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“萃取”一生“稀土”情(组图)
时间:2023-06-01 11:12 点击次数:187

  同志曾经说过:“中东有石油,中国有稀土,中国的稀土资源占世界已知储量的80%,其地位可与中东的石油相比,具有极其重要的战略意义,一定要把稀土的事情办好,把我国的稀土优势发挥出来。”

  我国是稀土大国,稀土的工业储量位居世界第一,且矿种和元素品种都比较齐全。中国虽然是稀土资源大国,却不是稀土生产大国,稀土生产技术都掌握在国外少数厂商手中,他们将这些技术视为高度机密。而我国长期以来只能依赖于低价出口稀土矿物和混合物,然后再高价进口深加工稀土产品,这样便使我国长期处于有资源无利益的窘境。

  著名化学家、中科院院士、北大教授徐光宪的成就和贡献就在于,他提出的稀土串级萃取理论,使我国稀土分离技术和产业化水平跃居世界首位。这一串级萃取理论的全面应用,使我国稀土分离成本大幅下降、产量和质量快速提高,打破了发达国家的垄断格局。

  徐光宪引导中国科学家和工程技术人员为祖国打了一场漂亮的稀土萃取分离技术翻身仗。

  徐光宪的事业是与稀土工业紧密联系在一起的。他事业高峰的两个关键词是“萃取”和“稀土”。

  1972年,北京大学化学系接受了一项紧急任务——分离镨、钕,纯度要求很高。刚刚回到化学系的徐光宪,成为了这一研究课题的领军人物。从量子化学到配位化学,再到核燃料化学,直到最后的稀土化学,这已是徐光宪第四次改变研究方向了。对他来说,“国家需要”始终是第一位的。

  这是一项“前无古人”的尝试。镨、钕都属于稀土元素,它们的化学性质极为相似,要将它们一一分离十分困难。徐光宪在查阅了大量资料后,作出了一个大胆的决定:放弃采用国际上流行的离子交换法,以他所特有的学术敏感性选择了萃取法来完成分离。

  徐光宪打了一个又一个“漂亮仗”——他建立的自主创新的串级萃取理论,推导出100多个公式,并成功设计出了整套工艺流程,实现了稀土的回流串级萃取。此外,他还率先办起“全国串级萃取讲习班”,使新的理论和方法广泛应用于实际生产,大大提高了中国稀土工业的竞争力。

  就这样,采用徐光宪的科研成果生产的单一高纯稀土大量出口,让那些曾经无视中国“稀土大国”地位的国家不得不面对这样一个尴尬的现实:中国高纯度稀土使国际单一稀土价格下降了30%到40%。一些长期霸占世界市场的稀土“垄断国”不得不减产、转产甚至停产。

  中国终于实现了由稀土资源大国向稀土生产大国、稀土出口大国的转变。世界突然发现,现在,这个领域的领头羊已经不再是昔日的美国、法国和日本了,而是中国。

  2006年,中国生产的单一高纯度稀土已占全球产量的九成以上,每年为国家增收数亿元,彻底打破美、法、日等发达国家对国际稀土市场的垄断格局。为此,徐光宪被称作“稀土界的袁隆平”。

  徐光宪出生于浙江绍兴。1936年,16岁的徐光宪考取了杭州高级工业职业学校,1939年转学至宁波高工学校,毕业后他前往上海,一边做工,一边利用闲暇时间去附近大学“蹭”课,直到考上了上海交通大学化学系。

  1946年,徐光宪公费留学,在美国圣路易斯华盛顿大学读研究生,一学期后转至哥伦比亚大学,并获得助教奖学金。不久,同样学化学的妻子高小霞也来到美国半工半读。

  到了1949年,徐光宪不但取得了硕士、博士学位,还当选为美国荣誉化学会会员和荣誉科学会会员。接连荣获了两枚“开启科学大门”的金钥匙。当他们欣喜地得知新中国诞生的消息后不久,美国政府提出法案:“全体留美中国研究生需加入美国籍且不准再回中国。”徐光宪回忆,当时这一法案正等待参众两院通过,他担心一旦法案通过,将再“难酬赤子报国之心”。高小霞当时还尚未取得博士学位,但夫妻俩商量后认为:“科学无国界,但科学家有自己的祖国。”

