臭水体整治、化工园区水污染治理、历史遗留矿山和尾矿库污染防控等攻坚战专项行动。[/color][/b]组织专家团队赴杭州亚运会、成都大运会现场进行问题研判,圆满完成国家重大活动的水环境质量保障任务。三是科技助力长江保护修复攻坚战地方精准施策。以联合研究成果为基础,“前店后厂”,送科技、解难题。[b][color=#c00000]分两批派驻66个驻点专家团队开展水环境形势分析、磷污染来源解析,以及122个水体水生态调查评估等[/color][/b],形成源清单、问题解决方案等700余份,帮扶地方解决治理难题。与2018年相比,驻点城市总磷浓度平均下降约30%,“一江碧水向东流”的美景重现,人民群众的生态环境获得感、幸福感显著提升。[img=e7e6c2cfcbdf16eb225e7722cc56ab8d_W020240327691778147786.jpg]https://img1.17img.cn/17img/images/202403/uepic/c2ea31be-199c-473f-a68f-ea3eade01885.jpg[/img][来源:仪器信息网] 未经授权不得转载[align=right][/align]

  • 中国科学院合肥物质科学研究院开发的有机磷农药残留快速检测技术及装置样机通过检测

    近期,中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所李淼研究员带领的课题组研究人员在有机磷农药残留快速检测技术及装置研发方面取得阶段性进展,开发的相关仪器通过了安徽省计量科学研究院的专业检测,检测精度达到《食品中农药最大残留限量》(GB2763-2014)的要求,各项指标均满足现场快速检测的需求。  在国家“863”项目“农田生境感知关键技术研究”的支持下,课题组成员在痕量农药残留快速检测技术方面开展了大量的研究工作。研究人员通过单光源多通路方法降低了光源功率波动的干扰,并引入嵌入式系统与网络通信模块,开发了小型化、快速农残检测装置样机。实验表明,该装置操作简便、重复性好、抗干扰能力强、检测数据实现云存储,实现了农产品现场快速检测,未来有望进行产业化应用与推广。  此外,该课题组在农药残留检测基础技术研究方面也进行了大量探索,旨在通过表面增强拉曼光谱(SERS)、光纤调制、先进纳米材料制备、微弱信号处理等技术,构建新型便携式农残拉曼光谱检测系统,实现超痕量农残的定性、定量检测。http://www.instrument.com.cn/news/20141120/146583.shtml

  • 【转帖】Science:2010年十大科学突破

    Science12月17日公布了2010年十大科学突破,其中合成生物学、尼安德特人基因组、HIV预防等一系列热点均包含在内,但是热门的砷基生命并没有入选。冠军:量子机械在今年之前,所有的人造物体的移动都遵循经典力学的法则。然而,在今年3月,一组研究人员设计了一种精巧的装置,其运动方式只能够用量子力学来描述(量子力学是一组支配如分子、原子及亚原子颗粒等细小物体运行的法则)。为了表彰他们的实验在概念上的拓展、其独创性以及它的众多的潜在用途,Science杂志称这一发现是2010年最重大的科学进展。加州大学圣巴巴拉分校的物理学家Andrew Cleland 与John Martinis设计了这一机械:一个人们可用肉眼看到的极其细小的金属半导体桨状物,并巧妙地使它按照量子规范舞蹈。首先,研究人员将该浆状物冷却至其“基态”(即量子力学所允许的最低能态,这是物理学家长期以来所追求的目标)。他们接着将该装置的能量提高一个量子以产生一种纯粹的量子力学的运动状态。他们甚至设法将该装置同时进入到两种能态,因此该装置在同一时间会有微小的振动及很大的振动,这种奇怪的现象在量子力学的奇怪法则中是允许出现的。Science杂志及其发行机构——美国科学促进会(AAAS)认为,这一首创的量子机械是2010年的年度突破。它们还将过去的这一年中的另外9个重要的科学成就汇编成今年的10大科学成就,该榜单出现在Science杂志2010年12月17日刊的一个新闻专版中。 Science杂志的一名新闻作者Adrian Cho说:“今年的年度突破所代表的是科学家们第一次在一种人造物体的运动中示范了量子效应。这在概念层次上来说非常酷,因为它将量子力学扩展到了一个全新的领域之中。在实用的层面上,它开启了多种可能性:从将光量子调控以及电流和运动相融合的新实验到也许某一天人们可以测试量子力学的界限以及我们的现实感。”量子机械证明,量子力学原理适用于大到肉眼可见的物体的运动以及原子和亚原子颗粒的运动。它为人们朝着在量子水平获取对一种物体的振动的完全控制的方向迈出了关键性的第一步。这种对某种人造装置的运动控制将允许科学家们操控那些极小的运动,这很像他们现在对电流和光粒子的控制。这种能力转而可能会导致控制光量子态、超敏感力探测器等新装置的出现以及最终的对量子力学的界限和我们的现实感的研究。(最后的这一宏伟目标可以通过尝试将一个肉眼可见的物体放入到一个能态中来完成;在这一能态中,该物体可同时直接处于2个略微不同的地方——这一实验可准确地披露为什么大到像人这样的物体不可能同时出现在两个地方。)Cho说:“请注意,物理学家还没有达到让一个像这样细小的物体同时出现在两个地方的境界。但现在他们已经进入到量子运动的最简单的状态;看来做到它要比过去容易得多了:这更像是一个‘什么时候可做到’而不是‘是否能做到’的问题。”其它9大开创性成就的名录如下:合成生物学:在生物学和生物技术的一个决定性时刻,研究人员构建了一个合成的基因组,并用它转变了一种细菌的身份特性。该基因组取代了该细菌的DNA,使其生产出一组新的蛋白质——这一成就促使国会对合成生物学召开了一个听证会。研究人员预计,将来,定制的合成基因组可用来产生生物燃料、医药品或其它有用的化学制品。

