4月中旬，深圳北理莫斯科大學(xué)材料科學(xué)系教授列夫·特魯索夫、高級(jí)講師葉甫蓋尼·戈?duì)柊蛦谭蚝筒┦可捂和{(diào)研上海光源(SSRF)同步輻射站，進(jìn)行樣本測(cè)量并商談合作事宜。

左圖：葉甫蓋尼·戈?duì)柊蛦谭蚝投捂和谏虾９庠?SSRF)同步輻射站前；

右圖：段婧同在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前用特殊的“高科技”棍子觸發(fā)實(shí)驗(yàn)站安全裝置

同步輻射站是一種大型裝置，可通過(guò)帶電粒子（如電子）的加速和減速產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁輻射。粒子的這種運(yùn)動(dòng)通常發(fā)生在直徑為幾米到幾十米的特殊真空環(huán)中。同時(shí)，強(qiáng)輻射通過(guò)特殊的光學(xué)系統(tǒng)獲得必要的特性（波長(zhǎng)、偏振、強(qiáng)度、光束大小等），從而完成特定的科學(xué)任務(wù)。由于任務(wù)繁多，因此這類(lèi)設(shè)施中的光學(xué)系統(tǒng)也很多，每一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)都有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的工作站或線(xiàn)路——光束線(xiàn)站。除了統(tǒng)一的光路之外，光束線(xiàn)站還包括一些外圍設(shè)備，如探測(cè)器、熔爐、低溫恒溫器、產(chǎn)生磁場(chǎng)和高壓的設(shè)施等。在上海光源(SSRF)同步輻射站共有 14 個(gè)工作站（下圖）在執(zhí)行從 X 射線(xiàn)層析成像和廣角衍射到軟 X 射線(xiàn)光譜和顯微鏡等各種任務(wù)。

上海光源（SSRF）同步輻射站模型照片（黑色為電子運(yùn)動(dòng)軌跡，白色塊為實(shí)驗(yàn)站）

由于使用強(qiáng) X 射線(xiàn)獲得衍射圖案的任務(wù)需求相當(dāng)高。X 射線(xiàn)粉末衍射 (XRD) 光束線(xiàn)幾乎存在于每個(gè)同步加速器中。對(duì)于深北莫材料系科研團(tuán)隊(duì)而言，此次的任務(wù)是確定樣品中以極?。{米級(jí)）顆粒形式存在的各種氧化鐵（III）相的含量（圖 3）。顆粒越小，在衍射圖上的“可見(jiàn)度”就越低，因此在輻射亮度低幾個(gè)數(shù)量級(jí)的 X 射線(xiàn)衍射儀上進(jìn)行這樣的實(shí)驗(yàn)非常困難，甚至完全無(wú)法進(jìn)行，或者需要很長(zhǎng)時(shí)間才能收集到信號(hào)。

方石英 (SiO2) 基質(zhì)中氧化鐵 (III) 納米顆粒的顯微照片

深北莫材料系科研團(tuán)隊(duì)致力于合成ε-Fe2O3這種新型氧化鐵材料。這種氧化鐵相具有許多顯著的功能特性，因此有望用于制造新一代磁帶、太赫茲探測(cè)器和其他無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備以及各種生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。然而，由于此磁性相形成的復(fù)雜性，目前還沒(méi)有工業(yè)化生產(chǎn)磁性相以及基于磁性相的許多子材料的工藝。磁性納米微針是由非常堅(jiān)硬的方石英（SiO2）和嵌入其中的ε-Fe2O3 納米粒子組成的管狀物質(zhì)（圖 4）。這種 “工具 ”可以通過(guò)外部磁場(chǎng)進(jìn)行精確控制，并能對(duì)物體產(chǎn)生機(jī)械效應(yīng)，直至刺穿。這樣就可以通過(guò)針的內(nèi)部通道輸送特定物質(zhì)，例如向細(xì)胞輸送藥物或通過(guò)滲透壓改變/決定細(xì)胞環(huán)境。

含有 ε-氧化鐵 (III) 納米粒子的方石英微針的顯微照片

此外，科研團(tuán)隊(duì)與上海光源的專(zhuān)家們還探討了未來(lái)合作的可能形式，介紹了深圳北理莫斯科大學(xué)材料科學(xué)系的科研方向，還獲得了寶貴的測(cè)量數(shù)據(jù)。此次測(cè)量的結(jié)果將會(huì)出現(xiàn)在博士生論文中并在高水平科學(xué)期刊上發(fā)表。