4月中旬，深圳北理莫斯科大學材料科學系教授列夫·特魯索夫、高級講師葉甫蓋尼·戈爾巴喬夫和博士生段婧同調(diào)研上海光源(SSRF)同步輻射站，進行樣本測量并商談合作事宜。

左圖：葉甫蓋尼·戈爾巴喬夫和段婧同在上海光源(SSRF)同步輻射站前；

右圖：段婧同在實驗開始前用特殊的“高科技”棍子觸發(fā)實驗站安全裝置

同步輻射站是一種大型裝置，可通過帶電粒子（如電子）的加速和減速產(chǎn)生強烈的電磁輻射。粒子的這種運動通常發(fā)生在直徑為幾米到幾十米的特殊真空環(huán)中。同時，強輻射通過特殊的光學系統(tǒng)獲得必要的特性（波長、偏振、強度、光束大小等），從而完成特定的科學任務。由于任務繁多，因此這類設(shè)施中的光學系統(tǒng)也很多，每一個光學系統(tǒng)都有一個專門的工作站或線路——光束線站。除了統(tǒng)一的光路之外，光束線站還包括一些外圍設(shè)備，如探測器、熔爐、低溫恒溫器、產(chǎn)生磁場和高壓的設(shè)施等。在上海光源(SSRF)同步輻射站共有 14 個工作站（下圖）在執(zhí)行從 X 射線層析成像和廣角衍射到軟 X 射線光譜和顯微鏡等各種任務。

上海光源（SSRF）同步輻射站模型照片（黑色為電子運動軌跡，白色塊為實驗站）

由于使用強 X 射線獲得衍射圖案的任務需求相當高。X 射線粉末衍射 (XRD) 光束線幾乎存在于每個同步加速器中。對于深北莫材料系科研團隊而言，此次的任務是確定樣品中以極小（納米級）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“可見度”就越低，因此在輻射亮度低幾個數(shù)量級的 X 射線衍射儀上進行這樣的實驗非常困難，甚至完全無法進行，或者需要很長時間才能收集到信號。

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隊致力于合成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、太赫茲探測器和其他無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備以及各種生物醫(yī)學應用。然而，由于此磁性相形成的復雜性，目前還沒有工業(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 ”可以通過外部磁場進行精確控制，并能對物體產(chǎn)生機械效應，直至刺穿。這樣就可以通過針的內(nèi)部通道輸送特定物質(zhì)，例如向細胞輸送藥物或通過滲透壓改變/決定細胞環(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，科研團隊與上海光源的專家們還探討了未來合作的可能形式，介紹了深圳北理莫斯科大學材料科學系的科研方向，還獲得了寶貴的測量數(shù)據(jù)。此次測量的結(jié)果將會出現(xiàn)在博士生論文中并在高水平科學期刊上發(fā)表。