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鹦鹉螺”照亮探索科技前沿之路:上海光源每年

  近十年来,在这个坐落在浦东张江张衡路239号的巨大鹦鹉螺式建筑里,一束束高能量、高质量的同步辐射光为我国科学家和企业照亮探索世界科技前沿之路。如今,围绕上海光源,一个接一个大科学装置在张江拔地而起,形成高密度的大科学装置群,成为上海建设具有全球影响力的科技创新中心新地标。

  到今年,上海光源已运行开放近十年,每年供光运行约5500小时,用户供光期间开机率可达到99%,处于同类装置的国际先进水平。

  这个项目缘起于上世纪90年代。当时,中国尚处于对国际科研热点的跟踪阶段,要实现从跟踪到迎头赶上,建造能够证实、实现科学思想的具有国际一流水准的大科学装置,至关重要。1993年底,丁大钊、方守贤、冼鼎昌三位院士向中央建议在我国建设一台第三代同步辐射光源。

  作为我国首个国家和地方共同投资兴建的大科学装置,上海光源得到了上海市强有力的支持,最终促成第三代光源落户上海。上海光源由中国科学院和上海市共建,14.3亿元资金,52个月工期,历经约15年的优化设计、预制研究和工程建设,于2009年正式建成。当时,英国《自然》杂志发文表示:中国加入世界级同步辐射俱乐部。

  上海光源的投入使用,立刻改变了我国必须依靠国外同步辐射装置开展科学研究的局面。尤其在结构生物学领域,上海光源支撑科学家在膜蛋白、蛋白质复合物,以及与禽流感、艾滋病、手足口病等流行病毒相关的蛋白质结构与功能研究中,取得了一批具有国际影响的重要成果。因此,上海光源工程荣获2012年度“上海市科技进步奖特等奖”和2013年度“国家科学进步奖一等奖”。

  首批七条光束线站向用户开放近十年,上海光源已是我国迄今为止建成的用户最多的大科学装置和多学科研究平台。

  数据显示,在上海光源的支持下,来自全国各地的高校、研究机构、医院和企业等近500家单位的两万多个用户已发表论文4000多篇,其中SCI-1区论文约1200篇,在《自然》《科学》《细胞》三种国际顶级学术刊物发表论文88篇,经这里解析的蛋白质结构数已连续四年在全球130多个生物大分子线站中名列第一。多项成果分别入选美国《科学》“十大科学突破”、欧洲《物理世界》十大突破、美国物理学会标志性进展、美国化学会十大科研成果,另有六项成果入选中国科学十大进展、四项入选中国十大科技进展新闻。

  这些令人瞩目的成就中,包括中国科学院物理研究所丁洪小组首次观测到外尔费米子的特征性现象表面费米弧、清华大学颜宁研究组在《自然》杂志发表的人源葡萄糖转运蛋白GLUT1结构及工作机理研究、清华大学施一公研究组完成的转录激活样效应蛋白特异性识别DNA的结构机理研究、中国疾控中心高福研究团队率先揭示的高致病性禽流感病毒跨种传播机制与H7N9感染人传播机制……

  为科学家提供更好的科学服务,上海光源形成了一套高效、完善的大科学装置管理制度。作为“科学家的工具”,光源团队还持续进行线站实验方法学研究与光源关键技术发展,现在加速器、波荡器等产品已出口韩国、以色列等国。

  如今,上海光源二期16条光束线站正在紧锣密鼓地建设中,预计到2021年,上海光源将有近40条光束线站向用户开放。而围绕上海光源,一座座大科学装置不断兴建,世界级大科学装置群在张江崛起,成为上海迈进具有全球影响力的科创中心的创新引擎。

  在上海光源附近,上海软X射线自由电子激光装置正在安装和调试,超强超短激光装置正冲击10拍瓦世界纪录,硬X射线自由电子激光试验装置已立项开建,一个世界级光子科学中心初具雏形。围绕上海光源,国家蛋白质科学研究(上海)设施、活细胞结构和功能成像平台等大科学装置正成为生命科学领域的科研利器。

  同时,基于大科学装置群而发展集聚的高端医疗、新材料研发、核心高端装备等产业正在迅速壮大,上海光源对产业的提升作用也在日渐凸显。目前,已有57家企业利用上海光源进行技术开发,涉及行业包括制药、化工、技术鉴定等。

  未来,上海光子科学大科学装置集群每年可汇聚来自世界各地的上万名科学家,他们将基于上海光源开展各项前沿研究。实验大厅、专业实验室、食堂、咖啡吧,将随处都可能碰撞出学科交融的火花。

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