多个前沿领域科研的领跑者
——记中国科学院院士、全国化学传感器专业委员会副主任陈洪渊教授
文/林克于
2019年10月1日,是新中国70周年华诞,为了献礼,笔者于春暖花开的二月,采访了中国科学院院士、全国化学传感器专业委员会副主任陈洪渊教授,这位共和国培养出来的全国著名化学专家,用他毕生的精力和无私奉献,给党、政府和人民交出了一份满意的答卷!
陈洪渊·深度印象
满头青丝,神采奕奕,国字脸庞,灿若春阳,虽年过耄耆,却思路敏捷,谈起专业,依然兴趣盎然,这就是我国著名化学专家、中国科学院院士、全国化学传感器专业委员会副主任陈洪渊给笔者留下的深度印象!
陈洪渊·重要精彩档案
中国科学院院士;
1937年12月,出生于浙江三门县;
1961年,毕业于南京大学化学系;
1981-1984年为德国Mainz大学访问学者,南京大学化学化工学院教授、博士生导师;
2001年,当选为中科院院士,任南京大学教学委员会副主任,南京大学分析科学研究所和化学生物学研究所所长;
国家教育部科技委委员、化学化工学部主任;
中国科学院化学学部常委;
国家自然科学奖励委员会成员、评委;
国家自然科学基金委咨询委员会委员,学科、学部评委;
中国化学会理事,分析化学委员会副主任;
江苏省化学化工学会理事长,江苏省质量协会与质量学会副理事长,江苏省测试协会与测试学会副理事长;
全国仪器仪表学会仪器委员会委员;
全国化学传感器专业委员会副主任等。
陈洪渊·重要荣誉殿堂
2004年,评为江苏省优秀研究生导师和全国模范教师;
2005年,评为全国先进工作者,荣获国家“五一”劳动奖章;
2015年12月8日,在《自然》杂志举办的“2015科研·创新·创业国际研讨会”上,陈洪渊被授予2015年《自然》杰出导师奖,中国南方终身成就奖,获得5万人民币奖金;
2016年5月获中国化学会——中国石油化工股份有限公司化学贡献奖。
陈洪渊·重要科研技术创新成果
先后获得:
国家自然科学二等奖(2007)和三等奖(1982)各1项;
教育部自然科学一等奖(2001,2006)2项;
全国科学大会奖(1978)1项;
何梁何利科技进步奖(2006)1项;
中国侨联科技进步奖(2002)1项;
以及其他多项省部级奖励;
在生物催化、超分子组装和纳米电化学研究中取得系列重要成果;
在国际上,首次观察到表面活性剂对血红蛋白电子转移的促进作用,使其测定灵敏度提高两个数量级;
迄今已主持并圆满完成了国家自然科学基金重大、重点项目、博士点项目、「863」项目及国际合作项目等共计26项。
陈洪渊·重要论文和学术著作
在国内外发表论文520余篇;
论文引用率600多篇次;
与人合编著译专业书籍6部;
获专利5项;
曾任《高等学校化学学报》和《Chem. Res. in Chin. Univ.》两刊副主编,《中国科学(中、英文)》《化学进展》《分析化学》《色谱》等杂志编委或顾问编委等职;
曾任国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)电化学委员会国家代表。
陈洪渊·培养研究生成果
指导和培养了多名博后、博士、硕士。
尤其是培养出了3位国家杰出青年基金获得者,一位教育部第二届优秀青年教师奖励计划基金获得者,2名“江苏省青年科学家”;
南京大学分析化学专业博士点在全国排名前三位,1987年,被评为全国重点学科;
40多年来,在高级人才培养方面亦作出重要贡献。
陈洪渊·经典语录
人类有科技就要有化学,化学从分析化学开始。
南大是个大家庭,每个人都不是孤立的。我们虽然缺设备,但兄弟实验室有、学校有啊!
