响当当的“上海氟”,是怎么来的?|科技自立自强之路

中科院之声啊 2024-06-23 08:07:40

化学元素氟

“凶”名赫赫,却有不世之功

氟元素的单质是一种剧毒气体、腐蚀性强

但有机氟化物却温和而稳定

它能提高医药、农药分子的生化、物化性质

在牙膏、制冷剂、不粘锅涂层

以及航天器密封材料和一些新型药物中

都有“氟”的身影

然而,自然界中的有机氟化物非常稀少

人类必须自己合成可用的有机含氟物质

正因如此

合成有机氟化学在世界上一直备受关注

在中国,有机氟化学研究可谓独树一帜

中国科学院上海有机化学研究所

(以下简称上海有机所)

开发出多项受全球学界关注的氟化学反应

国外同行都称呼他们为

“上海氟”(Shanghai Fluorine Chemistry)

这个响当当的名号是怎么来的?

还要从1956年 “向科学进军”的号召说起

当时

国家将原子弹、氢弹的发展放在重要位置

集中力量做技术攻关

上海有机所围绕业务方向调整

展开了一场三天三夜的大讨论

研究人员们达成共识

以国家利益为重

将手上的科研方向转到

“尖端、领先的科学项目”

“通过任务带学科”

黄耀曾、黄维垣等有机化学家纷纷“割爱”

将研究方向转向国家需要之处

▲“三天三夜大讨论”场景复原图。

“两弹一星”工程正式拉开序幕后

上海有机所接到了多个攻坚任务

其中一项是研制润滑油

用于保障铀浓缩分离机的安全运转

而浓缩铀是核武器不可或缺的原材料

当时,苏联撕毁协议、撤走专家

研究没有任何可参考的资料

依靠从原工厂分离机上刮下来的油膜样品

黄维垣先测定出其为全氟烃油

然后和上百位科研人员一起搭棚子

自制装置搞实验

仅用1年时间就研制出完全符合技术指标的产品

并顺利实现中试和生产

1964年,中国第一颗原子弹爆炸成功

第二机械工业部副部长钱三强说

“有机所帮大忙啦

原子弹比原计划提前了一年!”

同一时期

考虑到上海有氟化学研究的基础和工业条件

中国科学院决定在上海集中氟化学研究力量

20世纪70年代后期

为促进国民经济发展

上海有机所氟化学研究开始瞄准民用产品

其中

有机化学家陈庆云研制出

我国独创新型铬雾抑制剂F-53

与国外同类产品相比

工艺更为简单,原料成本大幅降低

产品被全国多家电镀厂使用

不仅保障了工人的健康

也为环保节能事业作出了贡献

▲1981年铬雾抑制剂F-53在上海光明电镀厂进行测试。(右二:陈庆云)

铬雾抑制剂F-53问世后

团队从基础研究的角度

继续针对生产过程中的

原料、中间体、产物和副产物

进行了一系列基础研究

发展出三个特色鲜明的研究体系:

“亚磺化脱卤反应”

“金属及过渡金属引发的有机氟化学反应”

“氧化还原体系引发下氟卤烃的化学研究”

到了20世纪80年代

上海有机所的氟化学基础研究迎来厚积薄发

实现了“以任务带学科”的目标

成果频出的这些年

上海有机氟化学研究者们也积极“走出去”

创办英文期刊、参加国际学术会议......

同时也将国际交流平台“引进来”

1986年

因在氟化学研究领域的杰出贡献

黄维垣获得国际氟化学界的最高奖“莫瓦桑奖”

▲1979年,陈庆云(左二)、黄维垣(左五)参加美国冬季氟化学会议。

随着上海氟化学成果文章屡屡见刊

国际有机化学学术会议名册上

中国学者的名字越来越多

“上海氟”的名号被逐渐叫响

名声背后

是一群人“为人所不敢为”的坚持

因“氟”元素的“危险”特性

少有人愿“涉险”研究

例如,20世纪60年代

陈庆云和助手陈秉启首次制得全氟叔丁基碘

但全氟叔丁基碘有强烈刺激性

且容易变成气体被人体吸收

其原料全氟异丁烯是氟化学中毒性强的小分子之一

制备过程中,陈秉启就曾中毒倒地

最后靠着意志强撑了起来

考虑到毒性太强

相关研究还是被搁置了

50余年后

研究员胡金波率团队实现了一个

高效、快速合成全氟叔丁基类化合物的方法

避免了有毒气体的使用

填补了老一辈的“遗憾”

这样的传承和发展

也是上海氟化学研究的财富和优势

▲2020年上海有机所70周年,中国科学院有机氟化学重点实验室合影。

进入历史发展新阶段

他们研究工作的方向更为鲜明:

坚持世界学科前沿和国家战略需求并重

基础研究和应用基础研究并举

产学研相结合

为我国氟化工产业提供科学和技术支持

国家需求,一直是不变的方向

1959年6月24日

上海有机所第一任党委书记边伯明

在《人民日报》发表

署名文章《以任务带动学科》

强调科学研究与实际生产、国家需求结合的

重大意义

这篇文章如今

陈列于上海有机所的科学家精神教育基地

时代强音,跨越半个多世纪

依旧掷地有声

来源:中国科学报责任编辑:王颖
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