打頭陣的追光者｜為高端設(shè)備造“中國心”

安徽大學(xué)王守國、柳守杰材料結(jié)構(gòu)表征儀器研制團(tuán)隊：團(tuán)隊負(fù)責(zé)人柳守杰，安徽大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授，博士畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)國家同步輻射實驗室，主要研究催化反應(yīng)中結(jié)構(gòu)和性能這一關(guān)鍵問題，在催化材料的制備、性能調(diào)控和構(gòu)效關(guān)系做出了系統(tǒng)的工作。主持和參與國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃項目、重大研究計劃培育項目，獲北京市自然科學(xué)二等獎；在眾多頂尖學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文150余篇，引用1.5萬余次。在科學(xué)儀器領(lǐng)域，帶領(lǐng)東方譜學(xué)（安徽吸收譜儀器有限公司）斬獲科技部重點研發(fā)項目，首次實現(xiàn)雙束臺式XAFS技術(shù)裝備，可同步測定兩種及以上元素；自主研制世界首臺全波段X射線發(fā)射譜儀，在低含量物種價態(tài)、電子自旋與軌道表征方面取得關(guān)鍵技術(shù)突破。

為高端設(shè)備造“中國心”

7月17日，盛夏的合肥，熱浪滾滾。合肥未來大科學(xué)城片區(qū)科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)園內(nèi)燈光通明。走廊中間的一間實驗室里，功率放大器發(fā)出低頻嗡鳴，高功率旋轉(zhuǎn)陽極X射線管正在緊張測試中。一個穿著白色實驗服、戴著護(hù)目鏡的身影俯身盯著示波器上的波形圖，紋絲不動。他就是柳守杰——安徽大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授，也是暑期里仍在科創(chuàng)攻堅的領(lǐng)軍人。

17公里外，安徽大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院實驗室內(nèi)，一群放棄了假期的師生正在研究材料的合成，桌面上的書籍資料摞了半尺高，一旁的白板上寫滿了密密麻麻的公式和箭頭。學(xué)生們輪流盯著設(shè)備，每隔一小時記錄一組數(shù)據(jù)。這里沒有放假的概念，只有為打破國外技術(shù)壟斷而爭分奪秒的緊迫感。

7月8日，國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會、兩院院士大會、中國科協(xié)第十一次全國代表大會在北京召開。習(xí)近平總書記發(fā)表重要講話，明確指出“十五五”時期是科技強(qiáng)國建設(shè)的關(guān)鍵攻堅期，要求加快推進(jìn)高水平科技自立自強(qiáng)。這句話，柳守杰反復(fù)看了好幾遍。他轉(zhuǎn)頭對身邊的研究生們說：“咱們干的這件事，正踩在時代的節(jié)拍上。”

柳守杰教授在調(diào)試試驗儀器

被“卡”住的“心臟”

柳守杰的科研生涯一直圍繞材料的結(jié)構(gòu)與表征而行。博士畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)國家同步輻射實驗室的他，深耕X射線譜學(xué)領(lǐng)域十余年，在《Nature Chemistry》《Advanced Materials》等頂刊發(fā)表論文150余篇，連續(xù)入選科睿唯安全球高被引科學(xué)家。然而，學(xué)術(shù)榮譽越壘越高，他心里一個“疙瘩”卻越結(jié)越緊——實驗室里最核心的設(shè)備，高功率旋轉(zhuǎn)陽極X射線管全部依賴進(jìn)口。

在業(yè)界，旋轉(zhuǎn)陽極X射線靶被稱作高端X射線儀器的“心臟”。它產(chǎn)生的高通量、高穩(wěn)定X射線，直接決定了醫(yī)用CT、X射線衍射儀、X射線光電子能譜儀等設(shè)備的檢測精度、運行效率和使用壽命。在高端制造、生命科學(xué)、材料研發(fā)、半導(dǎo)體等領(lǐng)域，這顆“心臟”更是不可或缺。

“長期以來，這一核心技術(shù)領(lǐng)域被少數(shù)國外企業(yè)牢牢壟斷。我們不僅要支付高昂的采購費用，還處處受制于嚴(yán)苛的出口管制條款。”柳守杰回憶起幾年前一次采購經(jīng)歷，對方發(fā)來的技術(shù)參數(shù)表像一份“免責(zé)聲明”——關(guān)鍵性能指標(biāo)模糊，售后響應(yīng)周期冗長，“那種受制于人的感覺像一把鈍刀慢慢割。你發(fā)不出火，但心里憋得慌。”

