“全国优秀教师”陈滇宝教授,是我校高分子科学与工程学院原高分子材料合成研究室主任,博士生导师。他自1976年从山东大学调入我校,直到2004年退休,在教学和科研工作中都做出了不平凡的业绩。他曾主持多项国家自然科学基金项目,获多项科技进步奖和发明专利,也亲身经历了那段学校科研工作飞速发展的岁月。
近日,我们有幸专访了陈滇宝教授,听他深情讲述那些“科学有险阻,苦战能过关”的动人故事,感受科大人敢为人先、迎难而上的精神底色。这种勇于担当、奋力向前的执着坚守,必将激励着更多青年教师在教学与科研之路上攻坚克难、攀高提效,为学校的高质量发展再立新功、再创佳绩。

记者:陈老师,您1961年7月毕业于山东大学物理二系原子能化学专业,同年9月留校工作,直到1976年调离。请您谈谈,这段时间您主要从事什么工作,这段经历对您后来的教学和科研工作有怎样的影响?
陈滇宝教授:我1940年1月出生,1957年考入山东大学,当时山大还在青岛,1958年搬到了济南。我进入山东大学化学系不久后,1959年学校从物理系、化学系分别抽调一部分学生转入新成立的原子能系,我就转去了原子能系。当时保密需要,对外说是物理二系。
从1961年本科毕业留校,到1976年调走,我在山东大学干了16年的教学和科研工作。毕业后,我先后给4位老教师当过助教。老师们讲课,我做辅导、批改作业。同时还完成了两项科研任务,一项是教育部的科研课题,第二项是我们自己选择的科研课题。可以说,我在教学和科研这两个方面,都打下了很好的基础。
最初我在山大化学系的分析化学专业当助教,跟一位老先生学习搞科研,主要是用一台从英国进口的光谱仪做实验。那时我刚21岁,跟他搞了大概一年多研究,熟悉了光谱仪的使用。后来我刚调到咱们化工学院来时,恰逢唐学明老先生也刚从中科院长春应用化学研究所调到咱们学校来。我们两个在科研上,既是师生关系,也是亲密战友。当时山东化工学院的仓库里面也有一台光谱仪,和我在山大做实验用的是一模一样的。唐老先生做国家基金课题的时候,其中有关催化剂的分子结构需要测定,我那时正好掌握了光谱测试技术,于是拿出仪器来为唐先生做测试,从此开创了应用吸收光谱法和结合配位场理论分析的研究方法。从分子/电子层次上研究探讨镍催化体系中活性中心结构,使研究工作的学术水平有了很大的提高。这件事说明,以前学的东西看上去好像离实际应用很远,但总会有用到的时候。
后来我又给胶体化学的陈宗淇老师当小助教。他当时给生物系学生讲胶体化学,我负责胶体化学的十几个实验。我跟陈老师大概有一年多的交流,后来他从山大调到咱们学校之后,我们又成为老朋友了。我不仅跟陈老师学习了专业知识,而且当时做实验都是亲自动手,这也就锻炼了我的实验动手能力。
接着我又跟着晶体教研室的一位老师当了一年助教,他给大四学生讲结构化学里面的结晶化学部分。我从这位老师身上学到了如何进行启发式教学,来帮助学生更好地理解比较难的教学内容,而且也学到了我当学生时没有学过的知识。70年代,我来到咱们学校后,要给师资班的学生讲结晶化学、结构化学,正好用上这些我当助教时学到的东西。
最后我还给邓从豪院士做过助教,他讲结构化学,我给学生做答疑辅导。这门课是化学专业里最难的课,因为它牵涉到很多化学、数学、物理的知识。我听完课以后,帮学生答疑辅导,这个过程中,我对物质结构有了深入的认识,从宏观到微观的研究思路建立起来了。一般的年轻老师,如果没有这样的经历,想在两三年时间里打好基础很难。可能正因为我当时不是读研究生,而是做了助教,始终在教学第一线,就能从不懂到懂,由浅入深,把这个基础课学得比较扎实。
我曾经和北大徐光宪院士的一个研究生聊起这段“打杂”的经历,他对我说:“小陈,你基础打得扎实,将来肯定有后劲。今后想搞新的课题、新的材料,要想有所发展,光有实验和单一的专业是不行的,还是要有比较深厚扎实的基础。”今天来看,这话说得没错。年轻老师只有单一的专业知识,业务功底不深厚,要想搞科研,是搞不上去的。我觉得我最大的优点,就是我既懂化学专业知识,也懂物理系、数学系的部分知识,这就是在那个特定的历史条件下造就的。
