中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機(jī)械研究所研制出了國內(nèi)首臺深海質(zhì)譜儀并在南海某海域成功完成多次海試。該工作填補(bǔ)了國內(nèi)在深海質(zhì)譜儀研制領(lǐng)域的空白，為我國深海、深淵探測戰(zhàn)略提供更多技術(shù)支持和保障，同時為后續(xù)尋找海底油氣及礦產(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)譜探測基礎(chǔ)。

設(shè)備搭乘原位實驗室完成深海探測任務(wù)后出水瞬時

深海極端環(huán)境塑造了特殊的生命過程，蘊(yùn)藏著極大的礦產(chǎn)資源，對其探測是國際地球科學(xué)研究的前沿問題。深海原位探測技術(shù)可以在時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，因此被越來越廣泛地應(yīng)用于深海極端環(huán)境的研究工作中。中科院合肥物質(zhì)院智能所陳池來研究團(tuán)隊長期致力于新型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)合實驗室共建單位成員，團(tuán)隊先后突破質(zhì)譜小型化設(shè)計集成、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)過多年攻關(guān)，成功研制出國內(nèi)首套深海質(zhì)譜儀，可在原位實現(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。

↑ 深海質(zhì)譜儀

2022年至今，團(tuán)隊成員王晗、邵磊等攜帶深海質(zhì)譜儀參加了多次專項海試，驗證了其工作原理及工程應(yīng)用的可行性，完成了設(shè)備功能性驗證實驗、海底定點在線檢測實驗及深度掃描試驗；實現(xiàn)了深海冷泉區(qū)域溶解氣的長時間（25.8h）原位檢測及海平面至海底（-1388m-0m）溶解氣的在線檢測；獲取了深海海底小分子溶解氣濃度隨時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)，相關(guān)研究成果以《用于深海氣體原位檢測的水下質(zhì)譜儀的研制與應(yīng)用》為題發(fā)表在《中國分析化學(xué)》上（https://doi.org/10.1016/j.cjac.2023.100299）。

↑ 深海溶解氣在線檢測深度-峰高關(guān)系曲線

該技術(shù)不僅可用于深海探測，同樣可用于內(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)評估提供重要數(shù)據(jù)。該工作得到了中科院A類先導(dǎo)專項“深海/深淵智能技術(shù)及海底原位科學(xué)實驗站”中“深海智能感知及決策技術(shù)”的資助。