  • 【原创大赛】亲手设计搭建的原位漫反射红外装置

    【原创大赛】亲手设计搭建的原位漫反射红外装置

    随着现代仪器向纵深发展,单变量方式的测试已远不能适应一些复杂实验的需要,利用现代分析仪器跟踪反应微观动态信息等的原位分析技术在反应机理研究,特别对捕获中间物种等重要信息方面有着不可替代的作用,这样做可以最大限度的在有接近现实情况的条件下进行分析,尽可能的还原现状,得到准确的数据。 红外光谱仪是现代科学仪器中使用最广的分析仪器之一,广泛应用于高校、研究单位及工厂等,可对有机无机化合物进行准确定性和定量,其中原位红外漫反射技术因勿需稀释压片、尽可能保持样品原态等优点应用最为广泛。然而,生产红外光谱仪的厂家一般只提供原位池等附件,适合各种反应的原位漫反射红外装置需要因地制宜自助搭建,在已公开的原位漫反射红外光谱研究的报道中,很少有对装置的详细介绍,本文在Nicolet公司生产的NEXUS 670型红外光谱仪上搭建了一套适合多种小分子参与的原位漫反射红外装置。1、气体路线的设计http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209261001_393063_2608898_3.jpg图1 原位红外漫反射研究的气体路线图Fig. 1 Diagram of gas line for “in-situ” DRIFTS Study2 实验装置的创制http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209261007_393066_2608898_3.jpg图2 原位红外漫反射装置图Fig. 2 Photo of the device for “in-situ” DRIFTS study3 实验装置的运行2005年该实验装置成功搭建后先后表征过多个催化剂,对抗硫中毒Pt/Ce0.8Gd0.2O1.9、Pt/Gd2O3-CeO2-Al2O3催化剂CO吸附的原位红外漫反射的表征,利用CO探针探讨催化剂的抗硫中毒机理,取得了一些有意义的结果。Gd2O3的掺入进一步增强了Pt-Ce间的强相互作用,结合蒸汽重整后的Pt/CeO2/Al2O3的CO吸附原位DRIFTS谱,Gd2O3的掺杂可能有利于增强催化剂的抗硫中毒性能。参考文献 Van Every K, Griffiths P R. Applied Spectroscopy, 1991, 45(3): 347~ 359 张平,王乐夫. 原位漫反射红外光谱研究氮氧化物在Ag/ZSM-5催化剂上的吸附态及选择性催化还原反应机理. 分析化学,2002, 30(12): 1469~1472 赵海红,谢国勇,刘振宇等. 应用原位漫反射红外-质谱技术研究CuO/Al2O3催化剂表面酸性及其反应性能. 化学学报,2008, 66(9): 1021~1027 李东涛,李文,李保庆. 褐煤中水分的原位漫反射红外光谱研究. 高等学校化学学报,2002, 23(12): 2325~2328 何运兵, 纪红兵. [url=http://dlib.edu.cnki.net/kns5

  • 索氏提取装置搭建

    索氏提取装置老是搭建不好,有没有大神指导一下,最好有视频和注意事项,我自己搭的老是歪的要么衔接不好

  • 科学家研发可确定电子隧穿时间点的试验装置

    中国科技网讯 近日,德国马克斯—玻恩非线性光学与短脉冲光谱学研究所(MBI)的研究人员与国际伙伴一起研发了一个试验装置,首次可以准确确定电子从隧道效应障碍物中出来的时间点。该研究为原子和分子中的“多电子重排”在空间和时间上的直接分辨提供了一个普遍方法。相关研究发表在《自然》杂志上。 在神奇的量子世界里原子和分子不再适用经典的物理规律。在这里,电子可以克服能垒,尽管他们没有必要的能量,这就是所谓的“隧穿效应”。直接测量量子世界里的进程是非常困难的,尤其当他们时间尺度特别短的时候。因此,MBI的研究人员与来自以色列、加拿大和英国的同事一起研发了一个试验装置,让各种物理量的大小可以在比飞秒还短的时间尺度内变化。通过测量和计算的比较,科学家获得了一个量子时钟,从而能够以阿秒的精度确定发生电子隧穿的时刻。 研究人员先用一个强激光场诱导来自氦原子的电子隧道效应,再用一个较弱的探测激光场将发生隧道效应的电子引到侧向进行研究。这其中带正电的原子核的吸引力就表现为需要克服的能垒,而缓慢振荡并垂直照射隧穿电子的弱激光场则可以让电子像被橡皮筋牵引一样向原子核运动。当电子与原子核接近时会出现光闪烁的特性,这就是所谓的高次谐波。通过测量这些高次谐波的频率、偏转电子飞行路径的长度和偏转激光场的属性,研究人员就可以最终计算出电子跨越能垒的准确时间点。 MBI的奥尔加·斯米尔诺娃博士用一个简单的比喻来解释她们是如何得到电子隧穿时间点的。她说:“当你从一家咖啡店出来走向对面的公共汽车站,弱激光场就像左右交替吹的风,把你往路旁推。当我们知道了风的特点,即有多大、如何改变方向,我们就能说出你走出门口的时间。” 现在,研究人员继续用二氧化碳分子来进行类似的实验。相对于只有两个电子的氦,二氧化碳分子有20个电子。它们可能会停在不同的轨道,隧穿的电子根据所处轨道的不同会有一个很小的时间延迟。这个实验首次给了物理学家确认隧穿电子源头的机会。(驻德国记者 李山) 《科技日报》(2012-08-13 二版)

