育苗青天下 碩果惠人間——中國電化學研究的開拓者吳浩青
講臺——實驗室——講臺,一位安貧樂道、甘為人梯的學者在復旦校園的兩點一線之間堅持著,一晃就是幾十年,從一位年富力強的青年變成了一位白發(fā)蒼蒼的老者。在科學研究中,他精益求精,不斷探索,“碩果惠人間”,是我國電化學的開拓者;在教書育人中,他質樸熱情,忠于教職,“育苗青天下”,為國家培養(yǎng)了大批人才。他就是中科院院士、復旦大學化學系教授——吳浩青。
成才唯勤 執(zhí)教以樂
1914年4月,吳浩青出生在江蘇宜興,父親是舊式學堂里的私塾先生。5歲時,一場大病奪走了父親的生命,留下了母親、17歲的姐姐和吳浩青相依為命。母親是家庭婦女,擔負著母子3人生活的重擔,日子過得相當拮據。
為了成全兒子讀書的愿望,母親只好讓姐姐做出犧牲,早日出嫁。小學畢業(yè)后,為了減輕家庭負擔,吳浩青跳級考取初中二年級插班生。一年后,因成績優(yōu)異,校長同意并支持他再跳一級報考高中,后被錄取于蘇州中學。“上有天堂、下有蘇杭”,每逢星期天,許多同學都出去領略“天堂”之美。而吳浩青深知自己的讀書機會來之不易,因此,分秒必爭,刻苦讀書,克服只讀一年初中造成根底淺薄的困難,以優(yōu)良成績讀完高中并考取了浙江大學。而4年大學費用,家里傾其所有也無力承擔,他只好一面向親友借貸,一面半工半讀,好不容易讀完大學。
大學畢業(yè)時,吳浩青面臨3個選擇:一是防空學校的化學教官,二是揚州中學教員,三是浙江大學助教。就待遇而言,前兩個工作的待遇都高于助教一倍多,但吳浩青還是選擇了后者。回憶這段經歷時,他說:“當然,對我來說,‘錢’是多么地需要!因為要還債,但畢竟非我孜孜以求的初衷。自從我懂事起就立志要做一個大學教授,一面教書,一面從事研究,為國家做點有益的事,何等快樂!這是我所追求的生活。雖然這三個工作都能傳授我所學知識,但前兩個只能完成我一半愿望,缺少繼續(xù)研究的條件,而助教工作可滿足我畢生的抱負——既育人又做學問?!?/p>
此后,吳浩青一直堅守在大學的三尺講臺上,從浙江大學化學系到湖南蘭田師范學院理化系,再到上海滬江大學化學系。1952年全國高校院系調整時,吳浩青來到復旦大學,從此扎根復旦。1957—1966年、1978—1983年,他兩度擔任化學系系主任,培養(yǎng)了一批又一批人才,桃李滿園,碩果累累,其中中科院院士就有汪爾康、沈之荃、鄧景發(fā)三位,此外還有一批著名學者、專家。吳浩青對“做教師沒意思”的觀點深不以為然,“我覺得教書很快樂,我確實認為我的路子走對了”。
為了畢生抱負,吳浩青希望一代代青年學生能青出于藍勝于藍,因此將全部精力撲在教學工作上。長期以來,他在復旦主講被很多學生視為“攔路虎”的物理化學??紤]到物理化學比較難懂,吳浩青設法改進教學方法,反復推敲每個概念,務求深入淺出,把抽象的概念講得生動活潑、透徹易懂,深受同學們的歡迎。一位學生曾這樣評價:“他的課包容了優(yōu)雅的風格和節(jié)奏,它們描述了科學世界人類所面臨的多種復雜的問題,詳盡而奧妙?!?/p>
吳浩青認為理科學生既要有扎實的基礎理論,又要有熟練的實驗技能,因此他一向重視實驗教學和實驗室的建設。1957年,他籌建了研究雙電層結構、電極表面性質的實驗室,建立了測量雙電層電容、表面吸附、交流阻抗的方法和實驗系統(tǒng),這是我國高等院校第一個電化學實驗室,成為我國電化學研究和培養(yǎng)人才的重要基地。
科學至上 研究求新
