“工欲善其事，必先利其器”，科學儀器是科學研究的基本工具，高端科學儀器更是前沿科研的必要條件，但是中國目前的高端科學儀器大多依賴美國進口，或者采用美國的關(guān)鍵技術(shù)。自中美貿(mào)易沖突以來，美國不僅將中國多家機構(gòu)列入禁止名單，還限制關(guān)鍵核心技術(shù)對中國出口。面對美國對中國越來越無底線的封鎖，中國高端科學儀器如果遭到禁運，對中國前沿科研的影響不言而喻。
落后雖不丟人，但先進是學不來的，必須從實踐中獲得，中國高端科學儀器想要可持續(xù)發(fā)展，必須打破依賴進口的困局，取人之長補己之短，建立自己的新方法，研發(fā)自己的高端科學儀器。中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院油氣資源研究中心的研究員李立武，長期從事地質(zhì)源氣體化學組成、C／H／O／N／S穩(wěn)定同位素組成和He／Ne／Ar／Kr／Xe稀有氣體同位素組成分析與氣體地球化學研究工作。他熟悉多種儀器設(shè)備的使用和維修，負責安裝調(diào)試MAT271質(zhì)譜計等多項儀器設(shè)備，并研制了MAT271質(zhì)譜計計算機測控程序，提高了檢測效率和數(shù)據(jù)準確度，擴展了儀器的功能，支持了氣體地球化學基礎(chǔ)研究，為科研工作提供前處理設(shè)備研制、儀器開發(fā)和數(shù)據(jù)處理等方面的支撐，為國內(nèi)外數(shù)百家企事業(yè)單位都提供了技術(shù)服務(wù)。
心系國家 為科研做好技術(shù)支撐
1989年，李立武本科畢業(yè)于吉林大學物理系；1992年獲得中國科學院近代物理研究所核物理專業(yè)碩士學位，進入中國科學院蘭州地質(zhì)研究所工作；1998年被評為副研究員，1999年獲中國科學院近代物理研究所粒子物理與核物理博士學位，2000年任研究員、技術(shù)主管，負責儀器設(shè)備維護和實驗方法研究。目前任中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院地球化學分析測試中心技術(shù)主管和稀有氣體崗位負責人。
一直以來，我國學術(shù)界總是追求高水平論文的發(fā)表，而高水平的論文往往需要通過使用高精尖科學儀器，這些儀器多數(shù)依靠進口，因而國外某些儀器公司也持續(xù)改進其儀器性能，此舉促進了國外科學儀器的發(fā)展。對于科學家而言，有更好的科學儀器，從事相關(guān)研究更得心應(yīng)手，但這對于國產(chǎn)科學儀器的發(fā)展卻毫無幫助。因為，國產(chǎn)科學儀器使用者很少，難以在使用中發(fā)掘其功能或者發(fā)現(xiàn)其缺陷，從而不斷提高其性能，同時也使得國產(chǎn)科學儀器公司難以獲利，沒有能力開展技術(shù)革新。目前我國無論國有企事業(yè)單位還是民營企業(yè)，很多重要科研工作甚至生產(chǎn)中都采用進口科學儀器，李立武對此表示擔心：如果某天國外不提供這些科學儀器了，將會出現(xiàn)何等嚴重的問題！
李立武表示，上世紀90年代，國內(nèi)還有北分廠和上分廠等儀器廠家，其生產(chǎn)的氣體同位素質(zhì)譜儀和氣相色譜儀也可用，雖然與國外類似產(chǎn)品相比，自動化程度、靈敏度、穩(wěn)定性和精度有些許差距，但差距并不是很大，而且國產(chǎn)儀器比進口儀器便宜很多。隨著我國經(jīng)濟實力的提高，很多儀器方面的人才轉(zhuǎn)向代理進口科學儀器，或成為進口科學儀器提供售后支持人員，而且當時國外公司給的待遇非常高，最終導致很多科學儀器國內(nèi)不再生產(chǎn)。
值得一提的是，科技人員使用科學儀器時，儀器外形可能會有所改變，這是因為：首先要根據(jù)本單位和合作單位的科研需求，適當改造儀器；其次當科學儀器出現(xiàn)故障時進行了維修。在李立武的實驗室，科學儀器出現(xiàn)故障他盡量自己維修，損壞部件也盡量用國產(chǎn)部件替代，其好處是節(jié)省時間和經(jīng)費，至少在維修這個問題上很難被“卡脖子”。如果進口科學儀器某個部件出現(xiàn)故障，請人修代價很高，申請更新進口新的科學儀器，會造成資源浪費。對此，李立武認為，國產(chǎn)科學儀器的使用存在很大的問題，國產(chǎn)科學儀器用起來不順手，性能不及國外類似功能的儀器，但它有價格低的優(yōu)勢，只是這種優(yōu)勢也因使用者少而并不能體現(xiàn)出來。
