［本站讯］近日，空间科学与物理学院2017级本科生叶晓玲、张闽亮等同学在武中臣老师的指导下，在国际光谱学权威期刊The Journal of Raman Spectroscopy（IF:3.13）发表题为“Using Raman spectroscopy to identify spectral features of and detect hydrogen peroxide-potential application for Mars exploration”的研究论文。

众所周知，火星是太阳系中最像地球的行星，极有可能存在或者出现过生命现象。当前“祝融号”火星车已经完成既定巡视探测任务，火星成为我国走出地月系进入行星系的第一站，也是当前国际研究热点。火星大气中紫外辐射强，地表呈氧化性。火星大气中存在痕量H₂O₂（ppbV），其丰度和分布取决于水汽分布和季节变换。由于H₂O₂具有强氧化性，在医疗领域常用作杀菌消毒剂，因此火星大气和地表潜在的H₂O₂将对火星生物信息探索产生重要影响。但目前为止，人们对火星表面/次表面是否存在H₂O₂？H₂O₂以何种形式存在？H₂O₂对火星生物信息存在何种影响？却一无所知。2020年NASA登录火星的毅力号火星车上搭载了两台Raman光谱仪，可以实现火星表面远距离遥感和探头贴近两种方式的成分探测，为在火星表面探测H₂O₂提供了硬件基础。

低温条件下的H₂O₂的Raman光谱特征

（A:H₂O₂短波区域光谱；B：H₂O₂长波区域光谱；C：H₂O长波对比光谱数据)

鉴于此，叶晓玲、张闽亮等同学在武中臣老师的指导下，利用空间科学研究院的火星舱，在模拟的火星条件下探测了不同浓度的H₂O₂-H₂O溶液以及H₂O₂-矿物混合物的Raman光谱特征（包括常温和低温光谱特征）；定量分析了在不同体系中H₂O₂检出限和线性探测范围，系统调研了UV辐射条件下的H₂O₂降解动力学特性。这为在火星表面采用Raman技术探测到H₂O₂奠定了方法基础。研究表明：H₂O₂的Raman光谱特征明显（877cm^-1处O-O伸缩振动模式显著），低温条件下H₂O₂的光谱特征性更强。火星表面部分矿物（如Fe2O3, MnO2,钛铁矿等）会与H₂O₂发生反应而降解H₂O₂（释放O₂），这为火星表面/次表面的微生物提供了庇护场所，也为选定火星生物信息探测区域提供了借鉴。

空间科学攀登团队行星科学课题组受到山东大学“学科高峰计划”和“太阳爆发及其对行星空间环境的影响”攀登计划创新团队的支持，搭建了火星环境模拟科学实验舱，在服务国家级科研项目需求的同时，成为本科生和研究生培养的重要平台。空间科学研究院和空间科学与物理学院十分重视对本科生科研创新能力的培养，积极推动学院教师将专业课教学的理论拓展到学术前沿的热点研究之中。武中臣老师主讲专业课“行星物质”的同时，课外指导本科生团队开展火星地表物质和大气成分的光谱学表征研究。本论文的发表是指导教师以大学生创新能力的培养为导向，将学术前沿的问题带入专业课教学所取得的一个重要成果。

文章链接：

https://analyticalsciencejournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jrs.6227