這種“憋得慌”的感覺成了聯(lián)合團(tuán)隊攻關(guān)最原始的動力。2022年，柳守杰做了一個大膽的決定：一邊做教授，一邊下場創(chuàng)業(yè)。他牽頭創(chuàng)立了東方譜學(xué)-安徽吸收譜儀器設(shè)備有限公司，將實驗室的科研成果向產(chǎn)業(yè)化方向推進(jìn)。同年，他瞄準(zhǔn)了高端科學(xué)儀器X射線吸收譜和X射線發(fā)射譜方向前進(jìn)，同時還定下四年目標(biāo)，要解決X射線領(lǐng)域的核心配件—高功率旋轉(zhuǎn)陽極X射線靶。

三次失敗與一個不眠夜

非接觸穩(wěn)定支承、高速動平衡、真空環(huán)境適配——每一個詞背后，都是一道世界級的工程難題。

“這不是簡單的制造工藝改良，而是對底層物理機(jī)理與設(shè)計理論的突破。”柳守杰說，團(tuán)隊沒有現(xiàn)成的圖紙可抄，只能從零開始搭建仿真模型，一遍遍推倒重來。

2023年初，柳守杰調(diào)入安徽大學(xué)，加入王守國教授課題組，全力沖刺最后的難關(guān)。最艱難的一次攻關(guān)在2024年冬天：旋轉(zhuǎn)陽極靶盤的動平衡測試連續(xù)三次失敗，高速運轉(zhuǎn)時振動超標(biāo)，意味著X射線靶無法穩(wěn)定。王守國教授要求團(tuán)隊全體組員和研究生全力支持柳守杰攻關(guān)，團(tuán)隊連續(xù)奮戰(zhàn)了數(shù)月，柳守杰帶著多名研究生守在真空腔體旁，反復(fù)調(diào)整支承結(jié)構(gòu)參數(shù)。凌晨3點，第四次測試啟動。真空泵抽到預(yù)定閾值，陽極靶盤開始加速旋轉(zhuǎn)，數(shù)據(jù)顯示振動曲線趨近平直——成功了！實驗室里一片沉默，然后爆發(fā)出短暫的歡呼。柳守杰摘下護(hù)目鏡，揉了揉布滿血絲的眼睛，只說了一句：“趕緊記錄全部參數(shù)。”

“那段時間，柳老師白天在學(xué)校上課、處理行政事務(wù)，晚上泡在實驗室和企業(yè)車間，經(jīng)常半夜給我們發(fā)消息問數(shù)據(jù)。”研究生李祥指著手機(jī)聊天記錄，“凌晨2點的‘在嗎’，基本都是問測試結(jié)果的。”

這種與時間賽跑的攻關(guān)節(jié)奏已是團(tuán)隊工作的常態(tài)。今年暑假，團(tuán)隊沒有一人離校。研二學(xué)生朱駿原計劃7月初回家，看到團(tuán)隊上下都在爭分奪秒地攻堅，他毫不猶豫地退掉了車票。“柳老師始終和我們戰(zhàn)斗在一線，這種并肩作戰(zhàn)的勁頭比任何動員都更有力量。說真的，親眼看著一個‘卡脖子’的東西在自己手里一點點被攻克，這種成就感比放假強(qiáng)多了”。

柳守杰教授（右一）指導(dǎo)學(xué)生做試驗

把“論文”寫在國產(chǎn)設(shè)備上

今年5月，捷報傳來。柳守杰聯(lián)合團(tuán)隊成功研發(fā)出高功率旋轉(zhuǎn)陽極X射線管，各項基本參數(shù)均達(dá)到國際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。團(tuán)隊將其應(yīng)用于自主研制的雙光束桌面X射線吸收譜儀，實現(xiàn)了核心部件的全鏈條國產(chǎn)化。

這意味著，我國在高端X射線源領(lǐng)域第一次擁有了不受制于人的“大心臟”。工業(yè)檢測中的精密探傷、材料研發(fā)中的結(jié)構(gòu)分析、生命科學(xué)中的微觀成像、醫(yī)療領(lǐng)域的精準(zhǔn)檢測——這些應(yīng)用場景將不再被“缺芯”掣肘。

