1948年,戰(zhàn)后的東北滿目瘡痍,百廢待興。這年冬天,在長(zhǎng)春市的廢墟上,一所國(guó)立研究機(jī)構(gòu)——東北工業(yè)研究所(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所的前身)誕生了。廢墟里的這聲初啼,決定了她將永遠(yuǎn)為國(guó)為民而生。
光陰荏苒七十年,無數(shù)應(yīng)用化學(xué)碩果從這里誕生——新中國(guó)的第一塊合成橡膠、第一個(gè)高分子熱收縮材料、火箭推進(jìn)劑、核燃料化學(xué)和原子法激光分離鈾同位素、稀土分離和功能材料、聚酰亞胺樹脂和纖維、聚乳酸樹脂、二氧化碳基新材料、聚烯烴醫(yī)用材料、高分子水潤(rùn)滑軸承、電化學(xué)分析儀器……她以智慧為養(yǎng)料,以創(chuàng)新為源泉,成長(zhǎng)、壯大、成熟、穩(wěn)重,陪伴共和國(guó)度過昨日的顛簸和滄桑,迎來新時(shí)代的光榮與夢(mèng)想。
應(yīng)國(guó)家戰(zhàn)略之需
“面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求,是長(zhǎng)春應(yīng)化所科研的一大特點(diǎn)。”長(zhǎng)春應(yīng)化所副所長(zhǎng)(主持工作)楊小牛說。
在長(zhǎng)春應(yīng)化所的科研成果中,大部分都是應(yīng)國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展之需。合成橡膠、火箭固體推進(jìn)劑、熱收縮材料、水潤(rùn)滑軸承、高端囊體復(fù)合材料、核純釷制備……這里的智慧日復(fù)一日匯入國(guó)家發(fā)展的歷史長(zhǎng)河。
翻開長(zhǎng)春應(yīng)化所的歷史,人們可以看到時(shí)代賦予她的許多獨(dú)特科研方向,其中之一就是合成橡膠。
早在建國(guó)之初,國(guó)防建設(shè)和民生發(fā)展處處離不開橡膠,這讓匱乏的橡膠資源成為新中國(guó)建設(shè)的掣肘。掌握合成橡膠技術(shù),是當(dāng)時(shí)應(yīng)對(duì)困境的唯一辦法。1950年6月,東北科學(xué)研究所(長(zhǎng)春應(yīng)化所的前身)在我國(guó)率先開展合成橡膠的研發(fā)。當(dāng)年10月,抗美援朝開始,國(guó)防、軍工急需耐油、耐燃的特種橡膠。結(jié)合國(guó)家需求,研究所集中人力物力,用不到3個(gè)月時(shí)間,在實(shí)驗(yàn)室里成功合成出了我國(guó)第一塊合成橡膠——氯丁橡膠。從氯丁橡膠到丁苯橡膠、聚硫橡膠、丁吡橡膠、戊丁橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠,合成橡膠的“盤子”里已經(jīng)越來越豐盛。1985年,“順丁橡膠工業(yè)生產(chǎn)新技術(shù)”獲國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。
那個(gè)時(shí)代,長(zhǎng)春應(yīng)化所也是承擔(dān)國(guó)防任務(wù)的主力軍。1958年,長(zhǎng)春應(yīng)化所接受有關(guān)火箭推進(jìn)劑研究任務(wù),并為此成立第七研究室。1958年至1978年間,在低聚物合成、性質(zhì)、固化及火箭液體、固體推進(jìn)劑等方面進(jìn)行了大量、系統(tǒng)的工作。研發(fā)的主要固體推進(jìn)劑品種達(dá)到當(dāng)時(shí)世界先進(jìn)水平,并在我國(guó)人造地球衛(wèi)星、多類型火箭和導(dǎo)彈型號(hào)中得到實(shí)際應(yīng)用,為發(fā)展我國(guó)“兩彈一星”事業(yè)作出了重大創(chuàng)新貢獻(xiàn)。
