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科学家精神|张玉奎院士:学习卢佩章先生治学育人

2022.11.25
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chloe

随遇而安

  根据《中国科学院科学传播局关于鼓励中文科技期刊开展“弘扬科学家精神”有关工作的通知》要求,《色谱》期刊将开展系列“传承老科学家精神 弘扬新时代科学家精神”的宣传活动。

  首先是《色谱》主编张玉奎院士分享的卢佩章院士的故事。

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  大家好,我是张玉奎。今天,我想和大家分享一些关于卢佩章院士的故事。

  卢院士出生于杭州的一个书香门第,1948年毕业于上海同济大学,1949年来到大连化物所,在所工作长达68年之久。他开创了我国色谱分离这一学科领域,在色谱基础理论、方法发展、智能色谱和色谱仪器研制、色谱推广等方面都作出了重要贡献,是中国色谱学科的先驱者之一。

  成果斐然

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  卢院士原本是想做催化研究,在国家使命的召唤下,卢院士投身色谱研究。建国初期,卢院士参加了“水煤气合成”项目,该项目获得国家自然科学三等奖。

  70年代,面对国家国防需求,卢院士接受了研制“密闭舱大气组分分析仪”的研究任务,他带领我们攻克一个又一个难关,耗时7年终于完成任务。当时的实验环境特别艰苦,比如仪器性能环境考察要求仪器在-20~-45 ℃下连续工作100天,那时我们才知道厚厚的棉袄不仅能御寒还能隔热。

  色谱柱是色谱仪的心脏。上世纪70年代初期,液相色谱普遍采用37~44 μm的薄壳填料,柱效理论塔板数3000 块/m,国内几家科研单位都在仿制这种填料。

  而文献报道,5~10 μm多孔材料具有更高的柱效。卢院士敏锐地抓住了这个新机遇,带领我们到青岛海洋化工厂,从下水道废弃物中提取到细颗粒硅胶,研制出5和10 μm粒度的YWG吸附型填料并在青岛海洋化工厂推广生产,随后利用这种基质又研制成功YWG-ODS、YWG-CN等6种键合相填料,并在天津试剂二厂推广生产,柱性能达到国际先进水平。

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  卢老师又和大连化物所仪器厂成立专门的色谱车间,采用我们的装柱技术批量生产。这个成果荣获1979年辽宁省科技成果一等奖。我国高效液相色谱虽然起步晚,卢院士这一系列决策使我国的液相色谱填料和色谱柱在不到3年的时间就达到国际前沿水平。

  大连市科技局将我所生产的色谱柱送到广交会展览,国外展商大为震惊,立即将他们的天价色谱柱降价。

  在高效液相色谱发展初期,人们发现同一台仪器上,粗内径色谱柱柱效高,细内径柱柱效低,这个现象被认为是柱壁效应,人们提出了无限直径效应理论,当时英国的山顿公司等国外公司受此理论影响,只生产5 mm以上内径柱。

  但色谱柱越粗,溶剂消耗越多,为了节省溶剂,需要发展细内径高效液相色谱柱。卢院士又带领我们研究影响细内径柱效率的原因。我们系统考察了不同内径色谱柱分离过程中动力学参数的变化规律,发现影响细内径柱柱效的主要因素是柱外效应而不是管壁效应。

  通过减少柱外效应,我们研制出长1 m、内径1 mm的高效液相色谱柱,彻底否定了管壁效应理论,1 mm内径柱与当时国外普遍生产的5 mm内径柱相比可以节省25倍的溶剂用量。

  卢院士1981年应邀在洛桑国际液相色谱会上以“细内径高效液相色谱柱”为题作大会报告,会后顺访西德的HP公司进行学术交流,HP公司受此启发,在1983年推出了国际首款2.1 mm细内径柱色谱仪HP8450。

