上海光源 照亮微觀世界科學(xué)大門

在張江科學(xué)城一個外形酷似“鸚鵡螺”的建筑里，光似乎停住了腳步。上海同步輻射光源(以下簡稱上海光源)產(chǎn)生寬波段的同步輻射光，每天供給全世界的前沿科學(xué)研究團隊使用。2004年12月開工建設(shè)，2009年5月6日對用戶開放，這一科學(xué)地標的崛起，使得中國以同類裝置最少的投資和最快的建設(shè)速度，加入到世界第三代同步輻射光源裝置的第一方陣。

截至2020年7月，上海光源完成了通過專家評審的實驗課題1.4萬多個，服務(wù)了遍布全國575家單位3116個研究組的30308名研究人員，已成為我國用戶和成果產(chǎn)出最多的大科學(xué)裝置。

“鸚鵡螺”里孵出科研結(jié)晶

上海光源能讓我們“看到”物質(zhì)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，洞悉原子分子運動的規(guī)律，照亮微觀世界的科學(xué)大門。這束光是許多中國科學(xué)家心目中照進科學(xué)前路的“夢想之光”。

上海光源的出現(xiàn)，使得原本無法做或者需要出國排隊做的分析工作，在“家門口”就可以完成。借助于上海光源，我國科學(xué)家通過實驗發(fā)現(xiàn)了外爾費米子，提出和驗證了單原子催化機理，在國際上首次觀察到了大鼠肺泡結(jié)構(gòu)，解析了禽流感、埃博拉、寨卡和基孔肯雅熱、新型冠狀病毒等一系列病毒的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)并闡釋了傳播機制。上海光源運行開放十年間，國內(nèi)裝置解析的蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)從99個增加到了5076個。

在上海光源的生物大分子晶體學(xué)線站，有30多家藥物研發(fā)企業(yè)在此開展研發(fā)工作。該站提供國內(nèi)藥物研發(fā)企業(yè)一種基于結(jié)構(gòu)的新的藥物研發(fā)手段。與傳統(tǒng)手段相比，基于結(jié)構(gòu)的研發(fā)手段更高效、更精準，第一個成功上市的藥物僅用時6年，促進了上海及周邊地區(qū)的新藥研發(fā)工作。

兼具強度與延展性的超級鋼、應(yīng)用于京滬高鐵的新一代高強高導(dǎo)銅鉻鋯合金接觸線、中石化研究團隊開發(fā)的全新結(jié)構(gòu)分子篩材料、首獲美國FDA和中國藥監(jiān)局認證的抗癌新藥“澤布替尼”、全球首條紡絲級單層氧化石墨烯、單原子催化從理論走向產(chǎn)業(yè)化……在上海光源的支撐下，新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)取得實質(zhì)性突破。

十年間，上海光源支撐諸多領(lǐng)域產(chǎn)生了一批有世界影響力的重大科研成果，在結(jié)構(gòu)生物學(xué)、凝聚態(tài)物理、化學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境和醫(yī)學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域也取得了重要突破。

帶動光子大科學(xué)裝置集群建設(shè)

高產(chǎn)出的背后，是上海光源始終對標國際一流裝置的結(jié)果。從一開始，開機率、平均故障修復(fù)時間、成果產(chǎn)出率等就是“硬指標”。十年來，裝置穩(wěn)定高效運行、性能不斷提升，這些“硬指標”處于同類裝置的國際先進水平。上海光源還堅持不懈地進行關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和實驗方法學(xué)發(fā)展，從開始的7線7站10種左右的實驗方法，到今天的17線21站百余種實驗方法，提升了裝置的性能水平和實驗?zāi)芰Α?/p>

一座世界級的光子大科學(xué)裝置集群正在張江崛起。以上海光源為起點，與正在建設(shè)中的軟X射線自由電子激光裝置、硬X射線自由電子激光裝置及超強超短激光裝置等大科學(xué)裝置集群形成具有重要國際影響力的光子科學(xué)中心，支撐我國科技創(chuàng)新突破和跨越發(fā)展。

第四代同步輻射光源已經(jīng)開啟。面臨新的發(fā)展機遇，上海光源科學(xué)中心主任趙振堂說：“下一個十年將是上海光源黃金運行開放時段，上海光源將持續(xù)產(chǎn)出重大成果，培養(yǎng)同步輻射骨干人才，發(fā)展新一代同步輻射光源不掉隊。”

目前，上海光源二期建設(shè)正在加緊進行，預(yù)計到2022年，上海光源將有35條光束線50個實驗站投入運行，屆時每年將有近萬名科研工作者在裝置上開展基礎(chǔ)、應(yīng)用和開發(fā)研究。上海光源二期建成投入運行后，其微觀結(jié)構(gòu)探測能力位居國際先進第三代同步輻射裝置的前列水平，也是我國未來5—7年內(nèi)最具國際競爭力的同步輻射光源。

標簽： 照亮微觀