  • 【分享】全球最为庞大的9项科学计划

    【分享】全球最为庞大的9项科学计划

    科学家们正在设计或是实施其他多项重要的科学研究计划,美国探索频道日前就公布了其评选的九项最为庞大的科研计划。 网易探索6月25日讯 据国外媒体报道,在最近数十年中,一系列曾经被认为是科学幻想的新技术已悄然走入人们的生活。现在,我们无论身处何地,都会被高科技产品所包围,例如移动电话、计算机、掌上电脑、GPS导航仪、音乐播放器和游戏机等。除了这些已进入我们寻常生活的重要发明外,科学家们还正在设计或是实施其他多项重要的科学研究计划。美国探索频道日前就公布了其评选的九项最为庞大的科研计划。 [B] 一、大型强子对撞机 [/B][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/06/200806251359_94998_1622715_3.jpg[/img] 欧洲大型强子对撞机效果图 大型强子对撞机是一种庞大的基本粒子加速器,是欧洲粒子物理研究中心(CERN)目前实施的重点研究项目之一。该装置耗资约84亿美元,是一个空前复杂的加速器,位于地底100米深处,周长达27公里,是世界最大的超导装置。借助它,科学家们将有可能模拟出宇宙“大爆炸”发生后一微秒内的环境。其主要任务是:设法撞击出传说中的希格斯玻色子。当撞击的能量愈来愈高时,粒子的状态会愈来愈接近宇宙刚诞生的状态,而许多本来应该不相关的粒子,就可能在撞击中回复到本来的状态。希格斯玻色子就属于这种本来的粒子中的一种,是为什么大部份我们日常生活中的物体带有质量的原因。如果能顺利发现希格斯玻色子,那将有助于解决一系列物理学上的难题,其中包括为什么物体会有质量,引力的来源,引力和其它几种力之间的关系,以及宇宙中为什么会存在着大量的暗物质等。 根据最新的消息,该对撞机将于2008年7月中旬投入使用。而首次撞击预计将在启用后约两个月实行。其启用后将成为世界上最为强大的高能粒子加速器,加速的质子流可以携带高达 7 TeV(兆电子伏特)的能量,也就是说对撞时的总能量高达14TeV,约是目前最强的对撞器 Tevatron的14倍。

  • 大科学仪器前沿与通用分析测试仪器发展的启发

    从科学仪器的发展前沿角度去窥探我们科学仪器、分析检测技术发展的一些趋势。从物理学的角度讨论测量、观测方法与研究物理世界 的关系,从基础科研、大科学装置或设施到科学仪器的发展和应用

  • 【资料】2009之“国际十大科学突破”

    美国《科学》杂志公布了2009年十大科学突破,其中对迄今最古老原始人“阿尔迪”(Ardipithecus ramidus)的化石研究位居首位。  原始人“阿尔迪”生活在距今大约440万年前的埃塞俄比亚,属于地猿始祖种,比“露西”(Lucy)的年代还要早一百多万年(“露西”是之前记录在案的最古老原始人遗存的部分骨架),也使得研究人员更接近人类与黑猩猩所拥有的最后的共同祖先。   [b]  《科学》杂志2009年度另外九项重大科学突破名单如下:  费米望远镜探测到脉冲星:[/b]美宇航局费米伽马射线太空望远镜帮助确认了过去未知的脉冲星,并对它们所发射出的独特伽马射线有所理解。脉冲星是具有高度磁性并快速旋转的中子星。[b]  雷帕霉素:[/b]研究人员发现,常用免疫抑制药物雷帕霉素能让实验鼠延年益寿。这是科学家在哺乳动物身上第一次取得这种结果。这一发现之所以重要,是因为对实验鼠的治疗是在它们步入中年后才开始的。[b]  石墨烯:[/b]在一连串快速进展中,科学家对石墨烯的特性进行了探究,并开始将该材料制作成实验性电子装置。石墨烯是已知强度最高的材料,具有高度导电性的硅原子层。[b]  植物ABA受体:[/b]搞清帮助植物在干旱时期存活的某一关键分子的结构,或能帮助科学家找到保护作物不受长期干旱影响的新技术,从而在世界范围内提高作物产量,帮助边缘土地上的生物燃油生产。[b]  世界首个X射线激光:[/b]斯坦福直线加速器中心(SLAC)国家加速器实验室揭开了世界上第一个X射线激光的神秘面纱。这是一种强大的研究工具,能够拍下进行中的化学反应的照片,改变材料的电子结构,实施涉及诸多科学领域的一系列其它实验。[b]  基因疗法复苏:[/b]欧洲和美国研究人员提出了涉及基因疗法的新战略,从而在治疗致命性脑病、遗传性失明和免疫系统失调疾病等方面取得了进展。[b]  单极子:[/b]在一次实验中,对自旋冰(奇特的水晶质材料)进行研究的物理学家创制了可模仿“磁单极子”预测行为的磁涟波(magnetic ripple)。磁单极子是只有一个磁极的基本粒子。[b]  LCROSS探测器在月球上发现水:[/b]今年10月,美宇航局航天器上的传感器在一个燃料耗尽的火箭级残骸中发现了水蒸气和冰。研究人员用这个火箭级故意撞击月球的南极附近地区以寻找水。[b]  在轨修复“哈勃”望远镜:[/b]今年5月,美宇航局发射航天飞机对“哈勃”太空望远镜进行最后一次修复,这次任务几乎完美无暇,令这台望远镜的观测能力更强,赋予其新的生命,最终拍下一组迄今最为壮观的太空照片。  此外,《科学》杂志还对2010年科学热点话题进行了展望,指出了值得关注的科学领域,包括癌细胞代谢、阿尔法磁谱仪、外显子组测序与疾病、多能干细胞治疗神经精神性疾病以及载人航天飞行的未来。

