“將未知化合物的紅外光譜與標準庫的紅外光譜進行比對，就可以迅速判定未知物的成分含量?！比涨?，中國科學院安徽光學精密機械研究所（以下簡稱安光所）環(huán)境光學中心紅外光譜技術研究團隊的負責人徐亮研究員告訴記者。

十年來，在中國工程院院士劉文清的指導下，他們專注于紅外光譜分析技術和紅外光譜儀器開發(fā)研究，所研制的系列紅外光譜分析系統(tǒng)在國家重大活動、灰霾治理、新農(nóng)村建設等領域大顯身手。

開發(fā)國產(chǎn)紅外光譜儀器

早在2005年，紅外光譜技術研究團隊就開始進行紅外光譜算法研究，開發(fā)了基于非線性最小二乘擬合的紅外光譜定量分析方法，并建立起包含有393種組份的標準吸收數(shù)據(jù)庫。

紅外光譜技術研究團隊研制的分析算法，為國際知名光譜儀器廠商提供多組份氣體濃度定量分析軟件模塊，并在環(huán)境監(jiān)測領域進行推廣應用，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。在與國外公司的合作過程中，團隊也發(fā)現(xiàn)進口紅外光譜分析儀器不僅價格高昂，還要受制于人。

2007年，紅外光譜技術研究團隊在國家高技術研究發(fā)展計劃（863計劃）“大氣多組分污染物及其時空分布連續(xù)自動監(jiān)測技術與設備”項目的支持下，通過自主研制掃擺式傅立葉變換紅外干涉儀系統(tǒng)，相繼集成開發(fā)了抽取式ftir（傅立葉變換紅外光譜）監(jiān)測系統(tǒng)、開放光路式ftir監(jiān)測系統(tǒng)和大氣污染多組分排放通量sof-ftir快速遙測系統(tǒng)。

該項目負責人高閩光研究員告訴記者：“我們開發(fā)的掃擺式傅立葉紅外干涉儀系統(tǒng)打破了國際技術壟斷，提升了我國分析儀器行業(yè)的自主開發(fā)水平。”

隨后，2010年，紅外光譜技術研究團隊在中科院知識創(chuàng)新工程重要方向性項目（上海高等研究院承擔）協(xié)作課題的支持下，開發(fā)了危險化學品泄漏現(xiàn)場掃描成像紅外遙測系統(tǒng)。2011年，他們又在“十二五”科技支撐項目“村鎮(zhèn)環(huán)境監(jiān)測與景觀建設關鍵技術研究”的支持下，研制開發(fā)了便攜式傅立葉紅外多組分氣體分析儀。

2013年，紅外光譜技術研究團隊作為第一技術支撐單位，獲得國家重大科學儀器設備開發(fā)專項“高性能傅立葉變換紅外光譜分析儀器開發(fā)和應用”項目資助。日前，該專項已經(jīng)順利通過科技部組織的中期評估檢查，并獲得現(xiàn)場評估專家的高度評價。

該專項技術負責人徐亮介紹：“該紅外光譜分析儀器的分辨率可以達到0.125cm-1，信噪比和100%子線等主要性能指標均優(yōu)于國外同類儀器，該項目的研制標志著國產(chǎn)光譜儀器性能達到國際先進水平?！?/p>

記者從安光所獲悉，在該光譜儀研制的基礎上，科研團隊還開發(fā)了四種典型應用：在氣象探測應用領域中，實現(xiàn)了對大氣中二氧化碳、甲烷和一氧化二氮等關鍵溫室氣體的高靈敏在線監(jiān)測；在污染源排放監(jiān)測應用中，實現(xiàn)了超低排放的10余種高溫煙氣連續(xù)自動在線監(jiān)測；在中藥生產(chǎn)過程分析應用中，實現(xiàn)了銀杏總黃酮和銀杏總內(nèi)酯以及水分含量的快速評價；在藥品快速檢驗應用中，實現(xiàn)了典型藥片、膠囊等藥品的真?zhèn)巫R別。

服務國家重大活動

據(jù)徐亮介紹，2008年，為保障北京奧運期間大氣環(huán)境質(zhì)量，紅外光譜技術研究團隊自主研發(fā)的抽取式ftir監(jiān)測系統(tǒng)和開放光路式ftir監(jiān)測系統(tǒng)，分別在首都機場和燕山石化系統(tǒng)監(jiān)測了北京及周邊地區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量，并為“奧運空氣質(zhì)量日報”的發(fā)布提供了翔實的數(shù)據(jù)，這些科學、翔實的數(shù)據(jù)為我國政府制定控制措施改善大氣環(huán)境提供了有力的數(shù)據(jù)支撐，為我國政府兌現(xiàn)關于奧運空氣質(zhì)量的承諾提供了重要科技保障。

除此之外，他們研發(fā)的抽取式ftir監(jiān)測系統(tǒng)、開放光路ftir監(jiān)測系統(tǒng)和大氣污染多組分排放通量sof-ftir車載遙測系統(tǒng)，先后在上海世博會、廣州亞運會、南京青奧會以及2015年抗戰(zhàn)紀念日閱兵等重大國際活動期間得到應用。

參與新農(nóng)村建設

今年，紅外光譜技術研究團隊研制的便攜式傅立葉紅外多組分氣體分析儀參與了“十二五”農(nóng)村領域國家科技計劃課題“村鎮(zhèn)環(huán)境監(jiān)測與景觀建設關鍵技術研究”，并分別在湖南長沙和江蘇常熟開展了示范應用。

高閩光指出，該分析儀可對農(nóng)村施放氮肥、畜牧養(yǎng)殖、不完全燃燒的炊煙方式、燃燒秸稈等形成的二氧化氮、氨氣、甲烷、一氧化碳、pm2.5顆粒物等以及村鎮(zhèn)城鎮(zhèn)化轉型過程中可能排放的甲醛、二氧化硫等進行實時監(jiān)測，為農(nóng)村向城鎮(zhèn)化轉型、過程評估提供監(jiān)測手段。

數(shù)據(jù)顯示，改革開放以來，我國城鎮(zhèn)化率由1978年的17.9%提高到了2011年的51.3%。經(jīng)過30多年的發(fā)展，我國城鎮(zhèn)規(guī)模不斷擴大，村鎮(zhèn)基礎設施和公共服務設施水平有所提升，農(nóng)村生產(chǎn)和生活環(huán)境有了一定的改善。

村鎮(zhèn)建設科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃指出，與發(fā)達國家注重推動城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展、保護傳承村鎮(zhèn)傳統(tǒng)文化與資源的后城鎮(zhèn)化發(fā)展模式相比，我國村鎮(zhèn)建設科技支撐能力依然十分薄弱，特別是適應不同地域村鎮(zhèn)建設和農(nóng)民實際需求的先進適用技術供給明顯不足，嚴重制約我國新農(nóng)村建設和城鎮(zhèn)化健康發(fā)展。

如今，紅外光譜技術研究團隊正在積極開展批量試制、面向?qū)嶋H應用，為客戶提供最優(yōu)質(zhì)的國產(chǎn)光譜儀器。徐亮告訴記者：“我們團隊最大愿景就是打破國際技術壟斷、提高國產(chǎn)分析儀器自主開發(fā)水平，為國家科技夢的實現(xiàn)添磚加瓦。”