上海科技大学物质学院大科学平台发展研究部负责承建的国家重大科技基础设施建设项目“活细胞结构与功能成像等线站工程”（以下简称项目）与其姊妹工程“上海软X射线自由电子激光用户装置”一起将构成我国新一代X射线大型共享用户装置，致力于为广大科研工作者提供高分辨成像、先进结构解析、超快过程探测等尖端实验手段。项目现已完成主体装置的安装，进入科学实验的筹备阶段。

7月29日，项目组联合校综合办公室和科技发展处组织了装置现场参观交流，这是继“光子科学论坛”“光子科学暑期学校”后近期开展的又一科学研讨活动。来自学校物质学院、生命学院、 iHuman研究所、技术转移办公室、EHS部门等院所部门的60余位师生参与了活动。

活细胞成像装置位于张衡路239号上海光源园区内，项目经理部成员和相关实验站负责人向参观人员详细介绍了装置的组成、性能和建设情况。参观第一站为软X射线自由电子激光试验装置隧道，项目组围绕加速器和波荡器讲解了光子的产生过程。电子束团经过加速器的压缩与加速，在真空波荡器内通过一个类似蛇形的扭摆，实现电子到光子的转化。这其中，要求电子在40米长的波荡器中束流轨道误差小于10微米，相当于飞机在从上海飞到乌鲁木齐的过程中控制飞行高度误差在1米之内。通过这些技术挑战的艰难攻克，为用户提供了具有超高亮度、超短脉冲、时间空间相干、并且波长可调谐的X射线自由电子激光。

而要在实验装置上真正发挥将上述激光的优异特性，还需要长距离、精准的激光传输通道。在活细胞成像束线的参观中，讲解人员即向各位师生详细介绍了如何将自由电子激光在超高真空环境中，进行偏置、分光、聚焦，从而实现激光传播过程中的通量与波前保持，为实验站提供包含能谱信息的聚焦光，保证高分辨、高信噪比的实验能力。

最后一站，参观人员来到活细胞实验大厅，参观实验站的建设。项目先后建设了生物成像、超快物理、超快化学、分子动态等多个实验站及其辅助系统，本次参观主要围绕生物成像、表面化学和超快物理三个站开展交流。

其中，生物成像实验站特色是利用自由电子激光相干、高亮度的飞秒脉冲结合相干衍射成像方法实现纳米空间尺度下活体细胞的高分辨无损结构成像。现场多位老师对其实验方法、图像处理以及图像融合表现出浓厚的兴趣，希望在实验站用户开放后能够就活细胞成像、材料动态结构演变等方面开展实验研究。

表面化学实验站是国内首台时间分辨能力达到飞秒级的X射线发射谱仪系统，可以用来研究化学反应的超快动力学过程。现场参观的科研人员与实验站负责人围绕能源、环境以及新型材料等领域的科学应用进行了深入研讨。

通过超快物理实验站将能够研究材料中各种元素的电子状态和晶格结构，在十万亿分之一秒之内（<0.1ps）的超快动态变化，开展高温超导体新奇材料以及量子材料中电子在非平衡状态下超快行为的研究，为新型量子超快器件提供最先进的材料平台。参观人员对实验站能够研究的材料体系以及相关科学研究的前景进行了详细讨论。

活细胞项目预计将于2021年底基本建成，后续学校和学院将定期组织参观活动，诚邀国内外科研工作者参与。欢迎通过邮箱（sbpoffice@shanghaitech.edu.cn）提出装置科学实验和技术交流方面的宝贵建议，共同助力先进平台建设，推动生命、能源、信息等科学领域的发展与进步。