1958年,長(zhǎng)春應(yīng)化所開展了核燃料化學(xué)和原子法激光分離鈾同位素的研發(fā)。承擔(dān)了鈾的有機(jī)化合物及其螯合劑、全氟溶劑及耐輻射材料、原子能及化學(xué)高能燃料等研制任務(wù),原子能化學(xué)的相關(guān)研究成果獲1978年全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)。“原子法激光分離鈾同位素原理性實(shí)驗(yàn)”1981年被中科院列為重點(diǎn)項(xiàng)目,我國(guó)也因此成為當(dāng)時(shí)世界上少數(shù)幾個(gè)掌握這一技術(shù)的國(guó)家。
20世紀(jì)50年代起,長(zhǎng)春應(yīng)化所率先在國(guó)內(nèi)開展了高分子輻射化學(xué)的研發(fā),現(xiàn)已自主研發(fā)出具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的系列高分子熱收縮材料,建成了我國(guó)第一個(gè)熱收縮材料研發(fā)生產(chǎn)基地,為建立和發(fā)展我國(guó)新型高分子熱縮材料產(chǎn)業(yè)發(fā)揮了重要引領(lǐng)和帶動(dòng)作用。先后榮獲國(guó)家“六五”攻關(guān)優(yōu)秀成果獎(jiǎng)、國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)、國(guó)家發(fā)明二等獎(jiǎng)和中科院科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
1998年,長(zhǎng)春應(yīng)化所開展囊體材料和規(guī)模產(chǎn)業(yè)化研發(fā),現(xiàn)已建成國(guó)內(nèi)囊體材料科研和生產(chǎn)基地,并在國(guó)內(nèi)保持領(lǐng)先地位,累計(jì)為用戶研制和生產(chǎn)各類囊體材料近20萬平米,成功應(yīng)用于2012年我國(guó)首飛的平流層飛艇,并于2016年創(chuàng)造了駐空和動(dòng)力飛行時(shí)間雙世界紀(jì)錄的平流層飛艇。
2008年,長(zhǎng)春應(yīng)化所開展了高分子水潤(rùn)滑軸承材料研發(fā),歷經(jīng)十年攻關(guān),終于研制出高可靠艦船用高分子水潤(rùn)滑軸承。該軸承具有摩擦系數(shù)低、惡劣工況適應(yīng)性強(qiáng)、磨損小和無異常噪聲等技術(shù)優(yōu)勢(shì),整體性能處于國(guó)際先進(jìn)水平,其中材料在干摩擦及混合潤(rùn)滑狀態(tài)下的潤(rùn)滑耐磨性能優(yōu)于國(guó)外同類產(chǎn)品。產(chǎn)品已獲中國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、韓國(guó)、挪威·德國(guó)勞氏等世界六大船級(jí)社認(rèn)可證書,目前已實(shí)現(xiàn)數(shù)十艘潛艇的列裝和200余艘政府公務(wù)船、遠(yuǎn)洋船舶的應(yīng)用。
除了國(guó)防任務(wù),與國(guó)家戰(zhàn)略需求緊密相關(guān)的技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目,長(zhǎng)春應(yīng)化所也責(zé)無旁貸。從20世紀(jì)50年代起,長(zhǎng)春應(yīng)化所就在全國(guó)率先開展了稀土分離的研究,20世紀(jì)60年代至80年代,先后開拓出我國(guó)第一、第二、第三代稀土分離流程,首先從生產(chǎn)源頭出發(fā)解決了分離廢渣和氣體排放物帶來的環(huán)境污染,推進(jìn)了我國(guó)稀土分離產(chǎn)業(yè)的綠色革命。
2015年,長(zhǎng)春應(yīng)化所開發(fā)出全新的核純釷溶劑萃取體系,解決了萃取過程中微乳對(duì)雜質(zhì)的夾帶難題,實(shí)現(xiàn)了釷和雜質(zhì)元素的高效分離,突破了溶劑萃取制備超低雜質(zhì)含量物質(zhì)的極限;克服了傳統(tǒng)高純物質(zhì)分離工藝如柱分離技術(shù)不能連續(xù)生產(chǎn)的缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了核純釷樣品的連續(xù)批量制備,為我國(guó)釷基核能研發(fā)提供了堅(jiān)實(shí)的原料生產(chǎn)技術(shù)保障。
