“創新浙江·浙師力量”專題報道?
知常明變者贏,守正創新者進。在加快建設創新浙江的新征程上,浙師牢記使命,奮勇爭先,統籌推進“1368”總體布局,一體推進教育科技人才改革發展,全力推進高水平大學建設,為全面建成特色鮮明的一流大學而努力奮斗。創新浙江,浙師有為。學校官微特開辟“創新浙江·浙師力量”專欄,聚焦加快建設創新浙江之路上的浙師實踐,講述浙師人的奮進故事,彰顯教育強國、教育強省建設的浙師擔當。
能精準追蹤大氣中看不見的碳蹤跡,全國首臺放射性碳同位素(C-14)激光光譜分析儀近日在浙江師范大學環境與氣候變化研究中心正式落地。該中心同步建成國內首個C-14光譜分析實驗室,共同構成“首臺設備+首個實驗室”的創新組合。這雙為“雙碳”戰略裝上的“中國眼”,填補了國內技術空白,標志著我國碳監測能力邁入精準化、實時化的新階段。

技術革新:從“膠片時代”到“智能感知”的跨越
這臺被譽為“碳蹤跡火眼金睛”的C-14激光光譜分析儀,其運行成本和維護費用,遠低于類似功能的傳統加速器質譜儀,如同用智能手機取代老式膠片相機,不僅省去了大量沖印開銷,操作也更簡單便捷。與傳統設備依賴深厚經驗和技藝不同,這臺C-14分析儀自動化程度高,直接測量CO2,無需復雜的石墨化過程,測量過程最短可以在數分鐘內完成,使精準測量變得輕松高效。
更值得一提的是,這項激光光譜技術就像是為大氣中的碳流動裝上了“實時直播”攝像頭,未來能在線不間斷監測大氣中的碳同位素變化,這是傳統技術無法企及的能力。浙師大通過引進和消化這項先進技術,實現了在碳監測領域的“彎道超車”。
未來,無論是在評估城市空氣質量,還是監測工業園區碳排放方面,這臺設備都將發揮關鍵作用,為我國“雙碳”目標的實現提供可靠的技術支撐。

攻堅克難:跨部門協作確保“大國重器”落地
然而,將這臺填補國內空白的“利器”從藍圖變為現實,其過程遠非一帆風順。
2024年6月19日,浙師大組織召開C-14光譜分析儀設備申購論證會,匯聚了中國環境科學研究院柴發合研究員、中國原子能科學研究院姜山研究員、北京師范大學趙曉雷研究員、浙江大學何勇教授等行業內權威專家,共同論證設備引進方案。
在設備引進的關鍵階段,面臨國債資金到位緊張導致的預付款支付難題。在學校計財處、實驗設備處與采購中心等部門和單位的鼎力支持下,支付工作迅速開啟綠色通道,確保了設備的順利供貨,充分展現了學校各部門協同作戰的執行力。

SCAR(飽和吸收腔衰蕩光譜儀)搬運的核心限制在于設備傾斜角必須小于10°,為此,研究中心專門聘用了在AMS與光刻機等超精密設備搬運方面富有經驗的貨運團隊。將設備搬運至4樓實驗室時,由于設備尺寸發生了微調,無法帶著包裝進入電梯。在杭州校區管委會多部門的協助下,通過反復比對多種方案后,團隊選擇了在最開始就拆掉包裝,裸機加延長板的方式,使用人力一點一點搬運。
周雁用“空氣都凝固了”來形容當時的場景,“我們連呼吸都小心翼翼,就怕一絲震動前功盡棄。”現場無人說話,只是緊緊盯著這臺“國寶級”設備一寸、一寸地挪過臺階,抬上樓道,再平穩地移向實驗室。當設備最終毫發無損地安放在預定位置,并在外籍專家幫助下成功運行調試時,所有人情不自禁地鼓掌歡呼。
“以前我們做碳排放監測,就像在茫茫人海中找一個人,得花好幾周時間才能找到線索;現在有了這臺'智能助手',幾小時就能鎖定碳源,精準度高,效率也高。”團隊成員凌強笑言,“我們戲稱這是在中國為C-14測量找到了一把'金鑰匙'。看到它穩穩擺在實驗室里,心里就覺得踏實,滿滿都是干勁兒。”


