【新時代 新氣象 新作為】創(chuàng)新發(fā)展的安徽領(lǐng)跑：穩(wěn)態(tài)強磁場 向45T世界紀(jì)錄沖刺

中科院強磁場科學(xué)中心穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置。徐旻昊攝

“我們目前正在進行的工作，就是全面沖刺45T世界紀(jì)錄！”12月5日，面對記者的采訪，中科院穩(wěn)態(tài)強磁場中心磁體科學(xué)部副主任陳文革研究員開門見山地說。

今年9月27日，穩(wěn)態(tài)強磁場大科學(xué)裝置通過國家驗收，經(jīng)過多年自主創(chuàng)新，強磁場研制團隊打破國際技術(shù)壁壘，成功克服關(guān)鍵材料國際限制、關(guān)鍵技術(shù)國內(nèi)空白等重大難題，超越法國、荷蘭、日本等發(fā)達國家，建成繼美國之后世界第二臺40T級混合磁體，建成三臺場強創(chuàng)世界紀(jì)錄的水冷磁體，建立了國際領(lǐng)先水平的科學(xué)實驗系統(tǒng)，實現(xiàn)了我國穩(wěn)態(tài)強磁場極端條件的重大突破。

磁現(xiàn)象是自然界的基本現(xiàn)象之一，地球磁場強度約0.5高斯(磁感應(yīng)強度或磁通量單位)。1萬高斯等于1特斯拉(T)，目前世界上產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)磁場強度最高的是美國國家強磁場實驗室，實現(xiàn)磁場強度為45T。“我們現(xiàn)在的目標(biāo)就是要達到甚至超過美國國家強磁場實驗室獲得的穩(wěn)態(tài)磁場強度。但獲得極高的磁場就像跳高一樣，越往上越難，需要我們將現(xiàn)有材料用到極限，工藝設(shè)計水平上也要求極高，來不得半點馬虎。”陳文革表示。

“強磁場是支持科學(xué)前沿探索的一種極端實驗條件，磁場越高，科學(xué)發(fā)現(xiàn)的機遇越多。”強磁場中心科研辦主任盛志高告訴記者，強磁場是調(diào)控物質(zhì)量子態(tài)重要參量，在發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、揭示新規(guī)律、探索新材料、催生新技術(shù)等方面具有不可替代作用。隨著40T級混合磁體建成，強磁場中心完善了獨特的測試平臺，國內(nèi)外很多科學(xué)家都希望利用強磁場獨特的測試系統(tǒng)進行高場下量子功能材料、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等研究。

在科研人員的引導(dǎo)下，記者來到穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置現(xiàn)場，一位年輕人正在裝置旁的計算機上錄入數(shù)據(jù)。原來復(fù)旦大學(xué)張遠波教授團隊的研究生正在這里做實驗，他告訴記者，不久前張遠波課題組和中國科大陳仙輝課題組合作首次在強磁場下觀測到黑磷中的量子霍爾效應(yīng)，為進一步研究黑磷中的量子輸運奠定了基礎(chǔ)。“過去，我們的主要數(shù)據(jù)是在美國強磁場國家實驗室完成的，現(xiàn)在在合肥強磁場中心就可以了。 ”

“針對急性白血病的一個國家I類創(chuàng)新靶向藥物，我們經(jīng)過4年的研發(fā)完成了全面的臨床前評估，已經(jīng)向國家藥監(jiān)部門遞交了臨床試驗申請。”在強磁場中心的一間實驗室里，從哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院歸國的劉青松研究員見到記者后興奮地介紹。

近年來，他帶領(lǐng)藥物學(xué)研究團隊瞄準(zhǔn)當(dāng)前我國高發(fā)的腫瘤如白血病、肺癌、乳腺癌、胃癌、腸癌以及淋巴癌等，依托強磁場大科學(xué)裝置平臺，特別是高場核磁共振和共振成像裝置，使用以核磁為核心的高通量篩選技術(shù)和片段式藥物設(shè)計理念，開發(fā)了一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新靶向抑制劑，目前多個成藥性良好的抑制劑正在根據(jù)國家監(jiān)管機構(gòu)的要求進行完善的臨床前評估，以期盡快進入臨床試驗。

強磁場技術(shù)的發(fā)展會給我們的現(xiàn)實生活帶來很多變化，“比如醫(yī)院里的磁共振成像就利用了強磁場技術(shù)。實際上，磁場越強，能看到的越清晰，強磁場科學(xué)中心的研究設(shè)備，甚至可以清晰地看到腦細胞。未來，在強磁場環(huán)境下，我們可以看到更為微觀的信息，分析人的新陳代謝，對病理過程進行直接的代謝分析。 ”強磁場作為一種獨特的條件，可以改變材料，甚至創(chuàng)造新材料。比如強磁場可以幫助硅的提純，實現(xiàn)更高等級的單晶硅材料，衍生更好的電子產(chǎn)品。強磁場可以幫助高溫超導(dǎo)材料的研發(fā)，超導(dǎo)狀態(tài)下的材料電阻可以忽略，這意味著未來電力的輸送將不會有任何損耗。 “隨著45T甚至強度更高的穩(wěn)態(tài)強磁場的研制成功，將為我國新材料、物理、化學(xué)、生命科學(xué)的研究提供更強大、更先進的平臺。 ”陳文革興奮地說。（記者 汪永安）

記者手記

“邊建設(shè)邊開放”讓大科學(xué)裝置增值

國家大科學(xué)裝置穩(wěn)態(tài)強磁場的建設(shè)歷時9年取得豐碩成果，令人贊嘆！穩(wěn)態(tài)強磁場的巨大成就不僅體現(xiàn)在打破國際技術(shù)壁壘，克服關(guān)鍵材料國際限制、關(guān)鍵技術(shù)國內(nèi)空白等重大難題，實現(xiàn)我國穩(wěn)態(tài)強磁場極端條件的重大突破上，更體現(xiàn)在依托這一科研平臺，產(chǎn)生了一大批具有國際影響力的科研成果上。而這一系列成果的取得與該裝置“邊建設(shè)邊開放”管理新模式密不可分。

試想，像穩(wěn)態(tài)強磁場這樣的大項目，國家每年投入數(shù)以億計，如果只建設(shè)不開放，或者怕麻煩建設(shè)好了再開放，其產(chǎn)生的科研效益就要大打折扣。穩(wěn)態(tài)強磁場從一開始建設(shè)便敞開大門，從2010年試運行至2016年底，為清華、北大、復(fù)旦、中科大、物理所等106家用戶單位1500余項課題提供了實驗條件，依托裝置共發(fā)表839篇論文，極大地帶動了我國物理、材料、化學(xué)、生命科學(xué)等諸多學(xué)科在強磁場等綜合極端條件下的前沿探索，依托裝置的成果產(chǎn)出已超越相近規(guī)模的法國和荷蘭強磁場實驗室。

“邊建設(shè)邊開放”，管理新模式帶來的不僅是穩(wěn)態(tài)強磁場知名度、美譽度的提升，更是大科學(xué)裝置自身科研價值的巨大增值！