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【迎校庆·师大记忆】安师大研制的全国第一台时间分辨电子自旋共振波谱仪诞生记

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时间:2018-05-11
添加:袁黎平

时值初夏,树叶婆娑遮挡了从天而泄的阳光,安徽师大赭山校区的物理实验楼静静地立于高耸的树木之中,这栋其貌不扬的建筑一隅伫立着一座实验室,实验室的门旁贴着蓝底儿白字的门牌——ESR实验室(ESR即电子自旋共振谱波仪)。这里存放着全国第一台时间分辨电子自旋共振波谱仪,也寄存着安徽师大光与物质相互作用相关科学研究的一段悠悠历史。

于艰难中创业:“创基冰泮之上,立足枳棘之林”

上个世纪60年代,尚处青年的陆同兴老师怀揣满腔热血归国。伴随他一起归国的,还有当时只有美国、苏联等超级大国才拥有的微波器件。当时国家正处于科研发展的重要阶段,那时谁也不知道这些器件能为后来的科学研究取得突破做出重要贡献。恰逢特殊的历史时期,刚从苏联回来的陆同兴老师对随身带回来的机器倍加珍惜。往昔不念,来日可期。所幸历尽磨难这些珍贵的器件最终得以保存,并成为时间分辨电子自旋共振波谱仪重要的部件。

时间分辨电子自旋共振波谱仪主要用于检测光化学反应中间体,如自由基等物质,是唯一直接检测顺磁物质的方法。其由自动稳频系统、微波系统、信号采集系统组成,与激光照射系统共同使用。激光脉冲照射待研究溶液分子生成的自由基,转瞬即逝,溶液中自由基的寿命约为(10-7s)量级。在如此短促的时间内,若想一睹CIDEP的真面貌。即需使用TR-ESR记录生成的自由基在腔内的演化过程,并实时跟踪自由基的浓度变化。

于时代中进取:“博观而约取,厚积而薄发”

文革结束后,新的教育浪潮在全国境内悄然掀起,安徽师大亦紧跟全国教育政策组织进行各项教育复兴工作。为促进科研教育事业的发展,学校组织成立由陆同兴负责的近代物理实验室作为高年级学生进行实验的教研室。实验室组建初期,实验仪器设备的缺失成为当时最大的难题,且因为高年级学生实验难度较大,对实验仪器设备的水平要求更高。一般的实验仪器设备尚且可以购置,但如果想研究“光解自由基的电子自旋极化”这一国际前沿课题,“时间分辨电子自旋共振波谱仪”是不可缺少的设备,不仅是安徽师大没有,在全国也很难找出一台这样的仪器。

没有就只能自己研制, 20世纪80年代后期陆同兴老师终于等来了良好的契机。以世界银行的2万元贷款作为研究经费,陆同兴及其课题组共五人开始了对于时间分辨电子自旋共振波谱仪的手工制作。这时陆同兴从苏联带回的珍贵微波器件在制作过程中发挥了重要作用,成为它的重要组成部分。每一个零件都由大家亲手组装,连一块小小的电路板,从设计到焊接都是大家亲手完成的。经过三年的共同努力,全国第一台时间分辨电子自旋共振波谱仪终于在1992年成功诞生,于1993年完成鉴定。

时间分辨电子自旋共振波谱仪成功研制的消息发表于中国科学报之后,在国内外引起重要反响,国内多所高校前来商谈合作使用该仪器开展研究工作,奥地利化学学会会长、格拉茨大学教授Gremmp2010年还专程前来考察交流。

于和平中发展:“既滋兰之九畹兮,又树蕙之百亩”

时间分辨电子自旋共振波谱仪至今已运转20余年,依靠它培养出14名研究生,发表50余篇论文,其中SCI收录论文30余篇。陆同兴课题组相关成员积极帮助中科院成功开发TR-ESR功能,并对其CIDEP研究工作进行引导,同时与山东大学李干佐教授课题组合作,联合发表相关SCI论文18篇,由此确立了beplay体育在光解自由基的化学诱导电子自旋极化研究领域的国内地位。目前,时间分辨电子自旋共振波谱仪主要运用于教学和科学研究,且对社会长期开放。

 25年时光的打磨在它身上留下了不可磨灭的印记,机身不复光滑明亮,隐约可见锈迹斑斑,曲折的电线交叉在一起。它依旧坚守于实验室之中,经历着时间的磨损,让分子于其中激荡,让欢乐于其中升华,让人们对自然的认识不断深入。正如安徽师大的学者,在科学研究中勇攀高峰,在实践中寓学于乐。岁月流转,时间分辨电子自旋共振波谱仪与其研究者皆为安徽师大贡献最好的芳华,他们坚持不懈、艰辛卓绝的精神也将得到薪火相传。

(校大学生记者团 任曼玉 柏悦桦 丁立群 陈天姣/ 仇桢祺 毛昊/图,部分图片来源:陆同兴)

 

 

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