“工欲善其事，必先利其器”，科學(xué)儀器是科學(xué)研究的基本工具，高端科學(xué)儀器更是前沿科研的必要條件，但是中國(guó)目前的高端科學(xué)儀器大多依賴美國(guó)進(jìn)口，或者采用美國(guó)的關(guān)鍵技術(shù)。自中美貿(mào)易沖突以來，美國(guó)不僅將中國(guó)多家機(jī)構(gòu)列入禁止名單，還限制關(guān)鍵核心技術(shù)對(duì)中國(guó)出口。面對(duì)美國(guó)對(duì)中國(guó)越來越無底線的封鎖，中國(guó)高端科學(xué)儀器如果遭到禁運(yùn)，對(duì)中國(guó)前沿科研的影響不言而喻。
落后雖不丟人，但先進(jìn)是學(xué)不來的，必須從實(shí)踐中獲得，中國(guó)高端科學(xué)儀器想要可持續(xù)發(fā)展，必須打破依賴進(jìn)口的困局，取人之長(zhǎng)補(bǔ)己之短，建立自己的新方法，研發(fā)自己的高端科學(xué)儀器。中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院油氣資源研究中心的研究員李立武，長(zhǎng)期從事地質(zhì)源氣體化學(xué)組成、C／H／O／N／S穩(wěn)定同位素組成和He／Ne／Ar／Kr／Xe稀有氣體同位素組成分析與氣體地球化學(xué)研究工作。他熟悉多種儀器設(shè)備的使用和維修，負(fù)責(zé)安裝調(diào)試MAT271質(zhì)譜計(jì)等多項(xiàng)儀器設(shè)備，并研制了MAT271質(zhì)譜計(jì)計(jì)算機(jī)測(cè)控程序，提高了檢測(cè)效率和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度，擴(kuò)展了儀器的功能，支持了氣體地球化學(xué)基礎(chǔ)研究，為科研工作提供前處理設(shè)備研制、儀器開發(fā)和數(shù)據(jù)處理等方面的支撐，為國(guó)內(nèi)外數(shù)百家企事業(yè)單位都提供了技術(shù)服務(wù)。
心系國(guó)家 為科研做好技術(shù)支撐
1989年，李立武本科畢業(yè)于吉林大學(xué)物理系；1992年獲得中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所核物理專業(yè)碩士學(xué)位，進(jìn)入中國(guó)科學(xué)院蘭州地質(zhì)研究所工作；1998年被評(píng)為副研究員，1999年獲中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所粒子物理與核物理博士學(xué)位，2000年任研究員、技術(shù)主管，負(fù)責(zé)儀器設(shè)備維護(hù)和實(shí)驗(yàn)方法研究。目前任中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院地球化學(xué)分析測(cè)試中心技術(shù)主管和稀有氣體崗位負(fù)責(zé)人。
一直以來，我國(guó)學(xué)術(shù)界總是追求高水平論文的發(fā)表，而高水平的論文往往需要通過使用高精尖科學(xué)儀器，這些儀器多數(shù)依靠進(jìn)口，因而國(guó)外某些儀器公司也持續(xù)改進(jìn)其儀器性能，此舉促進(jìn)了國(guó)外科學(xué)儀器的發(fā)展。對(duì)于科學(xué)家而言，有更好的科學(xué)儀器，從事相關(guān)研究更得心應(yīng)手，但這對(duì)于國(guó)產(chǎn)科學(xué)儀器的發(fā)展卻毫無幫助。因?yàn)?，?guó)產(chǎn)科學(xué)儀器使用者很少，難以在使用中發(fā)掘其功能或者發(fā)現(xiàn)其缺陷，從而不斷提高其性能，同時(shí)也使得國(guó)產(chǎn)科學(xué)儀器公司難以獲利，沒有能力開展技術(shù)革新。目前我國(guó)無論國(guó)有企事業(yè)單位還是民營(yíng)企業(yè)，很多重要科研工作甚至生產(chǎn)中都采用進(jìn)口科學(xué)儀器，李立武對(duì)此表示擔(dān)心：如果某天國(guó)外不提供這些科學(xué)儀器了，將會(huì)出現(xiàn)何等嚴(yán)重的問題！