另外,我在山大的两个科研任务,对我后来在化工学院搞科研也有重要帮助。第一个是教育部下达的试制“红外光谱仪”的科研任务。当时的分工是浙江大学负责测试光学系统,华东师范大学搞红外光源,把红外光源的核心——红外分光棱镜交给山大晶体研究室。
1964年,山大成立了晶体研究所,是教育部重点实验室。当时我刚跟老师做完结晶化学的辅导课,于是顺理成章就进入晶体所了。进去两个月后,所长蒋民华院士任命我当高温熔盐组的组长,带领三个人做这个项目。当时我们还没有国产红外光谱仪,需要从日本、德国、美国进口。教育部要求在一年之内实现红外光谱仪的成功研发,需要在第二年的全国展览会上展出。为了找到研究方法,我几乎查遍了图书馆里物理专业3到5年之内的所有英文资料。我带着另外三个人在实验室1000多度的高温炉旁没日没夜,整整奋斗了一年多。
当时用于实验的高温炉,外面根本买不到,完全是我们自己制造的。高温炉的电炉丝是瑞士进口的,国内也没有现成的炉膛,我们就用瓷的粗下水道管子来代替炉膛。当时我们就是靠着“一不怕苦、二不怕死”的信念,就这么干起来了。后来物理系给了我们一些帮助,我们制备氯化钠大单晶,物理系光学教研室负责加工红外分光棱镜,通过两个系的合作,出色完成了任务。
任务完成了,1965年召开科研交流会的时候,山东大学内部给了我一个优秀奖,奖励我一个日记本作为纪念。那个时候也没有奖金这一说,我自己也没有想过要什么利益,就是组织给我任务,我就要把它干起来、干好。我印象最深的就是,做项目之前,蒋院士拿了一个日本进口的价值3000块钱的晶体,放在玻璃干燥器里面,给大家展示。拿现在的话来说,这就是爱国主义教育,就是激励我们要赶上日本。后来我们硬是自己做出来了,确实争了一口气。
第二个科研任务是硅烷法高温分解制备单晶硅薄膜,简称硅烷外延工艺。这种外延工艺统称CVD法,即化学气相沉积。不管是国内还是国外,凡是做集成电路研究,制备半导体芯片和器件的,包括我们现在研究的二维薄膜材料,都用到这个工艺。当时的芯片是比较粗糙的,大约1平方厘米,像手指甲盖大小的一片硅单晶,上面有着各种各样的电子元件。我们的研究就是用新的工艺做硅单晶薄膜,厚度从几微米到十几微米的n-型或P-型硅单晶膜。
实验中充满着危险,材料都是易爆、有毒的,当时真是冒着生命危险在做这些实验。有的材料在实验中释放毒气,那时也没有现代化的测试仪器。该怎么办呢?我们就想出一个土方法,在市场上买几只鸟,放在笼子里面,挂在我们制备材料的实验室门口。如果哪天鸟不行了,说明空气里面毒气量已经到致死的危险地步了。上世纪70年代,就是在这种环境下,我们做出来的单晶片质量在国内也是数一数二的。
为了做这个项目,我值了几十个夜班,晚上骑自行车送同事的时候,一个没注意摔到沟里面去了,人差点没了。当时想不到这些危险,好像就只有一种想法——我要干什么事,要么不干,干就干好。对我来说,没有学不会的东西,没有干不成的事情。就像叶剑英元帅诗里讲的“攻城不怕坚,攻书莫畏难。科学有险阻,苦战能过关。”
记者:1986年,您远赴瑞士为学校引进核磁共振谱仪,并参与筹建青岛市首台NMR实验室。请您谈谈建设实验室的经过。
陈滇宝教授:我是1976年调到化工学院的,1978年向山东省申报了磁场和化学反应的课题,省里给我批了1万元资助经费。当时这笔钱是相当可观了,我是学校第一个“万元户”。我用这1万元和唐学明老师搞合作,安装了一台类似居里夫人当年所用的那种“古埃磁天平”。
记得当时下着大雨,我和另外两个同事肩扛着几百斤的大磁铁,自己一点点安装。装好以后,我用磁天平测量唐老师国家基金课题中应用过渡金属(镍、铁、钴等)催化剂的价态变化。用磁天平做测试,简单、快速,还可以观测到价态的动态变化,即便现在的仪器也只能在干冰条件下做,所以唐老师很欣赏,还得到长春应用化学研究所专家们的高度赞赏。
