作者:记者 倪思洁 魏刚 来源: 发布时间:2018-9-4 11:45:30
应化摇篮里的光荣与梦想
——长春应化所七十周年亮点成果

 
1948年,战后的东北满目疮痍,百废待兴。这年冬天,在长春市的废墟上,一所国立研究机构——东北工业研究所(中国科学院长春应用化学研究所的前身)诞生了。废墟里的这声初啼,决定了她将永远为国为民而生。
 
光阴荏苒七十年,无数应用化学硕果从这里诞生——新中国的第一块合成橡胶、第一个高分子热收缩材料、火箭推进剂、核燃料化学和原子法激光分离铀同位素、稀土分离和功能材料、聚酰亚胺树脂和纤维、聚乳酸树脂、二氧化碳基新材料、聚烯烃医用材料、高分子水润滑轴承、电化学分析仪器……她以智慧为养料,以创新为源泉,成长、壮大、成熟、稳重,陪伴共和国度过昨日的颠簸和沧桑,迎来新时代的光荣与梦想。
 
应国家战略之需
 
“面向国家重大战略需求,是长春应化所科研的一大特点。”长春应化所副所长(主持工作)杨小牛说。
 
在长春应化所的科研成果中,大部分都是应国家战略发展之需。合成橡胶、火箭固体推进剂、热收缩材料、水润滑轴承、高端囊体复合材料、核纯钍制备……这里的智慧日复一日汇入国家发展的历史长河。
 
翻开长春应化所的历史,人们可以看到时代赋予她的许多独特科研方向,其中之一就是合成橡胶。
 
早在建国之初,国防建设和民生发展处处离不开橡胶,这让匮乏的橡胶资源成为新中国建设的掣肘。掌握合成橡胶技术,是当时应对困境的唯一办法。1950年6月,东北科学研究所(长春应化所的前身)在我国率先开展合成橡胶的研发。当年10月,抗美援朝开始,国防、军工急需耐油、耐燃的特种橡胶。结合国家需求,研究所集中人力物力,用不到3个月时间,在实验室里成功合成出了我国第一块合成橡胶——氯丁橡胶。从氯丁橡胶到丁苯橡胶、聚硫橡胶、丁吡橡胶、戊丁橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶,合成橡胶的“盘子”里已经越来越丰盛。1985年,“顺丁橡胶工业生产新技术”获国家科技进步特等奖。
 
那个时代,长春应化所也是承担国防任务的主力军。1958年,长春应化所接受有关火箭推进剂研究任务,并为此成立第七研究室。1958年至1978年间,在低聚物合成、性质、固化及火箭液体、固体推进剂等方面进行了大量、系统的工作。研发的主要固体推进剂品种达到当时世界先进水平,并在我国人造地球卫星、多类型火箭和导弹型号中得到实际应用,为发展我国“两弹一星”事业作出了重大创新贡献。
 
1958年,长春应化所开展了核燃料化学和原子法激光分离铀同位素的研发。承担了铀的有机化合物及其螯合剂、全氟溶剂及耐辐射材料、原子能及化学高能燃料等研制任务,原子能化学的相关研究成果获1978年全国科学大会奖。“原子法激光分离铀同位素原理性实验”1981年被中科院列为重点项目,我国也因此成为当时世界上少数几个掌握这一技术的国家。
 
20世纪50年代起,长春应化所率先在国内开展了高分子辐射化学的研发,现已自主研发出具有我国自主知识产权的系列高分子热收缩材料,建成了我国第一个热收缩材料研发生产基地,为建立和发展我国新型高分子热缩材料产业发挥了重要引领和带动作用。先后荣获国家“六五”攻关优秀成果奖、国家科技进步三等奖、国家发明二等奖和中科院科技进步一等奖。
 
1998年,长春应化所开展囊体材料和规模产业化研发,现已建成国内囊体材料科研和生产基地,并在国内保持领先地位,累计为用户研制和生产各类囊体材料近20万平米,成功应用于2012年我国首飞的平流层飞艇,并于2016年创造了驻空和动力飞行时间双世界纪录的平流层飞艇。
 
