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中國評論學術出版社 >> 文章内容

院士盧佩章的科研故事

  西南求學,立志獻身科學

  盧佩章祖居地永定縣坎市熊兆樓,1925年10月出生於浙江杭州。當時戰争頻繁、民不聊生,少年時飽經憂患。1938年杭州淪陷,眼看着日本帝國主義的鐵蹄踏入家園,13歲的盧佩章無比憤恨,不得不隨家流亡到四川重慶,從此開始了他在祖國大西南求知求學的生涯。其父盧公恒早年留學日本,一生厭惡官商。受父親影響,少年盧佩章立志長大獻身科學,走科技報國之路。1942年在重慶清華中學讀書時,他接受了進步思想,因此被學校開除。爲了生活,盧佩章找到了一個小學教師的臨時工作,一邊教書一邊自學,終於考入同濟大學化學係,於1948年畢業,留校任助教,積極參加反飢餓、反内戰運動,並作爲上海市學聯代表到南京,參加“五二○”遊行,曾被捕入獄。在同濟大學化學係,盧佩章得到了湯騰漢教授、黄衡禄教授、李國鎮教授的不誨教導,奠定了他對化學學科的興趣和熱愛。

  中國色譜研究奠基者之一

  1949年9月,盧佩章放棄了上海同濟大學助教的職位,懷着發展祖國科學技術事業的勃勃雄心,奔赴百廢待興的東北,走進了當時新組建的中國科學院大連化學物理研究所的前身——大連大學科學研究所。

  1950年代初,他參與國家從煤裏制取石油這一國民經濟急需的科研任務,承擔了其中水煤氣合成産品的分析任務,完成了“熔鐵催化劑水煤氣合成液體燃料及化工産品”項目任務,獲中國國家自然科學奬三等奬。爲了克服原始低温分餾方法分析速度慢、週期長的不足,盧佩章開始了色譜分析化學的研究。

  色譜是一種快速、高效、靈敏的分析、分離技術,是分析化學的重要組成部分,在工農業生産、進出口貿易、國防、科研、醫學、生物制藥、基因分析學科等方面有着廣泛且十分重要的應用。而當時,我國的氣相色譜研究還是個空白,很多人連“色譜”這個名字都没聽説過。但盧佩章和他的研究小組經過幾百次試驗和探索,終於在1953年中國第一個五年計劃開始的時候,設計出中國第一台體積色譜儀,使分析石油樣品的速度,由原來的30多個小時縮短到不足一小時,而且所用樣品量僅是原來的千分之一。很快,全國的石油化工企業都采用了他們研製出的色譜分離技術。這一開創中國色譜學先河的研究成果獲得廣泛應用。1956年,剛剛30歲的盧佩章在中國科學院學部委員會成立大會上,作了中國第一篇氣相色譜研究的學術報告。

  從1950年代初開始,他先後開展了氣相色譜及液相色譜理論、新技術發展及其應用方面的研究。1956年,在中國科學院學部委員會成立大會上,剛剛30歲的盧佩章做了我國第一篇氣相色譜研究的學術報告。1959年9月,作爲新中國的一項科學成果,盧佩章在前蘇聯第一次色譜分析報告會上做特邀學術講演,這個報告被蘇聯人編纂到色譜學專著裏,隨後又被德國翻譯發表。

  1977年以後,年過半百的盧佩章率領團隊研製成功了細管徑的高效液相色譜柱,當時曾獨步世界。西方國家直到兩年後才研製成功。盧佩章領導了色譜專家系統工作,通過軟件,普通操作者也可以完成以往科學家才能做到的復雜色譜分離技術,這被認爲是色譜研究中的一場革命。

