卢佩章:我只是团队中的一个小兵

卢佩章

■本报记者 孙丹宁

1999年,一场由中共中央、国务院、中央军委共同举办的大会在京举行,目的是表彰为“两弹一星”事业作出卓越贡献的科技专家。

回忆起那段参与“两弹一星”研制工作的经历时,卢佩章言辞恳切地说:“我们是小兵,绝对没有能力去制造原子弹,但我们是有特长、能为原子能工业服务的。要在国家重大项目中发挥关键作用,就要有一个坚强的集体。我只是集体中的一员,一个小兵,一个负责的小兵。”

自谦为“小兵”的卢佩章,是我国分析化学家、中国科学院院士。他研制出中国第一台气体体积色谱仪,攻克了腐蚀性气相色谱等多项国防分析技术难题,是中国色谱科学“从无到有”的奠基人。

而成绩背后,是他数十年如一日以国家需求为己任、勇攀科技高峰的决心。在他看来,中国科学家应该有一颗热爱祖国、热爱科学的心。“我不相信一个只追求个人名利的人,能在科学上作出更大贡献。”

10月7日是卢佩章的百岁诞辰。谨以此文,记述他那段始终与国家需要紧密相连、绚烂的“色谱人生”。

在色谱领域“摸着石头过河”

1925年10月7日,卢佩章出生于浙江杭州一个书香门第。他的父亲卢公恒早年曾留学日本。在家庭环境熏陶下,卢佩章自幼就立志献身科学、报效国家。

1938年,杭州沦陷,年仅13岁的卢佩章随家人辗转流亡至重庆。尽管生活颠沛流离,但他始终没有放弃对科学的向往,成功考入同济大学。

在大学期间,卢佩章不仅专注课堂学习,还活跃于各类学术社团,加入化学学会。1948年,卢佩章以优异的成绩毕业于同济大学化学系,并留校担任助教。

1949年,在新中国成立前夕,他作出了一个大胆的决定——奔赴正处于建设初期的东北,加入新成立的大连大学科学研究所(中国科学院大连化学物理研究所前身,以下简称大连化物所)。

起初,卢佩章的研究兴趣在催化领域,并取得初步成果。然而,面对国家建设的迫切需求,他毫不犹豫转向了当时在中国还处于起步阶段的色谱研究领域。

彼时,很多人连“色谱”这个名字都未曾听过。卢佩章曾用通俗易懂的话解释道:“色谱,简单地说就是有颜色的谱带。比如,我们把胡萝卜汁倒进色谱柱中用溶剂淋洗,就会分出六七个有颜色的层带,每一层就是一种化合物。”

国家建设的紧迫需求与色谱技术的研究魅力,深深吸引了卢佩章。恰巧研究所将攻关目标定在新中国急需的石油产品上,卢佩章就承担了石油样品分析任务,向色谱技术发起挑战。

没有经验可循、没有系统资料,一切只能“摸着石头过河”……卢佩章一头扎进图书馆,广泛查阅国内外期刊,反复推演理论方法,在无数个日夜中默默探索。

1954年,正值我国第一个五年计划期间,卢佩章与团队成功研制出中国第一台气体体积色谱仪。这块在河道中摸到的“石头”让他们兴奋不已。这项突破将石油样品分析时长从30多个小时大幅缩短至1小时以内,且所需样品量仅为原来的千分之一,为新中国石油工业发展提供了高效、精准的分析手段。很快,该色谱技术被全国多家石化企业推广应用,极大推动了石油化工行业的进步。

1956年,中国科学院学部委员会成立大会现场人声鼎沸。30多岁的卢佩章在大会上作了中国第一个气相色谱研究的学术报告,其成果后来被编入苏联学者撰写的色谱学专著,后被译成德文发表。

自此,卢佩章在色谱研究领域崭露头角。

为科学事业奉献的“勃勃雄心”

20世纪60年代初,在色谱研究工作得“风生水起”的卢佩章,再次响应国家号召,转向国防工业领域。对他而言,这并非首次——1953年抗美援朝期间,他就曾协助鞍钢焦化厂制取甲苯,为前线TNT炸药生产作出关键贡献。随后,卢佩章又接受高纯液氢及稀有气体制备任务,成功研制出新型105脱氧分子筛吸附剂,利用吸附浓缩净化方法制备了99.9999%以上的超纯氢、氦、氩等气体,为火箭推进剂的研制作出巨大贡献。

而这一次,任务更为艰巨。卢佩章后来回忆:“当时国家推进‘两弹一星’工程,苏联专家撤走,原子弹研制陷入困境。”其中最棘手的难题之一是检测金属铀中痕量氩的含量。即便只有极微量,痕量氩也能够直接影响原子弹的引爆效果。

卢佩章迅速投身这一重大课题,指导团队完成了“六氟化铀生产中UF6、F2、HF、N2组分”的分析方法与仪器研制,还研发出包括腐蚀性气相色谱在内的一系列国防分析技术与装备。这些成果有力支撑了国防急需,为我国第一颗原子弹的成功爆炸作出贡献。

