每個(gè)亮如星辰的成就瞬間，背后都是長(cháng)年累月的默默無(wú)聞

　　月球嫦娥石發(fā)現記

　　9月9日，北京阜成路甲8號，國家航天局和國家原子能機構所在地。

　　還有一天，就是中秋佳節了，這里向外界宣布中國科學(xué)家首次在月球發(fā)現新礦物，命名為“嫦娥石”。消息發(fā)布后引發(fā)關(guān)注，不少網(wǎng)友稱(chēng)之為“來(lái)自月球的中秋禮物”。

　　這是我國首次發(fā)現的月球新礦物，也是國際上發(fā)現的第6個(gè)月球新礦物。它的發(fā)現改變了我國月球礦物探索歷史，使我國成為世界上第3個(gè)發(fā)現月球新礦物的國家。

　　當天，58歲的中核集團核工業(yè)北京地質(zhì)研究院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)地研院)月球研究團隊牽頭人李子穎站在發(fā)布會(huì )上難掩激動(dòng)之情，就是他帶領(lǐng)團隊經(jīng)過(guò)了1年多的努力，發(fā)現了這種月球新礦物。

　　在接受中青報·中青網(wǎng)記者采訪(fǎng)時(shí)，李子穎眼中閃著(zhù)光，興奮得像個(gè)孩子，他說(shuō)：“看看，月亮上真的有‘嫦娥’。我們中國人美好的神話(huà)故事，用我們自己的智慧和努力變成了現實(shí)。”

　　打開(kāi)，1粒“大米”的世界

　　夜色已經(jīng)很濃。

　　坐在桌前，盯著(zhù)顯微鏡，用一根纖細的納米取樣針，反復去試圖剝取一顆0.000001毫克不到的顆粒……這個(gè)動(dòng)作已經(jīng)持續了不止兩個(gè)小時(shí)，此刻，地研院研究員李婷身體僵直、眼睛酸脹。但她不想放棄，這個(gè)在顯微鏡下都可能倏忽不見(jiàn)的“小東西”，實(shí)在太珍貴了。

　　被她稱(chēng)作“小東西”的就是嫦娥五號月壤樣品。

　　2020年12月17日，嫦娥五號攜帶1731克月球樣品返回地球。對月球樣品的申請，競爭異常激烈，一共有23家高校和科研院所的85份申請通過(guò)初審，經(jīng)現場(chǎng)答辯，最終僅13家單位31份申請通過(guò)評審，通過(guò)率僅為36.5%。

　　2021年7月12日，第一批50毫克的月壤抵達地研院。

　　黃志新至今記得這個(gè)日子，這位地研院第一批月球樣品負責人告訴記者，“這50毫克中，我們簽訂的協(xié)議規定只能損耗20毫克。”

　　20毫克是什么概念？

　　“大概就是1顆大點(diǎn)的米粒吧。”就連已坐慣了實(shí)驗室顯微鏡下工作的李婷都坦言：“月壤是極其珍貴的，即使這么微小的顆粒，也不能白白損耗掉。”

　　分樣過(guò)程是月壤研究中“最刺激、最緊張”的環(huán)節，毫不夸張地說(shuō)是用“激動(dòng)的心”強穩“顫抖的手”。

　　分樣在超凈室中進(jìn)行，兩人一起進(jìn)入操作，需要穿著(zhù)專(zhuān)用的實(shí)驗服和手套，全程由攝像頭監控。在開(kāi)啟樣品之前，團隊制定了實(shí)驗計劃，包括取樣步驟、取出的樣品量、分成多少份、每份各自多少量、針對不同實(shí)驗如何分裝、如何轉移等等。

　　在此次月壤研究中，李婷負責需要將成千上萬(wàn)的微小顆粒按實(shí)驗設計挑選分類(lèi)。“分取使用的天平是百萬(wàn)級天平，可以精確到0.001毫克。最困難的是要稱(chēng)取數份0.1毫克樣品——一顆綠豆大約80毫克，相當于他們需要取1/800顆綠豆，手稍抖一下就超量了。”李婷說(shuō)。

　　她告訴記者，如此少的樣品必須盡量一次性稱(chēng)準。每次稱(chēng)量都先是目估，死死盯著(zhù)取樣勺里幾乎看不見(jiàn)的“小黑點(diǎn)”，再三權衡，估摸著(zhù)不能超量才敢倒入樣品槽中。每個(gè)空樣品槽稱(chēng)三遍，放入樣品后再稱(chēng)三遍，以確保稱(chēng)量準確。

　　“通常我們挑選地球樣品時(shí)，可以將凡士林等有一定黏性的物質(zhì)涂抹在針上幫助‘蘸取’樣品，再穩妥地轉移到其他地方。而月壤的挑選不允許引入外來(lái)‘污染’，只能靠針尖和顆粒之間摩擦產(chǎn)生的一點(diǎn)靜電吸附住樣品，經(jīng)常針尖推著(zhù)樣品在玻璃片上來(lái)回跑，就是取不起來(lái)，每每這個(gè)時(shí)候都既絕望又崩潰。”李婷說(shuō)。