学校给每个人的科学研究创造了一个非常好的环境。
成就不是我个人的,我只是在其中起了一个学科带头人应起的作用。
成绩是大家的,是共事者的心血,是精诚团结的结果,是学校、院系支持的结果。
在春秋战国时期,学术上讲究的就是百家争鸣、百花齐放,每一个做学问的人,就应当尽量地开拓眼界,同时做到有批判地接受别人的东西。
有为而无为,天下为之用。
梦想从南大起步,一路攀登一路凯歌
采访陈洪渊是件十分愉快的事情,就像这个季节一样,感到温暖。他面带微笑,性格随和,言谈举止,十分儒雅,令人起敬!随着聊天式采方的深入,笔者走进了他的生活,他的世界!
1956年,18岁的陈洪渊考进南京大学,就读于放射化学专业。学生时代的陈洪渊兴趣广泛、视野开阔。他除了学习本专业的知识外,对力学、数学、无线电学等其他学科也有涉猎,并培养了较强的动手能力和科学素养,这为他以后的科学研究工作打下了比较厚实的知识基础。大学四年级,陈洪渊以预备教师的身份进入分析化学教研室,从此踏上了一条新的、后来使他奋斗一生的专业之路。
笔者在采访中获悉,1961年,陈洪渊毕业于南京大学化学系后,留校任教。1981~1984年,留学联邦德国Mainz大学,1988年起任教授,2001年,当选为中国科学院院士陈洪渊院士在涉及生命和材料科学的电分析化学基础与应用的多个前沿领域的研究作出了重要的贡献。
当笔者问起陈洪渊教授的研究项目时,他简略介绍道:“国家自然科学基金重点项目(纳米重大研究计划:功能纳米材料的合成、组装和仿生界面构建的研究)、科技奥运攻关项目(基因兴奋剂的检测方法研究)、国家自然科学基金面上项目(微流控多功能检测芯片)等。”
虽然笔者对陈教授的研究内容是门外汉,但听到这些项目都是国家级的工程,就知道他的份量,不由从内心深处为他点赞,并且由衷地敬佩!
在研究中,陈教授提出了超微电极及其阵列的几种理论模型,解决了一系列耦联化学反应多级电极过程复杂体系稳态电流的求解问题;阐明了超微电极扩散层重叠对阵列总电流的影响及计算公式,有关成果已被写入由国际纯粹与应用联合会化学(IUPAC)电分析化学委员会正式通过的IUPAC正式技术报告中;在研究中,他提出了各种电极表面功能化和形成各种类型催化膜的新方法,发现促进蛋白质电子传递的新材料、构建了一系列三维有序仿生催化界面,据此建立了几十种有关核酸、蛋白质(酶)、辅酶和生物活性小分子等的高灵敏、高选择的检测方法,及相关的稳定、长寿的生物传感器件,在生物物质检测和医疗诊断上有广阔的用途;在研究中,他提出了一系列有关微流控芯片和毛细管电泳电化学检测新方法,抗干扰能力强,灵敏度高,拓宽了电化学方法在芯片实验室中的应用范围。所建立的各种分析方法和传感器件被国内外同行广泛引用和推介。
临危授命,开拓创新现彩虹
大学四年级时,陈洪渊以预备教师的身份进入南大分析化学教研室,从此踏上了一条新的、后来使他奋斗一生的专业之路。
陈洪渊教授说:“人类有科技就要有化学,化学从分析化学开始”。分析化学是化学学科的一个重要分支,是人们获得物质分析组成、结构和信息的一门科学。在现代科学技术中,伴随着学科交叉,分析化学与物理学、生命科学、材料科学、环境科学、能源科学等的关系越来越密切,它已经成为现代科技和经济建设的基础,是衡量科技发展和国力强弱的主要标志之一。人类基因组图谱测序计划正是由于分析化学的毛细管电泳技术的发展而得以提前完成。
90年代以前,南京大学分析化学专业主要的学术带头人是高鸿院士。在高先生等前辈的带领下,该专业博士点在全国排名前三位,并在1987年被评为国家重点学科。进入90年代,由于兄弟院校奋起直追,再加上高先生等老前辈相继离校或退休,这门专业继续发展的趋势受到挑战。十年中,陈洪渊为科研和教学工作倾注了大量心血。
“七·五”、“八·五”建设期间,中国国内高校竞争日趋激烈,这是分析化学专业最困难的时期。陈洪渊领衔进行的科研工作遇到了种种难题,最使人头痛的还是经费短缺,必需的实验设备无法购置,甚至使科研面临无法继续的窘境。于是,他借助学校整体的力量,依靠兄弟实验室以及校内其他院系部门的支持和帮助,完成自己实验室无法完成的研究任务。每当谈到这段往事,陈教授总是感慨地说:“南大是个大家庭,每个人都不是孤立的。我们虽然缺设备,但兄弟实验室有、学校有啊!”