  • 首个能测量单个分子质量的机械装置问世

    中国科技网讯 据物理学家组织网8月27日(北京时间)报道,美国加州理工学院科学家领导的科研团队,研制成功首个能测量单个生物分子质量的纳米机械装置。研究人员称,这项新技术可在未来帮助医生诊断疾病,支持生物学家探查细胞的分子机制等。相关研究报告发表在同日出版的《自然·纳米技术》杂志网络版上。 这款装置仅有几微米大,由与桥梁相似的振动结构组成。当一个粒子或分子降落在桥面时,它的质量会改变振荡频率,从而可显示出其质量。 新仪器基于能测量单个粒子质量的纳米机电系统(NEMS)共振器,但此前的设备并不能确定粒子的着陆点,因此科研人员需要测量大约500个相同粒子才能最终确认单个粒子的质量。使用利用改进后的新仪器,科学家只需测量一个粒子。“这一关键性进展允许我们可以对单个分子进行称重。”该校应用物理和生物工程系教授迈克尔·若科斯说。 研究团队首先分析了粒子如何能改变桥梁的振动频率。所有的振荡运动都由所谓的振动模式组成。如果桥梁仅以第一种模式振荡,其将从一边振动至另一边,而中间的部分振动最为明显。第二种振动模式处于较高的频率,这意味着桥梁的一半会沿一个方向移动,另一半则会沿相反方向运动,形成S形的振荡波,贯穿整个桥梁。同时,其还具有第三模式和第四模式等。无论桥梁何时振荡,它的运动都可被看作是这些振动模式的组合。研究人员发现,通过观察当粒子降落时第一、二种模式如何改变振动频率,就能确定粒子的质量和位置。 现有质谱仪对于蛋白质或病毒等大质量分子无法有效且精确地进行测重,而新装置针对大分子也能良好工作,还能扩展现有设备功能,开发新一代质谱仪,测量更多种物质的质量。此外,新装置采用标准半导体制造技术,便于大量生产,成本也较为低廉。未来,新设备能被用于监测病患的免疫系统或是诊断免疫性疾病,同时还有望帮助生物学家了解细胞的分子机制。如通过对细胞内的每个蛋白质进行多次称重,科学家能够更清晰地知晓蛋白质在特定时刻的动态细节。(记者 张巍巍) 总编辑圈点 这又是一个技术进步为科学研究提供进步基石的例子。随着生命科学的研究对象越来越小,能在更加微观层面揭示研究对象属性的仪器成为生命科学取得新进展的必要条件。半导体微电子加工工艺的发展,使这种仪器的研制成为可能。它不仅测量方法更简单、精度更高,而且制造工艺成熟、成本低廉,应用前景看好。从这种意义上看,美国科学家的最新发现的意义,不仅仅是人类历史上首次利用纳米机械装置对生物分子进行称重,也标志着单个分子质量测量技术向生物医药领域的应用迈出了直接一步。 《科技日报》(2012-8-28 一版)

  • 国产5吨/天大型氢液化装置研制成功

    [color=#000000]近日,国产首套具有自主知识产权的5吨/天大型氢液化装置通过测试验收。该装置由中国科学院理化技术研究所联合产业化公司中科富海共同研发、设计并集成制造,实现了大型氢液化装置国产化。[/color][align=center][img=图片,600,450]https://img1.17img.cn/17img/images/202403/uepic/ec256cb7-1d45-461a-858b-817622420871.jpg[/img][/align][align=center][color=#000000]▲理化所研制的全国产5吨/天氢液化器[/color][/align][color=#000000]中科富海相关负责人介绍,该装置采用氦制冷循环工艺流程,由3台气体轴承低温透平膨胀机提供冷量,配置了先进的催化剂填充型高效低温换热器,同步完成氢气的降温与正-仲氢连续催化转化。[/color][color=#000000]按照任务书指标要求,该装置系统满负荷稳定运行时间8.5小时、低负荷稳定运行时间73小时。在满负荷运行条件下,氢气液化率为3070.2 升/小时(约5.17吨/天),液氢产品的仲氢含量达98.66%,透平膨胀机绝热效率均超过80%,装置总体性能达到国际先进水平。[/color][color=#000000]据了解,液氢是氢能大规模储存运输的重要手段,能够大幅降低氢的运输成本和综合成本。[/color][来源:中国科学报]