2008年,长春应化所开展了高分子水润滑轴承材料研发,历经十年攻关,终于研制出高可靠舰船用高分子水润滑轴承。该轴承具有摩擦系数低、恶劣工况适应性强、磨损小和无异常噪声等技术优势,整体性能处于国际先进水平,其中材料在干摩擦及混合润滑状态下的润滑耐磨性能优于国外同类产品。产品已获中国、美国、英国、法国、韩国、挪威·德国劳氏等世界六大船级社认可证书,目前已实现数十艘潜艇的列装和200余艘政府公务船、远洋船舶的应用。
 
除了国防任务,与国家战略需求紧密相关的技术研发项目,长春应化所也责无旁贷。从20世纪50年代起,长春应化所就在全国率先开展了稀土分离的研究,20世纪60年代至80年代,先后开拓出我国第一、第二、第三代稀土分离流程,首先从生产源头出发解决了分离废渣和气体排放物带来的环境污染,推进了我国稀土分离产业的绿色革命。
 
2015年,长春应化所开发出全新的核纯钍溶剂萃取体系,解决了萃取过程中微乳对杂质的夹带难题,实现了钍和杂质元素的高效分离,突破了溶剂萃取制备超低杂质含量物质的极限;克服了传统高纯物质分离工艺如柱分离技术不能连续生产的缺点,实现了核纯钍样品的连续批量制备,为我国钍基核能研发提供了坚实的原料生产技术保障。
 
作为国立研究所,国家的需求,就是长春应化所的使命。在七十年中,长春应化所人不惧困难、不畏险阻,时刻听从国家的召唤,圆满完成各项国家战略任务。
 
凭基础科研之本
 
在长春应化所的名字里,“应用化学”四个字格外显著。不过,应用研究离不开基础研究,在基础研究、应用基础研究方面,她也撷取了不少前沿基础、原创性科研成果。
 
在电分析科学前沿领域,2001年,长春应化所开展了世界首创毛细管电泳电化学发光检测仪研发。发展了毛细管电泳—电化学发光/电化学联用体系,首次研发成功固态电化学发光探头,用于毛细管电泳—固态电化学发光分离检测体系;建立了毛细管电泳—电化学发光/电化学微流控分析芯片系统并用于生物分析;在国际上首创“毛细管电泳—电化学发光分析检测仪”并推广应用。2009年获国家自然科学二等奖。
 
2016年,长春应化所完成的“生物分子识别的分析化学基础研究”成果,荣获国家自然科学奖二等奖。“该成果立足于学科发展,面向国家和社会需求,瞄准分析化学中高灵敏度、高选择性、高通量的科学问题,发展基于生物分子识别的新型分析材料、分析方法和分析仪器。
 
在高分子科学前沿领域,长春应化所在国际上首次提出单体极性基团可活化配位聚合反应的新机理,突破了极性基团通过与中心金属配位毒化聚合反应的传统观念;在世界上率先提出了“缠结高分子流体剪切抑制解缠结”的新概念,阐明了传统理论无法描述的缠结高分子流体非线性流变行为的分子机理,为重新构建高分子非线性流变学理论提供了新视角。
 
长春应化所还在国际上率先提出“单一高分子白光”的学术概念,并在“单一高分子双色白光体系”和“单一高分子三色白光体系”两个主题上取得突破性进展,为发展白光高分子材料开辟出新方向,被国际学术界公认为实现高分子白光发射的两大途径之一。
 
在稀土科学前沿领域,长春应化所的科研人员首次提出利用稀土氢氧化物前驱体和贵金属盐间的氧化还原关系,诱导稀土氧化物对全种类贵金属纳米晶的有效封装,实现了对稀土纳米催化材料催化活性和选择性的全面优化。
 
科研人员利用现场电化学技术结合理论计算,开创性提出了氧气还原成过氧化氢这一经典电化学反应的全新反应机理,具有重要国际影响力和学术价值。
 
长春应化所的科研人员还阐明了准二维受限玻璃前驱体动力学关联长度呈现非单调性温度依赖关系的物理根源,澄清了在该领域的国际争议,为过冷液体动力学减速机制和动力学转变理论创建奠定了分子基础。
 
科研人员还运用现场电化学表征技术,结合锂—空电池放电结束前的电化学界面参数,首次提出并验证了放电产物存在结构缺陷、溶液相中的锂离子和氧气可利用该缺陷进行输运。
 
长春应化所七十年的发展经验告诉我们,基础、应用基础研究是科技可持续发展的根本,是科研实现高质量发展的秘诀。要建设创新型国家,实施创新驱动发展战略,科技创新是关键,而基础研究是源头创新,是推动应用的源泉。
 