当时化工学院研究磁场效应或磁共振技术的老师比较少。高分子研究中想看得更微观,没有电子显微镜,没有核磁共振谱仪是不行的。唐老师和阮锦钿院长一起,向化工部打报告,购买一台核磁共振谱仪、一台电子显微镜,化工部同意了。当时买这台核磁共振谱仪,花了约21万美元,是青岛市第一台核磁共振仪器。
当时学校派我去瑞士进行短期培训,一起去的还有北京化工学院和四川大学等学校的老师。核磁共振仪器来了以后,关键是如何安装调试。瑞士公司派了安装工程师,专门来青岛指导。我们这边成立了一个项目组负责安装调试工作。项目组需要既懂一点物理知识,也要懂一点化学知识,还要懂点计算机原理及应用知识、特别要懂有关磁场效应基础理论及应用知识的人。唐老师当时看中了我,在他的推荐下,我进入了这个项目组。参加安装调试的还有两名年轻人于永良和张玉冰,后来学校又派了一位杨连琪老师。
我们都知道,化工部花了21万美元买这台仪器是很不容易的,而且这台核磁共振仪器在青岛市公安局还挂了号。所以仪器安装调试好后,为了更好地使用和维护,我们几个轮流值班,每天做记录,像对待孩子一样小心守护。把这台仪器管好,不单是因为它价格昂贵,也是为了我们今后的事业发展。当时我们买的型号是AC-80,是核磁共振仪器中最低档的。但是实践证明,我们让这台相对低档的仪器,发挥了很好的作用。
仪器来了以后,我们高分子学院的科研有了一定起色。无论是带研究生,还是写论文、申报国家基金,都有了保障。我们也为青岛市乃至全国的几大橡胶厂生产的合成橡胶做了核磁测定,检测橡胶分子链的结构和组成,为公司改进橡胶质量提供科学依据。上世纪九十年代初,唐老师和齐鲁石化公司橡胶厂合作开发充油顺丁橡胶新品种,过程中遇到了镍催化剂体系中有关组分最佳配比,即摩尔比这个参数的合理确定。面对这个多年难解的问题,老专家们都一筹莫展,心有余而力不足。这时我巧妙地应用NMR谱技术组合测定氢谱/氟谱,通过微观分子反应动力学理论分析,揭示了两种“氢键”的竞争反应机理,难题迎刃而解。为充油顺丁橡胶的成功开发提供了科学依据,该项目获中石化公司科技进步奖三等奖。
拿我们学校来说,MDI研究,我们通过核磁共振实验做出谱图,帮助他们研究在MDI反应过程中,怎样才能多快好省。陈宗淇老师从山大来到化工学院,他知道我在负责核磁共振实验室工作,找我帮他测定数据,完善论文。他拿了三个样品来,我给他测完后,他把数据补充上去,论文很快在化学学报发表了。
后来还有一个很有意思、很有价值的事,就是我跟青医搞了合作科研,一个是用核磁共振技术来研究人体血浆中的蛋白质,根据蛋白质结构成份的变化,来预报是不是体内有癌细胞。还有一个是青医在临床上使用的庆大霉素,是专门用于治疗小孩高热发烧的。这个药如果打不好,会有副作用,会致聋。我们研究了全国所有的不同厂家的庆大霉素,差不多几十份样品。我们自己提炼做样,然后拿一个符合进口标准的样品与一个国产的合格样品,通过核磁共振测试比较,一周就发现了庆大霉素的核磁共振图谱在不同牌号上的差异,青医结合临床试验,取得了很好的疗效。我写了个详细报告给他们,让他们结合具体应用进行申报,结果获得了青岛市的科技进步三等奖。
记者:您曾创造性地将上世纪90年代化学物理领域的最新成果C60这一新型材料应用到高分子材料的研究领域,请您谈一谈这一研究主要取得了哪些成果,其中最为突出的成果是什么?也请您谈一谈这些成果研发的背景、经过以及其中难忘的故事。
陈滇宝教授:我从1995年到2003年期间获批了3个国家基金,国家基金是纵向的课题,另外还有5项结合生产实际的中石化公司横向项目。在高校,作为教师光搞教学不搞科研,你手头就没有经费,没有经费就不可能搞好科研。
一开始这个经费获批是非常难的,80年代我跟唐老师搞合作的时候,我手上就只有省里给我批的1万元。我要感谢张美娟老师,她当年批给我们化工系几个搞科研可能有前途的老师,每人每年两三千块钱的科研经费。我记得当时是给了我两次,大概总共有五六千块钱。这些钱看着不多,但是很关键。