  • 【转帖】美评出2006年度10大科学进展,预测07科研热点。

    2006年度十大科学进展:  1 庞加莱猜想的证明 属于数学中的拓扑学分支,1904年由法国数学家庞加莱提出,即如果一个封闭空间中所有的封闭曲线都可以收缩成一点,那么这个空间一定是三维圆球。科学家们已经达成共识,认为这一猜想已经被证明。2 从化石中提取DNA 利用DNA(脱氧核糖核酸)解码和分析技术,研究人员从尼安德特人化石和猛犸化石中获取了宝贵的遗传信息。  3 冰原在收缩 2006年研究人员记录下了这一“令人不安”的趋势,南极洲和格陵兰岛的冰原都在以前所未有的速度消失,流入海洋中。  4 鱼迈出的第一步 考古学家发现一种特殊的鱼化石,这种鱼能用胸鳍站立并“行走”,这可能是后来动物在陆地上用以行走的肢进化的开始。  5 隐身术的科学 虽然看上去一点也不像哈里波特的魔法斗篷,但科学家今年制造的隐身装置却是第一个将物体在视觉上屏蔽起来的雏形装置。它能引导入射的微波,使其既不反射,也没有影子。  6 黄斑变性患者的希望 研究“老年性黄斑变性”这种眼部疾病的专家们发现,一种药能显著改善患者的视力,他们还找出了几个使得人们易患该病的基因。  7 生物多样性如何发生 从沙滩小鼠到果蝇、蝴蝶,各种各样的动物们帮助科学家发现了促成新物种进化的遗传变化。  8 显微学的新前沿 2006年,生物学家们借助新的显微技术,成功观察到小于200纳米的细节,这为他们了解细胞和蛋白质的精细结构提供了更清晰的视野。  9 制造记忆 科学家们认为,大脑负责加强神经元之间连接的“长时程增强”过程现在看来很可能是大脑记忆的基础。  10 新一类的小RNA 科学家们发现了一类新的小RNA(核糖核酸)分子,它们能够关闭基因的表达,这类新分子被命名为“Piwi-干扰RNA”。(据新华社)美《科学》杂志预测2007年科研热点  据新华社电 美国《科学》杂志21日预测说,2007年的科研热门领域及话题将涉及全基因组相关性研究、气候变化、在其他恒星周围搜寻类地行星等。  全基因组相关性研究 是指将健康人的基因组与患病者的基因组进行全面对比,试图找出疾病的基因病理。这类研究目前正在以令人吃惊的速度兴起。  人类与灵长类基因组比较研究 《科学》杂志说,科学家已经完成人类和黑猩猩基因组的测序,下一步生物进化的基因研究将向灵长家族树的其他分支推进,可能最终解释人类是如何与其他灵长类动物在进化道路上分道扬镳的。  古人类化石 近年来,古人类学家在格鲁吉亚、中国、肯尼亚的多处考古地点新发掘出不少最早期人类的颅骨、牙齿、下肢等化石。从2007年开始,研究人员将陆续发布对这些化石的比较研究结果。  行星研究 2007年将是令人无比期待的一年,4个初出茅庐的行星探测器将在这一年全速运转。欧洲的COROT探测器2006年12月27日即将升空,它未来将专职搜索太阳系外行星。美国宇航局的“火星勘测轨道飞行器”2007年将在火星表面拍摄迄今最为清晰的图像,并启用雷达试图搜寻火星地表之下1000米深处的岩石层。欧洲的“金星快车”探测器也将全力工作。  气候变化问题 在2007年仍将是关注热点。《科学》杂志说,人类活动引发的气候变暖问题已经不容忽视。2007年2月,政府间气候变化问题研究小组将发布最新的全球变暖研究报告。新闻分析  解读2006年度  十大科学进展  每逢岁末,美国《科学》杂志都会公布当年度的十大科学进展。这是对全球科学研究的年终盘点,因此有“科学界的奥斯卡”之称。  在《科学》杂志22日公布的年度十大科学进展中,证明庞加莱猜想名列榜首,这应该符合大多数人此前的“猜想”。1904年,法国大数学家亨利庞加莱提出的猜想,成为数学界100多年未能证明的难题。  在今年夏天的国际数学家大会上,为证明庞加莱猜想作出杰出贡献的俄罗斯数学家佩雷尔曼毫无悬念地赢得了数学界最高奖——菲尔茨奖。而在佩雷尔曼的成果基础之上,来自中、美等国的多位数学家均对庞加莱猜想的最终证明作出了贡献。  过去多年来,数学类成果很少能入围《科学》杂志的年度十大进展。因此,此次证明庞加莱猜想登顶年度十大科学进展,也提醒科学界不应忽略数学作为现代科学技术的“金钥匙”地位。  多项基因生物技术的成果入围今年十大进展,反映了这一领域继续成为全球的科研热点。这些突破依然主要由美国科学家取得,这也是美国联邦科研机构将高比例研究经费投向基因生物领域的必然结果。  有关气候和环境领域的成果今年再次入选,表现出科学界对这一关系到人类生存和发展问题的重视。今年科学界已就此问题多次发出了强烈的呼声,如告诫北极冰层可能在2050年夏季完全消失、欧洲经历百年来最温暖的秋天等等。  值得注意的是,韩国科学家黄禹锡造假事件被评为“年度崩溃事件”。黄禹锡如今早已在科学界身败名裂,《科学》杂志再度将此事拎出来的用意应该是,提醒全世界的科学家们引以为戒,时刻保持严谨求实的科学作风。 ——————转自SOHU.COM

