近期，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機(jī)械研究所制出國(guó)內(nèi)首臺(tái)深海質(zhì)譜儀，并完成多次海試。相關(guān)研究成果以《用于深海氣體原位檢測(cè)的水下質(zhì)譜儀的研制與應(yīng)用》為題，發(fā)表在《中國(guó)分析化學(xué)》上。該工作推進(jìn)了國(guó)內(nèi)在深海質(zhì)譜儀研制領(lǐng)域的研究進(jìn)展，為我國(guó)深海、深淵探測(cè)戰(zhàn)略提供更多技術(shù)支持和保障，并為后續(xù)探尋海底油氣和礦產(chǎn)資源、探究生命起源和早期演化以及研究全球氣候變化等奠定了原位質(zhì)譜探測(cè)基礎(chǔ)。
深海極端環(huán)境塑造了特殊的生命過(guò)程，蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)資源，對(duì)其探測(cè)是國(guó)際地球科學(xué)研究的前沿問(wèn)題。深海原位探測(cè)技術(shù)可在時(shí)間和空間維度上連續(xù)獲取深海樣品的組分、含量及其變化信息，因而被廣泛應(yīng)用于深海極端環(huán)境的研究。智能所陳池來(lái)研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于新型MEMS質(zhì)譜關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究。作為深海智能感知技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室共建單位成員，該團(tuán)隊(duì)先后突破質(zhì)譜小型化設(shè)計(jì)集成、質(zhì)譜關(guān)鍵器件MEMS制造、水下膜進(jìn)樣快速定量標(biāo)定等關(guān)鍵技術(shù)，經(jīng)過(guò)多年攻關(guān)，研制出國(guó)內(nèi)首套深海質(zhì)譜儀。這一深海質(zhì)譜儀可在原位實(shí)現(xiàn)深海中N2、O2、Ar、CO2、CH4等小分子溶解氣以及烷烴、芳香烴等揮發(fā)性有機(jī)物溶解氣的定性及定量檢測(cè)。
2022年至今，團(tuán)隊(duì)成員攜帶深海質(zhì)譜儀參加了多次專項(xiàng)海試，驗(yàn)證了其工作原理及工程應(yīng)用的可行性，完成了設(shè)備功能性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、海底定點(diǎn)在線檢測(cè)實(shí)驗(yàn)及深度掃描試驗(yàn)；實(shí)現(xiàn)了深海冷泉區(qū)域溶解氣的長(zhǎng)時(shí)間（25.8h）原位檢測(cè)及海平面至海底（-1388m-0m）溶解氣的在線檢測(cè)；獲取了深海海底小分子溶解氣濃度隨時(shí)間的變化曲線及縱向濃度分布輪廓線等關(guān)鍵科學(xué)數(shù)據(jù)。
該技術(shù)可用于深海探測(cè)，也可用于內(nèi)河、湖泊、近海水下溶解氣信息獲取，為水體環(huán)境污染和生態(tài)評(píng)估提供重要數(shù)據(jù)。研究工作得到中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（A類）“深海/深淵智能技術(shù)及海底原位科學(xué)實(shí)驗(yàn)站”中“深海智能感知及決策技術(shù)”的支持。
論文鏈接
圖1.?設(shè)備搭乘原位實(shí)驗(yàn)室完成深海探測(cè)任務(wù)后出水瞬時(shí)
圖2.?深海質(zhì)譜儀
圖3.?深海溶解氣在線檢測(cè)深度-峰高關(guān)系曲線
