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第C0006版:焦点人物
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2007年10月15日     收藏 打印 推荐 朗读 评论 更多功能 
做到极致的“表面文章”
》》》》》 本版撰稿:徐勇(新华社供本报特稿)
  人们常说,表面文章当少做。不过,德国科学家格哈德·埃特尔却在表面化学领域取得了杰出成就,做出了扎扎实实的“表面文章”。他不仅开创了表面化学的方法论,更造就了许多惠及人类日常生活的应用成果。

  在71岁生日那天,埃特尔成为2007年度诺贝尔化学奖得主。

  “一生一次”的生日礼物

  瑞典皇家科学院10日宣布,将今年的诺贝尔化学奖授予格哈德·埃特尔,以表彰他在“固体表面的化学过程”研究中取得的成果。皇家科学院的新闻公报说:“今年的化学奖授予在表面化学方面的开创性研究。这一学科对于化学工业而言非常重要,而且能够帮助我们理解铁为什么会生锈、燃料电池如何工作、汽车里的催化剂如何工作。”

  这一天,恰好是埃特尔的71岁生日。

  在德国首都柏林,在马克斯·普朗克学会下属弗里茨-哈伯研究所的办公室外,埃特尔向记者们承认:接获从斯德哥尔摩打来的通报获奖电话后,“最初那一刻,我哑然失语,泪水开始涌向眼眶”。

  全球化学界最高荣誉,在他看来,是“任何一个人所能想象到的最佳生日礼物”。稍后,他告诉一名法新社记者,“我更多是为自己感到骄傲”,诺贝尔奖是“一生只能获得一次的生日礼物”。

  评审委员会在公告中认定,“格哈德·埃特尔成功地提供了详尽描述,涉及化学反应如何在(固体)表面上发生,以此方式为现代表面化学奠定了基础”。

  物质的两相之间密切接触的过渡区称为界面,若其中一相为气体,这种界面通常称为表面。在相界面上所发生的一切物理化学现象统称为界面现象或表面现象,而研究各种表面现象实质的科学称为表面化学。

  表面化学在上世纪前半叶得到迅猛发展,大量的研究成果被广泛应用于涂料、建材、冶金、能源等行业。20世纪60年代末起,表面化学开始成为一项独立的基础学科。埃特尔则是最早洞察到表面化学研究巨大潜力的科学家之一,不仅奠定了表面化学研究的方法论,更在诸多实际应用领域获得了重要研究成果。

  人们早就知道,氮肥对于农业生产而言具有举足轻重的作用。20世纪初发展而来的哈伯-博施法使得将大气中的氮制成氨成为可能,但人们在寻找制备反应的催化剂方面苦无收获。而埃特尔的研究发现,氨的合成反应在铁催化剂表面进行时效率大大提高,使这一技术的产业化成为现实,这给人类社会的农业生产带来了巨大的经济效益。

  他历年所作研究还包括一氧化碳对铂的氧化作用,汽车排放出的尾气中含有大量一氧化碳,如果不加净化则会对人类生活造成危害。埃特尔有关一氧化碳在金属铂表面的氧化过程的研究,催生了汽车尾气净化装置。此外,他创建的方法论有助于理解地球大气同温层中细小冰晶表面化学反应如何致使臭氧层变薄,有助于以燃料电池方式避免耗用化石燃料时释放温室气体二氧化碳。

  埃特尔甚至还成立了一个专门的学校,来传授他开创的各类精妙的试验技巧与丰富的经验。

  一名记者问及获奖成果,评审委员会一名官员在通过因特网实时播出的视频画面上说,埃特尔之所以获奖,并非因为某一篇论文,而是因为创建了一整套研究方法论。

  埃特尔的不少同行说,这位德国化学家获奖是正确之选。

  《化学世界》杂志主编马克·派泼罗评价说,埃特尔的贡献在于“融合一系列技术,让科学家得以准确测定气体附着在固体表面以后发生的一切”。

  瞬间悟到“生命顶峰”

  与前两天宣布诺贝尔生理学或医学奖相比,为宣布诺贝尔化学奖得主举行的新闻发布会持续时间较短,前后大约40分钟。

  在自己的办公室内,埃特尔接获通报获奖的电话,随后把弗里茨-哈伯研究所的所有同事招集到一起,一同庆贺。

  整整20分钟以后,办公室内的电话再次响起,媒体记者们络绎不绝地向他询问获奖感受和感言。

  “我不能说我预期自己能够获奖,”他说,“但我知道自己在(获奖)候选人名单上。”

  “我没有期待(获奖)这件事。”他说。

  马克斯·普朗克学会是德国最知名的研究机构之一。埃特尔从1986年开始出任学会下属弗里茨-哈伯研究所的所长,持续大约18年,直到2004年才转任名誉教授。

  几个小时后,与同事们一同庆贺时准备饮用的香槟酒和酒杯还在埃特尔的办公桌上,但他甚至没有来得及抿上一口。

  当天下午,妻子芭芭拉来到埃特尔的办公室,原本是想与他一起庆贺生日,却不得不帮助接听电话。

  稍事平静,他接受瑞典全国广播电台采访时回想起来,当初接听评审委员会一名官员通报获奖消息的电话时,“我正坐在自己的办公桌前,修订我编辑的一本手册……”

