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地形成了。
科学研究最重要的是选择研究方向,要求既是先进的而又是可行的。时隔15年以后,再继续从事有机氟化学研究,已是不可取的了。因为开展有机氟化学的研究,不仅实验条件要求高,而且还必须具有为研究提供中间体的试验基地,显然我们不具备这些条件。那么,我的研究方向究竟如何选定呢?为此,我进行了充分的调查,包括对国外文献的检索,向中国科学院有关研究所和化工部作调查。在此基础上,我选定过渡金属有机化合物作为研究方向,其中重点是周期表第四族B族元素,因为这些元素我国储量丰富,它们的化合物在工业上有着广泛的应用前景。
科研经费又从哪里来呢?在那时,科研经费主要有三条渠道:基础科学研究课题,向国家自然科学基金会申请资助;应用科研任务与工业部门(包括国防单位)挂钩,从他们那里获得经费资助;自选课题从学校科学研究经费预算中拨给。从一开始,我就打算申请国家自然科学基金,立足于校外竞争,不打算从学校科研经费中获取分文的资助,以便把有限的科研经费留作支持其他教师的科研工作。
我向国家自然科学基金会申请的第一个课题,是有机钛化合物的合成与催化性能的研究,这也是我重新回到化学实验室后的第一个研究课题。当时,国家自然科学基金会建立不久,每年基金总额只有一亿元人民币,因此评审很严格,最后申请的课题只有大约三分之一的课题能够获得数额不等的资助。颇为侥幸的是,我的申请获得了通过,并按照我申请的数额,批准拨款3万元(管3年)。这在当时是比较高的,它成了我科研起步的“种子”钱,为我的实验室的建设打下了初步的基础。
由于科研选题正确,加之全体研究人员的共同努力,这项研究进展得很顺利,按计划完成了任务。在三年中,我们共完成论文9篇,平均每年3篇。更重要的是,在茂钛络合物的合成与催化性能的研究中,详细地研究了温度、光照、溶剂和催化剂量等条件对乙烯基单体催化聚合性能的影响,并证明:在避光条件下,二氯二茂钛(CP2TiCL2)无催化活性;在光照下,则能催化乙烯基类单体聚合。而且,其聚合反应历程是自由机理。这是一个新的发现,其结果与日本大阪大学教授大津隆行(Takayki Otsu)的结论不一致。他们认为,在避光下可以发生聚合,而且是经过CP2TiCL2的—键的重排,继而单体插入Ti—C的键而聚合的机理。对此,我表示怀疑。为了慎重起见,我们又反复作了验证,我们的结论均得到重复,我们通过书信对他的结论提出了质疑。科学是以事实为根据的,其结论必须接受实验的检验。大津隆行在认真地研究了我们的论文以后,他在给我们的回信中说:“我确信,你们的结论是正确的,我不再坚持原先的观点。”
应当说,我们的科研起步是好的,取得的成果也是令人鼓舞的。正因为如此,我们在以后每次申请自然科学基金时,都能顺利地得到资助。这不仅为我的研究工作奠定了基础,而且还为今后开拓创新,承担国家重点科研任务创造了条件。
第八章 不了的化学情结开拓新领域
金属有机化合物早已有之,第一个化合物氧化二甲基砷早在1760年已合成出来了。但是,作为一个独立的学科分支,那还是20世纪60年代初的事,其重要标志是,权威的美国《化学文摘》杂志于1963年第一次把金属有机化合物单独设立分类目录,同时世界上第一本《金属有机化合物》杂志也在这一年诞生了。
西方发达国家对金属有机化学的研究,不仅有着悠久的历史,而且还有着强大的研究实力。特别是在美国、英国和前苏联,已形成了若干个研究中心,建立了颇具特色的学派。然而,金属有机化学在我国的研究,起步较晚,大约是20世纪70年代末才开始,并且只集中在一两个中国科学院研究所和大学里。因此,无论是从研究工作的起点抑或在研究人员的数量上,我们同发达国家相比,都存在很大的差距。
科学研究成果是人类的共同财富,国际间的学术交流与合作研究,是繁荣与发展科学事业的很重要的形式。我国经济改革开放,打破了长期闭关自守的状态,也为广大的科学工作者的对外交流创造了有利的条件。
以文会友,这历来是文人和学者们研究学问、结交朋友的一种重要形式,古往今来概莫例外。我从查阅文献中,发现英国牛津大学ML格林教授,在过渡金属有机化学方面做了很系统的工作,我对他的研究工作很感兴趣,有意与他建立交流与合作关系。我曾购得一本他写的《金属有机化合物》专著,堪为一本有代表性的经典著作,有意把它译为中文介绍给中国的广大读者。于是,我写信给格林教授,向他表明了我的两点意向。没过多久,我收到了他的回信,他同意在我们之间建立交流关系,交换各自的研究资料,讨论共同关心的学术问题,并随信寄来了一大包他近年研究论文抽印本。对于翻译他的专著,他也表示同意,并随信寄来了他为中译本出版写的序言。他在信中说:“此书已被译成法文、德文、俄文、西班牙文出版,如能被译为中文出版,那将使我感到最大的荣幸!”