唐先生来了以后,我跟他一块搞科研,他申请到两个国家基金,这两个国家基金都是围绕合成橡胶搞的。到90年代,这两个基金研究的课题需要推陈出新。1992年,我们都去长春参加全国高分子年会。年会是在吉林大学举办的,会场入口贴了一张布告,这张布告我现在还留着。布告上说,吉林大学的超硬材料国家重点实验室做出来一种新的碳材料,就是C60。这种材料大家还不知道怎么用,但是很贵,贵到什么程度?比黄金还要贵好多倍。纯的C60,1克8000元;混合样品,10克1000元。他们通过布告售卖这个C60材料。
从长春回来以后,有一天我们学校请北京大学化学系一个教授来作学术报告。碰巧,我去听了。他在报告中间讲了一件事,说上个星期北京大学两个化学系教授,到北京机场去接刚从美国回来的李政道教授。李政道教授从飞机上下来,和这两个教授见面的第一句话就问:你们北京大学化学系有没有人搞富勒烯?还说这个材料近期可能要得诺贝尔化学奖,国内应该搞这方面研究。当年大家也不知道富勒烯的用途,富勒烯没有天然的,只有人工合成的。
我一听就知道这新材料肯定有研究价值,我当时就去找唐老师,问搞不搞这东西。他说:“陈老师,搞新东西很难、非常难。”唐老师的意思是不太同意,觉得成功的机率很小。我一听,这怎么办呢?地球上没有天然的富勒烯,自己做,没设备;买的话,没有钱,它比金子还要贵,哪里有那么多经费购买?眼看着“上天无路,下地无门”了,那个时候我很孤独,就像唐朝诗人柳宗元在《江雪》里说的,“千山鸟飞绝,万径人踪灭。孤舟蓑笠翁,独钓寒江雪”。我感觉我就是那个老头,在茫茫江雪上,想钓鱼却根本没有鱼可钓。
但是,“天无绝人之路”,有一个老师,就是和张志焜、崔作林老师一块儿从吉林大学调到化工学院的,他是搞金刚石研究的。金刚石在当时的化工学院也搞不了,也是因为没钱、没设备。他知道我是从山大晶体所来的,他说:“老陈,能不能帮我个忙,在晶体所搞点制备合成金刚石研究的课题?”我帮他在那边立了一个项目,让他可以开展合成金刚石的研究。后来他听说我想搞这个富勒烯,他就说:“我来帮你这个忙。”后来他从母校吉林大学给我搞了一小瓶含富勒烯的石墨烟尘。我惊喜万分,拿过来后,我就开始做研究了。后来连梅昌明老师都说,能开展富勒烯的应用研究真有点不可思议。就是说,以化工学院当时的条件,在大家看来,做这个研究几乎是不可能的,可是最后我们搞成了。在我看来,想要搞这个研究,是我内心的追求,至于能否成功,我好像放在了第二位。
我到了化工学院以后,前面跟唐老师搞实验,做了一点开创性的工作,包括搞的磁化学,实践证明也成功了,所以我就有了想大干一场的想法。在困难的条件下还能有所坚持,主要靠自己的能力和魄力,还有勇于担当、不怕失败的这种精神。当时我如果怕失败不做的话,就不可能有创新了。
我当年在高分子学院把富勒烯当研究对象时,就想怎样才能把这种世界上最前沿的碳材料和我们的高分子材料结合在一起,搞出新的复合高分子材料。1994年,我把C60以催化剂的形式,形成富勒烯化合成橡胶。研究过程中,可以说95%的工作是我一个人干的,苦就苦在这地方。为了寻找富勒烯和橡胶材料合成的新方法,我在资料室读文献,把近几年美国所有的化学文摘全部看了一遍,最后获得了有关制备氯化富勒烯的实践方法。为了用氯气制备氯化富勒烯,我安装了石英管道、高温炉,带了防毒面具开始高温氯化操作。实验开始是失败了,跟着我的两个助手也跑了,但是我还是一次次地重新来过。
我的行动打动了唐老师和他的弟子们。最后唐老师的关门弟子赵春英加入进来,在她的帮助下,“皇天不负有心人”,半个月以后,氯化富勒烯终于制备成功,第一份含C60的钕系催化剂产生了。这种呈紫红色的透明液体,经聚合实验证明,具有很高的催化丁二烯聚合物的活性和高温稳定性,超过了原有的钕催化剂性能。后面的过程就相当顺利了。刘邦有句名言叫“屡战屡败,屡败屡战”。我经常给同学们讲,我说你们做实验失败是常有的事,你们要有屡败屡战的精神,同时更关键的是,你们要学会从失败中总结经验。