平臺建設:從單一設備到創新網絡的智慧布局
如果說引進設備是對團隊決心與細心的考驗,那么,從一臺孤零零的儀器到一個高效運轉的國內首個C-14光譜分析實驗室,則更像一場“白手起家”的創業,考驗的是團隊的集體智慧與開拓精神。
在杭州高等研究院執行院長陳達如研究員的統籌布局下,研究中心從零起步,確立了以C-14光譜分析為核心的三大研究方向:監測儀器研發、碳循環觀測評估、減污降碳協同管理。這三個方向既相對獨立,又相互支撐,構成了完整的技術創新鏈條。
“我們不能只做技術的使用者,更要做技術的創新者和標準的制定者。”陳達如表示。在他的推動下,研究中心迅速匯聚了浙師大杰出教授管祖光、中國環科院胡君博士等科研骨干,分別牽頭不同方向的研究工作。
這是一個兼具經驗傳承與創新活力的團隊——既有以管祖光、陳達如、胡君為代表的80后學術中堅,也有凌強、周雁等90后青年科研人員挑起一線擔當。隨著國家級領軍人才李中山教授率領零碳能源團隊的加入,以及學校、地方、國家的多方支持,研究中心實現了從“單一節點”到“強大網絡”的升級,構建起多學科交叉的創新平臺。

應用拓展:從環境監測到多領域服務的價值延伸
浙江師范大學環境與氣候中心隸屬于浙江師范大學杭州高等研究院,在“雙碳”國家戰略指引下,中心結合地方減污降碳實際需求,聚焦大氣環境與氣候變化,圍繞碳循環觀測、污染減排、可再生能源等方向展開系統研究。
今年2月,團隊在光學領域頂級期刊OpticsExpress發表題為Laserspectroscopyappliedinradiocarbondatingwiththebombpeak的重要研究成果,標志著我國在C-14激光光譜分析領域實現全球性突破。團隊聯合意大利合作方,成功開發出新型激光檢測系統,首次在全球范圍內實現基于激光光譜的C-14高精度定年。該技術被美國光學學會評價為“加速器質譜技術的革命性替代方案”,為我國在碳同位素分析領域的自主創新贏得國際認可。
在其他領域,C-14分析技術的價值也正在綻放異彩。在環境領域,它能夠精準識別碳排放來源,為城市空氣質量評估和工業園區排放監測提供可靠依據;在能源領域,可精準檢測生物質摻燒比例;在文物保護中,為古代遺存提供科學定年支持;甚至在創新藥物研發中,提供關鍵的碳同位素追蹤手段。
“我們致力于打造一個‘學科交叉、產學研融合’的創新平臺,讓科研成果真正惠及社會。”陳達如再次強調。這種“以交叉研究服務社會需求”的理念,正推動著技術成果的持續轉化。

未來展望:從技術突破到國家戰略的使命擔當
未來,環境與氣候變化研究中心將以C-14光譜分析實驗室為技術核心,聚焦區域碳排放精準評估、敏感點碳排放監測與自主化在線監測儀器研發三大方向,穩步實施“建立碳同位素分析能力、研發移動監測系統、申報省級和國家級重點實驗室”的三步走戰略。
與此同時,團隊還計劃將研究成果轉化為移動監測系統,實現從固定點位到區域覆蓋的跨越,為地方政府的環保決策提供更加精準的技術支持。
從洞察污染的瞬間,到追溯千年的年輪,這臺“碳追蹤之眼”正以其清晰的視野,為我國高質量發展的綠色未來,提供最精準的標尺。而其背后,是浙師大科研團隊對國家“雙碳”戰略的堅定回應,更是中國在全球環境治理中日益增強的技術自信與擔當。
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