小學(xué)生在老師的帶領(lǐng)下參觀太原理工大學(xué)的實驗室,。圖片由太原理工大學(xué)提供
山西大學(xué)國家重點實驗室向市民開放,。圖片由山西大學(xué)提供
山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院的學(xué)生在果樹種植大棚參觀,。圖片由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)提供
2024年山西省科技活動周于5月25日至6月1日舉行,。本次活動以“弘揚(yáng)科學(xué)家精神,激發(fā)全社會創(chuàng)新活力”為主題,,深入宣傳黨的二十大關(guān)于科技創(chuàng)新重大決策部署,,大力弘揚(yáng)科學(xué)家精神,并廣泛開展面向公眾的特色科技活動,。
科技活動周期間,,我省多家重點實驗室積極響應(yīng),免費(fèi)向公眾開放,,并推出了形式多樣,、各具特色的科技活動,旨在激發(fā)青少年的科學(xué)夢想,,培育科技創(chuàng)新的青春力量,。
從一塊煤炭,透視清潔能源領(lǐng)域新成果
5月25日,,一場突如其來的暴雨席卷太原,。道路上行人稀少,太原理工大學(xué)省部共建煤基能源清潔高效利用國家重點實驗室里卻人頭攢動,。
“雖然山西產(chǎn)煤很出名,,但平時孩子接觸不到這方面的知識,,對煤是如何形成的、如何使用的并不清楚,。希望通過這次活動讓孩子更直觀地了解煤炭,。”冒著大雨,,朱女士和孩子一起來到實驗室,,對此次活動充滿了期待。
“我們的實驗室圍繞著‘煤炭’和‘清潔’兩個關(guān)鍵詞展開,。在煤炭轉(zhuǎn)化為其他產(chǎn)物的過程中,,會產(chǎn)生很多廢水。同學(xué)們現(xiàn)在看到的這些大罐子里養(yǎng)了各種各樣的細(xì)菌,,它們會降解掉廢水中的有害物質(zhì),,避免對環(huán)境的污染?!币粚訉嶒灮乩?,杜朕屹教授正生動地向同學(xué)們介紹煤化工廢水清潔高效系統(tǒng)化處理技術(shù)。這項技術(shù)以煤化工廢水為研究對象,,研發(fā)系統(tǒng)化處理工藝,,開發(fā)廢水高效除油技術(shù)、同步脫氮除碳生物菌,、高效生物酶催化劑制備技術(shù)和污泥高效脫水技術(shù),,實現(xiàn)了煤化工廢水近零排放。
同學(xué)們跟隨著杜朕屹的腳步,,好奇地觀察著實驗室內(nèi)的各類大型表征儀器,,時不時七嘴八舌地討論:“煤炭原本就是這個顏色嗎?”“煤炭居然能做眼鏡鏡片,!”……
參觀完實驗基地后,,杜朕屹帶領(lǐng)同學(xué)們來到了謝克昌院士工作室,講述了謝克昌院士的先進(jìn)事跡和科研成果,,鼓勵同學(xué)們向院士學(xué)習(xí),,樹立遠(yuǎn)大理想,為中國式現(xiàn)代化建設(shè)貢獻(xiàn)青春力量,。
“小學(xué)生能接觸的生活場景有限,,這是一次拓寬孩子科學(xué)視野的好機(jī)會。也許某一個孩子在這里萌生了對科技的興趣,,成為未來的大科學(xué)家,。”帶著二年級的孩子來參加活動的郭先生說,。
省部共建煤基能源清潔高效利用國家重點實驗室是在謝克昌院士領(lǐng)導(dǎo)下,,經(jīng)過30余年艱苦奮斗建立起來的,。多年來,實驗室始終堅持以煤炭能源清潔高效低碳轉(zhuǎn)化與利用這一重大需求為主線,,開展煤炭清潔高效利用發(fā)展戰(zhàn)略,、煤結(jié)構(gòu)與反應(yīng)性科學(xué)基礎(chǔ)、煤高效轉(zhuǎn)化燃料及化學(xué)品和煤化工過程節(jié)能與減排等方面的產(chǎn)學(xué)研工作,。在全體科研人員的努力下,,實驗室成果斐然,已獲得國家自然科學(xué)獎二等獎1項,、國家科技進(jìn)步獎二等獎1項,、國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎2項、高等教育(研究生)國家級教學(xué)成果獎二等獎1項以及省部級獎40余項,,為我國能源領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新及人才培養(yǎng)作出重要貢獻(xiàn),。
