分子筛是什么能做芯片吗(探寻分子筛研究突破口)

来源:人民网-人民日报徐如人在做学术报告吉林大学供图,下面我们就来说一说关于分子筛是什么能做芯片吗?我们一起去了解并探讨一下这个问题吧!

分子筛是什么能做芯片吗(探寻分子筛研究突破口)

分子筛是什么能做芯片吗

来源:人民网-人民日报

徐如人在做学术报告。吉林大学供图

人物名片

徐如人:1932年生,浙江上虞人,吉林大学化学学院教授,中国无机合成化学学科奠基者。1991年当选中国科学院院士,2003年当选第三世界科学院院士。几十年来,他以分子筛合成化学为突破口,提出无机合成化学的科学体系,在国际上率先开展了分子筛的定向设计合成。曾4次获国家自然科学奖,2017年获首届“中国分子筛终身成就奖”。

书房不算大,左右两边书架的高度几乎顶到天花板,从门口一直延伸到窗户,上面满是化学书籍。书桌前,一位精神矍铄的老人正伏案工作。“现在,他每天基本都要工作七八个小时。”照顾徐如人的阿姨告诉记者。

今年90岁的徐如人思维清晰,谈科研、打比方、讲故事……给记者科普起化学知识一丝不苟,采访中,为了翻找一份材料,老人拄着拐杖楼上楼下走了两趟。

这位中国科学院院士、国际分子筛领域的知名学者,已辛勤耕耘70年。如今,他依旧关注着化学研究领域的前沿发展。

从黄浦江畔到东北平原,逐渐找准科研方向

“尝尝我家乡的杨梅,特别甜。”徐如人在客厅接受采访,茶几上,摆着一盘深红、饱满的杨梅……

生长于浙江上虞,徐如人在交通大学(现上海交通大学)度过了大学时光。大学期间,徐如人接触到了有机化学、生物化学等知识,也第一次走进化学实验室。“大家都很刻苦,我有个同学,读书时已经开始研究氯霉素合成了。”药品里的氯霉素、石油炼制的催化剂……在学习的过程中,徐如人心中也逐渐产生了对化学的热爱,“化学是一门能够探索创造新物质的科学。”

1952年,徐如人从交通大学毕业,他主动申请离开家乡到东北人民大学(现吉林大学)任教。徐如人说:“国家要建设东北,这里需要我们,我们就来了。”20岁的他穿着单衣单裤,背着一床薄棉被就出发了。“当时有一列火车,载着1000多名大学生,大家一起从上海来到东北。”徐如人回忆说。

在东北人民大学,徐如人找到了研究方向——分子筛。

“把这个杨梅横切一刀,剖面排布着许多大小、形状各不相同的圆点,可以把它想象成分子筛结构的孔道。目前已知的孔道有200多种,不同孔道‘筛选’不同的分子,再进行扩散、吸附、分子间反应等活动。”徐如人说。分子筛在石油加工、精细化工等领域都发挥着重要作用。

20世纪70年代,我国大力发展石油工业,当时国内炼油常用的一种分子筛催化剂制备工艺十分复杂。简化工序在理论上是否可行?在中国石化石油化工科学研究院支持下,徐如人开始了研究。

徐如人边试验边学习相关文献资料,几个月下来,记了厚厚的5本笔记。最终,徐如人和同事大胆尝试,改变反应条件,实现了催化剂一步制备。此后,徐如人又研制出了另一种长效高温导向剂,解决了石油夏季生产中导向剂易胶凝、生产经常中断的难题,并获得授权专利。

从黄浦江畔到东北大地,哪里需要他,他就把“实验室”搬到哪儿。

探索合成新分子筛,并达到世界领先水平

我国在分子筛领域的研究起步晚、资料少、设备差,为了解学术前沿动态,徐如人一直坚持学习英语,还主动向吉林大学的师生求教,学习俄语和法语。

“科研的方法有很多种,往往需要另辟蹊径。”徐如人说,他们不仅研究已有分子筛的结构,还探索合成新分子筛。为此,徐如人提出“功能导向”的新思路。他带领团队率先开展定向合成研究,即“通过特定反应条件制出特定功能与结构的分子筛”。