  于是,高小霞决定放弃学位并谢绝了导师的挽留启程回国。1951年4月15日,徐光宪夫妇终于以华侨探亲的名义获得了签证,登上了“戈登将军号”邮轮。

  “当我们辗转到达广州,远远地看到了飘扬着的五星红旗时,线年前的往事,语气平和的徐光宪掩饰不住内心的激动,提高了声音说道。

  回国后,徐光宪夫妇双双到北京大学化学系执教,而且一教就是半个多世纪。他回忆:“那时的科研和教学条件都很艰苦,但人们很团结,大家能在工作中体会到共同的乐趣。”作为一名化学教育家,他撰写了《物质结构》和《量子化学》等许多重要教材。其中《物质结构》(上、下册)自1959年出版以来,已经修订再版印刷了20余万册,迄今依然是化学领域重要的教学参考书,教育和培养了我国几代化学工作者。该书1988年荣获全国高等学校优秀教材特等奖,成为半个世纪以来化学领域唯一获此殊荣的教材。徐老回忆说:“当初还没有教材,于是教育部便指定唐敖庆、吴征铠、卢嘉锡,还有我4个人编写教材。那时,同行们都管他们3个叫糖葫芦(谐音),所以我也常常说,我最好的朋友就是这串糖葫芦了。”他们4人利用暑假夜以继日地工作着,每人每天写一万多字。结果总字数超过了100万字,才写完原计划的一半!“教育部有关部门说:你们人多智慧多,教材装不下,这本只能作为参考书了。那时我讲物质结构已经5年了,有讲义,所以后来就把我的讲义整理修订,作为教材出版了。”

  1940年徐光宪和高小霞一同进入上海交大化学系,成为同班同学,1944年他们一起毕业;1951年一同从美国回来参加祖国建设;1964年一同当选为第三届全国人大代表;1968年一同去江西“五七干校”;1971年一同回北京大学继续任教;1978年一同当选为第五届全国政协委员和连任第六、第七届全国政协委员;1980年一同当选为中科院学部委员(现称院士);1981年一同被批准为全国首批博士生导师,并担任国务院学位委员会理科评审组成员;1989年一同赴澳大利亚参加第三届亚洲太平洋化学大会;1992年一同被邀请去香港讲学,同时还获得了国家自然科学奖、科技进步奖等多种奖励。

  在徐光宪心中,最令他自豪和骄傲的是培养了一批好学生。“北大有许多优秀的学生,我获奖的工作都是我的学生和研究团队完成的。他们今天的成就早已超过了我,我比不上他们。不过,学生如果不能超过先生,中国就不能进步了。”现在,徐光宪的学生遍布国内外,不少人已成为我国教育、科技战线的骨干力量。

  几十年后,这些当年的学生在文章中这样回忆他们初次见到的这位新老师:高高瘦瘦,脸上收拾得很干净,西装革履,外面套着一件洗得有些发白但是很干净的黄色风衣,一口绍兴味的普通话……

  当年许多学生回忆,徐光宪行事不张扬,但其一举手、一投足都能在潜移默化之中感染周围的人。很多人都是从那本《物质结构》(上、下册)一书开始认识他的。听过徐光宪课的人都说,读这本书很能感受到徐老师授课的风格——系统而易懂,严谨而不拘泥。

  徐光宪授课细致认真。为了方便学生理解和记忆,他总结了很多公式和公理,每一课都要拿出一份清楚的讲义。当时,有不少学生在中学学的是俄语,英语功底薄弱,徐光宪便督促鼓励学生加强英语文献的阅读,从最简单的单词和语法入手并且亲自指导。有时候,他还要亲手修改学生论文的英语摘要。

  如今已是北京大学化学学院教授的许振华,20年前曾请徐老师审阅过一篇论文。在送文章的时候,徐光宪不仅要求他送来论文,还要他把相应的文献也送去,边读文献边修改文章。

  现任北京大学化学学院院长高松也是徐光宪的学生,在他眼里,徐光宪不仅是非常有名望的科学家,也是位非常宽厚、平易近人的老师和长者。

  当年高松在完成了硕士学位论文后,出于兴趣,想转变自己已定的研究方向。可是原来的研究领域正紧缺人手,高松担心老师是否会理解他的选择,于是怀着忐忑的心情给徐老师写了一封信,表达了自己的意愿。开学后,徐光宪立即找到高松,鼓励他的选择,并帮他出主意。在原领域继续做一些科研,同时在职攻读新方向的博士,这个一举两得的办法促进了高松事业的发展。

