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。
“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。
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”。
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。