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深海探测与资源开发技术在海洋环境研究和深

  本报讯(记者谢小芳)记者昨日从中科院大连化物所获悉,日前,中国科学院深渊科考队赴马里亚纳海沟海域,执行战略性B类先导专项“海斗深渊前沿科技问题研究与攻关”和国家重点研发计划“深海关键技术与装备”重点专项等任务,使用原位实验号、万泉号、天涯号深渊着陆器对我国自主研发的一系列深海装备进行成功试验和实际应用,其中包括由中科院大连化物所李灿院士团队研发的紫外激光拉曼光谱仪。这是国际上首次利用紫外激光拉曼光谱仪进行深海探测,创造了拉曼光谱仪最高深海探测纪录(7449米)。该仪器的成功研发将提升我国在深海矿藏、能源资源(天然气水合物)、碳循环与气候变化以及深海生物信息方面的探测能力。此次海试验证成功,表明我国从此可以对全世界99%以上海域进行分子光谱探测,将为实施我国海洋强国战略作出贡献。

  随着陆地能源日趋紧张,深海探测与资源开发技术在海洋环境研究和深海资源开发进程中发挥着不可替代的作用。谁先掌握了深海调查探测与资源开发的先进技术,谁就掌握了世纪海洋战略发展的主动权。拉曼光谱技术是一种可以对海洋资源进行原位探测的分析技术,能对深海海水水文环境、矿藏等进行分析。早在1998年,李灿研究员带领的团队就研制国内第一台具有自主知识产权的紫外拉曼光谱仪,并将该技术应用于材料研究中,解决了拉曼光谱研究材料中长期存在的荧光干扰难题。在此基础上,将紫外拉曼光谱技术引入深海海底探测,是目前世界上尚未见报道的尝试,在高端仪器研制方面是一种创举。

  如何将紫外拉曼光谱仪的分光系统缩小到一个笔记本大小,是研发团队首先面临的问题。另外,深海条件下,光谱仪面临高压(约700个大气压)和频繁着陆冲击等极端条件,对光谱仪性能提出苛刻要求。李灿院士团队通过科学设计,反复验证,采用折叠反射镜、光纤软连接及同轴反射镜等一系列技术,历经三年攻关,研发成功满足深海极端条件应用的紫外拉曼光谱仪器,并与三亚深海所工程人员完成光谱仪应用工程化。

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