作為國(guó)立研究所,國(guó)家的需求,就是長(zhǎng)春應(yīng)化所的使命。在七十年中,長(zhǎng)春應(yīng)化所人不懼困難、不畏險(xiǎn)阻,時(shí)刻聽從國(guó)家的召喚,圓滿完成各項(xiàng)國(guó)家戰(zhàn)略任務(wù)。
憑基礎(chǔ)科研之本
在長(zhǎng)春應(yīng)化所的名字里,“應(yīng)用化學(xué)”四個(gè)字格外顯著。不過,應(yīng)用研究離不開基礎(chǔ)研究,在基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面,她也擷取了不少前沿基礎(chǔ)、原創(chuàng)性科研成果。
在電分析科學(xué)前沿領(lǐng)域,2001年,長(zhǎng)春應(yīng)化所開展了世界首創(chuàng)毛細(xì)管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)儀研發(fā)。發(fā)展了毛細(xì)管電泳—電化學(xué)發(fā)光/電化學(xué)聯(lián)用體系,首次研發(fā)成功固態(tài)電化學(xué)發(fā)光探頭,用于毛細(xì)管電泳—固態(tài)電化學(xué)發(fā)光分離檢測(cè)體系;建立了毛細(xì)管電泳—電化學(xué)發(fā)光/電化學(xué)微流控分析芯片系統(tǒng)并用于生物分析;在國(guó)際上首創(chuàng)“毛細(xì)管電泳—電化學(xué)發(fā)光分析檢測(cè)儀”并推廣應(yīng)用。2009年獲國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。
2016年,長(zhǎng)春應(yīng)化所完成的“生物分子識(shí)別的分析化學(xué)基礎(chǔ)研究”成果,榮獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。“該成果立足于學(xué)科發(fā)展,面向國(guó)家和社會(huì)需求,瞄準(zhǔn)分析化學(xué)中高靈敏度、高選擇性、高通量的科學(xué)問題,發(fā)展基于生物分子識(shí)別的新型分析材料、分析方法和分析儀器。
在高分子科學(xué)前沿領(lǐng)域,長(zhǎng)春應(yīng)化所在國(guó)際上首次提出單體極性基團(tuán)可活化配位聚合反應(yīng)的新機(jī)理,突破了極性基團(tuán)通過與中心金屬配位毒化聚合反應(yīng)的傳統(tǒng)觀念;在世界上率先提出了“纏結(jié)高分子流體剪切抑制解纏結(jié)”的新概念,闡明了傳統(tǒng)理論無法描述的纏結(jié)高分子流體非線性流變行為的分子機(jī)理,為重新構(gòu)建高分子非線性流變學(xué)理論提供了新視角。
長(zhǎng)春應(yīng)化所還在國(guó)際上率先提出“單一高分子白光”的學(xué)術(shù)概念,并在“單一高分子雙色白光體系”和“單一高分子三色白光體系”兩個(gè)主題上取得突破性進(jìn)展,為發(fā)展白光高分子材料開辟出新方向,被國(guó)際學(xué)術(shù)界公認(rèn)為實(shí)現(xiàn)高分子白光發(fā)射的兩大途徑之一。
在稀土科學(xué)前沿領(lǐng)域,長(zhǎng)春應(yīng)化所的科研人員首次提出利用稀土氫氧化物前驅(qū)體和貴金屬鹽間的氧化還原關(guān)系,誘導(dǎo)稀土氧化物對(duì)全種類貴金屬納米晶的有效封裝,實(shí)現(xiàn)了對(duì)稀土納米催化材料催化活性和選擇性的全面優(yōu)化。
科研人員利用現(xiàn)場(chǎng)電化學(xué)技術(shù)結(jié)合理論計(jì)算,開創(chuàng)性提出了氧氣還原成過氧化氫這一經(jīng)典電化學(xué)反應(yīng)的全新反應(yīng)機(jī)理,具有重要國(guó)際影響力和學(xué)術(shù)價(jià)值。