  徐光宪对于学生有着深厚的感情,年届80时,他仍然直接指导着研究生,同时坚持给本科生讲座。也许正因为时刻和年轻人在一起,徐光宪至今保持着一颗童心,在学校BBS上,他给自己的ID取名为“老顽童”。

  前几年,化学学院的学生们发起了“认领”化学元素活动,用趣味的语言诙谐地描述每个元素并集合成一本《元素的世界》。2007年,徐光宪知道这件事后,非常有兴趣,在北大BBS上发帖号召学生继续“认领”分子,集合成《分子共和国》,得到了热烈响应。如今《分子共和国》一书正准备出版,徐光宪也参与到编写之中。

  桃李不言,下自成蹊。几十年来,徐光宪不仅培养了近百名博士生和硕士生,还为我国稀土产业界培养了大批工程技术人员,有很多人已成为了我国化学领域的专家:他的学生黎乐民院士在量子化学领域,黄春辉院士在稀土配位化学和光电功能材料方面都取得了骄人的成绩。

  他的得意门生严纯华教授,现为北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室主任,他的学生高松,是我国最年轻的院士之一。北京大学化学学院在院长高松的带领下,正在走上一条创新跨越之路。

  有人问徐光宪,您一生中最感到满意的事是什么?徐光宪立即答道:“是培养了一批好学生。他们的能力和成就大大超过了我,这是我最大的安慰和自豪。”

  相机镜头前,徐光宪被他的院士学生黎乐民、黄春辉紧紧簇拥在中间,于是,一张温馨而又极为少见的瞬间就这样定格在中国科研人才培养的历史中。师徒一门三院士,即使在世界范围内也并不多见。

  “徐老师是道德文章。先道德后文章。”当年的学生严纯华说,“他谦虚和勤奋的为人对我们学生的影响是最大的。”

  稀土分离研究的早期是非常艰苦的,缺乏先进科研设备的实验室,只能依靠摇漏斗做粗略的分离试验,往往一个完整的实验流程做下来要一年多的时间。徐光宪从来都是亲自参与,和学生们一起从最基础的实验做起,每天早起晚归,终日泡在实验室里。有时候到了中午吃饭的时候,他才会发现嘴里没有戴假牙。

  “文革”期间,由于留学美国的背景,徐光宪被打成“特务”,他的学生也受到无端牵连与迫害。在一次批斗会上,他和他的学生被拉上主席台。主持大会的人要他老实交代问题,他站起来大声说道:“我保证自己百分之百不是特务,也保证他们不是特务。”他的“顽固不化”保护了一批学生,却给自己带来了危险。整整半年,徐光宪被关在北大现在的42号楼2楼的一个小房间里。30多年以后,亲身经历过此事的北京大学教授高宏成说:“在当时险恶的环境里,这需要多大的勇气和毅力啊,这也使我第一次看到了徐老师刚强的性格和大无畏的精神,心中充满了敬佩。”

  “文革”后期回到北大后,为了能够尽快地恢复试验,徐光宪整日为实验器材和实验数据的整理而忙碌,全然没有考虑过自己还没有被洗清的“特务”身份。“我们当时都为他抱不平,可是他把全部心思都用在了如何尽快恢复实验上。”黎乐民说,“徐老师对科学事业的追求真是做到了不屈不挠,执著到底。”

  徐光宪对科学的执著和对人才的爱护凝聚了一个团结而有战斗力的团队。在他的建议和争取下,1986年北京大学稀土化学研究中心成立。1991年北京大学建立了稀土材料化学及应用国家重点实验室,承担了包括“85”攀登计划,“973”、“863”和国家自然科学基金等多项稀土科学基础研究的国家重大项目,成为我国稀土功能材料基础研究的重要基地之一。

  徐光宪曾说,科学研究与人才培养是密切联系在一起的,只有把科研工作做好才能带出高水平的人才,人才培养是比科研更重要的。而对于他的学生们来说,徐老师的人格魅力是一面不倒的旗帜,凝聚着一个团队,指引着科学研究和科学精神的方向。“作为他的学生,我们学到的是任何时候都不能懈怠。”他的学生黄春辉感慨地说。

