稀土之父徐光宪
2019-08-21
提起中国稀土,就不得不提起一个人,他就是中国科学院院士、我国著名化学家——徐光宪。徐光宪是我国化学界德高望重的泰斗级人物,他和他的团队一路披荆斩棘,带领中国稀土工业昂然跨进世界前列,创造了举世瞩目的“中国传奇”,成为我国串级萃取理论的建立者,并获得2008年国家最高科学技术奖,被称为中国“稀土之父”。
毅然归国
从小,父亲教徐光宪计算“鸡兔同笼”,母亲告诫他“家有良田千顷,不如一技在身”,在这样的家庭熏陶之下,小学时的徐光宪,就以勤奋刻苦著称乡里。
“小时候,我好奇成癖,爱提问题。”徐光宪笑着回忆道,“我常问大人:天上有多少颗星星?头上有多少根头发?大人不回答我,说我提傻问题。为了找到答案,除了查书,我还在哥哥的帮助下,用两块透镜和纸筒做了一个望远镜。”
16岁时,为了早日工作养家,徐光宪考入杭州高级工业职业学校,后因战乱,转学至宁波高工,在乡下一所破庙里继续学业。靠着白天听课、晚上借路灯“秉烛夜读”的劲头,徐光宪啃完了几厚本大学英文教材;高工毕业后,他在上海一户人家做家庭教师,利用闲暇时间去附近大学“蹭课”,终于考取上海交通大学,进入化学系学习。整整4年,徐光宪成绩始终是班级第一名。在这里,徐光宪还遇到了自己的终身伴侣,大学时期班级中唯一坚持到毕业并获得学位的女孩——高小霞。
1944年7月,徐光宪从交通大学化学系毕业,获学士学位。1946年1月起,他被交通大学化学系聘为助教。
不久,徐光宪获得了公派自费留学美国的资格,考入圣路易斯华盛顿大学,一学期后转至哥伦比亚大学,并获得哥大的助教奖学金。很快,同样攻读化学的妻子高小霞,也来到美国半工半读。
不到三年,徐光宪不但取得了硕士、博士学位,毕业后,导师竭力留他在哥大任讲师,并推荐他去芝加哥大学做博士后。
就在这时,消息传来:大洋彼岸,抗美援朝开始了,美国即将通过法案,禁止中国留学生回国。徐光宪苦恼了,他想到了令他牵念不已的父老乡亲,想到了新中国成立时他在异国的欣喜,想到了自己立下的宏愿:学成归国,有所奉献。不过,妻子高小霞还有一年,就可拿到博士学位了,放弃,她会同意吗?
高小霞果断地背上了行囊:“留学为什么?为了学成后报效祖国!”就这样,两人以“回国探亲”为借口取得签证,克服重重阻力,毅然归国。
3次改变研究方向
回到祖国,徐光宪很快找到了舞台,夫妻俩双双到北大任教。当时的科研条件,跟国外相比,可谓天壤之别,徐光宪却工作得充满激情。
1951年,徐光宪为学生们开设了物理化学课,培养了第一批放射化学人才。“那时,人心很团结,能在工作中体会到共同的乐趣。”最让徐光宪记忆犹新的是,学校新开‘物质结构’课,没教材,教育部指定了四个人编写。四个好朋友暑假“隐居”青岛,从山东大学图书馆借来了一大堆书,夜以继日,每人每天写一万余字。结果最后一碰头,总字数超过了100万,才写完原计划的一半!“教育部说,你们人多智慧多,教材装不下,这本只能作为参考书了。那时我讲物质结构已经有5年了,有讲义,所以后来就把我的讲义整理修订,作为教材出版了。”这本“讲义”,就是至今在学界仍享有盛誉的《物质结构》,它于1988年获“全国优秀教材特等奖”,是半个世纪以来,在化学一级学科领域获此殊荣的唯一教材,发行20余万册,影响十分深远。
1955年1月,中央决定要研制原子弹,由于回国科学家中,研究原子核物理和放射化学的只有钱三强、何泽惠等人数不多的专家,于是国家提出“全民办原子能”的号召,要求北大、清华等许多高校,建立原子能系,动员邻近领域的学者,转行搞原子能。时任核工业部副部长的钱三强到北大来查阅档案,建议徐光宪担任北大原子能系副主任,于是徐光宪根据国家需要,从事原子核物理的教学和核燃料萃取化学的研究,并成立了核燃料化学教研室。一次,徐光宪参加了二机部在青岛召开的绝密会议。在会上,徐光宪和清华大学的教授等提出,摈弃由苏联专家提供的落后的沉淀法,以我国仿照美国先进的Purex流程,自行研究的萃取法筹建核燃料后处理厂,制造原子弹原料一钚。徐光宪等人的这一提议,在决策上起了作用,使我国在苏联专家撤走后,在没有图纸的情况下,用较低的成本,快速改建了还没有完成的厂房,使我国的核工业在国家最困难的时候,走上了快速发展的轨道。
1972年,北大化学系接受了一项紧急的军工任务——分离镨钕,纯度要求很高。徐光宪成了这一研究的领军人物。从量子化学到配位化学,再到核燃料化学,直到最后的稀土化学,这已是徐光宪第3次改变研究方向了。
稀土之父
众所周知,徐光宪事业的巅峰,是跟稀土工业联系在一起的。虽然几次改变研究方向,但对他来说“,国家需要”始终是第一位的理由。徐光宪和他的团队查阅了大量资料,最终决定放弃国际通用的离子交换法,采用萃取法完成分离。这是一项“前无古人”的尝试。徐光宪建立自主创新的串级萃取理论,推导出100多个公式,并成功设计出了整套工艺流程,实现了稀土的回流串级萃取;他率先办起“全国串级萃取讲习班”,使新的理论和方法广泛用于实际生产,大大提高了中国稀土工业的竞争力;他还和同行们创建了“稀土萃取分离工艺的一步放大”技术,使原本繁难的稀土生产工艺“傻瓜化”,可以免除费时费力的“摇漏斗”小试、中试等步骤,直接放大到实际生产……
那些曾经无视中国“稀土大国”的人们,不得不面对这样一个尴尬的现实:由于中国高纯度稀土大量出口,使国际单一稀土价格下降了30%左右!此后,中国生产的单一高纯度稀土,已占世界产量的80%以上。
串级萃取理论的成功,为徐光宪赢得了许多荣誉,直到今天,他的这项成果,依然是我国稀土工业的理论基础,在世界上保持着领先地位。