为高端设备造“中国心”

科研名片

安徽大学王守国、柳守杰材料结构表征仪器研制团队：团队负责人柳守杰，安徽大学材料科学与工程学院教授，博士毕业于中国科学技术大学国家同步辐射实验室，主要研究催化反应中结构和性能这一关键问题，在催化材料的制备、性能调控和构效关系做出了系统的工作。主持和参与国家自然科学基金、国家重点研发计划项目、重大研究计划培育项目，获北京市自然科学二等奖；在众多顶尖学术期刊发表论文150余篇，引用1.5万余次。在科学仪器领域，带领东方谱学（安徽吸收谱仪器有限公司）斩获科技部重点研发项目，首次实现双束台式XAFS技术装备，可同步测定两种及以上元素；自主研制世界首台全波段X射线发射谱仪，在低含量物种价态、电子自旋与轨道表征方面取得关键技术突破。

安徽大学王守国、柳守杰材料结构表征仪器研制团队

7月17日，盛夏的合肥，热浪滚滚。合肥未来大科学城片区科学仪器产业园内灯光通明。走廊中间的一间实验室里，功率放大器发出低频嗡鸣，高功率旋转阳极X射线管正在紧张测试中。一个穿着白色实验服、戴着护目镜的身影俯身盯着示波器上的波形图，纹丝不动。他就是柳守杰——安徽大学材料科学与工程学院教授，也是暑期里仍在科创攻坚的领军人。

17公里外，安徽大学材料科学与工程学院实验室内，一群放弃了假期的师生正在研究材料的合成，桌面上的书籍资料摞了半尺高，一旁的白板上写满了密密麻麻的公式和箭头。学生们轮流盯着设备，每隔一小时记录一组数据。这里没有放假的概念，只有为打破国外技术垄断而争分夺秒的紧迫感。

7月8日，国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会在北京召开。习近平总书记发表重要讲话，明确指出“十五五”时期是科技强国建设的关键攻坚期，要求加快推进高水平科技自立自强。这句话，柳守杰反复看了好几遍。他转头对身边的研究生们说：“咱们干的这件事，正踩在时代的节拍上。”

柳守杰教授在调试试验仪器

被“卡”住的“心脏”

柳守杰的科研生涯一直围绕材料的结构与表征而行。博士毕业于中国科学技术大学国家同步辐射实验室的他，深耕X射线谱学领域十余年，在《Nature Chemistry》《Advanced Materials》等顶刊发表论文150余篇，连续入选科睿唯安全球高被引科学家。然而，学术荣誉越垒越高，他心里一个“疙瘩”却越结越紧——实验室里最核心的设备，高功率旋转阳极X射线管全部依赖进口。

在业界，旋转阳极X射线靶被称作高端X射线仪器的“心脏”。它产生的高通量、高稳定X射线，直接决定了医用CT、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪等设备的检测精度、运行效率和使用寿命。在高端制造、生命科学、材料研发、半导体等领域，这颗“心脏”更是不可或缺。

“长期以来，这一核心技术领域被少数国外企业牢牢垄断。我们不仅要支付高昂的采购费用，还处处受制于严苛的出口管制条款。”柳守杰回忆起几年前一次采购经历，对方发来的技术参数表像一份“免责声明”——关键性能指标模糊，售后响应周期冗长，“那种受制于人的感觉像一把钝刀慢慢割。你发不出火，但心里憋得慌。”

这种“憋得慌”的感觉成了联合团队攻关最原始的动力。2022年，柳守杰做了一个大胆的决定：一边做教授，一边下场创业。他牵头创立了东方谱学-安徽吸收谱仪器设备有限公司，将实验室的科研成果向产业化方向推进。同年，他瞄准了高端科学仪器X射线吸收谱和X射线发射谱方向前进，同时还定下四年目标，要解决X射线领域的核心配件—高功率旋转阳极X射线靶。

三次失败与一个不眠夜

非接触稳定支承、高速动平衡、真空环境适配——每一个词背后，都是一道世界级的工程难题。

“这不是简单的制造工艺改良，而是对底层物理机理与设计理论的突破。”柳守杰说，团队没有现成的图纸可抄，只能从零开始搭建仿真模型，一遍遍推倒重来。

2023年初，柳守杰调入安徽大学，加入王守国教授课题组，全力冲刺最后的难关。最艰难的一次攻关在2024年冬天：旋转阳极靶盘的动平衡测试连续三次失败，高速运转时振动超标，意味着X射线靶无法稳定。王守国教授要求团队全体组员和研究生全力支持柳守杰攻关，团队连续奋战了数月，柳守杰带着多名研究生守在真空腔体旁，反复调整支承结构参数。凌晨3点，第四次测试启动。真空泵抽到预定阈值，阳极靶盘开始加速旋转，数据显示振动曲线趋近平直——成功了！实验室里一片沉默，然后爆发出短暂的欢呼。柳守杰摘下护目镜，揉了揉布满血丝的眼睛，只说了一句：“赶紧记录全部参数。”

