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風雨兼程半世紀 德厚流光耀世間

2017-01-16 18:44陳曦
海峽科技與產業 2016年12期
關鍵詞:分析化學化學

陳曦

2005年創立的Nature杰出導師獎項,由國際頂級學術期刊Nature雜志所屬的自然出版集團組織評選,每年專注于一個特定國家或者地區進行評選,旨在強調導師啟發年輕科學家的重要性,嘉獎優秀的科學導師。2015年的Nature杰出導師獎評選面向中國科學家,并首次在我國頒發該獎項。12月8日,在Nature出版集團主辦的“2015科研·創新·創業國際研討會”上,南京大學化學化工學院陳洪淵院士被授予2015年Nature杰出導師終身成就獎。這一實至名歸的獲獎,贏得了與會成員雷鳴般的掌聲。

陳洪淵院士,現任南京大學學術委員會委員、化學化工學院學術委員會主任和南京大學分析科學研究所所長。曾歷任國家教育部科技委委員、化學化工學部主任;中國科學院化學學部常委;國家最高科學技術獎勵委員會委員、國家自然科學獎評委;國家自然科學基金委咨詢委員會委員,學部、學科評委;全國測試學會副理事長,化學會分析化學委員會副主任;江蘇省質量協會與質量學會副理事長,江蘇省測試協會與測試學會副理事長;全國儀器儀表學會儀器委員會委員,全國化學傳感器專業委員會副主任?,F任:中國化學會常務理事、中國化學會質譜分析專業委員會理事長,中國質譜學會理事長,江蘇省化學化工學會理事長等職。

一代宗師的風采追溯到1961年,他畢業于南京大學化學系,并留校任教。1981—1984年留學聯邦德國美茵茲(Mainz)大學;1988年任教授;2001年當選為中國科學院院士。從1956年考入南京大學就讀放射化學專業起,陳洪淵院士致力儀器分析的教學和科學研究歷50余年,在涉及生命科學、材料科學的電分析化學基礎與應用研究的多個前沿領域做出重要貢獻,堪稱我國電化學分析領域的一代大師。

啟發年輕科學家的師者

自1961年留校任教以來,陳洪淵就將自己的命運與南京大學緊緊地綁在了一起?!皩W為人師、行為世范?!背蔀樗麜r刻警醒自己的標準。對于學生,他提倡完美;對于教師隊伍,他倡導引領、跨越。

做事先做人,而學生的人生觀和價值觀需要老師的引導和潛移默化。陳洪淵教授在培養創新人才的過程中,強調樹立“奉獻”的人生價值觀。他說:“有為國家和民族富強振興奉獻自己的精神,由此建立起理想、目標。這樣才會不辭勞苦,不計個人得失,目光遠大。同時,擁有克服困難的勇氣和持之以恒的決心,志存高遠,為國憂民,科技創新之心也就應運而生,這是創新的永恒動力?!?/p>

“科學的工作需要嚴謹,一項工作你做了99%,可1%的缺憾就會讓你前功盡棄?!边@是陳教授經常在課堂上對學生說的一句話,更是他對科學追求嚴謹的真實寫照。他希望自己的學生不要因為這1%的缺憾使之前99%的努力白費,更不希望自己的學生因“5絲米的距離”,而難以逾越從“傳聲器”到“電話”的鴻溝。因此,在科研教學中,他總是要求學生不能有一絲一毫的馬虎,每一次的實驗數據都要反復審核,寫論文更要有據可依,并通過修改不斷完善。

另外,陳洪淵教授還要求學生建立正確思維方法,“既要有正確的邏輯思維,又要有直覺思維(開啟靈感),還要有逆向思維。這是窮究科學真理、實現發明創造的鑰匙。而嚴謹細致、務實的工作作風,培養對新鮮事物的好奇心和堅韌不拔的意志,則是創新不可或缺的條件?!碑斎?,堅實的基礎理論和專業知識乃是科技創新的必要條件。而高瞻遠矚,審時度勢,縱觀國際學科發展前沿、熱點、動態;攀登高峰,追求卓越,解決國計民生的迫切需求等則是創新的推動力。

作為分析化學領域的專家,陳洪淵教授對這一領域的人才培養更是有著獨到的見解和方法。他表示:“分析化學需要綜合性的人才,知識面要廣、動手能力要強。要想把分析化學做好,就必須要掌握好化學的基本原理,同時還要具備物理、電學和電子學等相關學科的基礎。分析儀器行業的人才也一樣,需要電子、機械、力學等數理化諸方面的知識?!比欢?,事與愿違的是,目前很多大學的研究生只要發表幾篇論文就可以畢業,缺少堅實的基礎和實踐經驗。陳教授對此深感遺憾。

