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【中國科學報】光電儀器亟待解決“卡脖子”問題

  近日,由中國科學院上海交叉學科研究中心主辦的第112期交叉學科論壇“先進光電儀器與應用研討會”在滬召開。與會專家認為,農業、畜牧業、生態環境監測等領域對光電儀器裝備有迫切需求,急需研制高精度植株表型光電裝備、保障糧食安全的先進光電裝備、危害氣體實時監測預警裝備和多元多模態危害物質在線高通量監測裝備等,解決“卡脖子”難題。

  中科院院士、中科院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所所長韓斌坦言,在水稻表型與基因測序方面,我國使用的高端光電儀器主要靠進口,價格高昂、維護成本高。“期待能自主研發相關光電儀器,為水稻的基因精確測序、關聯分析、水稻雜種優勢遺傳機制研究提供技術支撐。”

  中科院遺傳與發育生物學研究所研究員降雨強認為,精準獲取高分辨率時空表型是“后基因組時代”相關科研工作的瓶頸,我國雖已逐步開展了表型組學設備的引進和研發工作,但主流超分辨顯微成像技術及其裝備都被國外進口產品壟斷,急需自主可控的高端光電儀器。

  事實上,進口設備依然無法徹底解決我國的科研問題。湖南省農業科學院研究員朱明東表示,進口儀器難以適應中國水稻產業發展的實際需求,已成為我國水稻產業精細化、規模化發展的阻礙。

  光電儀器是以光電子學為基礎,綜合利用光學、精密機械、電子學和計算機技術解決各種工程應用問題的裝備。不同領域和應用對光電儀器的需求不同。

  比如,在育種方面,植株表型和生長環境監測對科學高效育種十分重要。光譜、紅外、激光等技術能夠實現植株生長各要素的全面監測,但該類高端光電儀器的研發在國內仍是空白。

  霉菌毒素污染給農業和畜牧業生產造成了巨大的經濟損失,急需研發霉菌類污染物在位檢測及脫毒處理一體化裝備,解決我國小麥赤霉病檢測技術難題。“該裝備應該具備覆蓋90%以上已知霉菌毒素的能力,并能完成分級處理。”中科院長春光學精密機械與物理研究所研究員譚鑫說。

  此外,光電設備在環境保護方面也表現出應用潛質。中科院上海技術物理研究所研究員顧明劍認為,對有害氣體遠程實時監測預警存在盲點,應充分發揮紅外高光譜成像技術的優勢研發相關光電儀器。

  水體污染監測也能用到光電儀器。中科院安徽光學精密機械研究所研究員謝品華介紹,水體放射性核素在線監測預警裝備將是光電儀器的又一應用。

  中科院上海光學精密機械研究所研究員黃立華認為,先進激光技術在該類儀器中發揮著重要作用,應該重視并開展激光浮游菌粒子計數器和飛秒激光技術的研究。

  “研制過程中,要實現關鍵核心器件的自主可控,關鍵核心器件是高端光電儀器的重要攻關方向。”中科院上海技術物理研究所所長丁雷表示。

  (原載于《中國科學報》 2019-08-23 第3版 綜合)

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