随后,在“两弹一星”工程中,卢佩章带领团队主要负责浓缩铀及扩散分离过程中的气体分析这一核心技术项目,在10多年时间里,他几乎没休息过。“卢佩章是当时课题组的负责人、我们的主心骨。”大连化物所研究员朱道乾回忆起那段岁月,依旧十分感慨,“为取得高浓度氟气,我们当时3个人连续倒班一个多月,干得腿发软,吃的是大饼子加白菜萝卜,却能产生这么大的干劲儿。”

而此后,卢佩章仅仅用了不到60个字就概括了他的10年:“把同位素235,也就是浓缩铀,从同位素238中分离提取过程中,要监控气体氟化铀的纯度,连百万分之一的杂质都不能有,否则就会爆炸。”

卢佩章的科研担当远未止步。20世纪70年代,他又接受了一项国防科研紧急任务,为我国第一艘核潜艇研制密闭舱内大气组分分析仪。

当时实验环境特别艰苦,仪器性能环境考察要求仪器在-20℃至-45℃下连续工作100天。耗时7年,他们终于研制了专用气相色谱仪,并应用于舱内气体中微量有害杂质的快速连续监测,为艇员生命保障系统提供了关键设备。

而对于色谱仪来讲,色谱柱是其“心脏”。20世纪70年代初,国内开始研制液相色谱仪,当时普遍使用37至44微米的薄壳型色谱填料,多家科研单位主要致力于仿制这类填料。然而文献指出,5至10微米的多孔材料才能实现更高柱效。所以,卢佩章又盯上了这个至关重要的“器官”。

“卢院士当时带领团队前往青岛海洋化工厂,我们竟然从下水道废料中提取出了细颗粒硅胶,并研制出了5微米和10微米规格的吸附型填料。”卢佩章的助手张玉奎回忆道。

此后,卢佩章接受了中国科学院K-1型高效液相色谱柱研制任务,提出了细内径高效色谱柱及细管径色谱仪概念,并参与指导整个研制过程,克服了柱外效应关键因素,又与大连化物所仪器厂合作成立专业色谱车间,采用该色谱填料和自研的装柱技术实现批量生产,其成果于1979年荣获辽宁省科技成果奖一等奖。

“当时大连市科技局将我们生产的色谱柱送到广交会展览,国外展商大为震惊,立即将他们的色谱柱降价了。”张玉奎说。

历经30余年的科研攻关,1980年,卢佩章当选为中国科学院学部委员(院士)。

“舞台”要彻底交给年轻人

张玉奎于1965年到大连化物所工作,成为卢佩章的助手。在张玉奎的记忆里,卢佩章曾“逼”着他们做了不少事。“他‘逼’着我们学英语,送我们出国学习访问。”直到能在国际会议流利主持、与各国友人对答如流,张玉奎才深切体会到卢佩章的远见与苦心。

“这也是卢院士的导师张大煜先生一贯的主张,将培育后学视为己任,于言传身教中强调治学需严谨、科研要创新。”张玉奎回忆说,“所以卢院士常说,看到我们做出成绩,比他自己成功还高兴。”

在卢佩章的悉心培养下,新中国第一代色谱专业人才逐步成长。他们脚踏实地、心怀家国,取得一系列重要成就。其中,张玉奎于2003年当选为中国科学院院士,大连化物所也发展成为我国色谱研究的重要基地。

20世纪80年代,卢佩章前瞻性地意识到,谱图库是智能色谱发展的核心,但当时计算机内存极为有限,严重制约了技术突破。于是,他将目光投向了能够自动选择条件、自主完成分析的色谱“专家系统”。

“计算机的存储技术能够将一个个色谱‘波浪’存储起来,节省物理空间,同时方便检索、查阅。所以在卢院士的鼓励下,我们开始学习编程。”张玉奎说。

在他的带领下,团队运用数学方法与编程思维,成功实现色谱谱图的曲线拟合,系统揭示出色谱参数的变化规律,研制出智能液相色谱“专家系统”和智能液相色谱仪,还出版了《高效液相色谱法及其专家系统》《气相色谱专家系统》等专著。

“专家系统”极大降低了操作门槛,使非专业人员也能借助它快速获取准确数据,高效建立分析方法,完成以往只能由科学家才能做到的复杂的色谱分离。

1984年,卢佩章创办了《色谱》杂志,使中国的色谱工作者有了专业期刊。

20世纪90年代初,卢佩章主动提出不再担任研究所及学会领导职务。“这是为了将舞台彻底交给年轻人。”张玉奎说,“但是他从未真正休息,始终密切关注着色谱学科的进展与后辈的成长。”

2015年4月,卢佩章最后一次出席全国色谱大会。已经90岁高龄的他,看到众多年轻学者在色谱领域崭露头角、朝气蓬勃,深感欣慰。

2017年8月23日,卢佩章逝世,享年92岁。他始终如一,自我定位为“集体中的一个小兵”,但正是这名“小兵”,以毕生的热忱与坚守,推动中国色谱学科稳步走向世界前沿。

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