同時,陳洪淵教授強調,在教學的過程中要采用比較簡明的方法來說明深奧的問題,提綱挈領,擴大學生的知識面,目的在于引起學生的思考,啟發學生,而不是機械地去要求;要培養和提高學生的分析和綜合的能力,爾后才能有解決問題能力的提高。作為分析化學專業的學生,先要充分了解學科、專業的基本任務和目標是什么?要讓學生透徹了解和運用各種分析方法的基本原理,還要讓學生詳細了解待分析的物質在光、電、聲、磁等物理場作用下,待測物質可能發生的變化等等,許多疑難問題還要通過實驗來尋求解決的辦法。大膽設想,小心求證;為培養自己的綜合素質,必先牢固掌握基礎知識,具體應用的細節可以慢慢地去揣摩、鉆研。

正是在這樣的理念引領下,陳洪淵教授所培養的130多名博士和碩士以及博士后的成員中,已經有3位“長江學者”、8位“杰出青年學者”及兩位女青年科學家,其中還有幾人分別獲得英國皇家學會會士、德國洪堡獎學金、全國青年化學家獎、中科院優秀博士后獎、江蘇青年科學家獎等稱號。許多畢業學生在國內相關領域已成為學術帶頭人和校院級領導。即使他是已過古稀之年的今天,但陳院士仍在為祖國創新人才的培養殫精竭慮,嘔心瀝血,目前仍指導著10多名博士、碩士生,承擔著重大的科研項目,活躍在科研的第一線,為分析化學學科的發展和人才培養貢獻力量。

引領分析化學新方向的開拓者

從少年的志存高遠,到青年時期的為國擇志,再到后來在分析化學領域的嶄露頭角。陳洪淵始終扮演著一種新方向引領者的角色,不斷開拓,銳意進取,用中華兒女骨子里流淌著的創新精神創造了一項又一項奇跡。

陳洪淵大學時期學的是放射化學專業,因為對化學有著天然的稟賦和興趣,后來又專門進修電子學和數理方法,使他在化學、物理和數學學科的交叉之間遨游。對知識的渴望,讓他學好專業課程之余,還對自然辯證法、哲學、文學藝術和進化論等發生興趣,獵涉頗為廣泛,這為他以后在涉及生命科學、材料科學的電分析化學基礎與應用研究的多個前沿領域做出重要貢獻,打下了堅實的基礎。

大學畢業后,他經歷了留校任教的喜悅,也受到“文化大革命”的“洗禮”。但天生樂觀的他并未因此放棄學術的研究,反而將其轉化為一種人生財富,是讓他后來能夠更加珍惜美好生活的原動力。而他自己的努力,也換來了被選派到西德美茵茲大學留學兩年和繼續合作研究的機會。在那里,他領略了國際前沿的分析化學技術,拓寬了視野,提高了分析問題、解決問題的能力。尤其是當時導師內勃(Neeb)教授要求他闡明各類極譜法所包含的各類不同類型電極過程的電流與溫度的關系時,他表現出的睿智,再次證明中國人的智慧。

回國后,陳洪淵教授立足國際高度,團結本專業師生,結合生命科學對電分析化學的前沿領域及仿生催化開展了系統、深入的研究,并且先后主持和完成國家科技部973、863項目課題,國家自然科學基金重大、重點、面上項目,以及重大儀器基礎研究項目,教育部博士點及科學院開放實驗室基金,省級項目以及國際合作項目等40多項,總經費過億元,使南大的分析化學發展走在全國高校同類學科的前列。

在長達半個多世紀的學術生涯里,陳洪淵始終不渝地堅持既重基礎理論研究,又面向實際應用,真所謂“頂天立地”。在電分析化學基礎與應用的多個前沿領域,陳洪淵教授更是做出了重要貢獻。在微電極理論研究方面,引進“反應擴散層”概念,解決了一系列復雜體系電流的求解問題,避免了以Fick第二定律求解的困難。這個理論研究成果被美國電化學研究生用的經典教科書《Allen J, Bard and Larry R. Faulkner: ELECTROCHEMICAL METHODS Fundamental and Applications》所引用。陳洪淵教授等關于陣列微帶電極的研究成果,被寫入以國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)電化學委員會名義撰寫的題為“MICROELECTRODES: Definition,Characterization,and Applications”的“技術報告”中,作為對微電極自1975~2000年為止的這25年來成果的總結,此時發表的相關論文已逾萬篇,但“技術報告”僅精選了31篇文獻作為代表性研究論文,陳洪淵的論文就在其中。同時,他開創了在場效應管絕緣柵界面的納米組裝,研制成國際上第一支納米粒子橋聯的場效應管生物傳感器;建立了一系列核酸、蛋白質(酶)、輔酶等生物分子高靈敏、高選擇的分析法;發明的芯片電泳安培法既檢測電活性物質又檢測非電活性物質,拓寬了芯片實驗室的應用范圍。