李立武表示，上世紀(jì)90年代，國(guó)內(nèi)還有北分廠和上分廠等儀器廠家，其生產(chǎn)的氣體同位素質(zhì)譜儀和氣相色譜儀也可用，雖然與國(guó)外類似產(chǎn)品相比，自動(dòng)化程度、靈敏度、穩(wěn)定性和精度有些許差距，但差距并不是很大，而且國(guó)產(chǎn)儀器比進(jìn)口儀器便宜很多。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提高，很多儀器方面的人才轉(zhuǎn)向代理進(jìn)口科學(xué)儀器，或成為進(jìn)口科學(xué)儀器提供售后支持人員，而且當(dāng)時(shí)國(guó)外公司給的待遇非常高，最終導(dǎo)致很多科學(xué)儀器國(guó)內(nèi)不再生產(chǎn)。
值得一提的是，科技人員使用科學(xué)儀器時(shí)，儀器外形可能會(huì)有所改變，這是因?yàn)椋菏紫纫鶕?jù)本單位和合作單位的科研需求，適當(dāng)改造儀器；其次當(dāng)科學(xué)儀器出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行了維修。在李立武的實(shí)驗(yàn)室，科學(xué)儀器出現(xiàn)故障他盡量自己維修，損壞部件也盡量用國(guó)產(chǎn)部件替代，其好處是節(jié)省時(shí)間和經(jīng)費(fèi)，至少在維修這個(gè)問題上很難被“卡脖子”。如果進(jìn)口科學(xué)儀器某個(gè)部件出現(xiàn)故障，請(qǐng)人修代價(jià)很高，申請(qǐng)更新進(jìn)口新的科學(xué)儀器，會(huì)造成資源浪費(fèi)。對(duì)此，李立武認(rèn)為，國(guó)產(chǎn)科學(xué)儀器的使用存在很大的問題，國(guó)產(chǎn)科學(xué)儀器用起來不順手，性能不及國(guó)外類似功能的儀器，但它有價(jià)格低的優(yōu)勢(shì)，只是這種優(yōu)勢(shì)也因使用者少而并不能體現(xiàn)出來。
李立武認(rèn)為，科學(xué)儀器運(yùn)維領(lǐng)域需要基礎(chǔ)非常扎實(shí)的理化技術(shù)人才，如氣體地球化學(xué)分析測(cè)試，需要深入理解壓力容器、真空技術(shù)、光電子技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)、模擬數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)、自動(dòng)控制方法、計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)思路、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)處理方法、常用算法語言、涉及的化學(xué)反應(yīng)．．．等等。從樣品的采集、儲(chǔ)存、樣品處理、樣品引入分析儀器，在儀器中如何被定性和定量，只有深刻理解各環(huán)節(jié)的原理，才能有效控制各環(huán)節(jié)的工作，發(fā)現(xiàn)工作中存在的問題，并加以改進(jìn)。
堅(jiān)持不懈 潛心研究質(zhì)譜儀運(yùn)維
“搞科研必須要有用”，是李立武一直堅(jiān)持的理念和原則。實(shí)驗(yàn)地球化學(xué)是做好地質(zhì)科學(xué)研究的支撐，在多年研究工作中，李立武在科學(xué)儀器軟硬件維修方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。他認(rèn)為，從國(guó)外引進(jìn)了大型科學(xué)儀器，必須要掌握其基本原理，并學(xué)會(huì)維修方法，同時(shí)深入調(diào)查研究，徹底掌握儀器總體工作原理和各部件工作原理，就可以開始設(shè)計(jì)儀器，從而開展升級(jí)研發(fā)。
