“不跟外国人跑,走自己的创新之路”——徐光宪以“抽屉分类法”打破稀土萃取壁垒,研制出高效流水线,让中国从资源大国跃升生产强国。他整理知识如同中药铺抓药,将科学机理分门别类,最终用上万张卡片和萃取槽串联出“中国冲击”,被誉稀土世界的“摘星人”。
姓名:徐光宪
生卒年:1920—2015
籍 贯 :浙江绍兴
身 份 :无机和物理化学家、中国科学院院士
主要成就:长期从事稀土元素分离理论及其应用、稀土元素理论和配位化学、核燃料化学等领域的研究。所创立的串级萃取理论为我国实现从稀土资源大国到生产和应用大国的飞跃做出重大贡献。在结构化学、量子化学和溶剂萃取化学的教学和人才培养方面做出杰出贡献。先后4次获国家自然科学奖和国家科学技术进步奖,获2005年度何梁何利基金科学与技术成就奖,获2008年度国家最高科学技术奖。
院士语录:
★快乐是一种相对的情绪,要有一个参考坐标系。快乐不快乐,就看你的坐标原点怎么定。
★我们做科研的有一个信念,就是立足于基础研究,着眼于国家目标,不跟外国人跑,走自己的创新之路。
★科学研究除了应立足于前沿领域的基础研究,还要思考纯科学研究如何衍生出应用价值,考虑其远期的应用背景,使基础研究的成果尽可能应用到实际中去,产生社会和经济效益。
从小萌生的“抽屉情结”
小时候,徐光宪体弱多病,妈妈常常带他去中药铺抓中药。小光宪看到靠墙摆着一排排一人多高的药柜子,药柜子里是密密麻麻的小抽屉,上面贴着中药名。
“黄连三钱、当归两钱……”中药铺伙计拿着大夫开的方子,嘴里念叨着,同时双手飞快地打开一个个小抽屉,很快就取齐了药材。
小光宪心想:要是我的脑子里也有这样一个个小抽屉,把学到的知识分类装起来,等到要用的时候再取出来,不就很方便吗?
上了中学后,徐光宪学到的知识越来越多,于是他模仿起中药铺的样子,在家里整齐地排列起一小排铁柜,上面贴着标签,里面是一沓沓知识小卡片——徐光宪将学到的知识点记在小卡片上,再标上学科和标题,分门别类地放到不同的柜子里。
后来徐光宪到美国哥伦比亚大学攻读博士学位时,一个个小抽屉又变成了一本本课堂笔记。白天,他把老师讲课的内容记下来;晚上,他再把笔记重新整理补充,分门别类地誊抄到不同的笔记本上。博士几年读下来,徐光宪整理了几大箱笔记。1951年回国后,徐光宪任北京大学化学系副教授,他把同一类笔记整理出来,就能开设一门课程。
“分类法是一种重要的科学方法。”徐老师总是在第一堂课时这样告诉学生们,他要将小时候从中药铺学来的“抽屉分类法”教给他们。
有学生疑惑地问道:“不就是将治感冒的药归为一类,治腹泻的药归为一类,这样的分类不是很简单吗?”
“这看似简单的分类法,其实是一种十分科学的研究方法。”徐光宪耐心地解释道,“先要对研究对象进行分析和整理,再按照本质属性或主要特征将它们分为不同的种类,还要从中找出研究对象之间的规律性联系…… ”
“所以,分类实际上只是其中的一个环节。如果没有掌握充分的知识,就无法完成分类,而分类的目的是找出规律。”
“这种抽屉分类法看来是有大用处的。”
……
学生们七嘴八舌地替徐老师总结起来。
不久后,徐光宪的 “抽屉分类法”果然派上了大用场。
1957年,中国科学院近代物理研究所所长钱三强亲自点将,请徐光宪主持核燃料提炼工作,研究核燃料萃取。
徐光宪原先在哥伦比亚大学学的是碱金属、碱土金属配合物研究,现在要转向铀、钍、钚的萃取研究,这对他来说完全是个新领域。于是,徐光宪提着他那杆“抽屉分类法”的“老枪”上阵了。
当时,世界上有各种不同的萃取类型,可从没有科学家对此进行过总结。徐光宪决定先分析探讨不同类型萃取过程的优劣,再从中选择一种最合理的萃取方式。那么,首先就要对萃取体系进行分类。他带领团队将萃取过程的机理分为若干类型,制作了上万张卡片,终于在1962年成功提出了新的萃取分类法。
“归档分类法”是徐光宪应对各种研究课题屡试不爽的武器。 徐光宪说,他的脑子里也有一个个“小抽屉”,那就是他构建的知识框架。他把学到的东西都纳入到了自己的框架中,构成了完整的 “徐氏知识体系”。
神奇的稀土萃取流水线
1974年,十几位科研人员站在一条流水线前,见证稀土一次性萃取的历史时刻。这条流水线由一个又一个普普通通的萃取槽串联而成,一眼看去并没什么神奇之处。但当徐光宪在流水线一端放入稀土原料后,不一会儿,奇迹就出现了:各种高纯度的稀土元素源源不断地从另一端输送了出来。大家简直不敢相信自己的眼睛,愣了片刻后,一个个情不自禁地鼓掌欢呼起来,纷纷拥上去,祝贺徐光宪攻克了稀土萃取这一世界性难题。
时间回溯到两年前。1972年,北京大学化学系给了徐光宪一项重要任务——分离萃取稀土元素。
稀土其实不是“土”,而是17种特殊元素的统称,于18世纪末陆续被发现。当时的化学家们把不溶于水的固体氧化物统称为“土”,这些特殊的元素便被称为“稀土”。
“稀土就相当于一种催化剂。比如我们在炼制石油时,如果希望汽油多产出一点,就要用到稀土,它可以提高汽油的产量。还有像纺织、陶瓷、玻璃、化工等很多领域都要用到稀土。”接到任务后的徐光宪迅速召集团队,给大家上了一堂稀土课,“这种有特殊光电磁和催化能力的稀土,只需要一点点,就能化腐朽为神奇。”
“我们不是稀土大国吗?”一位研究员看着资料,插话道。
“没错,我国的确稀土矿藏丰富,可是我们不会提炼萃取。我们只有将稀土矿出口给外国的公司,比如像目前世界上最大的稀土加工厂——法国罗地亚公司,让他们加工萃取后,我们再高价买回来。我们也试过向罗地亚公司购买萃取技术,可他们的开价实在是让人吃不消…… ”
“那我们就自己干!我们要争口气,比他们做得更好!”
见大家干劲十足,徐光宪拿出一张图纸分析起来:“这是我研究了多年的萃取法,看看能不能用在稀土萃取上。就是加入萃取剂,通过多次摇晃震荡的方式,一点点将稀土元素分离出来。”
能不能行得通,干起来才知道。从这天起,科研人员们白天都变身成了干苦力的,一刻不停地摇晃着漏斗;晚上才变回科研人员,研究白天“摇漏斗”获取的参数。就这样,徐光宪带领大家一周工作80个小时,苦战几年后,终于成功研发出一条神奇的稀土萃取流水线。
徐光宪还在全国各地开办了讲习班,将他研制的稀土分离萃取工艺推广到了各家工厂里,甚至连乡镇小厂都掌握了这种工艺。从此,稀土的价格大大回落,国际稀土界大惊失色,惊呼“中国冲击” 来了!
现在,我国不仅是稀土的资源大国,也成了稀土的生产大国。 徐光宪因此被誉为稀土世界的“摘星人”。
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