当笔者问道:“分析化学领域研究有哪些突破时?”
陈洪渊教授告诉笔者:“结合生命科学对电分析化学的前沿领域及仿生催化开展了系统、深入的研究,主持和完成了自然科学基金重大、重点、面上、博士点及开放实验室基金等多项课题;在生物催化、超分子组装和纳米电化学研究中,陆续成功构建成多种高效的仿生催化界面,并研制出一系列电化学/生物传感器件等。”陈教授谈到这儿,稍停片刻,又道,“还首次观察到表面活性剂对血红蛋白电子转移的促进作用,使其测定灵敏度提高了两个数量级,由10-5mol/L提高到10-7mol/L。”
尤其值得一提的是,陈洪渊早在二十世纪80年代初。就认识到纳米级科技的重要性,并做了很多前瞻性的工作,这些工作一直受到同行的重视。做微电极研究的人都知道,当两电极的距离小于一定尺度时,他们之间会发生相互影响。
1992年陈教授课题组对此现象进行系统研究后,发表了《微电极研究:关于微带阵列电极的屏蔽效应》学术论文,对这种相互影响做了理论计算并建立了理论模型。2000年底,国际化学界权威学术机构———“国际纯粹与应用化学联合会”,集中多名世界一流专家,以组织名义撰写一篇正式的技术报告“微电极:定义、特性和应用”,对微电极20多年来的发展进行系统总结。全世界有关微电极的论文有1万多篇,但该技术报告只援引了31篇最有价值的参考文献,陈洪渊的论文名列其中,并被重点推介。
精辟的治学思想与教育思想广结硕果
作为一位卓有成就的自然科学家,工作之余的陈洪渊除了以音乐来放松大脑之外,还喜欢看一些历史题材的影视剧和读一些史、哲著作,由于知识的广博,在治学与教育中,融汇贯通,结出了累累硕果。
笔者与陈洪渊有关治学思想的对话——
笔者:据了解了,您既喜欢音乐和影视剧,还喜欢历史哲学,您能否谈谈这些对您科研工作的影响?
陈洪渊:在春秋战国时期,学术上讲究的就是百家争鸣、百花齐放,每一个做学问的人,就应当尽量地开拓眼界,同时做到有批判地接受别人的东西。
笔者:您研究的分析化学一般人看来,这与这些先哲思想相距十万八千里,但你却不因此对人文科学的东西抱有门户之见,而且您不仅用眼去看,而且还用心去想,并且收到了很好的效果,您能否作过简略介绍?
陈洪渊:我经常能从《孙子兵法》中找到处理问题的灵感。我认为,将书中的战争谋略加以灵活运用,能使自己手头的工作能够更加顺利地进行。
笔者:据了解,您在德国深造期间,还探索、思考过西方文化与中国文化的融合问题,您从中获得了哪些启示?
陈洪渊:我十分重视对西方文化的学习和思考,1981年,我以访问学者的身份到德国Mainz大学深造,在那里,一边继续科学研究,一边探索、思考西方文化的风格、特点,寻找中西文化的差异和交融,这一切都为我的科研事业注入了新的活力,在后来的科研和治学中起到了一定的作用。
笔者与陈洪渊有关教育思想的对话——
笔者:1991年以后,由于国内外院校竞争的激烈,当时您所从事的分析化学专业遭遇了前所未有的艰难困境,不得已您只好选择再次创业,您能否谈谈当时的情况和怎样度过这一艰难时期?
陈洪渊:上个世纪90年代初期,学科不论在资金还是人才上,都面临捉襟见肘的尴尬。设备如何购买、科研怎样继续,都成为极大难题。我“打到外线去”的做法,在其它兄弟院系的支持和帮助下,充分利用他人的设备,来完成自己实验室无法完成的研究。经过十年努力,南大分析化学专业取得了长足的发展,产生了3位国家杰出青年基金获得者,一位教育部第二届优秀青年教师奖励计划基金获得者。
笔者:据了解,您的学生们都说您是一个完美主义的提倡者,您也不否认这种说法,这里能否介绍下当时您的想法和做了些什么?