長(zhǎng)春應(yīng)化所的科研人員還闡明了準(zhǔn)二維受限玻璃前驅(qū)體動(dòng)力學(xué)關(guān)聯(lián)長(zhǎng)度呈現(xiàn)非單調(diào)性溫度依賴關(guān)系的物理根源,澄清了在該領(lǐng)域的國(guó)際爭(zhēng)議,為過冷液體動(dòng)力學(xué)減速機(jī)制和動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)變理論創(chuàng)建奠定了分子基礎(chǔ)。
科研人員還運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)電化學(xué)表征技術(shù),結(jié)合鋰—空電池放電結(jié)束前的電化學(xué)界面參數(shù),首次提出并驗(yàn)證了放電產(chǎn)物存在結(jié)構(gòu)缺陷、溶液相中的鋰離子和氧氣可利用該缺陷進(jìn)行輸運(yùn)。
長(zhǎng)春應(yīng)化所七十年的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)告訴我們,基礎(chǔ)、應(yīng)用基礎(chǔ)研究是科技可持續(xù)發(fā)展的根本,是科研實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的秘訣。要建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家,實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略,科技創(chuàng)新是關(guān)鍵,而基礎(chǔ)研究是源頭創(chuàng)新,是推動(dòng)應(yīng)用的源泉。
辦惠及民生之事
七十年來,長(zhǎng)春應(yīng)化所在服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略、夯實(shí)基礎(chǔ)研究的同時(shí),堅(jiān)持面向國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng),大力開展與社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人民生活息息相關(guān)的科學(xué)研究,產(chǎn)生了一大批惠及社會(huì)民生的科研成果。
多年來,以塑料為主的“白色污染”給人類環(huán)境帶來嚴(yán)重?fù)p害。在各種公共場(chǎng)所到處都能看見大量廢棄的塑料制品,由于它們不易被自然所消納,從而影響了大自然的生態(tài)環(huán)境。
要治理“白色污染”就要從源頭入手。長(zhǎng)春應(yīng)化所從1997年就開始研究從二氧化碳出發(fā)合成高分子量生物降解塑料,2011年建成了世界首條萬噸級(jí)二氧化碳基塑料生產(chǎn)線,系列產(chǎn)品在國(guó)際上實(shí)現(xiàn)商品化銷售,可降解農(nóng)用地膜實(shí)現(xiàn)千畝級(jí)示范應(yīng)用,技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)跑地位。
三年來,圍繞“美麗中國(guó)”戰(zhàn)略,針對(duì)“醛釋放”這一制約聚氨酯高端應(yīng)用的瓶頸問題,長(zhǎng)春應(yīng)化所從二氧化碳出發(fā)合成出低分子量二氧化碳基多元醇,進(jìn)而創(chuàng)新出系列具有環(huán)保和成本優(yōu)勢(shì)的聚氨酯材料。
長(zhǎng)春應(yīng)化所還加強(qiáng)了聚乳酸樹脂的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。與浙江海正集團(tuán)合作2007年建成國(guó)內(nèi)首條5000噸級(jí)聚乳酸樹脂生產(chǎn)線,目前已達(dá)到1.5萬噸/年生產(chǎn)能力,正在建設(shè)5萬噸/年生產(chǎn)線;現(xiàn)已攻克了聚乳酸加工溫度窗口窄、熔體強(qiáng)度低和熱穩(wěn)定性差等瓶頸難題,形成了系列專用樹脂產(chǎn)品及制品成型加工技術(shù)的工藝包,推動(dòng)了吉林省“禁塑令”的實(shí)施。與富士康集團(tuán)合作,2017年,在吉林省農(nóng)安市建成了萬噸級(jí)聚乳酸樹脂生產(chǎn)線。
