中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機械研究所研制出了國內首臺深海質(zhì)譜儀并在南海某海域成功完成多次海試。該工作填補了國內在深海質(zhì)譜儀研制領(lǐng)域的空白，為我國深海、深淵探測戰略提供更多技術(shù)支持和保障，同時(shí)為后續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。

設備搭乘原位實(shí)驗室完成深海探測任務(wù)后出水瞬時(shí)

深海極端環(huán)境塑造了特殊的生命過(guò)程，蘊藏著(zhù)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(wèn)題。深海原位探測技術(shù)可以在時(shí)間和空間維度上連續獲取深海樣品的組分、含量及其變化信息，因此被越來(lái)越廣泛地應用于深海極端環(huán)境的研究工作中。中科院合肥物質(zhì)院智能所陳池來(lái)研究團隊長(cháng)期致力于新型MEMS質(zhì)譜關(guān)鍵技術(shù)及應用研究。作為深海智能感知技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗室共建單位成員，團隊先后突破質(zhì)譜小型化設計集成、質(zhì)譜關(guān)鍵器件MEMS制造、水下膜進(jìn)樣快速定量標定等關(guān)鍵技術(shù)，經(jīng)過(guò)多年攻關(guān)，成功研制出國內首套深海質(zhì)譜儀，可在原位實(shí)現深海中N₂、O₂、Ar、CO₂、CH₄等小分子溶解氣以及烷烴、芳香烴等揮發(fā)性有機物溶解氣的定性及定量檢測。

↑ 深海質(zhì)譜儀

2022年至今，團隊成員王晗、邵磊等攜帶深海質(zhì)譜儀參加了多次專(zhuān)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(shí)驗、海底定點(diǎn)在線(xiàn)檢測實(shí)驗及深度掃描試驗；實(shí)現了深海冷泉區域溶解氣的長(cháng)時(shí)間（25.8h）原位檢測及海平面至海底（-1388m-0m）溶解氣的在線(xiàn)檢測；獲取了深海海底小分子溶解氣濃度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)及縱向濃度分布輪廓線(xiàn)等關(guān)鍵科學(xué)數據，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(xiàn)檢測深度-峰高關(guān)系曲線(xiàn)

該技術(shù)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)評估提供重要數據。該工作得到了中科院A類(lèi)先導專(zhuān)項“深海/深淵智能技術(shù)及海底原位科學(xué)實(shí)驗站”中“深海智能感知及決策技術(shù)”的資助。