用一束光線,推開神秘量子世界的大門
初夏時節(jié),,山西大學(xué)的校園里草木蔥蘢,,處處散發(fā)著濃郁的人文氣息。在花木的掩映下,,佇立著一座威嚴(yán)高大的深灰色大樓,。這就是量子光學(xué)與光量子器件國家重點實驗室。
山西大學(xué)量子光學(xué)實驗室創(chuàng)建于1984年,,是國內(nèi)最早開展量子光學(xué)研究的單位之一。2001年經(jīng)科技部批準(zhǔn)建設(shè)量子光學(xué)與光量子器件國家重點實驗室,。實驗室圍繞國家布局的量子信息與量子調(diào)控等重大科學(xué)前沿問題,,開展高水平前沿科學(xué)研究。在量子信息網(wǎng)絡(luò),、量子存儲與通信,、超冷原子量子模擬等方面取得了一系列具有國際影響的原創(chuàng)性成果。
這些研究成果,,離不開實驗室一百余名研究人員嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和對真理鍥而不舍的追求,。但在科技周活動期間,記者看到了研究人員“接地氣”的另一面,。
“光是什么,?光究竟是波還是粒子?這一爭論直到二十世紀(jì)初才被愛因斯坦破解——光具有波粒二象性,。量子是在探究光的本性的過程中產(chǎn)生的……”二層會議廳里,,主講人蘇曉龍以一束光線引出了量子理論的誕生。量子是現(xiàn)代物理的重要概念,,但對于中小學(xué)的同學(xué)們來說,,這個概念還是有點超前,。
蘇曉龍看出了同學(xué)們的迷茫,幽默地問:“是不是有同學(xué)聽睡著了,?”在同學(xué)們的笑聲中,,他用形象的比喻來介紹量子:“同學(xué)們有沒有去過海邊?量子就像是沙灘上的一粒沙子,,魚群里的一條魚,,是事物的最小單位?!彪S后,,他以一部手機(jī)為例,講解了量子物理和光學(xué)技術(shù)在生活中的應(yīng)用,。蘇曉龍生動的講述讓原本深奧的概念變得易于理解,,贏得了同學(xué)們的陣陣掌聲。
在冷原子實驗室里,,熱情的同學(xué)們爭先恐后地圍在講師楊鵬飛身邊提問,。在同學(xué)們面前,楊鵬飛更像是一個親切的大哥哥,。
“為什么要降溫呢,?因為在正常室溫下,原子運(yùn)動的速度達(dá)幾百米每秒,。我們利用激光冷卻手段,,將原子降溫到我們現(xiàn)在的室溫的一百萬分之一。在這樣的低溫狀態(tài)下,,原子的速度會降到10厘米每秒,,這樣更便于我們控制原子?!睏铢i飛耐心地解答同學(xué)們的疑問,。
“原子那么小,怎么才能控制原子,?”很快,,有同學(xué)提出了新的問題。
“如果現(xiàn)在有一碗米,,我想從里面取出一粒米,,用什么最方便?沒錯,,就是用鑷子,。在做實驗時,我們也是用鑷子從幾百萬個原子中抓取單個原子,但是我們用的是光做的鑷子,。我們把一束激光用透鏡聚焦,,聚焦到頭發(fā)絲的一百分之一那么細(xì)。這樣就可以用這個光鑷來抓取一個原子了,?!彪S著楊鵬飛的講述,同學(xué)們不時發(fā)出驚嘆聲,,被神秘的量子世界深深吸引,。
在科普活動中,量子光學(xué)與現(xiàn)實生活的距離被拉近,,切身的體驗激發(fā)了學(xué)生對科學(xué)的興趣,。山西大學(xué)附屬小學(xué)五年級的學(xué)生程宥然興奮地說:“今天我學(xué)到了很多新知識,印象最深刻的就是那些精密的儀器,,尤其是一些大型儀器讓我很好奇,。希望以后我也能來這里工作?!薄敖裉煳覀兛吹搅撕芏嗔孔庸鈱W(xué)的前沿技術(shù),,讓我真正體會到物理學(xué)科在實際生活中的應(yīng)用,更加堅定了我在物理學(xué)道路上繼續(xù)探索的決心,?!鄙轿鞔髮W(xué)附屬中學(xué)高一學(xué)生白鎵暢說。