　　只能深呼吸，穩住崩潰的情緒和僵硬的肩膀，一遍遍嘗試。這些顆粒中，小的不足頭發(fā)直徑的1/100，大的有一根頭發(fā)粗細。

　　一次又一次的失敗重來(lái)，和這批樣品“死磕”了兩個(gè)多月，“小東西”終于被李婷手中玻璃絲的細尖捕獲——新礦物取樣成功！

　　反復的操作，讓李婷對月壤樣品的了解格外深刻，面對這批樣品分析獲得的大量數據時(shí)，這個(gè)心細的姑娘有了一個(gè)重大發(fā)現：“有一種含鈣的磷酸鹽礦物，它含有的稀土元素遠遠高于我們以往認識的此類(lèi)礦物結構中可以達到的數量，意味著(zhù)這是一顆我們認知以外的新礦物。”

　　然而，它在哪里？這種礦物太少太小，在這批樣品中無(wú)法找到一顆較好的顆粒能夠讓科研團隊破譯它的結構。

　　破譯，十四萬(wàn)分之一的可能

　　2021年隆冬的一個(gè)周六，整棟辦公樓都空空蕩蕩的。

　　“安靜、喘氣的聲音都清晰可聞。”在實(shí)驗室小心翼翼度過(guò)的這8個(gè)小時(shí)，讓鐘軍至今記憶猶新。就是那一刻，他所在的地研院月球團隊成功分離出了一粒微米級礦物，為他們的新發(fā)現奠定了基礎。

　　掃描電鏡反復確認、準確定位所需分離切割的礦物，高能的聚焦離子束從礦物四周進(jìn)行斜向切割，底部斜向“入刀”使目標礦物實(shí)現和周?chē)鷩鷰r分離，掃描電鏡的倉口探入比頭發(fā)絲還細的鎢針，聚焦離子束對鎢針整形后，用鉑蒸汽將其焊接到分離的目標礦物之上，采集完的目標礦物從儀器艙中取出，放入特制的樣品保管“膠囊”，將其帶至下一步開(kāi)展晶體結構分析的實(shí)驗室……

　　通過(guò)對第一批月壤科研樣品開(kāi)展系統研究，團隊發(fā)現了新礦物的蹤跡，并測定該礦物的化學(xué)組成，但由于新礦物顆粒太小太少，一直無(wú)法獲得新礦物的理想晶體結構參數，必須要借助新的月壤樣品進(jìn)一步尋找符合條件的大顆粒標本，才有可能全面證實(shí)。

　　作為“接棒人”，鐘軍圍繞核能鈾釷裂變元素研究主題，反復斟酌挑選了擬申請的最為合適的月球樣品。他閱讀了大量文獻，和團隊成員反復探討，不斷優(yōu)化和完善借用申請及匯報材料。

　　最終，他們的材料從240多份申請中脫穎而出，成功借用到1件月球光片樣品。

　　鐘軍回憶，一拿到光片，科研團隊立刻采用原位微區測試分析方法開(kāi)展礦物尺度的研究，首先對整個(gè)樣品的所有礦物進(jìn)行了快速面掃描，在接近14萬(wàn)個(gè)的礦物/巖屑顆粒中，成功“抓取”了幾顆僅有頭發(fā)絲直徑十分之一大小的富含稀土的磷酸鹽礦物顆粒。

　　“要想驗證新礦物的存在，就要把這幾個(gè)顆粒切出來(lái)，做礦物單晶的晶體結構精確解譯。而相對較大、平面上看成分較純的，適合我們做解構的潛在目標礦物僅有3粒，極為細小稀有。”鐘軍說(shuō)。

　　最終，確定了唯一一顆可用于后續驗證的顆粒。

　　李婷所帶的礦物研究團隊，利用單晶X射線(xiàn)衍射儀對潛在的新礦物，開(kāi)展了后續的精細結構解譯，確定了這個(gè)新礦物。

　　這并不是地研院在地質(zhì)分析中所發(fā)現的第一個(gè)新礦物。過(guò)去3年，李婷所在的團隊已經(jīng)先后主導和參與發(fā)現5種地球新礦物。

　　每一種礦物樣品，都是被這樣一只白皙纖細的手撥入顯微鏡下不斷觀(guān)察……有同事說(shuō)，或許只有李婷自己知道，在長(cháng)達兩個(gè)多月的月壤樣品分類(lèi)中累到肩胛骨脫扣的痛苦；坐在實(shí)驗室里，全世界就只剩顯微鏡下直徑不過(guò)一厘米光區的漫長(cháng)時(shí)光……