  幾十年來,盧佩章主要從事以色譜爲主的分析化學研究,是中國色譜分析的奠基者之一,開創了中國色譜科學。

  將色譜研究應用於國防工業

  “兩彈一星”是中國人的驕傲。1960年代初期,中國國民經濟遇到了嚴重困難。此時也正是中國核工業發展的最關鍵時期。在前蘇聯專家撤走、我國自己製造原子彈最困難之時,盧佩章和他的研究小組承擔了測定金屬鈾235和鈾238同位素中氣體雜質的科研課題。簡單地説,就是在把同位素235也就是濃縮鈾從同位素238中分離提取過程中,監控氣體氟化鈾的純度,連百萬分之一的雜質都不能有,否則就會爆炸。在計劃開始以後十多年的時間裏,盧佩章和他領導的小組幾乎一天也没休息過,研製了三代機器,爲國家節省了上億元資金。作爲當時題目組的負責人、研究小組的主心骨,即使在文革時期,盧佩章院士工作也没有停止,外面武鬥,實驗室内照樣燈光明亮。爲取得高濃氟氣,盧佩章和他的同事憑着信念,連續倒班一個多月,干得腿發軟,吃的是大餅子加白菜蘿蔔,也能够産生這麽大的幹勁。

  盧佩章在極短的時間裏,完成了原子能工業應用的氣相色譜研究,創建了固體中痕量氣體的色譜分析,準確地測定出金屬鈾235和鈾238這兩種同位素氣體雜質的含量,並從擴展到工廠實際出發,爲設計新工藝流程提供了一套核原料中腐蝕氣體的分析方法,保证了我國自己生産純净的適於裂變的合格鈾235,爲中國第一顆原子彈的爆炸成功盡了分析化學工作者應盡的責任。

  色譜在核潜艇上也發揮了很大作用。核潜艇可以在水下連續航行數月以至一年以上,艇上空氣如何净化、再生及解决含氧量是制約各國核潜艇技術發展的一大要素。盧佩章又接受了中國第一艘核動力潜艇79號密閉艙氣體分析的中國國防科研緊急任務,組成了科研小組。經過方法研究、儀器試製和現場反復考核,把色譜技術應用到潜艇密閉艙中,研製出當時世界上最先進的船用色譜儀。使用這台色譜應用裝置,可以迅速、連續净化密閉艙中的氣體組分,確保潜艇人員在水下長期作業的生命安全和生活需要,爲中國國防工業的發展和人民解放軍的的現代化建設盡了自己的職責。

  擁有先進可靠的運載火箭武器系統是當今世界强國的重要標誌。火箭需要液氫作燃料。制備高純液氫的關鍵之一是必須除去其中的痕量氧,否則無法安全生産運行。盧佩章接受了任務,組成科研小組,開始了長達20年的科學探索。從1960年代起,他們利用分子篩色譜技術開始了超純氣體净化和測試的研究,並爲工業生産超純氣體提供了方法和手段。由於成功研製了當時國際上僅少數國家才能生産的新型吸附劑——分子篩,並敏鋭地察覺到這種吸附劑用作催化劑將有特殊性能,我國先於國際上其他國家研製成功脱氧分子篩105催化劑,解决了液氫生産制備的關鍵技術環節,爲液氫用於火箭燃料,做出了應有的貢獻。

  1999年9月18日,盧佩章參加了爲研製“兩彈一星”做出重大貢獻的科技專家慶功大會。

  受打擊不懈研究,終於有出色成果

  在“文化大革命”中,盧佩章被打成“反動學術權威”,關進“牛棚”,一度被迫中斷研究。當他從“牛棚”中被“解放出來”之後,雖然仍帶着“白專典型”的帽子,但他立即投入到色譜科學的繼續探索中。白天他鑽在實驗室裏觀察色譜分析情况,晚上回家分析數據,設計方案,總結高效液相色譜分析規律。1975年盧佩章被下放到青島化工廠進行“思想改造”。“改造”期間,他繼續悄悄進行高效液相色譜研究,找到高效色譜柱的高級填料——超細無定型微粒硅膠。後來回到大連,他和同事立即制成高效液相色譜柱。經多次試驗,改進了色譜柱的内部結構,使色譜柱效能一下子提高了10倍。

