新安晚报 安徽网 大皖新闻讯  8月12日，合肥科学岛稳态强磁场实验装置混合磁体产生的45.22万高斯，刷新了尘封23年的世界纪录，震惊了全世界。虽然我国强磁场实验室起步较晚，但从合肥科学岛强磁场科学中心2008年承建稳态强磁场实验装置开始，仅仅用了十多年时间，就实现了从无到有、从跟跑到并跑、领跑的关键跨越，创造了强磁技术发展的“中国速度”。日前，新安晚报、安徽网、大皖新闻记者走进合肥科学岛，对稳态强磁场发展的“十年之路”进行深入采访。

产生的磁场是地球的90多万倍

中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心位于合肥科学岛上。2022年8月12日，该中心研制的国家稳态强磁场实验装置再次震惊了世界。其混合磁体（磁体口径32毫米）产生了45.22万高斯（即45.22特斯拉）的稳态磁场，刷新了同类型磁体的世界纪录，成为目前全球范围内可支持科学研究的最高稳态磁场。

稳态强磁场团队实验现场。

据了解，原世界纪录是1999年由美国国家强磁场实验室创造，其混合磁体产生45万高斯，至今已保持纪录23年之久。

混合磁体是国际上技术难度最高的磁体，也是能够产生最高稳态磁场的磁体。从结构上看，它由外“超导磁体”和内“水冷磁体”组合而成。此次国家稳态强磁场实验装置的混合磁体在26.9兆瓦的电源功率下产生45.22万高斯的稳态强磁场，达到国际领先水平，成为我国科学实验极端条件建设乃至世界强磁场技术发展的重要里程碑。

45.22万高斯磁场有多高呢？举一个例子。地球磁场约等于0.5高斯，45.22万高斯相当于地球磁场的90多万倍。

这么高的磁场，有什么用呢？

中科院合肥研究院强磁场科学中心学术主任、强磁场安徽省实验室主任、强光磁预研项目负责人匡光力说，稳态强磁场是物质科学研究需要的一种极端实验条件， “在强磁场实验环境下，物质特性会受到调控，有利于科学家们发现物质新现象、研究物质新规律。”

六年技术攻关终刷新世界纪录

如匡光力所说，稳态强磁场是物质科学研究需要的一种极端实验条件，是推动重大科学发现的“利器”。世界科技强国一直重视强磁场实验条件建设，目前国际上有五大稳态强磁场实验室，分布于美国、法国、荷兰、日本以及中国合肥科学岛。

稳态强磁场实验装置。

合肥科学岛的稳态强磁场实验装置始建于2008年，是国家发改委“十一五”期间立项的国家重大科技基础设施。装置于2008年5月19日获批开工，2010年10月28日转入“边建设、边运行”模式，2017年9月27日通过国家验收并正式投入运行，目前包括十台磁体：五台水冷磁体、四台超导磁体和一台混合磁体。

据了解，科学岛的稳态强磁场实验装置在建设过程中就取得了一系列成就，磁体技术和综合性能处于国际领先地位。其中，团队成功研制出世界第二台40特斯拉级混合磁体、五台不同用途的水冷磁体（四创世界纪录、三台保持至今），建成了国际首创的水冷磁体扫描隧道显微镜、扫描隧道-磁力-原子力组合显微系统等一系列科学实验系统。

“这些装置为开展物理、化学、材料、生命健康和工程技术等学科的研究，提供了稳态强磁场实验条件，在多学科前沿探索中取得很多重大科技成果。”中科院合肥研究院强磁场科学中心磁体技术部副主任、强光磁预研项目组成员张俊是2010年来到合肥科学岛的，一路见证了稳态强磁场装置的建设和发展， “2016年，我们就自主研制成功中心场强达40万高斯的混合磁体，跻身世界第二。”

随后，强磁场团队继续勇攀科技高峰，在合肥综合性国家科学中心强光磁预研项目的支持下，在2022年刷新了世界纪录， “这六年里，我们一直在开展技术攻关，创新了磁体结构，研发了新材料，优化了制造工艺，终于取得重大技术突破。”

将为重大科研提升实验条件

这十年，是建设科技创新策源地、打造“科技强国”的十年，而科学岛强磁场装置，也逐渐开始发挥威力，为重大科研助力。

据统计，国家稳态强磁场实验装置自投入运行以来，已经运行超过50万个机时，为国内外170多家单位提供了实验条件，包括清华大学、北京大学、中国科大、复旦大学、南京大学、浙江大学，中科院物理所、高能所、电工所、半导体所，美国哈佛大学、新加坡国立大学、德国马普所等装置用户，在物理、化学、材料、生命健康、工程技术等领域开展了超过3000项课题的前沿研究，取得了一系列重大科技成果，如首次发现外尔轨道导致的三维量子霍尔效应、揭示日光照射改善学习记忆的分子及神经环路机制等。

与此同时，研发装置衍生的成果和依托装置研究产生的多项成果，如组合扫描探针显微技术、国家Ⅰ类抗癌创新靶向药物等，成功地转化为现实生产力。

“我们发挥大科学装置‘沿途下蛋’机制，依托装置衍生多项具有广泛应用前景的科技成果。”科学岛强磁场科学中心有关负责人举例说，王俊峰研究员课题组在装置所属的超导磁体SM3及配套NMR支持下，对糖尿病候选药物FGF21进行改造后制成FGF21SS，糖尿病小鼠实验结果表明FGF21SS表现出更加优异的降血糖、减体重效果，具有良好的成药性，有望在完成临床转化后用于糖尿病、肥胖和非酒精性脂肪肝等慢性代谢性疾病治疗。 “相关研究成果已申请国家发明专利和国际专利保护，目前已与多家企业达成协议，共同推进临床试验和产业化。”

这位负责人表示，此次产生世界最高的稳态磁场，将提升实验条件，将在低功耗电子材料等研究中发挥不可或缺的关键作用。 “随着混合磁体产生的磁场强度的提高，其开放共享水平、用户服务水平也将得到大幅提升。”

科研骨干平均年龄只有35岁

这十年，科学岛稳态强磁场实验装置不仅称为创新的“强磁场”，也成为人才的“强磁场”，尤其是年轻科研人员的“强磁场”。

就拿这次“45.22万高斯”实验来说，创造世界纪录的团队的科研骨干，是平均年龄35周岁的年轻人。 “他们扛重担、挑大梁，努力工作，锲而不舍。虽然经历了很多失败，但每次失败都让这些年轻人锻炼得更强。”中科院合肥研究院强磁场科学中心首席科学家张裕恒院士说。

中科院合肥研究院强磁场科学中心副研究员、强光磁预研项目水冷磁体技术攻关组成员房震就是这样一个年轻人。他今年33岁，2018年从中国科学技术大学博士毕业后，加入科学岛强磁场团队。 “从40特斯拉到45特斯拉，我们走了六年。我们经历过失败，然后从磁体的设计、材料的选用，以及装配和测试，各方面都经过了一系列的优化，最终实现了来之不易的45.22特斯拉。”

据了解，为了更好地发挥房震等年轻科研人员的能力，今年4月，强磁场科学中心党委成立了高场磁体技术青年创新突击队，突击队队员全程参与了此次冲击世界纪录的重要任务，并在其中起到了骨干引领作用。

下一步，这些强磁场里的年轻人，还将继续努力促进装置性能提升和成果产出，在实现高水平科技自立自强的伟大征程中，成为科技创新的“最强磁场”。

徐菲菲 尹航 新安晚报 安徽网 大皖新闻记者 于源绮  余康生 项磊