预见X射线衍射仪未来发展之路：快速与智能——访中国科学院长春应用化学研究所研究员张吉东

  近日，借助第十七届中国科学仪器发展年会（ACCSI2024）契机，仪器信息网有幸采访了张吉东研究员，请他围绕我国X射线衍射仪发展现状与发展的新趋势等话题展开分享。

  张吉东，中国科学院长春应用化学研究所研究员，中国科学技术大学博士生导师，长期从事X射线多年以来，他从使用、改进，到仿制，再到研制出具备世界领先水平的产品，不仅在衍射仪领域积累了大量经验，也带动国内几十个课题组利用这些检测系统进行科学研究，并获得很多成果。

  2021年，张吉东研究员创办苏州锂影科技有限公司，进一步在测试技术与方法上不停地改进革新，提高国产衍射仪水平。目前，苏州锂影科技有限公司已经研发出了秒级测试的类德拜照相技术，并掌握一维/二维探测器多种模式的测试技术，还研发出多种衍射仪附件，如多位粉末样品台、多位薄膜样品台、溶剂气氛台等，提高了测试效率，扩展了仪器功能。

  近日，借助第十七届中国科学仪器发展年会（ACCSI2024）契机，仪器信息网有幸采访了张吉东研究员，请他围绕我国X射线衍射仪发展现状与发展的新趋势等话题展开分享。

  张吉东：我主要是做仪器方法学研究，特别是如何利用X射线衍射仪更好地测定材料结晶结构方面。工作20多年以来，从开始的使用衍射仪，到持续的技术改进，再到仿制，目前已经成功研制出达到世界领先水平的衍射仪产品。在这一过程中，我们积累了很多经验，非常愿意与大家伙儿一起来分享。如果大家有需求或兴趣，能联系我，或者访问相关网站和微信公众号，我们都有相关知识点的推送。

  仪器信息网：近年来您致力于X射线衍射仪及其附件的产业化，并于2021年创办苏州锂影科技有限公司，请问目前发展进程如何？

  张吉东：锂影公司自成立以来，始终致力于高端X射线衍射仪及其附件的研发，完成了类德拜照相快速X射线衍射仪、二维掠入射X射线衍射仪、电池原位X射线衍射仪等样机开发，并获得了众多用户的试用与认可。目前，这一些产品正处于积极推广阶段。值得一提的是，我们近期研发的用于电池充放电过程中的原位X射线衍射仪，其测试速度已超越了国内外同种类型的产品，能达到与同步辐射相近的测试频率。这一突破将更好地满足电池领域用户的测试需求。

  仪器信息网：请您谈谈我国X射线衍射仪发展现状？国产与国外相比主要差距有哪些？发展中又存在什么问题？

  张吉东：现阶段，国内的高端衍射仪市场仍被进口品牌所占领，如日本理学、德国布鲁克等，而国内公司主要以低端衍射仪为主。随着近年来通过丹东浩元、丹东通达、苏州浪声、苏州锂影等新兴企业的努力，我们正在慢慢地追平与国外在技术上的差距。然而，在一些细分高端领域，如半导体行业所用的高分辨率衍射仪，还不能够实现完全的国产化，所以我们还有非常长的一段路要走。说到存在的问题，第一点，仪器行业虽然市场规模比较小，但其重要性不容忽视。由于应用广泛，一旦被“卡脖子”，就会对产业高质量发展产生重大影响。例如，前面提到的半导体行业所用的高分辨率衍射仪，如果国外不对国内出口，国内的半导体企业就可能会面临生产上的困难。因此，国内X射线衍射仪的发展还需要很多的关注和投入。另一点，仪器行业的投入产出比相比来说较低，需要相关机构和政府给予足够的支持和耐心，等待我们逐步研发和突破。

  仪器信息网：未来，您比较看好的X射线衍射技术是什么？有哪些极具前景的应用？

  张吉东：我比较看好两个方面。一个是快速X射线衍射测试技术，它基于微焦点光源，能够以几十瓦的光源实现以前几千瓦的光源才可以做到的亮度和测试效率，再配备上快速阵列探测器，其测试速度将得到大幅度的提高。另一个是在ACCSI2024现场能清楚看到的，很多仪器厂商正在朝这个方向努力，即人工智能辅助判断，我认为这也是X射线衍射仪的未来发展趋势，因为现在无论是测试还是数据分析，都需要人工智能的介入。举例来说，一些精修或者数据解析，以往都是需要资深专家进行长期细致的分析才行，但是有了人工智能，可以方便广大新老用户的使用，也让普通学生能够很快实现数据分析。大家都知道，仪器信息网面向色谱行业推出了“智能小i”，我很期待未来衍射仪行业也能有自己的“智能小i”。

  仪器信息网：如果AI与X射线衍射仪相结合，对于其演进路线，您认为我们该从何做起？您预想它最终的结合形态会是什么样子？

  张吉东：我认为其实是在数据分析方面，特别是实时数据分析。以前，厂商只提供一个仪器，只能给出一个初步结果，而之后的结果分析对于用户来说是一件很难的事情。未来，在AI的辅助下，样品放进去之后，它会帮助用户做初步和深入的分析，让用户能直接得到想要的结果。以企业用户为例，他们在进行生产质量控制的时候，很多测试结果是需要有一定工作经验的人员来做分析，有了AI的辅助，将样品放进仪器里面，仪器会通过智能化测试、智能化数据分析，然后评估产品是不是合格，是否有什么样的问题，这给企业用户所带来了很大的便利。

  仪器信息网：今年是仪器信息网25周年，请您谈谈对仪器信息网未来有哪些建议或期待？

  张吉东：实际上我是仪器信息网的老用户了，从研究生时期就开始接触仪器信息网，那时候，我们应该查阅很多资料，需要查找什么样的仪器可以更好地辅助我们的研究工作，在这样一些方面，仪器信息网给我提供了很多帮助。工作以后，我一直从事仪器方法学研究和仪器平台管理，也需要学习很多新知识，尤其在为整个仪器平台购置仪器的时候，都会首选仪器信息网进行知识补充和品牌筛选。仪器信息网上的仪器种类比较齐全，也公平公正地提供了各个仪器的排行。我希望未来仪器信息网发展的慢慢的变好，能够把更多的品牌和各种细分品类的仪器都囊括进来。

  当然，随着人工智能的发展，希望仪器信息网的智能化程度能够慢慢的升高。其实在前段时间，我也为仪器信息网提供了一些谱图数据，方便用户查询，如果仪器信息网拥有了自己的智能助手，用户便只需提出问题，就能够获得对应谱图和相关建议，这就极大的提升了科研的便利性。

  “中国科学仪器发展年会(Annual Conference of China Scientific Instruments，ACCSI)”始于2006年，已成功举办十七届。每年一届的“中国科学仪器发展年会”旨在促进中国科学仪器行业“政、产、学、研、用、资”等各方的有效交流，力求对中国科学仪器的最新进展进行较为全面的总结，力争把最新的有关政策、最前沿的行业市场信息、最新的技术发展的新趋势在最短的时间内呈现给各位参会代表。更多第十七届中国科学仪器发展年会精彩内容，请点击链接：ACCSI2024现场直击