哈喽,大家好,小圆今天要聊的这位科学家,堪称中国原子团簇研究的拓荒人,郑兰荪,上世纪80年代,他在美国师从诺贝尔化学奖得主,刚拿到博士学位就放弃优渥条件回国。
更让人惊叹的是,他仅用1万美元就自制出核心科研仪器,在国内一片空白的领域里硬生生闯出新天地,这份魄力和坚守背后,藏着怎样的时代印记与科研初心?咱们慢慢道来。
提起郑兰荪的回国选择,很多人会用毅然决然来形容,但在他自己看来,这更像是一种“理所当然”,1979到1989年间,李政道等科学家发起的CUS-PhD-EA项目选派1700多名学子赴美深造,郑兰荪就是其中一员,属于中美合作化学研究生项目的首批留美学生。
作为公派留学生,他从出国那天起就没打算留下,甚至没在国外找过工作,这份信念的源头,藏着一代人的集体记忆,改变他命运的关键是高考,更要感谢邓小平同志果断恢复高考的决策,当时已过而立之年的他,正是靠着这个机会,从厦大校办工厂的学徒变成大学生。
从此踏上科研路,公派留学本就是国家培养人才的投入,学成归国在他和同期学子心中,从来不是选择题,而是必须履行的责任,当时的美国科研条件有多优渥?他的导师刚因发现碳60获得诺贝尔化学奖,所在的实验室是原子团簇研究的前沿阵地。
而国内这个领域几乎是空白,连基础仪器都没有,但郑兰荪没犹豫,1986年拿到博士学位后立刻回国,成为CGP项目中首个学成归国的博士,带着这份理所应当的信念回国,面对的是原子团簇研究几乎空白的窘境,而他破局的第一步,就是啃下自制仪器这块最硬的骨头。
说出来你可能不信,上世纪80年代末的中国科研圈,搞原子团簇这种前沿研究,最大的拦路虎不是理论是仪器,原子团簇是比纳米更小的物质层次,要研究它,质谱仪是核心设备,而这种被誉为“科学仪器皇冠上的明珠”的设备,当时国内几乎全靠进口。
年进口额后来甚至达到上百亿元,想从零开始自己做,难度可想而知,郑兰荪手里的启动资金,只有1万美元,按当时的汇率算,这笔钱在国内不算小数,但要买进口仪器连零头都不够,更棘手的是,国内根本没有现成的零部件,连参考的装置都没有。
不过这段看似不可能的任务,却藏着郑兰荪的独特优势,上大学前,他在厦大物理系电子厂当了多年钳工,动手能力早已练就,他带着团队从零开始,缺什么就造什么,核心部件国内没有,就自己画图开发;控制系统跟不上,就联合伙伴攻关计算机程序。
让人惊喜的是,这套全靠土法炼钢造出来的激光等离子体源飞行时间质谱仪,第一次试验就采集到了信号,后来他把首张质谱图寄给美国导师,连诺奖得主都惊叹这是奇迹,这1万美元的突破,不仅是钱的价值转化,更是把卡脖子的压力变成了自主创新的动力。
提到原子团簇研究,就绕不开碳60,郑兰荪导师因它获诺奖的足球状分子,而郑兰荪团队在2004年发表在《Science》上的碳50研究,相当于给这个碳家族添了个重要成员,这也是他最亮眼的成果之一。
很多人听不懂碳50的意义,其实用通俗的话讲,碳60是20个六边形和12个五边形组成的球形“足球”,碳50就少了5个六边形,变成了椭球形的笼,更关键的是,科学界一直认为碳50不稳定,没法合成,郑兰荪团队却找到了解决方案。
给碳50接上10个氯原子,靠氯原子让它稳定下来,最终合成出碳50氯10,这个发现不仅扩大了碳簇家族,更为后续研究打开了新思路,原来不稳定的团簇可以通过化学修饰实现稳定,这项成果也让中国原子团簇研究在国际上站稳了脚跟。
在郑兰荪看来,这只是开始,他早就意识到,原子团簇是交叉学科,要想有大突破,必须打通化学、物理、生物和材料学的界限,后来他主持国家自然科学基金2.4亿元的重大研究计划,就践行了这个理念。
郑兰荪这代科学家的故事,就像一本鲜活的教科书,放弃优渥不是傻气,是公派学子的责任担当;1万美元造仪器不是蛮干,是突破封锁的智慧与韧劲;深耕领域几十年不是固执,是对科研初心的坚守,他不仅开拓了一个研究领域,更带出了一支队伍。
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