1994年我们合成了世界上第一块富勒烯化的聚丁二烯橡胶,当年合成橡胶工业杂志争先报道。1995年高分子学报上发表了研究论文,世界各国科技文摘纷纷报道。我当时没意识到,这就是一举成名了。1995年国外的三位科学家因为发现了富勒烯材料,获得了诺贝尔化学奖,但是这个材料如何应用到高分子合成领域还没有人研究。进行这方面研究的,我们是第一个。为此,围绕着富勒烯与高分子材料的合成问题,从1995到2003年,我申请并获批3项国家自然科学基金项目,开创了富勒烯在高分子合成催化剂领域的一套新合成方法。
记者:您一直奋战在教学科研工作的第一线,1993年您获得“全国优秀教师”等荣誉,并享有国务院政府特殊津贴,这是对您多年教育工作的认可,请您谈谈在教育和培养学生方面的心得体会。
陈滇宝教授:身在高校,要成为一个受人尊敬的好老师,学问和品德都很重要,所谓“学高为师,身正为范”。我80年代给学生讲结构化学课,备课手稿拿给现在的老师看,好多人都看不懂,为什么?因为里面既有化学专业知识,还有数学和物理知识。现在的老师教化学就只懂化学专业知识,不具备多学科知识体系。
我认为“学高为师”就是说,想教出好学生,自己既要有扎实的专业基础,还要有多学科的知识体系,这样培养的学生才能有创新能力。高校老师必须要做到教学和科研并重。如果只搞科研不管教学,课都教不好,根本算不上个老师,顶多算是研究员。如果只上课不搞科研,你专业教学的深度和广度就很有限。而且一位教师,在我看来至少是能掌握2到3门专业知识,才能搞好科研。只掌握单一专业知识,也可能搞得好,但发展潜力长远看还是不足。高校老师专业理论基础的深度、广度和高度,决定了科研能不能搞得长远,能不能教学相长。
培养人才决不是一朝一夕的事,常言道:“十年磨一剑”!在人才培养的过程中,往往存在诸多重要环节。我个人认为,夯实专业基础理论知识,掌握2个以上交叉学科领域的专业基础理论知识是首要的。现代科技发展中出现的每个重大问题,几乎都需要通过交叉学科研究来解决。
比如我们的杰出校友俞志明,当初是在山东化工学院师资班学习,毕业留校从事物理化学基础课教学工作,硕士研究生阶段从事高分子材料催化合成研究,博士研究生在海洋大学海洋化学专业从事科学研究,最重要的基础理论和科学实验功底均得到了很好的培养。
想成为参天大树,必须要根深,根深才有可能结出累累硕果,才有可能“领异标新二月花”。当前高校本科生、甚至硕博研究生教学中均存在基础理论知识不够深广的短板,长此以往,如何培养出杰出人才?
“身正为范”就是身为教师要教学生做人,而且要以身作则。我退休以后,做了几年督导的工作。有次,我去巡查博士研究生的外语考试。二十几个考生中,有两个考生,一个是考试查看手机,一个是携带外文字典,我抓了他们。那天是7月1日,我说你们都是党员,我如果今天不抓你,睁一只眼闭一只眼放过去,你将来当了领导或者当了教授以后,你还敢不敢管学生?就很简单一句话。我说,我抓你们,你们可能要恨我一辈子,但也可能要感谢我一辈子,对不对?我说做人就这个样子。我抓的目的就是要教育学生,做人要正派,做人要求真务实,不要弄虚作假。
作为老师,教育学生做人,我觉得更要以身作则,身教重于言教。比方说做核磁共振实验时,用玻璃样品管装氯仿(三氯甲烷),氯仿是有毒的、致癌的。碰到这样的情况,可能不同的导师有不同处理方法:一种就是说这东西有毒,我们放弃不做;另一种就是让年轻人去做。我都是亲自做含有氘代氯仿试样的实验。做完以后,我给学生说,你们要注意,知道它有毒、致癌,你就要进行规范操作,要积极预防,尽量减少吸入有毒物质。我的思想跟一般教师可能不太一样,有毒的实验全是我自己做。
“臣心一片磁针石,兢兢业业向四化”是我的座右铭。回顾我这一生,说到底我觉得自己没有辜负领导、恩师对我的培养和教育,我也尽了最大的努力,兢兢业业地为科研和教学付出了一生的心血。我2004年退休以后,研究室的华静博士业务搞得不错,近期她的学生刘凯博士在Nature上发表了高水平论文。还有当年在我校读过硕士研究生的俞志明教授,近闻成功获评院士。他们都可谓是“一鸣惊人”了,我很欣慰。“忆往昔峥嵘岁月稠,看今朝刘凯、俞志明辈,敢教日月换新天”,我衷心希望他们能更上一层楼。