隨著學科前沿的推進和學科領域發展的交叉,陳洪淵教授審時度勢,以敏銳的眼光,抓住發展機遇,率先提出“生命分析化學”新理念,策劃創新群體,創建了南京大學“生命分析化學國家重點實驗室”,推動國內這一新興交叉學科領域的形成和發展,并在國際上產生重要影響。

上世紀60年代,我國的分析化學還主要是容量分析、電化學分析、光度分析(大多還只是比色分析)和小部分原子發射光譜分析。隨著科技的進步和社會的發展,分析化學的研究對象也發生了極大的變化。從發展歷程上來說,分析化學由最初的元素、金屬、礦物材料等的成分分析,走到了如今的生物活體的生物分子、單分子和單細胞的分析,其中還涉及很多實時、動態的活體細胞分析等等,可以說分析化學已經走到了生命分析的時代。毫不夸大地說,“現在的分析化學所研究的體系更復雜、更深奧了,其面臨的挑戰更巨大,也更難做了。比如,活體的生命分析化學要求時空分辨、動態變化及信號轉導,而信號轉導關聯著生物分子一系列的相互作用與結構變化過程,生命分析化學的研究內容更多樣、復雜。如:基因分析,蛋白質組學,代謝組學,金屬組學等等”陳教授說到。

如今,分析化學已經能夠廣泛地應用于地質普查、化學工業、能源、農業、環境保護、商品檢驗、法醫刑偵鑒定等領域。這其中,陳洪淵教授的貢獻絕不僅僅在于在分析化學技術領域的推進,更在于他在半個世紀的時間里引領著我國分析化學走向了一個新的征程。

創新時代的引領者

化學到底是研究什么的?一方面,它研究天然存在的物質的化學組成、結構、狀態等一系列化學性質,并將它各自分離純化使其為人類所用;另一方面,它要創造人類需要而自然界沒有的新物質。從這個意義來說,它的基本任務有兩大方面:一是反應、合成,即利用化學反應通過駕馭熱力學和動力學的性質,通過有機合成與無機合成,實現新物質的產生; 二是對物質進行分離分析和識別表征,這不僅是對天然已經存在的物質世界進行認識,還要認識新創造的物質,為人類所用。

于是,為完成人類對化學世界的認識和利用,便在學科分工形成了無機、有機、物化、分析、高分子等理科型的分支學科,和工科型的化學工程、化學工藝等學科分支的誕生,來實現物質的宏量生產。其間,對于整體化學科學領域而言,分析化學都是不可或缺的。到了二十一世紀,進入生命科學突顯的年代,分析化學又衍生出生命分析化學這一分支,內容更加紛繁復雜了。

可見,分析化學從歷史的發展角度來看都是具有綜合性的。作為該領域的學術帶頭人,陳洪淵教授擁有“廣闊的視野,博大的胸懷,更有運籌帷幄的智謀”。而在分析化學領域的科研教學成果,讓他先后獲得國家自然科學二等獎和三等獎各1項,教育部自然科學一等獎2項,全國科學大會獎1項,何梁何利科技進步獎1項,中國僑聯科技進步獎1項,以及其它多項省部級獎勵。先后主持并完成了40多項國家、省、部級項目及國際合作項目,已在國內外發表論文800余篇,合編著譯書8冊,專利20余項,他個人也先后獲得江蘇省優秀研究生導師、全國模范教師、全國先進工作者(勞動模范),國家“五一”勞動獎章等榮譽,還有,中國化學會和中國石化集團的化學貢獻獎和Nature集團的杰出導師終身成就獎,使其個人價值得到無限放大。

八十載春秋風華,六十年丹心鑄劍。陳洪淵院士已經將全部的心血和靈魂默默傾注給了分析化學研究和教育事業。如今已經榮譽滿身的他,卻淡泊名利、心無旁騖,秉持著那顆拳拳赤子心,唱響了一首發揮余熱、老有所為的桑榆贊歌!

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