在0.15克“月塵”中尋寶——月壤研究背后的故事

　　10月19日，中國科學(xué)院發(fā)布了對嫦娥五號月球科研樣品取得的最新研究成果，這是首批由我國科學(xué)家主導(dǎo)獨立完成的嫦娥五號月球科研樣品研究成果。成果主要完成人之一、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所(以下簡稱“地質(zhì)地球所”)研究員李獻(xiàn)華院士的話語中隱隱透著驕傲和自豪：“所有的研究都是在我們所完成的，這充分說明了我國的科研實力和創(chuàng)新能力。”

　　此次，地質(zhì)地球所一共獲得5克樣品。這些樣品是如何被研究的?讓我們看看月壤研究背后的故事。

　　怎樣盡可能保證樣品的“純凈”

　　地質(zhì)地球所研究員楊蔚說：“月壤暴露在空氣中會受到污染，我們在研究中要盡可能避免污染、盡可能使用無損分析方法或超微量有損分析，同時還要具有高空間分辨能力，保障研究結(jié)果的準(zhǔn)確?！?/p>

　　楊蔚向記者介紹了研究所月球樣品潔凈室的千級超凈間，其中放置了3套充滿高純氮氣的手套箱。月壤就是在這里被儲存、處理和分析。為避免空氣污染，科研人員在手套箱中進(jìn)行操作。

　　“我們要控制與樣品接觸的氣體，試劑和固體材料。”楊蔚介紹，因為月球上水含量極低，也沒有氧氣，“我們要保證手套箱中水和氧氣的含量低于百萬分之一。”他的語氣中略有遺憾，“不過只要對樣品進(jìn)行研究，就不可避免地會有損耗，無論是在分選月壤顆粒時，還是使用儀器分析時?！?/p>

　　樣品比塵埃更細(xì)，怎么找到那顆“最有故事”的月壤

　　月壤樣品更像是一把灰塵，“嫦娥五號取得的月壤非常細(xì)，均值只有60微米，比阿波羅登月取得的月壤還要細(xì)?！崩瞰I(xiàn)華伸出手掌，吹了口氣，“這樣吹口氣就沒了。”

　　每一粒月壤都很珍貴，但對科學(xué)研究來說，每一粒月壤研究的問題都不同，怎樣才能找到那?！白钣泄适隆钡脑氯李w粒?李獻(xiàn)華說，比如地質(zhì)科學(xué)研究上最重要的定年礦物，“我們采用放射性同位素方法定年，最好的樣品就是含鋯的顆粒，如何挑出最合適的樣品成了關(guān)鍵?！?/p>

　　地質(zhì)地球所所長吳福元院士隆重介紹了所里的“秘密武器”——技術(shù)員馬紅霞。她有一雙獨特的巧手，能快速自如地操控每一顆細(xì)如塵埃的樣品。“我們所一直從事地質(zhì)研究，這樣的技術(shù)員是在我們所鍛煉出來的，也是所里的‘寶貝’，現(xiàn)在國內(nèi)外很多科研機(jī)構(gòu)遇到分離樣品的難題時，都要向我們借人。”只要將合適的顆粒挑選出來制備成好樣品靶，后面的事情就可以交給儀器去做了。

　　同樣的樣品怎么做出最好的研究

　　月球樣品極其珍貴，不僅要有借有還，更要最大限度地減少損耗。李獻(xiàn)華說：“當(dāng)時我們團(tuán)隊借了3克樣品，還了2.85克。僅消耗0.15克，我們就完成了第一批研究任務(wù)?！?/p>

　　如何用最少的樣品做出最好的結(jié)果，在同行競爭中脫穎而出?

　　吳福元說，這既得益于地質(zhì)地球所的科學(xué)積累，更得益于“技術(shù)先行”的實驗平臺。“地質(zhì)學(xué)科是一門與實驗聯(lián)系極其緊密的學(xué)科，我們所建立了通用的實驗平臺——公共技術(shù)中心，購置了例如離子探針、納米離子探針等儀器?！逼脚_凝聚了一支穩(wěn)定的工程師隊伍，在研究過程中，科學(xué)家與工程師緊密結(jié)合，發(fā)明了獨特的技術(shù)和方法，將儀器調(diào)試到最佳狀態(tài)，用吳福元的話說，是將儀器的能力“用到極限”。李獻(xiàn)華說：“例如在定年過程中，我們改進(jìn)了離子探針儀器的關(guān)鍵硬件，達(dá)到小于3微米束斑精確測試?？梢哉f，這樣的精度國際上沒幾家能做到，我們處于國際領(lǐng)先地位。”

　　據(jù)悉，嫦娥五號月球樣品第二輪申請工作已經(jīng)開始，月壤將告訴我們更多有關(guān)月球的奧秘。吳福元說：“作為一名科技工作者，能參與到月球研究中，這是一件幸事!中國科學(xué)家已經(jīng)準(zhǔn)備好了，我們對未來充滿期待!”

　　(本報北京10月19日電 本報記者 齊芳)