为了祖国的分子反应动力学事业(光明日报 2009-01-16 )

为了祖国的分子反应动力学事业 
——记中科院大连化学物理研究所杨学明教授 
本报特约记者 吴琳 发布时间: 2009-01-16 07:10 来源:光明日报

  2001年之夏,他从海峡彼岸走来了。在“海外漂泊”了十几年的青年科学家杨学明,重新回到了这块既熟悉又有些陌生的土地。熟悉,因为这里是他曾经获得硕士学位的地方;陌生是因为它的巨变又使杨学明感觉自己仿佛来到一个新的城市。 

  梦想曾经从这里起飞 

  1985年获硕士学位后,杨学明离别大连赴美深造,在异国他乡一待就是10年,在那里获得了博士学位,并在美国普林斯顿大学、加州大学劳伦斯伯克利国家实验室度过了“博士后生涯”。此时的杨学明已在国际分子反应动力学的基础研究领域崭露头角。1995年底,他去了台湾“原子与分子科学研究所”,继续他的科研生涯。 

  无论在哪儿,杨学明始终奉行“研究是我人生的追求”这一信念。设计出一台台新型的分子束装置,阐明了多项重要的化学反应模型,并将一个个国际奖项——美国JILA访问学者奖、国际ISI的经典引文奖、国际自由基会议布洛伊达奖等收入囊中。此时的杨学明,事业如日中天。 

  然而就在2001年,他作出了一个令周围的人深感意外的决定,他说这是他一生中最重要的抉择——“放弃”美国、离开台湾,回到祖国大陆。因为他已经听到了“改革开放、知识创新”那强劲的脚步声,他深感“在大陆做出一流研究成果的环境已经形成了……” 

  吹响进军国际前沿的号角 

  杨学明是带着“想法”回来的,他早就盘算好了:“回来后第一项实验就是研究氟加氢反应共振态”。可以说,“共振态”吹响了杨学明向“国际前沿”进军的号角。从此他一发不可收,成果接二连三,“杨学明团队”已在国际分子反应动力学领域占有了一席之地。 

  “化学反应共振态”是一种特殊的量子过渡态,控制着化学反应的速率、产物的分支比和量子态分布,对化学反应有极其重要的影响。20世纪70年代,美国科学家根据理论计算,首先推测出氟加氢分子反应中有可能存在反应共振现象。随后的30多年时间,不断有人进行尝试,但始终毫无进展。杨学明决心破解这个困惑科学家几十年的“世界级谜团”。 

  杨学明将如何开始他的挑战呢?氢原子里德堡态飞渡时间谱技术结合精密的交叉分子束装置,是探索这一类实验的最强有力的工具,目前国际上仅发达国家的少数几个实验室拥有这类仪器并用于动力学研究。杨学明决定填补国内空白,向“氢原子里德堡态飞渡时间谱仪”发起进攻。他的建议得到了大连化物所的支持和中科院强有力的经费资助。 

  享受“难题破解”的快乐 

  杨学明亲自设计仪器的关键部位——主真空腔体,2004年10月新装置通过了中科院组织的专家组验收。此后,杨学明小组利用这台先进仪器在原子、分子及量子态水平上探索了与化学反应共振态、过渡态相关的新现象和新规律。由于首次获得了F+H2产物转动分辨的微分反应截面,杨学明被邀请在美国召开的著名国际会议——高登(Gordon)会议上作报告。他们首次在实验中观察到了全量子分辨率的F+H2分子化学反应的共振现象,并被证实,共振现象是由两个共振态所引起的。该研究成果当选2006年中国十大科技进展新闻。实验发现在低碰撞能下,波恩—奥本海默近似在F+D2反应中完全失效,精确的理论计算有力地支持了这一重要实验结果,成果入选2007中国十大科技进展新闻。2008年,对F+H2的HF(v=3)通道的机理以及F+HD反应动力学共振的研究又获突破性进展,这两项工作分别刊登在今年出版的美国国家科学院院刊上,后者还被选为封面文章。Cl+H2反应的非绝热动力学研究取得重要进展,解决了长期以来化学动力学领域一个极具争议性的难题。研究成果发表在2008年10月出版的美国Science杂志上。论文审稿人对该项研究给予了很高的评价,“毫无疑问,这项实验工作是对Cl+H2这一反应体系迄今为止最好的一项实验研究,理论研究也非常杰出。”美国化学会在2008年10月27日出版的化学与工程新闻周刊对这项研究工作进行了报道。 

  2006年,由于杨学明在化学动力学研究所作出的贡献,被选为美国物理学会的会士;2007年成为中科院杰出科技成就奖唯一的“个人奖”得主,并获得2008年何梁何利基金科学与技术进步奖(唯一化学奖得主)、2008年首届周光召基金会“杰出青年基础科学奖”;他所带领的团队的研究成果获2008年国家自然科学二等奖…… 

  科学研究尽管辛苦,但是杨学明乐在其中,他经常说自己充分享受着“难题被破解”后的快乐。获奖后杨学明想得更多的是“如何带领团队在微观世界走得更远、更深,如何使中国的分子反应动力学在这个国际大舞台上站得更高、立得更稳。”

以下是该媒体报道地址:
http://www.gmw.cn/01gmrb/2009-01/16/content_878953.htm

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