  • 【新闻】法国科学家发明光子捕捉装置爱因斯坦梦想成真

    1927年,爱因斯坦曾设想出一个能捕捉光的盒子,在假想的实验中仅释放一个光粒子或光子,以此计算出质量和能量之间的关系。80年后的今天,法国物理学家把这一梦想变成现实,他们发明了可以捕捉光子并监控它从产生到消失整个过程的光子盒。  据法新社14日报道,这一装置仅2.7厘米见方,由一个空腔组成,盒面使用的材料是极反光的超导镜子,它能够在七分之一秒的时段里捕捉并监控一个光子。别小看这段时间,在这段时间内,一个自由的光子可以完成从地球到月球大约十分之一的距离。  光子可能是物理学中存在的最基本粒子。一个电灯泡通电后,每秒释放的光子数量高达10的15次方。但是,当你一看到光子,它就消失了,因为它在与你的视网膜接触之际就消耗了使它存在的能量。  计算光子的常规方法是使用光检波器,它通过撞击光子吸收能量而运转。但是,撞击会损坏光子,因此科学家需要一个“透明的”计数器。  法国研究小组说,他们通过让一束铷原子穿过捕获光子的盒子而找到了答案。光子的电场会轻微地改变原子的能量水平,但这种情况不足以使原子从电场中吸收能量。当一个原子穿过光子的电场时,会使绕原子核运行的电子略微迟缓,而这一推迟时间可以使用现代原子钟技术测量,即把电子的轨道视为“钟摆”以测量出准确时间。  这项研究成果本周将发表在英国《自然》周刊上。

  • 2016年我国化学仪表装置市场规模分析

    近日又添题为“2011年至2016年全球生命科学与化学仪表装置市场(光谱、色谱、DNA定序器及放大器、实验室自动化、阵列、流式细胞仪、电泳,免疫分析及其它)”的市场报告。该报告主要分析并研究了美国、欧洲、亚洲及世界其它地区的主要市场驱动力、限制因素和发展机遇。据悉,生命科学与化学仪器主要用于开发新的诊断法、疫苗和疗法,以改善健康状况;提高农业生产能力;通过污染与害虫防治管理环境,采用有机材料生成能源;协助产业创新。    2011年全球生命科学与化学仪表装置市场规模估计为302亿美元,2011年到2016年复合年增长率为8.4%,到2016年将达452亿美元。2011年,光谱测定部分占据33.8%的最大份额,其次是色谱法占22%。光谱测定市场2011年到2016年复合年增长率将为7.4%,发展的主要推动力是质谱分析法与色层分析技术的结合。    研究与发展是生命科学和化学工业的一个重要组成部分。2010年,美国将251.01亿美元的购买力平价花费在生物技术公司的研究与发展方面。2009年,美国生物技术公司总数达1699,较2008年的1452个增加了17%。目前市面上治疗400个适应症的生技药品已超过200个,同时还有300种生技药品正在进行临床试验。这些都是该市场的主要驱动因素。    据悉,生命科学和化学仪器市场的主要参与者包括美国的昂飞公司、Illumina公司、安捷伦公司、伯乐实验室、生命科技公司、铂金埃尔默公司、Caliper生命科学公司、雅培公司,瑞士罗氏公司,瑞典通用电气医疗集团,德国西门子医疗诊断公司,日本岛津公司和日立高新技术公司。注意不要发布广告!

  • 【分享】我自主研制纠缠光子法探测器量子效率绝对定标装置

    由中国计量科学研究院承担的国家“十一五”科技支撑课题 “利用相关光子测量技术建立光电探测器量子效率测量装置的研究”近日通过了专家验收。该课题自主研制的缠光子法探测器量子效率绝对定标装置,成功将我国光辐射功率计量的量程能力扩展到了光子水平,为用光子数重新定义国际基本单位之一的“坎德拉(cd)”量值复现研究奠定重要基础。  课题的研制成功,缩短了我国与国际发达国家之间在实现基于量子物理复现光辐射功率基准研究方面的差距;同时为研究量子信息、生物医学、空天探测器、天文物理、环境科学等领域中涉及到的光子探测技术提供了光子水平的计量技术保障。

  • 同步辐射X射线装置实现小型化

    科技日报讯 (记者王小龙)据物理学家组织网11月25日(北京时间)报道,通过使用一个小巧但功能强大的激光器,美国内布拉斯加大学林肯分校的科学家开发出了一种能够放在普通房间或卡车上的小型同步辐射X射线装置,有望改变人们对这类装置的印象,拓展同步辐射X射线的应用范围。相关论文发表在最近出版的《自然·光子学》杂志上。 同步辐射光源是多学科前沿研究和高技术开发应用的“超级显微镜”,能够帮助科学家看到人类无法想象的物质细微结构。同步辐射X射线是其中的一种,与普通X射线相比,其成像质量更高、细节更为丰富,在探索物质内部结构和医学成像等领域均有着重要的应用价值。但因其规模大、造价高、运行维护费用昂贵,目前只有为数不多的几个国家建有这样的设备,极大地限制了该技术的应用和普及。 在传统的同步辐射设备中,要产生这样的射线需要将电子加速到非常高的能量,而后周期性地改变方向,引导其在X射线的波长范围内释放能量,产生同步辐射X射线,因此必须用到巨大的加速器。而新研究中,科学家们用激光取代了电子加速器和其中的磁铁,实现了同样的目的。他们首先将激光束集中汇聚到一个气体射流上,形成强流相对论性电子束。而后再让另外一束激光与其汇聚,由此产生电子高速振动,生成高质量的同步辐射X射线,这一过程也被称为康普顿散射。值得注意的是,在此过程中光子的能量被增加了上百万倍,而产生这些高能射线的核心装备还没有一个硬币大。 该技术的核心是找到让散射激光束和激光加速的电子束这两条细微光束发生碰撞的方法。这就如同让两颗子弹在空中相撞一样。而要让这种“光子子弹”相撞更为困难,因为它们速度都接近光速。 领导这项研究的内布拉斯加大学林肯分校强光实验室主任唐纳德·乌姆斯塔特教授认为,小型化同步辐射X射线设备让更多的科研人员和医生获得了更强大的研究和诊断工具。 总编辑圈点原本作为高能对撞机“副产品”的同步辐射光源,现在已经是人类对“光”最前沿的应用。不过正如文中所说,巨大的体积和昂贵的价格,成为其大规模使用的巨大障碍——欧洲同步辐射光源的储存环周长达844米,上海光源的投资超过12亿元。如今,不论“迷你版”X射线装置与“巨型版”同步辐射装备相比,原理是否相同、功能是否弱化,都可以说它代表了一个方向——科学史上,很多了不起的技术都是通过微型化道路迎来了空前发展。比如计算机,如果还是原先那般臃肿,怎么可能有今天众多IT产业的神话?来源:中国科技网-科技日报 作者:王小龙 2013年11月26日

