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功能材料学家陈立泉:宁静致远

——访功能材料学家陈立泉院士

文章来源:点击量:4065时间:2012-03-19 09:05:32




●1979年国外提出锂离子电池的概念,陈立泉的实验室也在那时候成立。
●1997年9月,陈立泉建成中国第一条锂离子电池中试生产线。由于没有经验可资借鉴,在这条生产线上,陈立泉当了一年多“工人”。
●2001年,陈立泉专门到上海拜访了时任“863”计划电动汽车重大专项负责人万钢:希望能给锂离子电池一个机会。
陈立泉是我国锂电池事业的带头人。今年一月的一天,《中国科学报》记者在中科院物理所见到了这位著名的功能材料学家。让记者微感惊讶的是,这位盛名之下的科学家,给人的印象却十分的平和、朴素。今年72岁的陈立泉个子不高,看上去比实际年龄年轻得多。沐浴着冬日的阳光,陈立泉微微眯着眼睛,回忆他几十年来的科研生涯,语调和神情都透露出一种淡泊和宁静。
从他的讲述中,记者发现,陈立泉的传奇之处,并不仅仅在于他推动了我国的锂电池事业,更重要的是,他是一位在基础研究、应用研究和产业化领域都成绩斐然的科学家,这样的科学家并不多见。

