在0.15克“月塵”中尋寶——月壤研究背后的故事
2021-10-20 09:49:32來源:光明日報編輯:唐霞責(zé)任編輯:{editor}
10月19日,,中國科學(xué)院發(fā)布了對嫦娥五號月球科研樣品取得的最新研究成果,,這是首批由我國科學(xué)家主導(dǎo)獨立完成的嫦娥五號月球科研樣品研究成果,。成果主要完成人之一、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所(以下簡稱“地質(zhì)地球所”)研究員李獻(xiàn)華院士的話語中隱隱透著驕傲和自豪:“所有的研究都是在我們所完成的,,這充分說明了我國的科研實力和創(chuàng)新能力,?!?
此次,,地質(zhì)地球所一共獲得5克樣品,。這些樣品是如何被研究的?讓我們看看月壤研究背后的故事,。
怎樣盡可能保證樣品的“純凈”
地質(zhì)地球所研究員楊蔚說:“月壤暴露在空氣中會受到污染,,我們在研究中要盡可能避免污染、盡可能使用無損分析方法或超微量有損分析,,同時還要具有高空間分辨能力,,保障研究結(jié)果的準(zhǔn)確?!?
楊蔚向記者介紹了研究所月球樣品潔凈室的千級超凈間,,其中放置了3套充滿高純氮氣的手套箱。月壤就是在這里被儲存,、處理和分析,。為避免空氣污染,科研人員在手套箱中進(jìn)行操作,。
“我們要控制與樣品接觸的氣體,,試劑和固體材料,?!睏钗到榻B,,因為月球上水含量極低,也沒有氧氣,,“我們要保證手套箱中水和氧氣的含量低于百萬分之一,。”他的語氣中略有遺憾,,“不過只要對樣品進(jìn)行研究,,就不可避免地會有損耗,無論是在分選月壤顆粒時,,還是使用儀器分析時,。”
樣品比塵埃更細(xì),,怎么找到那顆“最有故事”的月壤
月壤樣品更像是一把灰塵,,“嫦娥五號取得的月壤非常細(xì),均值只有60微米,,比阿波羅登月取得的月壤還要細(xì),。”李獻(xiàn)華伸出手掌,,吹了口氣,,“這樣吹口氣就沒了?!?
每一粒月壤都很珍貴,,但對科學(xué)研究來說,每一粒月壤研究的問題都不同,,怎樣才能找到那?!白钣泄适隆钡脑氯李w粒,?李獻(xiàn)華說,,比如地質(zhì)科學(xué)研究上最重要的定年礦物,“我們采用放射性同位素方法定年,,最好的樣品就是含鋯的顆粒,,如何挑出最合適的樣品成了關(guān)鍵,。”
地質(zhì)地球所所長吳福元院士隆重介紹了所里的“秘密武器”——技術(shù)員馬紅霞,。她有一雙獨特的巧手,,能快速自如地操控每一顆細(xì)如塵埃的樣品?!拔覀兯恢睆氖碌刭|(zhì)研究,,這樣的技術(shù)員是在我們所鍛煉出來的,,也是所里的‘寶貝’,現(xiàn)在國內(nèi)外很多科研機構(gòu)遇到分離樣品的難題時,,都要向我們借人,。”只要將合適的顆粒挑選出來制備成好樣品靶,,后面的事情就可以交給儀器去做了,。
同樣的樣品怎么做出最好的研究
月球樣品極其珍貴,不僅要有借有還,,更要最大限度地減少損耗,。李獻(xiàn)華說:“當(dāng)時我們團(tuán)隊借了3克樣品,還了2.85克,。僅消耗0.15克,,我們就完成了第一批研究任務(wù)?!?
如何用最少的樣品做出最好的結(jié)果,,在同行競爭中脫穎而出?
吳福元說,,這既得益于地質(zhì)地球所的科學(xué)積累,,更得益于“技術(shù)先行”的實驗平臺?!暗刭|(zhì)學(xué)科是一門與實驗聯(lián)系極其緊密的學(xué)科,,我們所建立了通用的實驗平臺——公共技術(shù)中心,購置了例如離子探針,、納米離子探針等儀器,。”平臺凝聚了一支穩(wěn)定的工程師隊伍,,在研究過程中,,科學(xué)家與工程師緊密結(jié)合,發(fā)明了獨特的技術(shù)和方法,,將儀器調(diào)試到最佳狀態(tài),,用吳福元的話說,是將儀器的能力“用到極限”,。李獻(xiàn)華說:“例如在定年過程中,,我們改進(jìn)了離子探針儀器的關(guān)鍵硬件,達(dá)到小于3微米束斑精確測試,??梢哉f,這樣的精度國際上沒幾家能做到,,我們處于國際領(lǐng)先地位,?!?
據(jù)悉,嫦娥五號月球樣品第二輪申請工作已經(jīng)開始,,月壤將告訴我們更多有關(guān)月球的奧秘,。吳福元說:“作為一名科技工作者,能參與到月球研究中,,這是一件幸事,!中國科學(xué)家已經(jīng)準(zhǔn)備好了,,我們對未來充滿期待,!”(記者 齊芳)
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