分子筛结构肉眼不可见,为了将海量的实验数据与反应结果联系起来,徐如人只能带领团队用“笨办法”。生成这个孔道需要什么温度?合成需要多大压力?……大家用纸笔把实验数据一一记录下来,并花费3年时间,翻阅了近50年的学术资料。

这期间,不断有人刊发相关论文,徐如人却始终坐住“冷板凳”,整理研究这些看似无序的海量数据,直到合成反应与结构数据库初步建成。徐如人还和吉林大学的计算机专家研讨,开展数据挖掘和研究工作。在此基础上,徐如人及团队开辟了分子筛定向合成新路径,使这一研究达到世界领先水平。如今,徐如人的学生仍在这一领域继续深耕。

与定向合成相关的,还有新的分子筛多功能材料研究工作。20世纪80年代,徐如人指导课题小组,在国际上率先合成4种新类型微孔晶体;1990年,他的团队成功合成具有20元环孔结构的磷酸铝JDF—20,成为超大微孔晶体领域的一项经典成果。

“研究工作既要脚踏实地,也要始终瞄准高处。”徐如人说。

参加国际分子筛大会是一次推动学术交流、促进产学研合作的重要机会。1980年,在意大利举办的第五届国际分子筛大会上,徐如人作为中国科学家代表宣读了论文。后来,在徐如人和同事们的共同努力下,北京在激烈的竞争中争取到了主办权,第十五届国际分子筛大会于2007年在北京举行。“这也说明,我们的研究逐渐得到了国际认可。”和徐如人共同筹办大会的中国科学院院士、石油化工专家何鸣元说。

捐赠毕生积蓄设立教育基金,帮助生活困难的学生

走进吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室,X射线粉末衍射仪、高压反应装置等高新设备陈列其中,几名大学生正忙着做实验……

这是徐如人和他的同事共同创建的实验室。20世纪80年代,徐如人和同事开始筹集资金并陆续购入科研设备。当年,为了节省经费,寒冬腊月,大家裹着军大衣在实验室里比照图纸安装、调试大型合成设备,这样的工作状态成了大家的工作常态。

自1977年恢复高考后,吉林大学化学学科共培养了10位院士,其中有3位是徐如人的学生。2004至2010年间,实验室引进优秀人才10余人,新开设4个研究方向……“做好年轻人的培养,给他们足够的发展空间,我们的研究事业才能后继有人。”徐如人说。

2007年,徐如人的一名学生提出了一个分子筛领域的新概念,激动地来跟他探讨。徐如人欣赏他的创新精神,但要求这名学生必须“用实验说服人”。后来,在徐如人的指导下,这名学生发表了系列论文,并于2012年成为首批国家自然科学基金优秀青年科学基金项目获得者。

2017年9月,吉林大学71周年校庆之际,徐如人捐赠了自己和妻子庞文琴教授的毕生积蓄,共计500万元,设立庞文琴、徐如人教育基金。“我们就是想帮助那些生活困难的学生,让他们继续在科研道路上走下去。”徐如人说。

■记者手记

科研要敢于迎难而上

与徐老熟悉的人,都说他生活里“温厚宽和”。然而,回望他的科研之路,徐老却有着“硬碰硬”的精神。

“硬”体现在面对困难时迎头而上。不论是分子筛理论研究,还是建设实验室,面对难题时,徐老永远不退缩不抱怨,为找到解决办法独辟蹊径。在学术基础、设备条件都不占优势的情况下,用“笨办法”总结规律,开辟分子筛定向合成新路径,并将这一研究带到世界领先水平。

“硬”还体现在科研攻关中沉得下心。自学外语、钻研文献、反复试验……丰硕成果背后是无数个尝试求索却又无果的昼夜。科研七十载,徐老始终用专注和勤奋追逐着自己的梦想。《 人民日报 》( 2022年09月09日 06 版)

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