近期，中國科學院合肥物質科學研究院智能機械研究所制出國內首臺深海質譜儀，并完成多次海試。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。該工作推進了國內在深海質譜儀研制領域的研究進展，為我國深海、深淵探測戰(zhàn)略提供更多技術支持和保障，并為后續(xù)探尋海底油氣和礦產資源、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，蘊藏著豐富的礦產資源，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，因而被廣泛應用于深海極端環(huán)境的研究。智能所陳池來研究團隊長期致力于新型MEMS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，該團隊先后突破質譜小型化設計集成、質譜關鍵器件MEMS制造、水下膜進樣快速定量標定等關鍵技術，經過多年攻關，研制出國內首套深海質譜儀。這一深海質譜儀可在原位實現深海中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。
2022年至今，團隊成員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鍵科學數據。
該技術可用于深海探測，也可用于內河、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。研究工作得到中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項（A類）“深海/深淵智能技術及海底原位科學實驗站”中“深海智能感知及決策技術”的支持。
論文鏈接
圖1.?設備搭乘原位實驗室完成深海探測任務后出水瞬時
圖2.?深海質譜儀
圖3.?深海溶解氣在線檢測深度-峰高關系曲線
