顏德岳教授是高分子化學與物理專家,幾十年致力于高分子理論和實驗研究。
顏德岳教授和他的博士生在實驗室實現了分子的宏觀自組裝,美國《科學》雜志于2004年初公布了這項成果,該工作不僅證明了特定的分子可以直接自組裝成宏觀尺寸的有序結構體,使分子自組裝從微觀、介觀到宏觀形成了完整的學科體系,而且第一次用結構不規則的大分子進行自組裝,拓展了分子自組裝研究領域。
一篇改了百遍的論文
在《科學》上發表的那篇論文,顏教授的課題組前后修改了上百遍。
論文所述的研究,始于1998年冬。在一次實驗中,顏教授的博士生侯健發現容器里的沉淀物有點奇怪,有鱗片狀的物質,“以前沒有出現過啊,這是什么?”侯健不明白。顏教授盯著溶液看了又看,心里忽然一亮,“會不會是宏觀分子自組裝薄膜?”他馬上意識到這個結果的重要性。
分子自組裝是近年來倍受重視的國際前沿課題,對揭開生命奧秘有著重要意義。此前,已經報道的分子自組裝體僅限于納米和微米尺度,雖然宏觀分子自組裝現象在自然界隨處可見,卻還沒有在實驗室得到過這樣的結果。
那天,顏教授非常興奮,腦子里不停思索該結果的機理,回家后想起忘了叮囑侯健不要倒掉樣品,又連忙打了個電話。當晚,顏教授通宵達旦地琢磨著宏觀自組裝機理,完全忘了身體的病弱。憑著多年理論化學研究的積淀,他很快有了設想,第二天,他把想法告訴了他帶的研究生,并立即安排侯健進一步實驗,對該設想予以證實。但這個實驗需要在很低的溫度下進行,由于條件有限,研究沒有取得突破,不能重現最初的實驗結果。
在211工程和985項目資金的資助下,化學化工學院購置了不少先進設備,于是在2001年,顏教授又安排博士生周永豐繼續這項研究。那一年,課題組的經費相當有限,十幾個人只申請到5萬元,他們戲稱“沒有隔夜糧”,顏教授盡力用有限的錢創造必要的實驗條件。在他的指導下,實驗終于在2002年底取得了突破性進展,成功地自組裝得到了宏觀多壁螺旋管,形貌比第一次的更為完美。
為了搶先公布這一重要發現,課題組立即撰寫了論文發到《科學》雜志。對方表示該發現很有價值,但缺乏對自組裝機理的確切證明,故不予采用。課題組隨即展開深入研究,有一陣顏教授在比利時訪問,對機理有了進一步的認識,急性子的他馬上畫了一個示意圖傳真回國。后來,他認為這個圖還不能準確地表達他的設想,就反復與課題組討論修改,甚至請了一家公司專門來繪制圖形。光這個機理圖就畫了一個多月。顏教授課題組的青年教師黃衛說:“現在想想這個圖很簡單,但那個時候要在一張白紙上畫出來,真是太難了。”
2003年4月,課題組終于用電子顯微鏡拍攝到自組裝體的結構照片,與他們所繪的機理圖高度符合,證實了顏教授的設想。這一關鍵性證據的獲得,令課題組備受鼓舞。他們隨即對論文進行反復修改,于當年7月份再次投給《科學》雜志。這一次,《科學》接受了,但要求對論文再作修改。到最后發布算下來,這篇論文他們總共修改了百余次,有時候一句話也要斟酌好幾天。顏教授告誡學生說:“做實驗寫論文,不能有半點馬虎和虛偽。”
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