　　每個(gè)亮如星辰的成就瞬間，背后都是長(cháng)年累月的默默無(wú)聞。

　　溯源，科學(xué)探索背后無(wú)限的好奇心

　　是什么讓他們抓住了這十四萬(wàn)分之一的機會(huì )？

　　勤奮、團結、用心、專(zhuān)注……團隊22個(gè)人成員，每個(gè)人都有自己的答案，然而所有這些答案匯聚到一起，恰恰就是那句“機會(huì )只留給有準備的人”。

　　2020年11月，在李子穎帶領(lǐng)下，地研院月球研究團隊經(jīng)過(guò)無(wú)數次研究討論后，確定了以月球核能裂變和聚變元素為主要研究方向。隨后，地研院組建了月球樣品分析檢測實(shí)驗室。

　　“完善月球樣品申請管理使用制度，構建月球樣品保存及處理潔凈間，模擬樣品演練，這三項任務(wù)從那一刻就齊頭并進(jìn)準備起來(lái)了。”地研院分析測試所所長(cháng)郭冬發(fā)說(shuō)。

　　事實(shí)上，任何重大科研成果的獲得都不可能來(lái)自臨時(shí)抱佛腳。郭冬發(fā)舉例：“比如，月球樣品處理潔凈間原來(lái)是專(zhuān)門(mén)為做特殊樣品保留的潔凈間，環(huán)境長(cháng)期以來(lái)保持干凈整潔——這間‘凈室’成了我們開(kāi)展月壤研究不可或缺的重要場(chǎng)所。”

　　前沿基礎科學(xué)是推動(dòng)人類(lèi)文明進(jìn)步的原動(dòng)力，基礎研究一旦產(chǎn)生成果，那很有可能就是顛覆性的、革命性的。月球樣品研究，是典型的前沿基礎科學(xué)研究，它能推動(dòng)和帶動(dòng)一系列相關(guān)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步。

　　“這是一條相當漫長(cháng)而曲折的道路，無(wú)論經(jīng)費、時(shí)間、精力，所有的投入都必然是有限的，而唯一無(wú)限的是科學(xué)家的好奇心。”在李子穎的眼中，看待此刻的成就，絕不能僅局限于拿到月壤后做了什么，更是與半個(gè)多世紀以來(lái)，核地質(zhì)科學(xué)家們不斷探索更多未知的創(chuàng )新實(shí)踐息息相關(guān)。

　　“新礦物獲得批準了，但名稱(chēng)沒(méi)有通過(guò)。”

　　今年6月底，當李子穎將這個(gè)消息告訴團隊成員時(shí)，大家的心都是猛地一跌。

　　“嫦娥石”是這支團隊為它精心挑選的名字。而與之相應的英文名字“changeite”，因為與此前已發(fā)現的礦物“changoite”太接近，而被否決。名稱(chēng)沒(méi)通過(guò)，就意味著(zhù)這項成果暫時(shí)還無(wú)法發(fā)布。

　　“一個(gè)名字而已，改掉吧，按照國際慣例改成以我國地質(zhì)領(lǐng)域名人或本身的物質(zhì)結構來(lái)命名吧。嫦娥？外國人根本無(wú)法理解。”很多人都在給李子穎建議。

　　李子穎始終沒(méi)有回答。

　　“changeite”“changeite”這個(gè)名字被他每天一遍又一遍地劃在紙上。

　　“我始終不想改變嫦娥石這個(gè)名字，我想把這個(gè)寄托著(zhù)中國航天探測精神的美麗傳說(shuō)講給世界聽(tīng)，它必然是動(dòng)人的。我肯定能找到一個(gè)既有中國特色而且也符合國際慣例的英文名字。”李子穎說(shuō)。

　　稍做修改后，“changesite”這個(gè)名字帶著(zhù)更豐富的內涵被提交了上去。

　　“首先，這是紀念我國嫦娥工程首次取回的月球樣品；然后，它明確了該礦物來(lái)自中國傳統神話(huà)‘嫦娥’(Chang’E)的居住地(site)，即月球；同時(shí)也表明該礦物取自嫦娥五號的降落點(diǎn)；最后，‘S’既是中文‘石-Shi’又是英文‘石-Stone’開(kāi)頭的第一個(gè)字母，從發(fā)音上也更接近嫦娥石，國內國際都很好理解。”李子穎說(shuō)。

　　團隊將新的英文名稱(chēng)提交申請了。

　　等了一個(gè)多月，該礦物獲國際礦物協(xié)會(huì )新礦物命名及分類(lèi)委員會(huì )的批準，最終名稱(chēng)為“嫦娥石”，英文Changesite-(Y)。

　　從此，月亮上有了嫦娥石。

　　中青報·中青網(wǎng)記者 邱晨輝 通訊員 楊阿卓 來(lái)源：中國青年報

　　2022年09月19日 08 版