中国锂电研究第一人




陈立泉与锂离子电池结缘始于1976年。这一年,中科院物理所派陈立泉赴德国马普学会固体所进修。有一次,马普学会斯图加特固体所在对外开放日上展示了未来的锂电池,只有纽扣大小。研究人员拿着这粒“纽扣”,指着旁边大块头的铅酸电池说,别轻看这粒小小的“纽扣”,它的能量比铅酸电池大得多。这给陈立泉留下了深刻的印象。他想起在四川家乡上初中时,学校做物理实验,所需的铅酸电池要到南充市去购买,然后从南充一路背回学校。学校位于三县交界之处,只有羊肠小道可通,背着沉重的电池走路十分费力。有一次,电池里的溶液泄漏,搬运工人的衣服被烧坏。回想到这一点,陈立泉顿觉这小小的“纽扣”魅力无穷。他于是写信给物理所的领导,申请转换研究方向。所里同意了他的要求。他花了5个月完成原定的晶体研究任务,随即转向去作超离子导体研究。没想到,这一转就是30余载。
1978年回国后,陈立泉继续从事与锂电池有关的固体离子学及其在能源中的应用研究工作。两年后,在陈立泉主持下,中科院物理所成立了该领域的第一个实验室——固体离子学实验室。“1979年国外提出锂离子电池的概念,我们的实验室也是在那时候成立的。因此我们开始研究锂离子电池的时间和国外差不了多少。”陈立泉说。
1987年,我国启动了“863”计划“七五”储能材料(聚合物锂电池)项目,由陈立泉担任总负责人,下设11个课题组。这11个课题组的科研成果,奠定了今天我国锂离子电池产业的科学和技术基础。而车用锂离子电池能有今天的大发展,和陈立泉的积极争取与“游说”分不开。
车用锂离子电池在发展的初期,不仅没得到足够的政策扶持,甚至一度被边缘化。2000年,我国启动“十五”“863”计划电动汽车重大专项,锂离子电池几乎被排除在这一项目之外。陈立泉为此十分忧虑。2001年,他专门到上海拜访了时任“863”计划电动汽车重大专项负责人万钢教授,恳切地对万钢说:“希望能给锂离子电池一个机会。”万钢采纳了陈立泉的意见,将车用锂离子电池项目纳入电动汽车重大专项课题之内。在当时,陈立泉敢于去争取这个机会,需要很大的勇气,这份勇气来源于他多年扎实的研究和对锂离子电池产业化的坚定信心。陈立泉至今十分感谢万钢:“在当时,这个机会太宝贵了。”
产业化之思
从1997年开始,陈立泉开始着眼于锂离子电池的产业化。这年9月,陈立泉建成中国第一条锂离子电池中试生产线。由于没有经验可资借鉴,在这条生产线上,陈立泉当了一年多“工人”,什么脏活、累活都干。有一次,为了抢时间,陈立泉带着几名科研人员自己去搬运设备。没想到,拉设备的粗钢绳突然断了一根,几吨重的设备顺着楼梯往下滑。幸好偏了方向撞到墙上,所有的科研人员一起扑上去用力顶住,才没有酿成事故。
回想起这段经历,陈立泉认为对自己是非常有益的:“在此之前,我只有理论和实验室研究经验,没有实践。当了一年多‘工人’,基本了解了锂离子电池生产的每一个环节,这对研究非常有帮助,让我的研究更符合产业需求。”
1999年,陈立泉牵头成立了北京星恒电源有限公司,完成了从基础研究到产业化的转变。如今,我国已经成为与日本、韩国并列为世界三大锂离子电池生产国。这和陈立泉几十年来在锂离子电池领域的研究和产业化努力密不可分。
正是因为陈立泉有亲身参加工厂生产的经验,他与一般科研人员相比,对具体的生产情况多了一层了解,他常常思索科研成果如何实现产业化的问题。
陈立泉最大的体会之一是:好的技术不一定有好的产品。从自己10多年的产业化经验出发,陈立泉认识到:“好的文章不一定有好的技术,好的技术不一定有好的产品,好的产品不一定有好的市场。”陈立泉说,文章与技术不是一个概念,有很多文章质量很高,但它们并不等同于好的技术,就像科学与技术不是一回事一样。也有很多好的技术成不了好的产品。“但是好的项目一定需要时间,这是毋庸置疑的。”
对于基础研究与产业化之间如何产生联系的问题,陈立泉认为,机制起着十分重要的作用。从基础研究的角度看,不断有新成果需要转化;从产业的角度来看,迫切需要注入新技术,以增强竞争力,这对高新技术公司来说尤其重要。然而,如何将一个产品推向市场,并将这个市场做大做好,并不是科研人员的强项:“市场营销对我们科研院所的人来说是弱项。中科院自己要想管好一个公司是很困难的,这与科研院所的性质有很大的关系。科研院所还是擅长技术研究。”陈立泉用一个比喻来说明这问题:“我们适合做孵化器的工作,小鸡孵出来以后交给公司,由公司去运作,这是最好的模式。”正因为如此,2004年当苏州星恒公司成立之后,陈立泉不再担任技术总监。
另外,科研成果的产业化还存在一个导向上的问题。陈立泉认为,科研院所往往太强调文章而不重视成果转化,因此在科研院所,搞产业化的人往往都比较边缘。陈立泉以思索的语气说:“是任务带动学科还是学科带动任务这个问题,已讨论了几十年,到现在还没辩论清楚。”在他看来,当前应该是“以任务带动学科”为主。也就是说,把国家的战略需求放在首位。陈立泉解释说,这并不是不重视文章,高质量的技术不能少,高质量的文章也不能少,“物理所的一位老领导曾经笑我是‘脚踏两条船’,我的确是强调技术,但我也很重视论文”。
高温超导传奇
