抓住機遇，開創新方向—訪化學學院顧鎮南教授

 

　　顧鎮南老師生于1936年，小學、中學都在天津耀華學校，大學在北大化學系，畢業後攻讀研究生師從張青蓮教授。當時接連不斷的政治運動影響甚至中斷了顧鎮南及其他師生的學習、科研、教學工作，到文革結束後“撥亂反正”時，我國在科教領域遠遠落後于發達國家。顧老師這些已經人到中年的大學老師，奮起直追，充分發揮聰明才智和創造性，在許多領域迅速趕上了世界先進水平，為我國改革開放後科學教育的大發展做出了極為重要的貢獻。

 

　　顧鎮南，Zhennan Gu，beat365教授，男，1936年生于天津，祖籍上海。1960年7月畢業于beat365化學系，而後留校讀研究生三年，1964年畢業後留校任教，長期從事無機化學和穩定同位素化學的教學與科研工作。1991年被評為beat365化學系教授，無機化學專業博士生導師，曾任國家科委新型化工材料專業組穩定同位素分組副組長、beat365化學系同位素教研室主任。

　　1991年以來顧老師在富勒烯化學研究方面取得了顯著的成果，是我國最早從事這一科學領域研究的學者之一。他領導的科研組在國内首先合成出C60和C70以及K3C60超導體，在國際上首先完成了用重結晶法分離C60和C70的方法，此方法具有獨創性和先進性，并獲得兩項國家發明專利。

　　顧老師在富勒烯、富勒烯金屬包合物，碳納米管的合成、純化以及物理化學性質研究等方面都做出了重要貢獻。2004年獲國家自然科學獎二等獎。2019年獲慶祝中華人民共和國成立70周年紀念獎章。在國内外重要刊物上發表論文180餘篇。

 

　　01 / 回首“峥嵘歲月”

　　顧鎮南祖籍上海，但父親年輕時即離鄉在天津工作，所以他是在天津出生、長大的。“我1942年入小學，到1954年中學畢業，12年都在天津耀華學校讀書。那時南開中學和耀華學校是天津最好的兩所中學，著名的物理學家、中國氫彈之父于敏先生就是耀華學校的學生。學校的教學水平很高，教我們的老師基本都是輔仁、浙大等名牌大學畢業的，在那個年代非常難得了。”

 

　　

　　1940年代的天津耀華學校禮堂（圖片來自百度百科）

 

　　“我1954年中學畢業時，有幸被保送到俄語學院學習俄語一年，準備公派到蘇聯留學。不過1955年因為中蘇關系出現裂痕，蘇方要求減少留學名額。出國前夕，一批同學被留下并分配到北大、清華上大學。我被分配到北大化學系。”

　　“1955年北大理科改為5年制，我1960年畢業，實際正規大學學習隻有不到3年。1957年‘反右’，1958年‘大躍進’，幾乎沒辦法正常學習。1959年我分配到張青蓮先生主持的穩定同位素專業，然後派到黃春輝、張榕森兩位老師負責的科研小組中，去大連做用氫水交換法生産重水的催化劑研制工作，将近一年。那時由于‘兩彈一星’項目需要，對重水和锂同位素分離技術的研究和工業化非常重視，國家投入了大量人力物力。張青蓮先生的學生很多都分配到相關研究單位和工廠工作，并為國家做出了重要貢獻。”

　　“1960年畢業分配，我被告知留校工作，我感到高興并有些意外。1961年北大恢複研究生制度，學制三年，春季入學，我被推薦為張青蓮先生的研究生。研究生三年期間，我們補了基礎課和專業課。特别是畢業論文，使我受到獨立科學研究的訓練，受益終生。1964年4月在張先生指導下完成論文答辯，并在《中國科學》上發表了我的第一篇文章。”

 

　　

　　 1964/04 beat365化學系全體研究生合照

 

　　

　　1964屆（60級）全校研究生與校領導畢業合影留念

 

　　“我留校後一直在張先生身邊工作，回過來想想，他的許多優秀品質值得我們學習和傳承。一是學風嚴謹。他從不在别人文章上署名。他一生共發表160餘篇論文，這些文章都他親自參加的工作，而且文章大多是他親手撰寫的，并經過反複修改才送出去發表。二是在困難情況下也堅持科學研究。在西南聯大時、以及1945年至1949年在清華大學時都做出了很多重要的研究成果。1949年他和助教董履和首次将重水密度測量溫度提高到95℃，展示精密測量數據的文章原本按通訊稿投寄英國著名的《自然》（Nature）雜志，而編輯部将其在正文欄發表。他是北大化學系最早在Nature上發表文章的教授。三是敢于做創新研究。經過仔細調研和分析當時我國質譜條件，1983年在他主持下和外單位質譜專家合作，制定了10個元素化學原子量新值測量計劃，并經過十餘年努力順利完成。測量的十個新值都被‘國際原子量和同位素委員會’正式确定為當年原子量的國際新标準，從此門捷列夫元素周期表上的化學原子量有了中國科學家的測量數據。這項研究獲得1997年國家自然科學二等獎。老科學家為國家為科學的獻身精神，高水平的學術造詣，嚴謹的學風，敢于創新的魄力永遠值得我們學習和傳承下去。”