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  80年代中期,卢院士就开始思考如何发展能自动选择条件、自动分析的“色谱人”(后来改称人工智能色谱)。谱图库是智能色谱的关键之一,之前的计算机内存特别小,远不能满足要求,卢院士让我们研究指数修正的高斯模型,用数学方法帮助解决大量图谱存储问题。

  通过各处请教、自学编程,我们解决了色谱谱图的曲线拟合,并发现了色谱参数的变化规律,解决了谱图的拟合及用三个数据点即可存储一个谱图的问题。在卢院士指导下,经过团队潜心研究,我们最终研发出智能液相色谱专家系统和智能液相色谱仪,出版了《高效液相色谱法及其专家系统》专著,获得2001年辽宁省科技成果一等奖。美国的PE公司与我们开展了色谱智能软件的合作。

  卢院士的一生,取得了一系列重要成果,出色地完成国家多项重大任务,创建了我们研究所的色谱研究基地,但面对荣誉,卢院士始终谦虚地说自己是一名“集体的小兵”。

  走向世界

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  卢院士也极力推动人才和学术的国际合作,让中国色谱走向世界舞台。他创办的《色谱》期刊成为一个让色谱学术思想深度交流的新阵地。

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  1959年,卢院士应邀在前苏联第一届全苏色谱会议上作报告,1979年卢院士参加洛桑国际会议,介绍了我们的研究成果,受到了国际同行的重视。1981年我们开启了中德合作的先河,开展人员互派交流并创办中德色谱会议,在卢院士的推动下,世界各地的知名色谱学者、仪器公司往来越发密切。卢院士也曾多次举办色谱学者讲学班,向全球展示开放合作的胸怀,彰显中国色谱的风采。

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  这种交流合作的精神不断影响着后辈。值得一提的是,根据英国分析科学家网站公布的“analytical scientists”,卢院士带领的一批科技工作者入选“2013年百名最具影响力的分析科学家”,其中我们所就有三位。

  苦心育桃李

  卢院士是张大煜先生的学生,受到张大煜先生的影响,卢院士也一直把培养人才作为自己重要的使命,言传身教,告诫年轻人要严谨治学、追求创新,更要热爱祖国、热爱科学。

  早在50年代,卢院士已经培养出新中国成立后第一批色谱科研人员,改革开放后,他更是把工作重点转向培养新一代科技人才上。我还记得每逢年底,我常常带着学生们到卢院士家相聚,汇报交流一年来的成果。

  和卢院士共事的几十年中,我们都留下了太多珍贵的回忆。现在回想,卢院士“逼着”我们做了很多事情,“逼”着我们学计算机编程,“逼”着我们学英语,送我们出国学习访问,正是这样的苦心,才让我们有所成长。

  现在,研究所的科研力量愈发壮大,梁鑫淼、许国旺、叶明亮、王方军、耿旭辉、张丽华等年轻一代研究员带领的科研队伍发展得越来越好,我也有幸在2003年当选为中国科学院院士,大连化物所已经成为我国色谱研究的重要基地。

  2008年,卢院士在西子湖畔对我们说:“我老了,今后就靠你们了。”其实,卢院士从来没有休息过,他一直关注我们的科研发展方向和研究进展。勤勉治学,一丝不苟,求实求新,悉心育人,这是卢院士一生的真实写照。

  再次向卢院士致以最深切的敬意,我们将永远思念那温暖的笑容,秉承先师教诲,坚守爱国报国的初心,用科学探索世界。

  讲述人:张玉奎院士

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  中国科学院院士,中科院大连化物所研究员,曾任研究所副所长、国家色谱研究分析中心主任。

  主要从事色谱基本理论和新技术、新方法的研究,曾任蛋白质研究重大科学研究计划专家组成员,国家自然科学基金委化学部咨询专家,中国分析测试协会副理事长,中国化学会色谱专业委员会主任,《色谱》主编,以及 J Chromatography A, Talanta, Anal Chim Acta等杂志编委。坚持以人为本,悉心育人,培养博士研究生数十名,为我国色谱学科的发展作出巨大贡献。

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