国家科技基础条件平台
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国家科技基础条件平台建设

用于微束分析的大型科学仪器远程共享公共服务平台对外服务典型案例


案例一:世界第一个SHRIMPII远程控制工作站在宜昌建立,取得如亲临北京离子探针中心实验室一样的实验效果

2005年8月,世界上第一个离子探针质谱计远程控制工作站在宜昌建立。同年8月31日,宜昌地质矿产研究所的工作人员通过远程控制系统,操作位于北京的SHRIMP II仪器,设定分析参数、选择样品分析位置、输入样品号并给出记录数据的命令后,位于北京的仪器便开始进行全套分析。宜昌操作者和北京本地实验辅助人员实时进行声像同步交流,而当样品分析完成时,分析结果同时在两地打印输出。首次实验成功后,宜昌地矿所的研究人员已多次应用这套系统在宜昌远程控制中心操控离子探针质谱计,进行分析工作,取得了如亲临北京离子探针中心一样的实验效果。

图1 宜昌地质矿产研究所SROS工作站

案例二:与巴西同测锆石年龄,实现了SHRIMPII的国际远程共享和控制

我国引进离子探针质谱计不久,巴西著名构造地质学家科尔•丹尼就来北京在这台仪器上取得了15个锆石的年龄结果,这些结果在他主持的《南美地壳演化》重大项目中起到了关键作用,促使巴西圣保罗大学同位素地质实验室成为在国外的第一个远程控制工作站,并于2005年9月19日首次远程实测一组巴西锆石样品。境外首次实验获得成功,充分证明了这项研究成果的可靠性,显示了广阔的应用前景,标志着我国离子探针质谱计远程控制技术实现了国际互联网中的远程共享和控制。

微束平台计划下一步对位于巴西圣保罗大学新购的SHIRMP II进行远程操作适应性改造,将其纳入微束仪器共享平台之中,为我国地质学家提供更多宝贵机时。

图2 刘敦一研究员在北京通过视频交互系统与远在巴西的科尔•丹尼在实验过程中交流观点
图3 科尔•丹尼在位于巴西圣保罗大学的同位素实验室
图4 巴西圣保罗大学师生通过SROS系统控制位于北京的SHRIMP进行定年工作

案例三:在北京遥控澳大利亚科廷理工大学的SHRIMP II,实现我国成功共享国外大型科学仪器资源

2007年9月8日,由微束仪器共享平台建立的澳大利亚Curtin理工大学SROS服务器系统正式开通面向中国地质学家的远程实验,在位于北京离子探针中心的网络虚拟实验室便可直接控制Curtin理工大学的离子探针质谱计进行锆石定年,首次实现了我国科学家对国外大型科学仪器的远程控制和共享,开创了通过SROS系统远程共享国外科学仪器资源的先例。此举不仅缓解北京离子探针中心SHRIMP的实验机时压力,让我国一些科学家样品测试日期提前,而且两国科学家共同参与远程实验,提高了实验研究的水平。

图5 地质专家在北京离子探针虚拟实验室控制位于澳大利亚Curtin的SHRIMP进行实验
图6 位于澳大利亚Curtin理工大学SROS服务器系统

案例四:成立南京大学远程示范教学中心,揭开SROS系统用于远程教学新篇章

2008年5月,基于SROS技术应用的北京离子探针中心南京大学远程示范教学中心在南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室落成,使南京大学成为国内高校中目前惟一一家可以远程测定锆石年龄的单位。大型仪器远程控制技术在教学领域中的推广应用,解决了大型仪器资源数量少、空间分布有限等问题,使其所代表的先进技术手段能够在更广泛的社会范围内得到普及,对于拓展和提高年轻科研工作者和学生的视野和研究水平有着重大的意义,使远程教育体系中远程实验这一重要环节得以实现。

图7 南京大学远程控制教学示范点揭牌
图8 北京离子探针中心南京大学远程示范教学中心

案例五:SHRIMP国际远程实验研究中心的建立

截至2010年7月1日,SROS系统先后完成实际远程锆石样品测试工作共计8000.5小时。其中,国外用户共享北京离子探针中心SHRIMP II的总机时为619小时,国内用户共享北京离子探针中心SHRIMP II的总机时为210小时;国内用户通过SROS系统共享澳大利亚Curtin理工大学SHRIMP II机时6520.5小时;国内用户通过SROS系统共享暂存于澳大利亚ASI公司SHRIMP IIe-MC机时651小时。

图9 网络虚拟实验中心
图10 SROS网络国际分布图

目前,依托于分布在世界各地的SHRIMP远程工作站和SROS服务器系统建立起来的SHRIMP国际远程实验研究中心已初具规模,SROS今后的全球应用推广计划还包括:①与巴西圣保罗大学合作,在南美洲建立基于SROS技术的SHRIMP远程共享网络,将该校新购置的SHRIMP II仪器对南美洲的广大用户共享;②将SROS技术应用于国内外大学的地质年代学课程远程教学;③在南非Kwazulu-Natal大学建立SROS工作站并开展合作项目研究;④在美国华盛顿大学建立SROS工作站用于月岩样品远程协同实验研究;⑤陆续在国内的其他大学和研究机构建立多处工作站,以方便广大学者对SHRIMP远程共享的需求。

大型科学仪器远程实验研究中心已常规开展了针对SHRIMP II仪器的远程实验测试服务,随着平台的推进和其他微束类仪器的接入,其功能和服务范围将逐步扩大。同时,SHRIMP远程实验的成功开展也为其他微束类仪器远程实验的开展积累的经验和基础(包括技术基础、管理基础和物质基础),这些成果都将为构建国家大型科学仪器远程实验研究中心做好准备。

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