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

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

開(kāi)發(fā)國產(chǎn)紅外光譜儀器

早在2005年，紅外光譜技術(shù)研究團隊就開(kāi)始進(jìn)行紅外光譜算法研究，開(kāi)發(fā)了基于非線(xiàn)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據庫。

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

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

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

隨后，2010年，紅外光譜技術(shù)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(kāi)發(fā)了危險化學(xué)品泄漏現場(chǎng)掃描成像紅外遙測系統。2011年，他們又在“十二五”科技支撐項目“村鎮環(huán)境監測與景觀(guān)建設關(guān)鍵技術(shù)研究”的支持下，研制開(kāi)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(shù)研究團隊作為第一技術(shù)支撐單位，獲得國家重大科學(xué)儀器設備開(kāi)發(fā)專(zhuān)項“高性能傅立葉變換紅外光譜分析儀器開(kāi)發(fā)和應用”項目資助。日前，該專(zhuān)項已經(jīng)順利通過(guò)科技部組織的中期評估檢查，并獲得現場(chǎng)評估專(zhuān)家的高度評價(jià)。

該專(zhuān)項技術(shù)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(xiàn)等主要性能指標均優(yōu)于國外同類(lèi)儀器，該項目的研制標志著(zhù)國產(chǎn)光譜儀器性能達到國際先進(jìn)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(kāi)發(fā)了四種典型應用：在氣象探測應用領(lǐng)域中，實(shí)現了對大氣中二氧化碳、甲烷和一氧化二氮等關(guān)鍵溫室氣體的高靈敏在線(xiàn)監測；在污染源排放監測應用中，實(shí)現了超低排放的10余種高溫煙氣連續自動(dòng)在線(xiàn)監測；在中藥生產(chǎn)過(guò)程分析應用中，實(shí)現了銀杏總黃酮和銀杏總內酯以及水分含量的快速評價(jià)；在藥品快速檢驗應用中，實(shí)現了典型藥片、膠囊等藥品的真偽識別。

服務(wù)國家重大活動(dòng)

據徐亮介紹，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(shù)研究團隊自主研發(fā)的抽取式ftir監測系統和開(kāi)放光路式ftir監測系統，分別在首都機場(chǎng)和燕山石化系統監測了北京及周邊地區大氣環(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(shí)的數據，這些科學(xué)、翔實(shí)的數據為我國政府制定控制措施改善大氣環(huán)境提供了有力的數據支撐，為我國政府兌現關(guān)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監測系統、開(kāi)放光路ftir監測系統和大氣污染多組分排放通量sof-ftir車(chē)載遙測系統，先后在上海世博會(huì )、廣州亞運會(huì )、南京青奧會(huì )以及2015年抗戰紀念日閱兵等重大國際活動(dòng)期間得到應用。

參與新農村建設

今年，紅外光譜技術(shù)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”農村領(lǐng)域國家科技計劃課題“村鎮環(huán)境監測與景觀(guān)建設關(guān)鍵技術(shù)研究”，并分別在湖南長(cháng)沙和江蘇常熟開(kāi)展了示范應用。

高閩光指出，該分析儀可對農村施放氮肥、畜牧養殖、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顆粒物等以及村鎮城鎮化轉型過(guò)程中可能排放的甲醛、二氧化硫等進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，為農村向城鎮化轉型、過(guò)程評估提供監測手段。

數據顯示，改革開(kāi)放以來(lái)，我國城鎮化率由1978年的17.9%提高到了2011年的51.3%。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，我國城鎮規模不斷擴大，村鎮基礎設施和公共服務(wù)設施水平有所提升，農村生產(chǎn)和生活環(huán)境有了一定的改善。

村鎮建設科技發(fā)展“十二五”專(zhuān)項規劃指出，與發(fā)達國家注重推動(dòng)城鄉協(xié)調發(fā)展、保護傳承村鎮傳統文化與資源的后城鎮化發(fā)展模式相比，我國村鎮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建設和農民實(shí)際需求的先進(jìn)適用技術(shù)供給明顯不足，嚴重制約我國新農村建設和城鎮化健康發(fā)展。

如今，紅外光譜技術(shù)研究團隊正在積極開(kāi)展批量試制、面向實(shí)際應用，為客戶(hù)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(shù)壟斷、提高國產(chǎn)分析儀器自主開(kāi)發(fā)水平，為國家科技夢(mèng)的實(shí)現添磚加瓦?！?/p>