七十年百餘個「中國第一」!長春應化所的光榮與夢想

在共和國科技創新的豐碑上,鐫刻著很多名字,中國科學院長春應用化學研究所便是其中之一。在這裡,70年來所創造的科技成果達1200多項,誕生了百餘個“中國第一”。科研人員把元素週期表上那些呆板的符號,創造成鮮活的技術產品,為共和國源源不斷輸送著成長的養分。歷史所展示的,是濤浪滾滾堆出“應化新陸地”;我們所書寫的,則是風浪下促使陸地形成的細小泥沙。

1948年,戰後的東北滿目瘡痍,百廢待興。這年冬天,在長春市的廢墟上,一所國立研究機構——東北工業研究所(中國科學院長春應用化學研究所的前身)誕生了。廢墟里的這聲初啼,決定了她將永遠為國為民而生。

荏苒光陰七十年,這裡誕生了無數次“第一”——新中國的第一塊合成橡膠,我國第一個高分子輻射化學研究基地,國內首次分離出15個單一稀土元素……她以智慧為養料,以創新為源泉,成長、壯大、成熟、穩重,陪伴共和國度過昨日的顛簸和滄桑,迎來新時代的光榮與夢想。

應國家戰略之需

翻開中國科學院長春應用化學研究所(以下簡稱長春應化所)的歷史長卷,人們可以看到時代賦予她的許多獨特科研方向,其中之一就是合成橡膠。

新中國成立之初,國防建設和民生髮展領域處處離不開橡膠,而匱乏的橡膠資源成為新中國建設的短板。

掌握合成橡膠技術,是當時應對困境的唯一辦法。1950年6月,東北科學研究所(1949年9月由東北工業研究所改名為東北科學研究所)調整了有機化學合成實驗室的研究方向,在我國率先開展合成橡膠的研發。

當年10月,抗美援朝開始,研究所集中人力物力,用不到3個月時間,在實驗室裡成功合成出我國第一塊人造橡膠——氯丁橡膠。

1958年8月,我國獨立自主建成了首個合成橡膠裝置,由此成為世界上第三個能生產氯丁橡膠的國家。

從氯丁橡膠到丁苯橡膠、聚硫橡膠、丁吡橡膠、戊丁橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠,合成橡膠的“盤子”裡越來越豐盛。

1985年,“順丁橡膠工業生產新技術”獲國家科技進步獎特等獎。基於稀土異戊橡膠生產新技術,我國建成了國際單線產能最大、能耗物耗最低的萬噸級生產裝置,產品性能超俄羅斯同類水平,在世界上首次實現100%替代天然橡膠。

“面向國家重大戰略需求,是長春應化所科研的一大特點。”長春應化所副所長(主持工作)楊小牛說。

在長春應化所的科研成果中,大部分都是應國家戰略發展之需。火箭固體推進劑研製、稀土綠色分離流程、電分析化學儀器研製、高分子熱收縮材料研發、稀土在有色金屬中的應用……這裡的智慧日復一日匯入國家發展的歷史長河。

憑基礎科研之本

長春應化所的名字裡,“應用化學”四個字格外顯著。不過,在基礎研究、應用基礎研究方面,她也擷取了不少前沿基礎、原創性科研成果。

僅三大主學科方面,重要成果就不斷凸顯。2007年,“功能化電極界面的研究——從化學修飾到自組裝”獲國家自然科學獎二等獎;2009年,“有機高分子發光材料及其在顯示器件上的應用”和“電化學發光及其毛細管電泳聯用的分析方法研究”獲國家自然科學獎二等獎;2010年,“新型稀土雜化及納米複合光電功能材料的基礎研究及應用探索”獲國家自然科學獎二等獎;2015年,“生物分子識別的分析化學基礎研究”獲國家自然科學獎二等獎。

1989年,高分子物理與化學國家重點實驗室的前身——中國科學院高分子物理聯合開放實驗室,依託中科院化學所和長春應化所建立。2000年晉升為國家重點實驗室,2009年起依託於長春應化所單獨評估。

在有機/高分子發光材料與器件方面,實驗室在國際上率先提出“單一高分子白光”的學術概念,為發展白光高分子材料開闢出新方向,被國際學術界公認為實現高分子白光發射的兩大途徑之一;玻璃態和玻璃化轉變的物理本質研究,為過冷液體動力學理論的建立奠定了分子基礎。

在結晶高分子應力誘導的結構演化方面,學術界有關結晶高分子形變機理研究一直存在異議。實驗室發展了理解結晶高分子力學行為的兩相模型,發現了塑性形變過程中應力誘導的熔融—重結晶機理的實驗證據;提出了小形變及大形變下材料應力發白分別由晶相破壞及高度取向非晶纏結分子鏈斷裂引發。

“70年的發展經驗告訴我們,基礎研究、應用基礎研究是科技可持續發展的根本,是科研實現高質量發展的秘訣。”實驗室副主任門永鋒說。

長春應化所每一項應用產出的背後,都少不了一群面向科技前沿的創新團隊。高分子物理與化學國家重點實驗室、稀土資源利用國家重點實驗室、電分析化學國家重點實驗室、中國科學院生態環境高分子材料重點實驗室、中國科學院高性能合成橡膠及其複合材料重點實驗室,每個實驗室都代表著一個基礎科學的前沿領域,每個實驗室都有國際前沿創新成果產出。

辦惠及民生之事

1958年,一則來自長春應化所的消息讓舉國上下倍感興奮——科研人員在國內率先分離出15個單一稀土元素。

接著,從長春應化所傳出來的好消息越來越多:第一家稀土分離中間工廠建立;率先研發處理包頭稀土礦的工藝萃取流程;首創用醋酸銨離子交換法分離出高純釔、用熔鹽電解法制備出稀土金屬;國內首次製成稀土無機液體激光工作物質、生長出摻釹鋁酸釔激光晶體;我國第一家稀土固體化學實驗室建立……

如今,一家名為“中科稀土”的公司正在長春應化所北區蓬勃成長。

“長春應化所有大半個世紀的稀土研究基礎,在堅實的科研基礎上,我們要讓中國從稀土資源大國變成稀土科技大國。”中科稀土(長春)有限責任公司總經理、稀土資源利用國家重點實驗室副主任李成宇說。

21世紀以來,長春應化所與企業合作,在國際上首創新一代稀土交流LED白光照明光源技術,解決了交流LED發光頻閃的世界性難題,成果已經應用於家庭、地鐵、商場、醫院等多種場合。

“國立科研院所就是要做大學不願做、企業做不了的事,為服務國民經濟主戰場辦實事。”長春應化所科技總公司總經理那天海說。

二氧化碳基聚合物的規模產業化、聚乳酸樹脂的規模產業化、功能化聚烯烴醫用材料的規模產業化,以及高分子軸承等軍民融合新材料技術的推廣,都成為長春應化所服務國民經濟發展的典型代表。

曾經,幾代應化人用70年光陰,面向世界科技前沿、面向國家戰略需求、面向國民經濟主戰場,打下中國應用化學的一片江山。今天,在這個被人們譽為“中國應用化學的搖籃”裡,科技成果的故事“未完待續”。

《中國科學報》 (2018-08-22 第1版 要聞,原題:應化搖籃裡的光榮與夢想 ——盤點長春應用化學研究所七十年亮點成果)

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