陈立泉的过人之处并不仅仅在于他是我国锂电池事业的第一代领头人。大多数人也许并不知道,这位花了近20年工夫去做电池的人,在基础研究领域也同样成果卓著,曾因其在高温超导领域的研究成果而获得国家自然科学奖一等奖。陈立泉告诉记者,当年的高温超导研究是一个十分曲折的过程。
高温超导研究始于1986年。当时,做超导研究的赵忠贤建议陈立泉与他合作开展高温超导方面的研究。陈立泉和夫人黄玉珍与赵忠贤都是中国科技大学的同学。对于老同学的提议,陈立泉和黄玉珍欣然同意:由赵忠贤组织测试,陈立泉和黄玉珍负责超导材料研制。
当年12月的一天,陈立泉在黄玉珍合成的样品中观察到70K超导迹象。第二天物理所领导组织几位专家讨论后,决定通过媒体发布这一消息。
说到这里,陈立泉笑着说,当时本来是决定在《中国科学报》(时名《科学报》)发消息的,但《中国科学报》那时是每周两期,上一期刚刚印发。物理所科技处一位同志就联系了新华社。
很快《人民日报》也转发了这条新闻。正在外地调研的赵忠贤在火车上听到广播电台的消息,后来他对陈立泉说,该消息的冲击力“就像中国爆炸了第一颗原子弹”。
消息发布后,外国同行包括许多著名的大科学家,纷纷打来电话询问此事,索要数据。但遗憾的是,由于当时测试设备落后,实验记录的数据不完整,导致这一超导现象难以重复。陈立泉他们陷入了非常被动的境地。
当年12月底,物理所领导给陈立泉下达任务:限3个月做出液氮温区超导体。于是陈立泉在巨大的精神和舆论压力下,开始了被他称为一生中最艰苦的实验工作。陈立泉和黄玉珍重新制定了周密、系统的研究方案。与之相配合,赵忠贤成立了第二测试组,以加快实验工作的进展。
陈立泉记得十分清楚,在超导研究最困难的时期,1987年1月30日(大年初二),当时的中科院院长周光召到物理所视察,作了三点指示,这对陈立泉及其同事来说是极大的鼓舞。
没过多久,传来美国华人科学家朱经武研制出98K超导体的消息。这对于陈立泉又是一重压力。
事情的转机似乎是很偶然的。1987年2月的一天,陈立泉和黄玉珍讨论工作时决定,为加快样品的筛选速度,不必等到第二次烧结后才送去测试,而是将第一次合成的样品直接送去作抗磁性测量。没想到正是从第一次合成的钇钡铜氧化物样品中发现了液氮温区超导现象,而经过第二次烧结的样品反而不具备超导性。陈立泉赶忙从垃圾筐中找出第一次烧结的几小块样品再去检测,发现每一块都是超导的。他们很快确定是样品的氧含量差异所致。为了慎重起见,他们又先后制备了三批样品,结果三批样品全部超导,临界温度也都在液氮温度以上。直到这时,陈立泉才算松了一口气。
正是由于“液氮温区氧化物超导体的发现”这一成果,陈立泉获得了1989年的国家自然科学奖一等奖。
总结此事,陈立泉说:科学研究是十分曲折复杂的,其中往往有一些偶然性的因素,而偶然性中又隐含着必然性。
难忘402楼
陈立泉的科研成果,包括高温超导和锂离子电池技术,大部分是在物理所402楼做出来的。因此,他对402楼怀有深厚的感情。陈立泉告诉记者,402楼的旧址就在中国科学报社的东边,如今这里是一栋刚刚完工的砖红色新楼。
曾经的402楼不为人所知,不少在物理所工作多年的人都不知道它的存在。此楼是上世纪60年代初所建。当时正值三年困难时期,楼的质量不大好。地下室渗水,修了数次,越修越漏。稍有大雨,室内水深尺余。由于终年积水,夏天蚊子成群。
就是这样一栋老楼,陈立泉却对其怀有深厚的感情。2010年,物理所决定拆除402楼,在原址建一座10层高的新楼。陈立泉心中十分不舍,这位一生从事科研、并不擅长文辞的人情不自禁写下一篇《402楼祭》。在文章中,陈立泉写道:“我在物理所待了44年,大约40年是在402楼度过的。对402楼,我有很深的感受,颇多怀念……402楼对物理所的贡献是很大的,在‘出成果,出人才’方面甚至是创纪录的。我国第一台固体激光器所用的红宝石就诞生于402楼东厢房。我国高质量的用于光学仪器和谐振器的大块优质水晶就出自西厢房的高压釜中。有人统计过,从402楼的109房间走出了至少6位院士。”由此可见,402楼作为陈立泉一生科研事业的“主战场”,在他心中的分量之重。
采访结束的时候,陈立泉微笑着对记者说,今年令他特别高兴的事情是,他终于可以彻底退休了。因为他所培养的团队已经成长起来,实验室中的人才梯队也已经形成,每人各司其职,都能独当一面。其实在15年以前,他已经在尝试着慢慢退出工作岗位,不再管具体的事情,放手让学生们去做。他笑称,今后自己的作用就是不定期地请科研团队喝喝茶,聚一聚,联络联络感情就行了。
他平和的语气中,有一种朴素、安静的气质,正如他所怀念的那座402老楼:也许它并不风光,并不摩登,但它为中国科学发展所作的贡献,人们是不会忘记的。
人物介绍:
陈立泉,1940年生于四川南充。1964年毕业于中国科学技术大学,同年到中国科学院物理研究所工作至今。曾获1989年国家自然科学奖一等奖。2001年11月当选为中国工程院院士。长期从事固态离子学的研究,是我国固态离子学的创始人之一,在国际固态离子学及可持续能源领域享有很高的声誉。现担任中国固态离子学会名誉理事长,曾任中国固态离子学学会理事长、国际固态离子学会委员和亚洲固态离子学会副主席。
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