如果說教書育人是吳浩青生命中的一個支點,那么科研則是他的另一個支點。平時,他非常珍惜學習和工作的時間,不論教學或行政工作多忙,總能擠出點滴時間進行科研,即使抗戰(zhàn)期間也從未間斷過,即使在“文化大革命”期間實驗室被破壞的情況下,在“牛棚”里的吳浩青仍在規(guī)劃未來。憑著這種對科學執(zhí)著熱愛的精神,吳浩青在電化學領域取得一系列世人矚目的成就,前后獲國家發(fā)明專利4項,在國內外學術刊物發(fā)表論文60余篇,成為我國電化學研究的開拓者之一。
50年代到60年代初,吳浩青系統(tǒng)研究了我國四大豐產元素之一——銻的電化學性質,根據銻電極對有機中性分子的吸附特征,從微分電容電勢曲線,確定了銻的零電荷電勢為-0.19±0.02伏。1963年,這一結果發(fā)表在《化學學報》上,校正了文獻數據并得到國際公認,被載入國外電化學專著,促進了銻的開發(fā)利用。
60年代后期到70年代,吳浩青領導完成了多項國家急需的科研項目,許多成果已在工業(yè)生產和國防建設中得到廣泛應用。1965年,上海長寧蓄電池廠研制儲備電池,委托吳浩青研究氟硅酸的電導率與百分濃度的關系。當時有人認為這是無名無利的課題,但吳浩青不顧工作繁忙,毫不猶豫地承擔了下來。他親自動手,夜以繼日,在短時間內就完成課題,為儲備電池的生產提供了數據,現在生產上采用的仍是他當年提供的最高電導率濃度。同年,他還建立起用方波測量電池內阻的方法。1977年,他又對橋臂在10kΩ的交流電橋提高測量低電導電解液的靈敏度做了改進,為測量凝膠電解質電池的內阻、測量離子交換膜的電阻和有機溶劑和無機電解質溶液的電導率提供了有效的實驗方法和手段。
吳浩青在1976年國家“768”工程——數字地傾儀的研制項目中承擔了傳感器電解液的研制任務。當時正值“文化大革命”,國外有關資料又對我國封鎖保密,工作條件十分艱難。吳浩青憑著多年電化學研究的豐富經驗和深厚的基礎理論知識,經過兩年多研究,出色完成了數字地傾儀中導電液的研制任務。該傾斜儀在上海能測得固體潮和墨西哥、菲律賓等地發(fā)生的地震波,獲得1983年“上海市優(yōu)秀新產品獎”。1978—1980年,吳浩青又圓滿完成飛行平臺上用的電導液的研究,滿足了使用單位的要求,獲1980年國防科委科技成果獎。1980年,吳浩青當選為中國科學院院士。
進入80年代,吳浩青雖年近古稀,但老當益壯,仍堅持從事鋰固體電解質、高能電源鋰電池及其放電機理的研究。他首次提出的高能電源鋰電池的嵌入反應機理,獲國家教委科學技術進步獎二等獎,受到國內外電化學界的關注。鋰/氧化銅電池雖已生產多年,但其陰極反應機理并未完全搞清楚。1983年國外學者著文認為鋰/氧化銅電池放電,是傳統(tǒng)的氧化還原反應。吳浩青及其合作者用X射線衍射分析、電子自旋共振、X射線光電子能譜等近代物理方法和循環(huán)伏安法等電化學方法廣泛研究了該電池的反應機理,否定了前人的觀點,確認陰極反應是鋰在氧化銅中的嵌入反應。這一與前人完全不同的觀點在1984年發(fā)表后,受到國內外同行的重視,其正確性在1985年、1986年得到國外兩位專家從不同角度的進一步驗證。同時,他還在第十四屆國際能源會議論文集上發(fā)表論文——《鋰聚乙炔電池中的電化學嵌入反應》,首次提出了鋰在共軛雙鍵高聚物中的嵌入反應機理,再次在這個問題上作出了創(chuàng)造性貢獻。近年來,吳浩青在嵌入反應的研究中又獲得新進展,開發(fā)出新的功能材料,已用于全固態(tài)鋰二次電池的研制,并投入小批量生產。
“春蠶到死絲方盡,蠟炬成灰淚始干”。幾十年春來秋往、寒暑易節(jié),吳浩青始終堅持在教學科研崗位上,默默耕耘著。他常常借用毛澤東的話對學生說,“世界是你們的,也是我們的,但歸根結底是你們的”。這種“俯首甘為孺子牛”的精神正激勵著一代又一代的學子在科研的道路上不斷探索、前進。
(趙鴻飛)
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