  近30年来,徐光宪和他的课题组因在稀土化学方面的成就而获得了大量荣誉。半个多世纪来,徐光宪根据国家的需要,服从组织分配,数次变更科研方向,开展了广泛的研究和教学工作。由于稀土串级萃取技术仍然属于国家机密,徐光宪和课题组在许多方面虽有成果却不能随便写成论文发表。对这些,徐光宪淡然处之,每当提及时只是微微一笑。

  1998年,当整个北大都沉浸在百年校庆的氛围中时,徐光宪失去了相濡以沫52年的伴侣高小霞院士。这对共同出国留学,共同回国建设,共同下放劳动,共同为中国的化学事业奋斗了大半生,风雨同舟,矢志不改的院士夫妇最终阴阳相隔。年近八旬的老人能否撑过这一难关成为每个关心他的人心中的焦虑。但徐光宪很快便振作了起来,不久他又重新走进了实验室,与学生们共同探讨学术问题,参加各种学术会议,徐光宪的主题演讲所用的PPT还是他自己一字一字亲手制作的。今年已经89岁的他仍然活跃在科研战线余年间,徐光宪在共价新定义和分子片周期律的研究中提出了一系列创新的学术思想,被SCI收录的论文有120余篇,直接辅导了9名博士后。他还对20世纪的化学发展进行了总结,认为20世纪的化学发展积累了大量实验素材,但理论研究相对滞后,从而提出了对于指导新世纪的化学研究和学科建设具有重要意义的“21世纪化学的四大难题和突破口”等观点。

  早在2002年年底,徐光宪院士就获得了该年度国家最高科学技术奖提名。这是化学界首次获得的国家最高科学技术奖提名。此外,他还先后获得了“何梁何利基金科技进步奖”和“何梁何利基金科学与技术成就奖”等。

  目前,由于年事已高,徐光宪已很少参加一线的科研工作。他的助手王炳武副教授介绍说,徐老仍然时刻关注着国家大事。每天手头都有不少工作。他不顾年老体弱,还亲自奔赴内蒙古白云鄂博矿和四川攀西冕宁矿区考察,两次向中央提出了有关白云鄂博矿可持续高效洁净利用的建议,为我国稀土资源的优化利用、环境安全和可持续发展提供了原则性指导意见。

  王炳武说,徐光宪认为现在中国没有控制住稀土的定价权,“由于稀有程度和应用领域不同,最便宜的稀土与猪肉的价格差不多,日本和美国就会利用这个机会储备稀土。”为此,他曾给总理写过两封信,建议国家限制稀土的产量并控制其他价权。这—建议迅速得到了的批复。

  每当有人提醒他要注意休息、注意身体时,徐光宪总是笑着说:“我现在有做不完的工作,这说明社会还需要我,使我能体会到自己存在的价值,这是人生最大的安慰。”在这样的笑容里,在一派朴素平和里,跳动着的是他对生活的激情。

  天气好的时候,徐老会在自家楼下的草坪旁边散步,他说散步是他在闲暇时光里最喜欢的活动。他认为:“人生中最重要的就是幸福和快乐。人生的目的,就是追求个人和大多数人的幸福。小平同志提出共同富裕,其根本目的就是共同幸福。”

  徐光宪对钱没有什么“感觉”。获得国家最高科技奖,他可以支配一笔高达500万元的巨额奖金,其中50万元归个人所得,另外450万元可由他用作自主选题的科研经费。

  “我自己的钱已经够花了。”徐光宪非常认真地说,“我得的奖是集体的工作成果。我已经跟大家说好了,包括那50万元在内,全部都拿出来。几个研究团队要好好商量,怎么分配使用这些经费。经费要以稀土研究为主,要全部放在几个课题组和国家重点实验室……”

  1960年,正值三年困难时期。徐光宪把编写《物质结构》一书得到的5000多元、在当时堪称“巨额”的稿费全部捐给工会,用于补助困难教职工,他还一再请求工会“不要声张此事”;20年前,他的一位学生因孩子脑瘫而陷入困境,徐光宪便按月用稿费接济这位学生。大年初一清晨,他摸黑把亲手做好的烧鸡、八宝饭送到学生的宿舍。提起此事,徐光宪语气中满是遗憾:“我无法帮他更多……”徐光宪还将获得的“何梁何利科学技术成就奖”的百万港元奖金,用于设立“霞光奖学金”,专门奖励那些努力学习又家境贫困的本科生。

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