除了研發(fā)生物降解材料外,長(zhǎng)春應(yīng)化所還基于大半個(gè)世紀(jì)的稀土研究基礎(chǔ),開展稀土發(fā)光材料的研究。
2013年,長(zhǎng)春應(yīng)化所首創(chuàng)出發(fā)光壽命與交流電頻率匹配的稀土發(fā)光材料,突破了照明器件的制備技術(shù),攻克了交流電驅(qū)動(dòng)LED的發(fā)光頻閃世界難題,構(gòu)建了LED自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系,打破了國(guó)外專利技術(shù)封鎖,使我國(guó)成為世界上唯一掌握通過稀土熒光粉生產(chǎn)低頻閃交流LED的國(guó)家。
近年來,圍繞鄉(xiāng)村振興和科技興農(nóng)等國(guó)家戰(zhàn)略,從發(fā)展第二代專用交流LED照明產(chǎn)品出發(fā),長(zhǎng)春應(yīng)化所突破了材料合成關(guān)鍵技術(shù),制備出可發(fā)射植物生長(zhǎng)敏感波長(zhǎng)的新型稀土發(fā)光材料,應(yīng)用于植物補(bǔ)光照明,增加了蔬菜、水果產(chǎn)量。
長(zhǎng)春應(yīng)化所還積極投身到醫(yī)用材料的研發(fā)中。1999年,長(zhǎng)春應(yīng)化所與威高集團(tuán)合作,開發(fā)出一次性輸注醫(yī)療器械用聚烯烴材料,解決了滅菌劑殘留和塑化劑析出帶來的安全性問題。建成了世界首套萬噸級(jí)醫(yī)用聚烯烴生產(chǎn)裝置及國(guó)內(nèi)首套萬噸級(jí)抗輻照老化醫(yī)用材料生產(chǎn)線,系列產(chǎn)品在千余家三甲醫(yī)院使用,為醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代提供了新材料和新技術(shù)。該成果獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。
圍繞“健康中國(guó)”戰(zhàn)略,長(zhǎng)春應(yīng)化所還以高端醫(yī)用材料的國(guó)產(chǎn)化、低成本化為目標(biāo),突破了生物相容性好、鏈段功能可控的聚氨酯、聚砜和聚乳酸醫(yī)用原材料規(guī);a(chǎn)技術(shù),革新了抗菌留置針、抗污染微孔濾膜和可吸收骨釘骨板制備技術(shù),形成了醫(yī)用高分子材料系列創(chuàng)新成果。
在應(yīng)化人看來,國(guó)立科研院所就是要做大學(xué)不愿做、企業(yè)做不了的事,科研的目的之一就是造福民生,為服務(wù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)辦實(shí)事。
七十年,在時(shí)間的長(zhǎng)河中只是短短一瞬,但在新中國(guó)的史冊(cè)中,應(yīng)化人卻留下了濃墨重彩的一筆。他們用忠誠(chéng)、嚴(yán)謹(jǐn)、勤勉、堅(jiān)韌為共和國(guó)的應(yīng)用化學(xué)事業(yè)打造了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),為國(guó)防建設(shè)和國(guó)家戰(zhàn)略作出了不可磨滅的貢獻(xiàn),為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活添磚加瓦。
打開長(zhǎng)春應(yīng)化所的所志,一個(gè)個(gè)成果如漫天繁星映入眼簾、數(shù)不勝數(shù),這些數(shù)不盡的成果來自應(yīng)化人對(duì)科學(xué)精神的堅(jiān)守,七十年的堅(jiān)守來自應(yīng)化人對(duì)國(guó)家人民的承諾。
他們,是把科學(xué)融入生命的人!他們,是把論文寫在祖國(guó)大地上的人!■