2025年9月29日,浙江杭州有个实打实的科研大动作,由浙江大学牵头建设的超重力离心模拟与实验装置,核心设备正式投入使用了。
这东西看着像个“巨型旋转台”,但本事真不小,能造出比地球重力强1300倍的“超重力场”,就目前来看,全球同类设备里它的容量是最大的。
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可能有人会好奇,这“巨型旋转台”到底是咋做出来的?它走的是模块化设计思路,不是简单把设备堆在一起。
整套装置里有三台不同容量的离心机主机,还配了六座专业实验舱,能覆盖边坡与高坝、岩土地震工程、深海工程这些研究领域,算下来一共有18台机载实验装置。
首台投用的离心机容量达到1300g・t,这参数说通俗点,就是能在1吨重的实验载荷上,施加相当于1300倍地球重力的力。
本来想光说数字大家没概念,后来发现跟国际上的设备比一比就清楚了,英国剑桥大学的离心机是900g・t。
美国加州大学戴维斯分校的才300g・t,咱们这台不光是国内头一个,放全球也是顶流水平,这设备的技术难度可不低。
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离心机高速旋转的时候,必须保持特别高的稳定性和精准控制,这就需要材料科学、精密制造、自动控制这些领域一起发力创新。
机载试验装置还得在极端超重力环境下正常工作,对设备的结构强度、传感器精度、数据传输可靠性要求都特别高。
能把这些技术难点都攻克,确实能看出咱们在这领域的硬实力。
“时空压缩”有多实用?模拟滑坡、替深海科考“省劲儿”
这装置最核心的能力是“时空压缩”,说直白点就是能把慢的过程加快、大的现象缩小。
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比如地质灾害研究,像山体滑坡、地面沉降这些事儿,自然情况下可能得观察好几年甚至几十年,用这装置模拟,短短几个月就能拿到关键实验数据。
咱们国家西南山区经常发生滑坡,以前靠野外监测,又费时间又受天气影响,数据还不一定全。
现在有了这装置,能在实验室里控制各种条件反复试,研究效率一下子就提上来了。
除了研究地质灾害,它在深海工程上也帮了大忙,深海环境的高压条件,靠这超重力场就能模拟出来。
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以前搞深海试验,比如用“深海勇士”号下潜,一次成本就得几千万,还只能测一小块区域,风险也大。
这装置不一样,在实验室里就能模拟1万多米深海的高压环境,一次实验成本比之前低很多,数据覆盖范围还广。
像咱们国家南海的深海油气田开发,以后设计海底管道、开采设备,都能先在这装置上做测试,能少走不少弯路。
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在材料科学领域,这装置也有独特价值,超重力环境能影响材料的结晶过程和微观结构,一些在普通重力下造不出来的材料,在这儿可能就能实现。
比如航空航天用的高温合金,在超重力环境下做出来,晶粒更均匀,强度也更高,更关键的是核废料处理,核废料的迁移扩散得好几万年,传统方法根本没法研究。
用这装置加速,几年内就能评估不同处置方案的安全性,对咱们国家处理高放核废料来说,这可是个关键工具。
打破国外垄断还不够,2026年要凑齐“三兄弟”
这超重力装置不光是个科研工具,对咱们国家科技竞争也挺重要。
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以前超重力领域的核心技术大多被发达国家攥着,咱们这装置一出来,直接填补了国际空白,打破了他们的技术垄断。
现在已有英国爱丁堡大学、日本东京大学来申请用它做实验,主要想研究深海矿物开采,这说明咱们在国际科学界的话语权慢慢上来了。
从产业角度看,这装置还能带动一串相关产业发展,比如给它做高精度驱动轴的杭州汽轮机股份有限公司,跟着这项目升级了技术,今年的订单量比去年多了不少。
还有装置的自动控制技术,现在已经用到高铁轨道检测设备上了,检测精度比以前提高了不少,一台大科学装置能拉动这么多领域进步,这连锁反应确实超出不少人的预期。
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本来想这台投用就够厉害的,后来发现还有两台更牛的在建设,容量分别是1500g・t和1900g・t,预计2026年底能完工。
到时候三台离心机凑齐,能形成功能互补的实验体系,不管是研究深地工程、环境问题,还是新材料制备,不同的需求都能满足。
而且浙大还开了“超重力实验技术”微专业,今年首批招了50名本科生,还跟德国亚琛工业大学搞联合培养,以后能为这领域储备不少人才。
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这台超重力装置不光是杭州的科研“重器”,更像是咱们国家自主创新能力的“名片”,它能帮咱们更好地防灾减灾、开发深海资源,还能带动产业升级、培养科技人才。
毫无疑问,等2026年全体系建成,它还会在更多领域发挥作用,给咱们国家科技发展带来更多惊喜。
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