在资料交流的基础上,我提出派遣研究生到他那里去培养,他回信表示同意。当时,我的想法是,一方面派人出去,可以把先进国家的最新研究方向和技术学回来,把本实验室建设为国内金属有机化学重点实验室;另一方面必须建立科学研究的梯队,让更年轻的人挑重担,我毕竟是个过渡性的人。
作为留学生的首选人是秦金贵,他是本校粉碎“四人帮”后首届毕业的硕士研究生,他的基础理论扎实,实验技术精细,中英文的素养较高,语言能力强,是我最看好的一个有培养前途的青年人。我首先送他到广东外国语学院,接受为期半年的英语强化训练,后于1984年春送他到英国牛津大学格林实验室攻读博士学位研究生。他的确不负重望,仅用了三年多一点的时间,顺利地完成了论文,以极高的评语获得博士学位。他在读期间,与我保持经常联系,是我与格林教授之间交流与合作的桥梁。
格林教授的研究方向之一,是合成具有导电性能的过渡金属有机化合物,他的工作无疑是具有开拓性的。但是,具有大共轭体系的金属有机化合物,不仅具有良好的导电性能,而且还具有特殊的非线性光学性质,今后有可能代替无机晶体,在非线性光学材料上得到应用。这是一个全新的研究领域,第一篇研究论文是美国人于1986年才发表的,在国内还是空白。因此,秦金贵从英国写信给我,建议把本组的科研方向定为金属固体化学,具体的研究课题为:金属有机非线性光学材料和导电体的合成与性能研究。
对于这个新的建议,我十分重视。尽管我对于非线性材料十分陌生,但是在科学研究上,我一贯是坚持“格物致知,其命唯新”的观点,于是我们正式决定,把金属有机固体化学作为我们长远的学术研究方向。这是一个新兴的学科分支,是金属有机化学与固体化学之间的一个交叉边缘学科。这次科研方向的大转移,使我校成为全国率先开展这个方向研究的单位,这既是一次机会,也是一次严峻的挑战。
第八章 不了的化学情结承担重点科研任务
自然科学与技术的研究,分为基础理论、应用基础和应用研究三大类型。
根据发达国家的经验,科学院和高等学校尤其是重点大学,应当担负起基础科学研究任务。一个科学技术发达的国家,不仅掌握大批先进的应用成果和发明专利,而且还必须拥有众多的科学理论储备。美国之所以成为世界第一科技大国,是因为他们拥有最多的处于最前沿的基础研究,这是他们在科学最高奖诺贝尔奖项上独占鳌头的根本原因。
就我国而言,从一般层面看表现为新技术的落后,但实质上却是基础研究的落后。导致这种状况的原因,一方面是自上而下对基础研究不重视,这主要是受了“只见树木,不见森林”的实用主义的影响;另一方面是在科研经费上捉襟见肘,对基础科研的资助太少。
为了缓解这个矛盾,国家自然科学基金会准备在科研经费严重不足的情况下,采用点面结合的办法,对面上的申请项目撒一点“胡椒面”;同时在每门一级学科中,选择若干个重要学科方向,在经费上给予重点的资助。当时,这个计划被叫做“国家自然科学基金重大项目”,指定本学科领域里的一位学术带头人联合若干个研究单位共同申请,如获论证通过,可得到一笔百万甚至数百万经费的资助。
在化学领域里,国家自然科学基金会准备重点资助10个重大项目,其中金属有机化学榜上有名。在国内,研究金属有机化学的重点单位,是中国科学院上海有机化学研究所金属有机化学研究室。该室是由中国科学院学部委员(后改为院士)黄耀曾先生领导的,有50多名研究人员,拥有多种现代化的仪器设备,研究方向几乎涵盖金属有机化学的各主要方面。显而易见,申请金属有机化学基金重大项目,必须以上海有机化学研究所金属有机化学研究室为主力,而黄耀曾先生作为这个重大项目的学术领导人也就是众望所归了。
1987年冬,金属有机化学基金重大项目正式在国家自然科学基金会立项,并进行申报和论证的准备工作。经过反复协商,该重大项目名称定为“金属有机化合物的合成及在高选择反应中的应用”。联合申请单位是:中国科学院上海有机化学所,成都有机化学所,大连化学物理研究所,南开大学和