办惠及民生之事
 
七十年来,长春应化所在服务国家战略、夯实基础研究的同时,坚持面向国民经济主战场,大力开展与社会经济和人民生活息息相关的科学研究,产生了一大批惠及社会民生的科研成果。
 
多年来,以塑料为主的“白色污染”给人类环境带来严重损害。在各种公共场所到处都能看见大量废弃的塑料制品,由于它们不易被自然所消纳,从而影响了大自然的生态环境。
 
要治理“白色污染”就要从源头入手。长春应化所从1997年就开始研究从二氧化碳出发合成高分子量生物降解塑料,2011年建成了世界首条万吨级二氧化碳基塑料生产线,系列产品在国际上实现商品化销售,可降解农用地膜实现千亩级示范应用,技术处于国际领跑地位。
 
三年来,围绕“美丽中国”战略,针对“醛释放”这一制约聚氨酯高端应用的瓶颈问题,长春应化所从二氧化碳出发合成出低分子量二氧化碳基多元醇,进而创新出系列具有环保和成本优势的聚氨酯材料。
 
长春应化所还加强了聚乳酸树脂的研发及产业化。与浙江海正集团合作2007年建成国内首条5000吨级聚乳酸树脂生产线,目前已达到1.5万吨/年生产能力,正在建设5万吨/年生产线;现已攻克了聚乳酸加工温度窗口窄、熔体强度低和热稳定性差等瓶颈难题,形成了系列专用树脂产品及制品成型加工技术的工艺包,推动了吉林省“禁塑令”的实施。与富士康集团合作,2017年,在吉林省农安市建成了万吨级聚乳酸树脂生产线。
 
除了研发生物降解材料外,长春应化所还基于大半个世纪的稀土研究基础,开展稀土发光材料的研究。
 
2013年,长春应化所首创出发光寿命与交流电频率匹配的稀土发光材料,突破了照明器件的制备技术,攻克了交流电驱动LED的发光频闪世界难题,构建了LED自主知识产权体系,打破了国外专利技术封锁,使我国成为世界上唯一掌握通过稀土荧光粉生产低频闪交流LED的国家。
 
近年来,围绕乡村振兴和科技兴农等国家战略,从发展第二代专用交流LED照明产品出发,长春应化所突破了材料合成关键技术,制备出可发射植物生长敏感波长的新型稀土发光材料,应用于植物补光照明,增加了蔬菜、水果产量。
 
长春应化所还积极投身到医用材料的研发中。1999年,长春应化所与威高集团合作,开发出一次性输注医疗器械用聚烯烃材料,解决了灭菌剂残留和塑化剂析出带来的安全性问题。建成了世界首套万吨级医用聚烯烃生产装置及国内首套万吨级抗辐照老化医用材料生产线,系列产品在千余家三甲医院使用,为医疗器械产业更新换代提供了新材料和新技术。该成果获国家科技进步二等奖和国家技术发明二等奖各1项。
 
围绕“健康中国”战略,长春应化所还以高端医用材料的国产化、低成本化为目标,突破了生物相容性好、链段功能可控的聚氨酯、聚砜和聚乳酸医用原材料规模化生产技术,革新了抗菌留置针、抗污染微孔滤膜和可吸收骨钉骨板制备技术,形成了医用高分子材料系列创新成果。
 
在应化人看来,国立科研院所就是要做大学不愿做、企业做不了的事,科研的目的之一就是造福民生,为服务国民经济主战场办实事。
 
七十年,在时间的长河中只是短短一瞬,但在新中国的史册中,应化人却留下了浓墨重彩的一笔。他们用忠诚、严谨、勤勉、坚韧为共和国的应用化学事业打造了坚实的基础,为国防建设和国家战略作出了不可磨灭的贡献,为社会经济发展和人民生活添砖加瓦。
 
打开长春应化所的所志,一个个成果如漫天繁星映入眼帘、数不胜数,这些数不尽的成果来自应化人对科学精神的坚守,七十年的坚守来自应化人对国家人民的承诺。
 
他们,是把科学融入生命的人!他们,是把论文写在祖国大地上的人!■
 
《科学新闻》 (科学新闻2018年8月刊 硕果)
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