 

　　

　　張青蓮院士

 

　　02/蓦然學術有成

　　文革結束後，大多數高校老師其實是兩眼一抹黑，不知道科研前沿在什麼地方，也沒法找研究課題。為了盡快彌補科技發展上的差距，1980年開始國家實行了高校老師出國訪學的制度。“我在1980年去了美國康奈爾大學做訪問學者一年，在那邊做激光化學的研究。那時激光器在國内是很稀罕的設備，之前我沒見過，不懂原理，隻能自學。印象深刻的是，那時美國大學科研水平很高，科研條件很好，學生經過考試就可以自己操作大型儀器，像液氦都可以随時取到。回國後在系裡支持下購置了二氧化激光器等設備，開始做激光分離同位素的研究。到80年代末，激光分離同位素的研究已受到冷落，研究經費上面臨壓力。”

　　“1990年我花了很多時間在圖書館查文獻，了解化學的最新進展。我注意到1985年發現C60的報導，這是一個由60個碳原子組成的籠狀分子，結構新奇。C60及類似結構分子被命名為富勒烯，但大量合成一直沒有成功。到1990年底，我申請了有關C60的自然科學基金，準備研究C60。正好在我遞交申請後，美國科學家用電爐法合成C60成功，C60立即成為科研的熱門課題。1991年5月我在大連開會時，被通知立刻回校組織C60研究。我們實驗室有一瓶放電所需要的氦氣，錢久信老師則慷慨貢獻出煉合金用的電弧爐。經過電極改裝，很快合成出煙炲，得到紫色的提取液，C60合成成功。後續的質譜分析和核磁分析結果，都是由北京微量化學測試所完成的。學校為此還召開了新聞發布會，宣布北大在國内率先完成C60的合成。”

 

　　

　　當年合成C60所用的電弧爐和科研組成員

　　（顧鎮南，錢久信，周錫煌，金朝霞）

 

　　“在積累一定量的C60後，我們開始C60摻雜堿金屬超導電性的研究。在沒有手套箱的條件下，用毛細管填充金屬鉀法，在國内率先合成出K3C60超導體。經中科院物理所測試，超導臨界溫度為KC="18.6" K。這兩項研究成果被《中國日報》（英文版）選為1991年中國十大科學新聞之一（1991後12月31日版）。”

　　“當時C60和C70的大量分離很困難。1992年我們在實驗中發現C60和C70在一些溶劑中溶解度差别很大，利用這一性質，創造了用分級結晶法分離C60和C70的方法，可将C60提純到99.5%，C70可提純到95%。該法簡單且成本較低，可用于大量生産C60。1993年4月由國家自然科學基金委組織了專家評審會，到會專家認為：該方法有獨創性、先進性和實用性，該成果達到國際先進水平。該方法已在工廠用于大量生産C60。這項研究周錫煌老師做了大量工作。”

 

　　

　　國家自然科學基金委組織的C60和C70分離提純方法成果鑒定會

 

　　

　　 1993年3月10日《光明日報》頭版刊登顧鎮南（右）和周錫煌（左）的工作照片

 

　　“1992年以後，研究組可以招博士生了，研究課題也更豐富了。我們開展C60的物化性質研究，單壁碳納米管和富勒烯金屬包合物的研究，課題組一共發論文180餘篇，2024年檢索結果，文章被引用了萬餘次。”

　　顧鎮南老師的叙述非常簡略，也不認為自己取得的科研成果有什麼方法上的奧秘，但我們能清晰地感受到一位北大化學人那種“嚴謹、求實、創新”的科學精神。實驗能力是化學研究的基礎，衡量實驗操作水平的高低，除了嚴謹規範外，還有許多無法用語言表達的技巧，需要長期的訓練與磨合才能領悟。顧老師當年缺少強大的科研團隊，更沒有先進的科研設備，而能在激烈的競争中率先做出前沿性的科研成果，應該說與他之前在同位素教研室紮實的實驗訓練密不可分。這應該也是我們可以借鑒之處：科研工作沒有秘訣，紮實的理論基礎與實驗能力，再加上勤奮與靈感才能有所成就。

 

　　

　　 2024年3月25日在顧鎮南老師（中）家采訪

 

　　記者 | 郭九苓、王穎霞、劉宇

　　錄音整理、文字編輯 | 郭九苓

　　排版 | 祝晨旭

　　審核 | 顧鎮南、高珍