以一棵棗樹,,培育林業(yè)科技發(fā)展新力量
小滿過后,,天氣漸熱。在果樹種質(zhì)創(chuàng)制和利用山西省重點實驗室的組織下,,山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院的學(xué)生們來到太谷棗試驗站核心示范園參觀實習(xí),。
“環(huán)割是調(diào)控果樹生長發(fā)育的常用手段,可以截流皮部篩管的有機(jī)營養(yǎng),,使其倒流回花芽和果實,,從而起到促花促果的作用,。同學(xué)們要注意,,環(huán)割后一定要及時處理樹體傷口,避免病蟲害的入侵和感染……”此時正值花期,,研究員以棗樹為例,,重點講解了促花保果的主要措施及操作要求,包括如何進(jìn)行環(huán)剝(環(huán)割),、噴施赤霉素和磷鉀硼肥,、抹芽、摘心等實用技術(shù)。學(xué)生們圍在研究員身邊,,認(rèn)真記錄著操作要點,。
果樹種質(zhì)創(chuàng)制和利用山西省重點實驗室誕生于2015年,立足我省特優(yōu)果樹種質(zhì)資源的研究現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展需求,,開展果樹種質(zhì)資源庫創(chuàng)建及性狀鑒定評價,、功能基因發(fā)掘和種質(zhì)創(chuàng)制等重要領(lǐng)域的研究。實驗室在特色果樹種質(zhì)創(chuàng)新與開發(fā)利用項目中,,收集保存國內(nèi)外果樹種質(zhì)資源4000余份,,培育新品種110個?!霸绾趯殹逼咸炎鳛槲覈谝粋€歐亞種四倍體葡萄品種有效提升了葡萄種植的經(jīng)濟(jì)效益,,SH系、Y系等蘋果矮化砧助推我國蘋果產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,,“玉露香梨”被業(yè)內(nèi)稱為中國第一梨,,臨黃1號棗作為抗裂優(yōu)異品種大大推動了臨縣棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展……通過對葡萄多倍體育種技術(shù)、棗胚挽救技術(shù)等應(yīng)用技術(shù)的研究,,實驗室為山西省乃至全國果業(yè)發(fā)展提供了有力科技支撐,。
想要學(xué)好林學(xué),不僅要會讀書,,還要會“讀樹”,。“只有去到實地學(xué)習(xí),,直觀地看到山西省經(jīng)濟(jì)林的優(yōu)良品種,,了解它們的生長形態(tài)、栽培模式和管理技術(shù),,才能增強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)的理解和認(rèn)同,,成為未來林業(yè)發(fā)展的生力軍?!鄙轿鬓r(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院副教授王林說,。
“沒想到我們果樹所的棗、葡萄種質(zhì)資源圃這么厲害,,不僅構(gòu)建了國家棗,、葡萄種質(zhì)資源圃,還制定了全國第一個棗種質(zhì)資源鑒定評價技術(shù)規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),,真是讓我大開眼界,。”談到這次活動,,山西農(nóng)業(yè)大學(xué)2021級林學(xué)專業(yè)的學(xué)生劉斌澤感觸很深:“我在這里見到很多厲害的研究員,,他們戴著草帽,,皮膚曬得黝黑,辛勤地奔走在田野里,,親切地為我們講解果樹的栽培知識,。這種質(zhì)樸和執(zhí)著的精神值得我們學(xué)習(xí)?!?/p>
高校是教育,、科技、人才的集中交匯點,。以此次科技活動周為契機(jī),,我省國家重點實驗室將特色科技資源轉(zhuǎn)化為科普教育資源,在青少年心里埋下科學(xué)的火種,,點亮他們的科技創(chuàng)新之路,。(楊家煒)