“那段时间，柳老师白天在学校上课、处理行政事务，晚上泡在实验室和企业车间，经常半夜给我们发消息问数据。”研究生李祥指着手机聊天记录，“凌晨2点的‘在吗’，基本都是问测试结果的。”

这种与时间赛跑的攻关节奏已是团队工作的常态。今年暑假，团队没有一人离校。研二学生朱骏原计划7月初回家，看到团队上下都在争分夺秒地攻坚，他毫不犹豫地退掉了车票。“柳老师始终和我们战斗在一线，这种并肩作战的劲头比任何动员都更有力量。说真的，亲眼看着一个‘卡脖子’的东西在自己手里一点点被攻克，这种成就感比放假强多了”。

把“论文”写在国产设备上

今年5月，捷报传来。柳守杰联合团队成功研发出高功率旋转阳极X射线管，各项基本参数均达到国际同类产品先进水平。团队将其应用于自主研制的双光束桌面X射线吸收谱仪，实现了核心部件的全链条国产化。

这意味着，我国在高端X射线源领域第一次拥有了不受制于人的“大心脏”。工业检测中的精密探伤、材料研发中的结构分析、生命科学中的微观成像、医疗领域的精准检测——这些应用场景将不再被“缺芯”掣肘。

“我们不是在做锦上添花的事，而是在补产业的最短板。”柳守杰说。事实上，柳守杰团队在国产化道路上早已迈出坚实步伐。其创立的安徽吸收谱仪器设备有限公司此前已成功研发出国内首套台式X射线吸收谱仪（RapidXAFS），实现90%部件自主研发，累计交付超80套设备，2024年和2025年市场占有率50%以上，助力用户发表600余篇高水平科研成果。

“柳老师给团队定了一条规矩——所有核心技术的突破必须同步考虑产业化落地。”研究生小张说，“他说高校不能只发论文，要把论文写在国产设备上，写在产业升级的链条里。”

锚定了下一个“高地”

国家科学技术奖励大会召开之后，柳守杰在团队例会上划出了三大攻坚方向：迭代旋转阳极光源、高性能探测器等核心部件，打造全链条国产替代方案；联动高校共建产业园中试平台，加速产业化领跑；面向氢能、半导体、航空材料研发原位检测新装备。

“习近平总书记说‘科学的未来在青年’，我们这个团队就是要给年轻人搭梯子。”柳守杰说。目前，团队核心成员中“85后”“90后”是绝对主力，多名研究生在项目攻关中快速成长，发表了高水平论文并掌握了关键工程技术。

实验室里，一群本科生正在学长指导下学习操作设备。他们都是暑假主动申请留下来的，“跟着柳老师做项目，学了一年课，在这里终于应用上，真正理解了什么叫‘学以致用’”。

窗外暮色渐浓，实验室的灯光依然亮着。柳守杰站起身，走到新组装的双光束桌面X射线吸收谱仪前，轻轻拍了拍外壳：“以后，这上面不会再贴有外国制造的标签了，它是‘中国造’。”

在合肥，像柳守杰团队这样暑期“不打烊”的高校科研团队还有很多。他们放弃了假期，守住了灯火，也守住了中国科技自立自强的希望。正如柳守杰常对学生们说的那句话——“我们多熬一个夜，国产设备就早一天用上自己的‘心脏’”。

柳守杰教授在调试试验仪器

柳守杰教授（右一）指导学生做试验

科创心语

细读习近平总书记在国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会上的重要讲话，青年科研者倍感振奋、重任在肩。习近平总书记提出加快高水平科技自立自强，打通产学研转化链路，攻坚高端科学仪器“卡脖子”难题，为我们X射线谱学青年研发团队指明青春攻坚航向。

目前团队在X射线吸收、发射装备赛道跻身国际一流，但高端衍射设备核心高功率X射线源长期依赖进口，掣肘国内催化、新材料产业升级。多年扎根一线攻关，正是青年科研人践行自主创新使命的生动实践。

下一步团队锚定三大攻坚任务：迭代旋转阳极光源、高性能探测器等核心部件，打造全链条国产替代方案；联动高校共建产业园中试平台，加速国产X射线仪器产业化领跑全球；聚力培育青年骨干，搭建接续创新人才梯队，面向氢能、半导体、航空材料等领域研发原位检测新装备。我辈青年科研人坚守报国初心，以硬核技术冲破技术壁垒，牢牢把高端核心装备自主权攥在中国人手中。

□安徽大学王守国、柳守杰材料结构表征仪器研制团队

（记者 韦玉柏 通讯员 郑 敏）