鄭蘭蓀：以一流成果回報祖國

◎ 本刊記者 趙 鷹

學(xué)成歸國

鄭蘭蓀院士是首批中美聯(lián)合招收的化學(xué)類（CGP項(xiàng)目）研究生，1982～1986年在美國Rice大學(xué)參與了原子團(tuán)簇科學(xué)的開拓性研究，1986年學(xué)成歸國后，旋即進(jìn)入化學(xué)博士后流動站繼續(xù)研究工作，1988年出站后留在廈門大學(xué)化學(xué)系工作至今。

鄭蘭蓀在美國留學(xué)時的導(dǎo)師，是美國科學(xué)院院士、諾貝爾化學(xué)獎得主斯莫利教授。一段時間后，斯莫利教授開始關(guān)注這個勤奮好學(xué)的年輕人，將“超冷的原子簇正負(fù)離子束的產(chǎn)生”這一課題交給了他，這是一個國際上還沒有科學(xué)家嘗試過的難題。鄭蘭蓀明白，這是他求學(xué)生涯的一座山峰。他一天做一頓飯，分成三餐吃，每周學(xué)習(xí)、工作超過80個小時。最后，他的博士論文得到導(dǎo)師的高度評價。

1986年5月，在戴上博士帽數(shù)天后，鄭蘭蓀毅然動身回國。美國、德國、沙特阿拉伯等國的同行均以優(yōu)厚的條件挽留，都被他謝絕了。

捕獲碳50

回國后，鄭蘭蓀進(jìn)入廈門大學(xué)物理化學(xué)博士后科研流動站工作，研究的方向是激光產(chǎn)生原子簇、激光化學(xué)等，這是國內(nèi)當(dāng)時的空白。

鄭蘭蓀面臨兩種選擇，一是利用國外先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室先做一些研究，盡快拿出成果；二是在國內(nèi)一切從零開始干，這樣干周期長，風(fēng)險大，可能幾年內(nèi)出不了成果，卻能在國內(nèi)開展具有國際先進(jìn)水平的研究。鄭蘭蓀毅然選擇了后者。他充分發(fā)揮國外所學(xué)之長，立足國內(nèi)條件，四處申請經(jīng)費(fèi)，購買儀器設(shè)備，籌建自己的實(shí)驗(yàn)室，在國內(nèi)率先開展了以激光產(chǎn)生和研究原子團(tuán)簇的工作，從無到有地建立起了在國內(nèi)有重要影響并得到國際同行重視的原子團(tuán)簇科學(xué)研究基地。從創(chuàng)新研究方法入手，自行研制了激光產(chǎn)生和原位研究原子團(tuán)簇的大型儀器，創(chuàng)建和發(fā)展了液相電弧、輝光放電、微波等離子體等符合團(tuán)簇形成規(guī)律的宏觀量合成方法，并將實(shí)驗(yàn)和理論研究緊密結(jié)合，微觀與宏觀體系的研究有機(jī)地結(jié)合起來。

作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一，鄭蘭蓀承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金委“九五”重大項(xiàng)目“原子團(tuán)簇化學(xué)和物理”中的研究工作，在國內(nèi)外刊物上發(fā)表了300多篇論文。2004年4月30日,由鄭蘭蓀課題組等合成碳50氯10的研究成果在美國Nature雜志發(fā)表，取得富勒烯科學(xué)的重要突破，迅速在國際學(xué)術(shù)界引起較大反響。

鄭蘭蓀和團(tuán)隊(duì)運(yùn)用自創(chuàng)的合成方法，產(chǎn)生了豐富的新型碳簇，用氯原子捕獲含有相鄰五元環(huán)的活潑富勒烯，它們占了富勒烯可能結(jié)構(gòu)的絕大部分，但是由于非常活潑而遲遲沒有得到分離和結(jié)構(gòu)表征。其中包括碳50氯10等小于碳60的富勒烯，碳60的多種異構(gòu)體，三個五元環(huán)并連或會聚在一起的富勒烯，具有手性籠結(jié)構(gòu)富勒烯的衍生物，等等。這些結(jié)構(gòu)都通過X-射線單晶衍射得到明確無誤的結(jié)構(gòu)表征，并結(jié)合相應(yīng)的理論計(jì)算與研究，加深對它們結(jié)構(gòu)特性和形成機(jī)理的認(rèn)識，還進(jìn)一步將碳籠上的氯原子用其他官能團(tuán)取代，開展功能化研究。上述工作占了已發(fā)表的含相鄰五元環(huán)的富勒烯結(jié)構(gòu)的一半左右。當(dāng)年，斯莫利教授和其他兩位科學(xué)家就是因?yàn)楹铣珊桶l(fā)現(xiàn)了碳60而榮獲1996年度的諾貝爾化學(xué)獎。比碳60更小、更難以捕捉的碳50的發(fā)現(xiàn)無疑是該領(lǐng)域研究的一項(xiàng)重要突破。

