先进光源上建立了高压合作团队,利用多种同步辐射方法,研究了多种材料在高压条件下的奇异性质,开创了利用同步辐射实验方法研究高压材料的先河,引起世界瞩目。
为什么要用同步辐射方法来研究高压下的材料结构?这是因为高压研究的样品尺寸在几十微米量级,只有将X射线聚焦到这样的尺寸才能进行研究。同步辐射亮度高,聚焦到极小的尺寸,光密度也很高,能够更精确地展现材料的结构,从而预测新材料合成的条件。高压学科有一个亟待突破的领域,即利用高压技术压缩氢气生成金属氢,这一研究的突破被人们认为很有可能获得诺贝尔奖。
探寻环境中的重金属
目前,环境污染中的重金属污染尤为严重,重金属具有富集性,很难在环境中降解。重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用,使它们失去活性,对人体会造成很大的危害。
汞是对环境及生物有严重危害的重金属元素之一。我国是汞生产、消费和排放大国,近年来,中科院高能所依托同步辐射装置研究了汞的形态,揭示了利用硒除汞的机理。我国科学家陈同斌曾发现过一种能够富集砷的植物,叫蜈蚣草。他和合作者利用北京同步辐射装置的X射线吸收谱学方法,发现了这种草富集砷的分布情况,解决了砷污染土壤植物修复问题。这一植物修复工程在云南和广西都开展了相关的产业化示范工作。国际上有科学家利用同步辐射研究稻米等农作物,结果发现有些污染物(如汞、砷)都富集在稻米的外层,而稻米内层则富含极具营养的铁和钙。稻米上的重金属污染研究正是利用了同步辐射的X射线微区荧光扫描法,在微米尺度上揭示了重金属污染的分布情况。这一发现对于人们辨别稻米质量、降低摄入性中毒的几率都具有极其重要的意义。
在环境学科里,同步辐射方法的应用尚处于探索时期,但笔者坚信,会有越来越多的环境问题需要同步辐射这个“火眼金睛”帮忙,最终找到解决污染的办法。
【责任编辑】张小萌