陈洪渊:科学工作需要严谨,一项工作你做了99%,可1%的缺憾就会让你前功尽弃。当时我给学生们讲了一个故事:在贝尔发明电话机以前,莱斯也制造了一种传声装置,但他的“电话”不实用,只能用电流传送音乐。贝尔对此进行了改进,发现莱斯机器没有电话功能,其中一个原因是话筒上的一颗螺丝少拧进1/2圈,大约5丝米。换句话说,莱斯离发明电话就差5丝米的距离,这使他抱憾终生。通过这个故事,我要求学生在学习科研中不能有一丝一毫的马虎,对实验数据要反复审核,论文拿出去前要改之又改,尽量做到完美,避免留下遗憾。
笔者:您有名言“有为而无为,天下为之用。”也许这是您教育思想的精华,这里您能否作个说明?
陈洪渊:我认为,导师主要职责是在思维方法上指导学生,而每一名学生又都应当是一个有主见的思维主体,做事情要有主动性,因此在指导学生作研究的时候,就必须让学生去充分发挥自己的能力,而不能事事越俎代庖。因此我只把自己当成了一名影视剧导演,把学生们比作了演员。我常说:指导学生做一篇论文或是做一个项目,就是在演一部戏。最初,我这名“导演”所要做的只是把握好整部作品的风格和方向,给“演员们”说戏,指引“演员们”该做些什么;然后“演员们”的任务就是在“导演”的指导下,充分发挥自己的能力和特点把戏演好、演精;最后,再由“导演”来总体审核,去粗取精。
笔者:据说您在实际教学和科研过程中,鼓励学生们独立思考,动手实践,而自己只是给予及时的指导,这里您能否介绍下具体方法?
陈洪渊:在我的实验室里,人们看不到一个“南郭先生”,大都在兢兢业业地工作。同时我还十分注重实验过去所作的总结报告。在带学生的时候,我更关心的就是如何指导他们写好科研论文。根据学生的实际情况,我会用不同的方法去帮助他们。有些学生基础较差,刚一开始时研究论文往往难以令人满意,于是,我就会帮他们作大量的改动,一步步地指点他们如何去写好论文。经过长时间的锻炼,这批学生们到最后也都能各有所成。而对于那些底子较好的学生,我就会放手让他们自由发展,而不会有过多的干预。因此在我四十年的教学生涯中,一直秉承着这个方法,指导出了一大批优秀的学生。
相关链接·陈洪渊学术贡献 与主研方向
学术贡献
从18岁考入南京大学就读放射化学专业起,陈洪渊致力仪器分析的教学和科研凡40余年,在涉及生命、材料科学的电分析化学基础与应用研究的多个前沿领域作出重要贡献。
主研方向
仿生催化;生物电化学;化学生物学;纳米和超分子电化学;超微电极与生物分子电子器件;微全分析系统等。
尤其是他成功地构建成多种高效的仿生催化界面,降低了NADH氧化过电位600mV,并研制成一系列电化学/生物传感器件;他组成了三维有序膜,为发展新型高效生物传感器创造了条件。在国际上,他首次观察到表面活性剂对血红蛋白电子转移的促进作用,使其测定灵敏度提高两个数量级;发展了微电极新技术的基础理论和应用,并在衡量生物物质的毛细管电泳分离与电化学分析中,使三种检测低达amol级高灵敏度。
笔者感言·向陈洪渊致敬
当这篇通讯即将划上句号的时候,笔者总感到言犹未尽,心中有话还想继续说。笔者从小就对传授知识、推动人类文明、科技进步的教授、科学家充满意敬意,几十年来对他们的敬佩之心依然如此!
当笔者采访陈洪渊院士、教授时,在写这篇文章的过程中,深深地被陈院士献身科研的精神和取得的累累硕果的爱戴之心顿时油然而生,并向他以及所有的院士和科学家、教授致以崇高的敬意!
今年是新中国70华诞,笔者相信,共和国的荣誉殿堂中,一定会有一枚属于陈陈洪渊院士!
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