近日，中國科學院合肥物質科學研究院智能機械研究所陳池來團隊研制出了國內首臺深海質譜儀，并在南海某海域成功完成多次海試。相關研究成果以《用于深海氣體原位檢測的水下質譜儀的研制與應用》為題發(fā)表在《中國分析化學》上。

深海質譜儀搭乘原位實驗室完成深海探測任務后出水瞬間。中國科學院合肥物質院智能所供圖

該工作填補了國內在深海質譜儀研制領域的空白，為我國深海、深淵探測戰(zhàn)略提供更多技術支持和保障，同時為后續(xù)尋找海底油氣及礦產資源，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譜探測基礎。

深海極端環(huán)境塑造了特殊的生命過程，蘊藏著極大的礦產資源，對其探測是國際地球科學研究的前沿問題。深海原位探測技術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用于深海極端環(huán)境的研究工作中。

研究團隊長期致力于新型微機電系統(tǒng)質譜關鍵技術及應用研究。作為深海智能感知技術聯(lián)合實驗室共建單位成員，團隊先后突破質譜小型化設計集成、質譜關鍵器件微機電系統(tǒng)制造、水下膜進樣快速定量標定等關鍵技術。最終，經過多年攻關，成功研制出國內首套深海質譜儀，可在原位實現(xiàn)深海中氮氣、氧氣、氬氣、二氧化碳、甲烷等小分子溶解氣以及烷烴、芳香烴等揮發(fā)性有機物溶解氣的定性及定量檢測。

2022年至今，團隊成員王晗、邵磊等攜帶深海質譜儀參加了多次專項海試，驗證了其工作原理及工程應用的可行性，完成了設備功能性驗證實驗、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(25.8小時)原位檢測及海平面至海底(1388米至0米)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鍵科學數(shù)據(jù)。

研究人員介紹，該技術不僅可用于深海探測，同樣可用于內河、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)。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cjac.2023.100299