  但是,一瞬间,他领悟到:“这是作为一名科学家的生命顶峰。这是一个梦想。当然,我还需要让自己确信,这是已经发生的真事。”

  谈及当天早晨用餐时与妻子芭芭拉在饭桌上一段对话,他不禁微笑。“她(芭芭拉)说,昨天(诺贝尔物理学奖获得者之一)是德国人,我想今天(化学奖获得者)不会再是德国人。”

  埃特尔告诉瑞典全国广播电台的听众,他感到的“最大惊奇”,是为什么只是他一人获奖,没有同行与他共享。

  针对这一问题,记者向一名化学奖评审委员发问,得到直截了当的答复:“我们向来不回答这种问题。”先他一天,本年度诺贝尔物理学奖揭晓,由德国人彼得·格林贝格尔和法国人阿尔贝·费尔分享。

  他的琴声如此美妙

  在已公布的2007年诺贝尔奖得主中,埃特尔是与中国交往最密切的一位。

  谈到埃特尔时,几位与他共事过的中国科学家不约而同地提到了他那美妙的琴声。

  中科院大连化学物理研究所研究员李微雪说,他于1999年到2002年在埃特尔所在的德国马普学会弗里茨-哈伯研究所做博士后时,每年圣诞节埃特尔都会为所里的外籍研究人员组织一次聚会,聚会上他会为大家弹奏几支钢琴曲,还会轮流到每一桌坐坐,与大家谈谈工作,聊聊生活。

  “格哈德·埃特尔对人非常谦和,他兴致好的时候,还会邀请几位擅长小提琴和单簧管的朋友组成小乐队,一道为大家演奏几支曲子。”李微雪说。

  “他的琴声是如此的美妙。”回忆起当年与埃特尔共事的时光,北京大学化学与分子工程学院教授吴凯如是说。

  李微雪说,在化学研究以外,埃特尔对人文科学也有着浓厚的兴趣,“他非常喜欢读书,尤其是历史方面的书籍,家里可称得上是‘汗牛充栋’,言谈中能感觉到他的历史知识非常丰富。”

  吴凯在弗里茨-哈伯研究所从事博士后研究时,格哈德·埃特尔是他的博士后合作导师。两年多的相处,埃特尔留给吴凯印象最深的是他的严谨。“埃特尔有几个秘书,但他依然自己到图书馆去查阅资料。他会和我们探讨论文中非常细小的细节问题,不厌其烦地和我们一起修改。”

  李微雪介绍说,自1997年起,埃特尔教授就应聘为中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室国际顾问委员会委员,并同时应邀开始担任大连化物所《催化学报》的顾问。

  大连化物所包信和研究员1989年到1996年期间,在埃特尔教授研究组做访问学者,从事催化化学的前沿研究。包信和研究员1996年回到大连化物所工作后,埃特尔仍与包信和研究员保持密切联系,支持、关心中国的科研发展。在2000年,双方组建了中科院和德国马普学会“纳米催化技术”伙伴关系研究小组,利用表面科学的表征、制备手段,研究催化反应的纳米作用基础。在双方的共同努力下,研究工作取得很大进展。2005年项目结束时,德国马普学会主席格鲁斯赞誉说“该合作伙伴小组是中科院德国马普学会最成功的合作研究项目之一”。

  在此期间,埃特尔本人也曾四次到访大连化物所。“埃特尔在我们的一些重大研究方向上曾多次给予过指导,在一些重大课题上曾提出过许多宝贵的建议。与他的合作中,我们学到了他作为一位化学大家独到的思维方式和研究角度。”李微雪说。

  2006年6月,中国科学院与埃特尔所在的德国马普学会弗里茨-哈伯研究所共同组建的“基于第一性原理的高压氧化催化理论”伙伴关系研究小组在中科院大连化物所成立,致力于发展基于量子力学的、准确的并具有预言能力的、在真实的氧化环境条件下的催化理论。李微雪是这个小组的牵头人。

  迄今,大连化物所已有20多位科研人员先后赴德国马普学会弗里茨-哈伯研究所从事联合研究工作。

  “当他向别人介绍我们这些中国研究人员时,总是说‘这是我的中国朋友’。”李微雪说。

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钱江晚报 焦点人物 C0006 做到极致的“表面文章” 》》》》》 本版撰稿:徐勇(新华社供本报特稿) 2007-10-15 钱江晚报c00062007-10-1500007;钱江晚报c00062007-10-1500006;钱江晚报c00062007-10-1500015;钱江晚报c00062007-10-1500005 2