以MAT271為例，MAT271質(zhì)譜儀磁場(chǎng)掃描從低荷質(zhì)比到高荷質(zhì)比，掃描完畢物理磁場(chǎng)回到低荷質(zhì)比，該方法有兩個(gè)好處：一是低分子量時(shí)磁場(chǎng)強(qiáng)度小，相應(yīng)的磁場(chǎng)電流小，電路板耗電量和板溫較低；二是避免磁滯回線影響荷質(zhì)比與磁場(chǎng)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。很多質(zhì)譜儀的氣體進(jìn)樣系統(tǒng)是通過毛細(xì)管進(jìn)樣的，而MAT271質(zhì)譜儀進(jìn)樣系統(tǒng)是通過微漏孔進(jìn)樣的，氣體以分子流的方式從樣品室進(jìn)入質(zhì)譜儀的離子源區(qū)，因?yàn)闃悠肥殷w積足夠大，測(cè)試過程中氣體壓降小，所以氣流很穩(wěn)定，因而測(cè)試數(shù)據(jù)也很穩(wěn)定。
李立武表示，他們的MAT271質(zhì)譜儀已使用30多年了，離子源和飛行管線等機(jī)械部件還可以使用很長(zhǎng)時(shí)間，真空獲得與測(cè)量設(shè)備的更新也很容易。真空獲得與測(cè)量設(shè)備已經(jīng)多次更新改造，但是電子部件老化嚴(yán)重：比如，磁場(chǎng)電流提供單元已維修了多次，其中大電流三極管和整流堆很容易壞；高壓控制單元也維修了多次，其中高壓微調(diào)部分運(yùn)放容易壞；離子源控制單元發(fā)射電流顯示數(shù)據(jù)不正確，因?yàn)椴⒉挥绊懻鎸?shí)的發(fā)射電流，所以沒有維修；磁場(chǎng)電流低時(shí)不穩(wěn)定，導(dǎo)致氫氣和氦氣的質(zhì)譜峰位置經(jīng)常漂移從而影響測(cè)量。對(duì)此，李立武認(rèn)為應(yīng)該由易到難研制MAT271質(zhì)譜儀各電路單元，如磁場(chǎng)電流提供單元及磁場(chǎng)電流測(cè)量調(diào)控單元、高壓提供單元及高壓測(cè)量微調(diào)單元、發(fā)射電流測(cè)量控制單元．．．等等，這些是質(zhì)譜儀的關(guān)鍵電路單元，可以先做；真空獲得、真空測(cè)量及真空保護(hù)電路比較簡(jiǎn)單，容易研制，可以稍晚些做；國(guó)產(chǎn)儀器對(duì)于數(shù)據(jù)獲取應(yīng)該有整套的方法和經(jīng)驗(yàn)，可以借用；儀器與計(jì)算機(jī)的通訊無需采用以往的并行總線，可以用高速串行通訊方式。李立武半開玩笑說，“待到所有老化部件研制和更新改造完成，MAT271質(zhì)譜儀也就相當(dāng)于是一臺(tái)新儀器了?！彼麄冞€更新了電腦并自行研制了儀器測(cè)控軟件和進(jìn)樣系統(tǒng)控制軟件，這些研制和改造的經(jīng)驗(yàn)可以推廣到其它類型磁質(zhì)譜儀，也為研制類似MAT271的質(zhì)譜儀提供知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。
目前，我國(guó)很多大學(xué)和部委的科研單位都引進(jìn)了尖端高級(jí)的科學(xué)儀器，這些儀器使用效率或許比較高，但其消化吸收和升級(jí)研發(fā)工作很難做。這些工作不一定有創(chuàng)新或者創(chuàng)新性很小，但需要的經(jīng)費(fèi)和付出的精力反而很多，所以科技人員積極性不高。為此，李立武希望國(guó)家出臺(tái)相關(guān)政策鼓勵(lì)高水平科研機(jī)構(gòu)的科技人員開展研究，這比重新研制要容易得多，畢竟，科學(xué)技術(shù)應(yīng)當(dāng)在前人工作的基礎(chǔ)上不斷積累和推進(jìn)。
迄今為止，李立武作為第一作者和技術(shù)聯(lián)系人授權(quán)發(fā)明專利有10項(xiàng)，這些實(shí)驗(yàn)方法和裝置已用在本單位的科研工作中，發(fā)明越多，工作就做得越好，工作量也就越大。李立武希望在評(píng)價(jià)科學(xué)儀器運(yùn)維人員工作成績(jī)的時(shí)候，少用論文、項(xiàng)目和獲獎(jiǎng)成果等指標(biāo)，而是以其工作質(zhì)量和工作量為主，以促使科研人員專注儀器設(shè)備的使用和開發(fā)，數(shù)據(jù)提質(zhì)、工作增效，為祖國(guó)科技發(fā)展增磚添瓦。