這些研究成果被Nature Chemistry等專題評論和介紹，評價 為“l(fā)andmark achievement”，為富勒烯科學(xué)研究注入了新的活力和動力。合成了一系列類富勒烯結(jié)構(gòu)的多層籠嵌套的高核金屬簇合物，它們具有較高的對稱性。其中外層由30個Ni（Ⅱ） 離子構(gòu)成的32面體、內(nèi)層由20個La（Ⅲ）離子構(gòu)成的正20面體的雙層團(tuán)簇發(fā)表后，美國“化學(xué)工程新聞”旋即以“Caged Beauty”為主標(biāo)題，“Highly symmetric Keplerate boasts intriguing magnetic properties”為副標(biāo)題報道。Nature也發(fā)表了題為“A chemist finds beauty in molecules that resemble an early model of the Solar System”的評論。上述工作在Science、Nature Mater、Nature Chem.等刊物上發(fā)表，應(yīng)邀在Nature Chem.、Acc.Chem. Res.等刊物上發(fā)表綜述，獲得2006年國家自然科學(xué)獎二等獎。

重在堅(jiān)持

鄭蘭蓀說，科研成果的取得絕不是偶然的撞大運(yùn)，成功捕獲碳50，科研組從確定選題到最終取得成果，歷經(jīng)了10年艱辛。“剛開始，我認(rèn)為要捕捉、發(fā)現(xiàn)碳50的成功幾率非常小，但組里的年輕人能夠堅(jiān)持不懈地做下來，事實(shí)證明，他們的堅(jiān)持是對的。”鄭蘭蓀表示，碳50這一成果全部在國內(nèi)完成，這在中國科學(xué)界也是較少的。

由于工作出色，鄭蘭蓀先后于1988年獲得霍英東青年教師基金；1991年獲廈門市首屆“十大杰出青年”獎；1992年獲得國家自然科學(xué)基金首屆優(yōu)秀中青年人才專項(xiàng)基金資助，同年當(dāng)選為廈門市勞動模范；1993年入選國家教委首批“跨世紀(jì)人才計(jì)劃”專家，并獲得霍英東青年教師獎，同年福建省總工會授予他福建省五一勞動獎?wù)拢?994年經(jīng)答辯獲得國家自然科學(xué)基金首屆杰出青年科學(xué)基金的資助；1995年當(dāng)選為全國先進(jìn)工作者，并被評為福建省優(yōu)秀專家；1996年入選國家“百千萬人才工程”；1998～2002年參加國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“原子團(tuán)簇的化學(xué)和物理”的研究，并成為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一；2000年被聘任為“長江學(xué)者計(jì)劃”特聘教授，同年入選教育部高校骨干教師資助計(jì)劃；2001年，由他負(fù)責(zé)的“碳原子團(tuán)簇的形成研究”項(xiàng)目獲中國高校自然科學(xué)獎二等獎；同年他被遴選為中國科學(xué)院院士；2003年又被評為教育部直屬高校留學(xué)回國人員先進(jìn)個人；2004年被授予福建省“杰出人民教師”的稱號。

作為學(xué)科帶頭人，鄭蘭蓀創(chuàng)立了廈大無機(jī)化學(xué)博士點(diǎn)，積極培養(yǎng)和引進(jìn)人才，使原來十分薄弱的無機(jī)化學(xué)學(xué)科得到較快發(fā)展，學(xué)科的青年教師已有7人先后獲得國家自然科學(xué)基金，在國際頂級學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表多篇論文。

盡管榮譽(yù)等身，鄭蘭蓀卻始終都保持著謙遜平和的學(xué)者風(fēng)范。這些年來，無論科研與社會工作如何繁忙，即使近年來必須跨海坐船去漳州新校區(qū)上課，他都始終堅(jiān)持教授大學(xué)本科一年級的基礎(chǔ)課。

在鄭蘭蓀看來，為本科生授課是教授義不容辭的責(zé)任，這樣可將自己的研究成果和本學(xué)科最新發(fā)展動態(tài)直接講給學(xué)生，拓展他們的視野，增強(qiáng)學(xué)生對本專業(yè)、本學(xué)科發(fā)展的學(xué)習(xí)信心。“我講課還是蠻精彩的，我還是受表彰的‘福建省杰出人民教師’呢。”這是鄭蘭蓀好不容易說出的“不謙虛”的話。