  回所後,盧佩章先後被任命爲研究室主任、大連化學物理研究所副所長。色譜被列爲化物所四大重點科研方向之一。他帶領科技人員經過一年的實驗、分析、運算、反復改進高效液相色譜柱形結構,使柱外效應降到最低限度,柱效由每米2萬理論塔片很快昇至每米6萬理論塔片以上,超過了當時世界先進水平。1年後,細管徑高效液相色譜柱試製成功。中國色譜研究的突飛猛進,令許多發達國家爲之驚嘆。1978年11月,德國色譜專家來大連化物所參觀氣相色譜組時讚揚説:“你們是最出色的。”1979年9月,德國色譜學會主席邀請盧佩章參加在瑞士洛桑召開的第十四届色譜報告會。盧佩章在會上做了《色譜高效柱》的學術報告,博得了全世界色譜專家的贊譽和認同。會後,盧佩章應邀赴德國講學1個月。盧佩章等人研製的高效液相色譜柱所達到的水平,連美國著名色譜專家埃特伍德也承認,美國PE公司也進行這項研究,但要1年以後才能達到中國的水平。

  盧佩章和所有致力於色譜研究的專家們同心聯手,爲中國的色譜研究贏得了榮譽,也贏得了時間。當中國改革開放的新歷史時期到來時,盧佩章率領這支年輕的色譜隊伍已開始向更新更高目標挺進了。

  1980年,盧佩章以他30年間在新中國分析化學方面、尤其是在開創色譜學科領域、並把這種先進的色譜分析分離技術運用到中國國防工業和中國國民經濟建設中所取得的卓越成就,當選爲中國科學院學部委員。在中國和其他國家色譜研究工作中處於領先地位的大連化物所色譜中心,在盧佩章的設計下,開始了色譜專家系統的研究,即用專家的知識,編成軟件由計算機來代替色譜專家去完成色譜的分析任務,並根據需要,通過系統獲得足够的定性信息和準確的定量數據,盡快找到合適的分析方法,達到分析的目的。有了專家系統,就是普通操作者也可以完成平時需要科學家才能做到的復雜的色譜分離技術。經過3年的努力,這套系統已經初步實現,成爲色譜研究中一項里程碑式的工程。

  一生研究,貢獻突出

  盧佩章院士自1949年以來,投身科學半個世紀多,他參加的科研課題研究和培養的色譜學科的專業人才不計其數。20年來,他曾到過25個國家或地區參加學術交流、講學授課。1959年,他曾在莫斯科Rogingskii通訊院士A.A. Zhukhovitskii教授領導下工作半年,後以客座教授身份在國外許多大學如德國Tuebingen大學、意大利Urbino大學、荷蘭Einhovern大學講學,又在許多國際學術會議作特邀學術報告,例如,1992年在美國匹兹堡會上作爲中國人第一次作了特邀報告。

  多年來,盧佩章獲得了許多榮譽和奬勵。1956年在“液態燃料的費一托合成研究 (氣相色譜應用於産品的分析)”中獲第一届中國自然科學三等奬,爲四個獲奬者之一。至今已得到16項以上的各種科學奬,例如:關於GC填料(1962年)、痕量分析儀器和方法(1965年-1982年)、腐蝕性氣體分析的專用儀器和方法(1978年)、高效微粒HPLC柱(1979年)、不可抽提GC毛細管柱、高效GC填充柱(1979年-1989年)及多組分分離的色譜理論(1978年)、智能HPLC儀器(1989年)等。曾獲中國科學院榮譽奬(1989年)和前蘇聯色譜學會的Zwett奬(1990年)、美國傳記研究所的“世界終身成就奬”。2007年6月5日盧佩章獲得第30届國際毛細管色譜的“高裏奬”,高裏奬是該領域的重要國際奬項之一,每年頒發一次,以1956年發明毛細管色譜技術的美籍瑞士人高裏 的名字命名。到2009年1月,盧佩章獲得的各種科學奬達30多項。

  盧佩章歷任中國科學院大連化學物理研究所副研究員、研究員、副所長,中國大連色譜技術研究開發中心主任,爲《色譜》雜誌主編、《高效色譜》等雜誌編委,中科院化學部委員,中國色譜學會名譽理事長,發表論文250餘篇。他是中國色譜學科的奠基人之一,1980年當選爲中國科學院院士。
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