  • 我国新一代“人造太阳”实验装置首获兆瓦级强流离子束

    新华社合肥1月14日电 记者14日从中科院合肥物质研究院了解到,我国新一代“人造太阳”实验装置EAST中性束注入系统(NBI)测试台近日在进行大功率离子束引出实验过程中,首次成功获得兆瓦级强流离子束。 负责这项研究工作的胡纯栋研究员介绍说,EAST中性束注入系统(NBI)测试台在实验过程中,成功获得束能量50千伏,束流22安培,束脉宽106毫秒的引出束流,离子束功率达到1.1兆瓦。测试结果圆满达到了EAST-NBI兆瓦级强流离子源研制的阶段性计划目标。这表明我国自主研制的第一台兆瓦级强流离子源以及大功率中性束注入器实验装置,完成了具有里程碑意义的阶段性实验成果。 据介绍,“EAST装置辅助加热系统”是国家“十二五”大科学工程,2010年7月正式立项,它是使EAST具有运行高参数等离子体的能力,从而可以开展与国际热核聚变反应堆密切相关的最前沿性研究的重要系统。其主要包括低杂波电流驱动系统、中性束注入系统这两大系统。 中性束注入系统广泛涉及等离子体物理、强流离子束、精密机械制造、高真空、低温制冷以及辐射防护等多学科技术领域。中科院合肥物质研究院NBI工程团队的科研人员2011年下半年,夜以继日地对基于NBI综合测试平台的强流离子源装置进行放电测试、老化锻炼、子系统联调等逐项实验,在首先获得离子源100秒长脉冲等离子体放电的基础上,终于首次达到了兆瓦级强流离子束研制的阶段性计划目标。 胡纯栋介绍,此次实验结果将为下一阶段长脉冲高能量的离子束调试打下坚实基础,并为EAST辅助加热系统最终目标——2至4兆瓦中性束注入系统的研制提供强有力的可靠支持。 中国是国际热核聚变实验堆(ITER计划)的参与国之一。EAST是由中国独立设计制造的世界首个全超导核聚变实验装置,2007年3月通过国家验收,并在近年来取得了一系列处于国际领先地位的实验成果。其科学目标是为ITER计划和中国未来独立设计建设运行核聚变堆奠定坚实的科学和技术基础。(记者 蔡敏)

  • 【分享】国家计量院成功研制疲劳试验机动态力校准装置

    从中国计量科学研究院获悉,我国自主研制成功疲劳试验机动态力校准装置,经专家鉴定填补该领域国内空白。  不仅人类会产生疲劳,汽车零部件、航空工程结构材料经过多次循环使用后也会产生疲劳——在无显著外观变形情况下而发生断裂,从而导致灾难性的设备或人身伤亡事故。  据统计,汽车零部件的破坏中85%是由疲劳引起的,航空工程中有60%—80%的断裂是由结构材料的疲劳破坏引起的。相关行业主要通过疲劳试验机来测量试件材料的疲劳极限和疲劳寿命等,而动态力值误差是疲劳试验机的一个主要性能指标。目前,受技术水平和研究能力的限制,国内对疲劳试验机检定或校准,通常只针对静态力值,明显降低了疲劳试验机动态力值计量的准确度,并增大了测量不确定度。此次研制的疲劳试验机动态力校准装置就可解决这一难题。

  • [讨论]请教诸位高手,有否搭建电化学抛光装置的经验?

    本人想搭建一简易的电化学抛光装置,类似高中化学中接触到的电解池,只是我们现在需要关注的是:阳极工件材料,阴极工具材料,极板面积,极间间隙,电解液配方,电压,电流等参数,用于电解抛光的场合。 请有志同道合的朋友,加我Q:75312805,进一步地探讨!

