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【原】鄭蘭蓀院士:鐵樹開花,不負芳華

由 金曲每日分享 發表于 藝術2021-12-24
簡介進入美國之後,他被選送到休斯墩賴斯大學,師從著名化學和物理學家理查德·斯莫利院士,專業是原子團簇的鐳射產生和研究

怎樣分離鐵樹

近期,備受矚目的兩會已經持續了一週,作為全國政協委員、中國科學院院士的鄭蘭蓀院士也是應邀出席,今年是他第五次參加這一備受矚目的會議。

會議期間,鄭院士在面對人民網記者提問時說到:“要政府鼓勵高效畢業生到企業工作,促進企業建立自己的研發隊伍,更好地服務國家發展的需要。”說到研發,常年與實驗室相伴的鄭蘭蓀院士可是權威,不信!那就讓我們一起隨著記憶的車輪,去看看鄭院士與富勒烯相伴那些年。

個人簡介

鄭蘭蓀:1954年生,江蘇吳中人,廈門大學化學化工學院化學系院士。1977年考入廈門大學化學系,1982年作為我國改革開放後第一批公派赴美留學生,師從諾貝爾化學獎獲得者斯莫利。長期從事碳原子團簇的研究,並取得重大突破,曾獲國家自然科學二等獎。2001年當選中國科學院院士。

命運之神巧捉弄,廈大化學竟錄取

鄭院士是幸運的,為什麼這麼說?因為1977年正值文化大革命結束的第一年,高考制度恢復,良好契機使他成為了新一屆的大學生。雖然自己的父母都是大學的院士,但在那樣特殊的時期,鄭蘭蓀院士並沒有受到多少家庭薰陶。這是一場“人禍“,而下面要說的可能可能就要“怪”命運的巧妙安排嘍!

不同於許多從小就受家庭影響,熱愛化學的化學家一樣,鄭蘭蓀院士高考時的理化成績是最差的,其中化學僅考了20分。而他當時也無心化學,當時填報的志願是英語系。不知是命運之神有意或無意的捉弄,他的志願被投到了化學系,更離奇的是,這所堪稱國內化學系一流的學校,竟然將他錄取了。

雖然廈大化學系堪稱國內一流,一些著名的化學家等出自這裡,像田昭武、盧嘉錫,但對於當時的鄭蘭蓀來說,內心並沒有太多喜悅,反而更多的是壓力感。

美國實驗做研究,刻苦毅力終感師

1982年初,國家選派化學類赴美留學生的訊息傳來,鄭蘭蓀院士立馬報考,竟然考了第10名,當時的鄭蘭蓀院士心裡充滿了喜悅之情。但還有更多的困難擺在他的面前。

進入美國之後,他被選送到休斯墩賴斯大學,師從著名化學和物理學家理查德·斯莫利院士,專業是原子團簇的鐳射產生和研究。對於這樣一個完全陌生的領域,以及美國實驗室豪華的儀器裝置,對於當時的鄭蘭蓀院士都是在國內不曾見到過的。當時,斯莫利院士對於鄭蘭蓀院士是失望的,這或許要歸結於知識的缺少以及美國對當時的中國的歧視等多種原因吧!

鄭蘭蓀院士深知自己的不足,便日夜守在實驗室裡,恨不得渾身的器官與這些陌生的儀器們完全融為一體。斯莫利院士看到了鄭蘭蓀院士身上迸發出的巨大的毅力,被深深感動。留美三年的時間,斯莫利院士終於將“超冷原子簇正負極離子束”的課題交給他。

講學當中的鄭院士

原子簇是比奈米更小的物質層次,屬於物理、化學的交匯點。要檢測離子,需要用電場加速,但離子又不能進入電場。終於,功夫不負苦心人,他終於設計出了一個特殊的電子線路,既可以產生高壓脈衝,又使得正負離子都能順暢進入加速電場。

這個課題最終被斯莫利院士認可,四年學習結束時,他的博士論文被斯莫利院士稱為:“我指導過的學生中最富有獨創性的!

“鐵樹“終開花,不負韶芳華

1996年,斯莫利院士因C60的重大發現,榮獲諾貝爾化學獎,但全球對富勒烯的關注度卻不增反降。這種情況下,許多人都勸鄭蘭蓀院士改向更為火熱的奈米方向,但鄭院士卻不為所動,他始終堅信富勒烯之樹,終能開花。

從此以後,鄭院士開始了他的富勒烯鐵樹開花之旅。每天早上八點,他都會準時進入工作室進行研究。

1997年的冬天,他的課題組終於製備出了具有C60碎片骨架結構特徵的C20CL10氯代碳簇。這一成果被刊登在了美國最權威的化學刊物《美國化學會會志》上,並立即引起了世界的關注。

2000年2月初的一天,課題組人員用微波等離子體和氯仿合成出1克左右的黑色粉末狀混合物,混合物內含100多種物質,細細分離後,透過質譜,發現一種奇異的原子團簇,而且比較穩定,透過反覆檢測,質譜確定這種分子包含了50個碳原子和10個氯原子。

2001年9月,研究組的女博士生高飛承擔了主要的合成與分離工作,並重新設計製作了一套電弧分離裝置。一年之後,鄭院士課題組終於分離出了100克混合物,但其中C50CL10的含量還不到萬分之一。

該怎麼辦呢?整個課題組這時陷入了沉思,

從萃取到高效液相色譜,整個分離過程持續了整整一年半的時間,最後一輪的分離是在北京中科院研究所實驗室完成的。

他們終於成功了!雖然最終的產物僅有1。6毫克。但這是地球上誕生的第一簇純粹的C50CL10啊!

2004年4月30日,《科學》雜誌上發表論文,稱讚鄭蘭蓀課題組是一項具有里程碑意義的工作,緊接著,國際上數十種科學媒體都在第一時間裡進行了高度評價。

得益於C50的成功,鄭蘭蓀課題組在這方面的腳步更快了,從2006以來,鄭蘭蓀課題組又陸續合成表徵了兩種C60的異構體。至此,他的課題組經過20年探索,已經合成出數數十種特殊構型的新型富勒烯及相關碳原子團簇分子,揭示了富勒烯的結構特徵,並建立了反應團簇形成機理的動力學方程,求解了形成分佈函式,為揭示這一長期困惑科學界的難題提供了明確的實驗證據。

為此,鄭院士這麼多年培育的“鐵樹”終於開花,他做了一件了不起的事,沒有辜負自己曾經的付出以及堅持,試想,如果當初他聽從別人的意見,轉向奈米方向,他也不會取得今後的成就,世人對於富勒烯方面的研究可能還要等上若干年。從鄭院士的身上,我們看到了堅持的力量。

鐵樹終開花,不負韶芳華~~

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