“我們不是在做錦上添花的事，而是在補(bǔ)產(chǎn)業(yè)的最短板。”柳守杰說。事實上，柳守杰團(tuán)隊在國產(chǎn)化道路上早已邁出堅實步伐。其創(chuàng)立的安徽吸收譜儀器設(shè)備有限公司此前已成功研發(fā)出國內(nèi)首套臺式X射線吸收譜儀（RapidXAFS），實現(xiàn)90%部件自主研發(fā)，累計交付超80套設(shè)備，2024年和2025年市場占有率50%以上，助力用戶發(fā)表600余篇高水平科研成果。

“柳老師給團(tuán)隊定了一條規(guī)矩——所有核心技術(shù)的突破必須同步考慮產(chǎn)業(yè)化落地。”研究生小張說，“他說高校不能只發(fā)論文，要把論文寫在國產(chǎn)設(shè)備上，寫在產(chǎn)業(yè)升級的鏈條里。”

錨定了下一個“高地”

國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會召開之后，柳守杰在團(tuán)隊例會上劃出了三大攻堅方向：迭代旋轉(zhuǎn)陽極光源、高性能探測器等核心部件，打造全鏈條國產(chǎn)替代方案；聯(lián)動高校共建產(chǎn)業(yè)園中試平臺，加速產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)跑；面向氫能、半導(dǎo)體、航空材料研發(fā)原位檢測新裝備。

“習(xí)近平總書記說‘科學(xué)的未來在青年’，我們這個團(tuán)隊就是要給年輕人搭梯子。”柳守杰說。目前，團(tuán)隊核心成員中“85后”“90后”是絕對主力，多名研究生在項目攻關(guān)中快速成長，發(fā)表了高水平論文并掌握了關(guān)鍵工程技術(shù)。

實驗室里，一群本科生正在學(xué)長指導(dǎo)下學(xué)習(xí)操作設(shè)備。他們都是暑假主動申請留下來的，“跟著柳老師做項目，學(xué)了一年課，在這里終于應(yīng)用上，真正理解了什么叫‘學(xué)以致用’”。

窗外暮色漸濃，實驗室的燈光依然亮著。柳守杰站起身，走到新組裝的雙光束桌面X射線吸收譜儀前，輕輕拍了拍外殼：“以后，這上面不會再貼有外國制造的標(biāo)簽了，它是‘中國造’。”

在合肥，像柳守杰團(tuán)隊這樣暑期“不打烊”的高校科研團(tuán)隊還有很多。他們放棄了假期，守住了燈火，也守住了中國科技自立自強(qiáng)的希望。正如柳守杰常對學(xué)生們說的那句話——“我們多熬一個夜，國產(chǎn)設(shè)備就早一天用上自己的‘心臟’”。

科創(chuàng)心語

□安徽大學(xué)王守國、柳守杰材料結(jié)構(gòu)表征儀器研制團(tuán)隊

細(xì)讀習(xí)近平總書記在國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會、兩院院士大會、中國科協(xié)第十一次全國代表大會上的重要講話，青年科研者倍感振奮、重任在肩。習(xí)近平總書記提出加快高水平科技自立自強(qiáng)，打通產(chǎn)學(xué)研轉(zhuǎn)化鏈路，攻堅高端科學(xué)儀器“卡脖子”難題，為我們X射線譜學(xué)青年研發(fā)團(tuán)隊指明青春攻堅航向。

目前團(tuán)隊在X射線吸收、發(fā)射裝備賽道躋身國際一流，但高端衍射設(shè)備核心高功率X射線源長期依賴進(jìn)口，掣肘國內(nèi)催化、新材料產(chǎn)業(yè)升級。多年扎根一線攻關(guān)，正是青年科研人踐行自主創(chuàng)新使命的生動實踐。

下一步團(tuán)隊錨定三大攻堅任務(wù)：迭代旋轉(zhuǎn)陽極光源、高性能探測器等核心部件，打造全鏈條國產(chǎn)替代方案；聯(lián)動高校共建產(chǎn)業(yè)園中試平臺，加速國產(chǎn)X射線儀器產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)跑全球；聚力培育青年骨干，搭建接續(xù)創(chuàng)新人才梯隊，面向氫能、半導(dǎo)體、航空材料等領(lǐng)域研發(fā)原位檢測新裝備。我輩青年科研人堅守報國初心，以硬核技術(shù)沖破技術(shù)壁壘，牢牢把高端核心裝備自主權(quán)攥在中國人手中。

□本報記者 韋玉柏 通訊員 鄭敏

來源 | 安徽青年報

編輯 | 李志慧

校審 | 劉 鳴

終審 | 杜 軍

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