李立武認為，科學儀器運維領(lǐng)域需要基礎(chǔ)非常扎實的理化技術(shù)人才，如氣體地球化學分析測試，需要深入理解壓力容器、真空技術(shù)、光電子技術(shù)、機械設(shè)計、模擬數(shù)字電路、計算機接口技術(shù)、計算機通訊技術(shù)、自動控制方法、計算機軟件設(shè)計思路、計算機數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)處理方法、常用算法語言、涉及的化學反應(yīng)．．．等等。從樣品的采集、儲存、樣品處理、樣品引入分析儀器，在儀器中如何被定性和定量，只有深刻理解各環(huán)節(jié)的原理，才能有效控制各環(huán)節(jié)的工作，發(fā)現(xiàn)工作中存在的問題，并加以改進。
堅持不懈 潛心研究質(zhì)譜儀運維
“搞科研必須要有用”，是李立武一直堅持的理念和原則。實驗地球化學是做好地質(zhì)科學研究的支撐，在多年研究工作中，李立武在科學儀器軟硬件維修方面積累了豐富的經(jīng)驗。他認為，從國外引進了大型科學儀器，必須要掌握其基本原理，并學會維修方法，同時深入調(diào)查研究，徹底掌握儀器總體工作原理和各部件工作原理，就可以開始設(shè)計儀器，從而開展升級研發(fā)。
以MAT271為例，MAT271質(zhì)譜儀磁場掃描從低荷質(zhì)比到高荷質(zhì)比，掃描完畢物理磁場回到低荷質(zhì)比，該方法有兩個好處：一是低分子量時磁場強度小，相應(yīng)的磁場電流小，電路板耗電量和板溫較低；二是避免磁滯回線影響荷質(zhì)比與磁場的一一對應(yīng)關(guān)系。很多質(zhì)譜儀的氣體進樣系統(tǒng)是通過毛細管進樣的，而MAT271質(zhì)譜儀進樣系統(tǒng)是通過微漏孔進樣的，氣體以分子流的方式從樣品室進入質(zhì)譜儀的離子源區(qū)，因為樣品室體積足夠大，測試過程中氣體壓降小，所以氣流很穩(wěn)定，因而測試數(shù)據(jù)也很穩(wěn)定。
李立武表示，他們的MAT271質(zhì)譜儀已使用30多年了，離子源和飛行管線等機械部件還可以使用很長時間，真空獲得與測量設(shè)備的更新也很容易。真空獲得與測量設(shè)備已經(jīng)多次更新改造，但是電子部件老化嚴重：比如，磁場電流提供單元已維修了多次，其中大電流三極管和整流堆很容易壞；高壓控制單元也維修了多次，其中高壓微調(diào)部分運放容易壞；離子源控制單元發(fā)射電流顯示數(shù)據(jù)不正確，因為并不影響真實的發(fā)射電流，所以沒有維修；磁場電流低時不穩(wěn)定，導致氫氣和氦氣的質(zhì)譜峰位置經(jīng)常漂移從而影響測量。對此，李立武認為應(yīng)該由易到難研制MAT271質(zhì)譜儀各電路單元，如磁場電流提供單元及磁場電流測量調(diào)控單元、高壓提供單元及高壓測量微調(diào)單元、發(fā)射電流測量控制單元．．．等等，這些是質(zhì)譜儀的關(guān)鍵電路單元，可以先做；真空獲得、真空測量及真空保護電路比較簡單，容易研制，可以稍晚些做；國產(chǎn)儀器對于數(shù)據(jù)獲取應(yīng)該有整套的方法和經(jīng)驗，可以借用；儀器與計算機的通訊無需采用以往的并行總線，可以用高速串行通訊方式。李立武半開玩笑說，“待到所有老化部件研制和更新改造完成，MAT271質(zhì)譜儀也就相當于是一臺新儀器了?！彼麄冞€更新了電腦并自行研制了儀器測控軟件和進樣系統(tǒng)控制軟件，這些研制和改造的經(jīng)驗可以推廣到其它類型磁質(zhì)譜儀，也為研制類似MAT271的質(zhì)譜儀提供知識和經(jīng)驗。
目前，我國很多大學和部委的科研單位都引進了尖端高級的科學儀器，這些儀器使用效率或許比較高，但其消化吸收和升級研發(fā)工作很難做。這些工作不一定有創(chuàng)新或者創(chuàng)新性很小，但需要的經(jīng)費和付出的精力反而很多，所以科技人員積極性不高。為此，李立武希望國家出臺相關(guān)政策鼓勵高水平科研機構(gòu)的科技人員開展研究，這比重新研制要容易得多，畢竟，科學技術(shù)應(yīng)當在前人工作的基礎(chǔ)上不斷積累和推進。
迄今為止，李立武作為第一作者和技術(shù)聯(lián)系人授權(quán)發(fā)明專利有10項，這些實驗方法和裝置已用在本單位的科研工作中，發(fā)明越多，工作就做得越好，工作量也就越大。李立武希望在評價科學儀器運維人員工作成績的時候，少用論文、項目和獲獎成果等指標，而是以其工作質(zhì)量和工作量為主，以促使科研人員專注儀器設(shè)備的使用和開發(fā)，數(shù)據(jù)提質(zhì)、工作增效，為祖國科技發(fā)展增磚添瓦。