  • 【分享】新型纳米装置将光子变为机械能

    【分享】新型纳米装置将光子变为机械能

    新型纳米装置将光子变为机械能[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/05/200905231039_151503_1644912_3.jpg[/img]一个名为拉链空穴的小装置能够将激光变为机械能。(图片提供:Matt Eichenfield,Jasper Chan/《自然》)研究人员日前研制出一种纳米装置,能够在遭遇激光时产生振动。这种设备非常灵敏,甚至能够感知单个光子的能量。研究人员相信,它将加速光学通讯系统的发展,同时帮助科学家更为精密地探知物质的一些基本属性。 据美国《科学》杂志在线新闻报道,偏振光束似乎没有实现机械功的能力(这是因为光子作为光波的载体是没有质量的),但是它们在原子水平上却能够达到一个惊人的数量。例如,科学家目前已经能够利用激光捕捉、控制及操作单个的原子。现在的问题是相同的原理是否能够作用于纳米量级——其成分要比原子水平大得多,但在大小上仍然仅相当于一米的十亿分之一。 这也正是美国帕萨迪纳市加利福尼亚州理工学院(Caltech)的一个研究小组试图要解决的问题。首先,研究人员制造了一对外部覆盖着硅微芯片材料的厚度仅为几百纳米的支架。随后,他们利用化学手段在每个支架的表面腐蚀了一连串的小洞。研究小组将这一装置称为“拉链空穴”,这是因为它与一个拉链看起来很像。研究人员在5月14日出版的《自然》杂志上报告说,这些小洞能够引导和捕捉激光束的能量,同时使装置产生振动。而振动的频率取决于激光轰击支架的强度,参与该项研究的Caltech的物理学家Oskar Painter这样表示。 这一装置的表现就像是一部音频扬声器,后者隔膜的振动取决于放大器传送的电子信号的强度。相反,像扩音器一样,拉链空穴能够通过自身的振动改变光的强度。Painter指出,总体而言,这些功能使得拉链空穴能够扮演一部完全由光控制的微型无线电发射机和接收机的角色,但它同时要比类似大小的电子装置拥有更大的操作范围。 德国加兴市马普学会量子光学研究所的物理学家Tobias Kippenberg表示,科学家可以利用这种纳米量级的装置探究物质在量子范围的属性,而这是普通电子装置无法实现的。Painter解释说,由于这种装置的振动发生频率在每秒钟1000万次到1.5亿次之间,因此能够极大地改善原子力显微镜的分辨能力。用这种装置来研究分子和原子,每秒钟可以完成数千次操作。Kippenberg表示:“这种装置在基础研究和新应用上都具有光明的前景。”(

  • “十二五”科学和技术发展规划之“科学仪器篇”

    7月4日,国家“十二五”科学和技术发展规划出台,规划中大幅文字提出了对科学仪器行业的发展期望及规划目标。创新能力仍是首要目标 “十二五”科技发展的总体目标是:自主创新能力大幅提升,科技竞争力和国际影响力显著增强,重点领域核心关键技术取得重大突破,为加快经济发展方式转变提供有力支撑。基本建成功能明确、结构合理、良性互动、运行高效的国家创新体系,国家综合创新能力世界排名由目前第21位上升至前18位,科技进步贡献率力争达到55%,创新型国家建设取得实质性进展。加强科学仪器小型化研究 科学仪器的自主研发作为“加强科学创新基地和平台建设”专栏,被格外提出。 规划强调,要加强科学仪器设备自主研发和应用,尤其要加强科学仪器小型化、便携化和专用化研究。 原文如下:以新原理、新方法为突破口,研发若干前沿重大科研仪器设备。集中力量攻克若干科学仪器设备核心技术和关键部件,研发一批重要通用科学仪器,提升科学仪器设备产业的核心竞争力。加强科学仪器的小型化、专用化研究,加快推进具有自主知识产权科学仪器的应用示范和产业化。 “高端装备制造产业技术”专栏中,也格外强调了推动通用仪器的小型化、便携化和专业化。详情可见下一段。推动国产仪器的广泛应用 “高端装备制造产业技术”专栏,着重强调了国产优质仪器设备的广泛应用。 原文如下:科学仪器设备,着力新原理、新方法开发,研发信息、生物医药、新材料、新能源、资源环境等领域的重点科学仪器设备核心技术和关键部件,发展量大面广的科学仪器设备,推动光谱、色谱、质谱等通用仪器的小型化、便携化和专用化。强化现有仪器设备的综合利用。强力推动国产科学仪器应用和示范,实现国产优质科学仪器设备的广泛应用,带动相关产业和服务业的发展。加强食品安全风险监测 食品安全一直是民生问题的重点。随着塑化剂、镉大米等食品安全事件的频繁曝光,食品安全的监测被提上日程。 “民生科技示范重点”专栏尤其强调“食品安全”问题,明确指出,要加强对食品安全风险监测与评估、食品污染物高新检测技术与装备研发;开展从农田到餐桌的食品安全科技示范;推动建立食品安全突发事件监控与预警立体交叉网络信息系统。这对于科学仪器行业而言,是个利好消息。立足科学仪器,发展综合交叉科学 规划对“需求导向的重大科学问题研究领域和方向”作了明确说明。其中,综合交叉领域重点支持:航空航天中重大力学问题、城市发展过程中生态环境、绿色化学工程等,而这些领域则基于大科学装置和新原理的科学实验方法、技术、仪器与设备等方向。 原文如下:重点支持航空航天中重大力学问题,空间探测与对地观测新原理与技术,灾害形成演变规律和防灾减灾理论与方法,城市发展过程中生态环境、交通以及安全问题的调控与设计,科学、工程与社会问题的建模与计算,合成生物学与生物制造,绿色化学工程,生命科学与多学科的交叉与融合,基于大科学装置和新原理的科学实验方法、技术、仪器与设备等方向。

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