严纯华 中国科学院院士严纯华,1961 年生,上海人,党员1978 年 10 月至 1988年 1 月在北京大学化学系学习,师从徐光宪院士、李标国教授和吴瑾光教授(北大在职研究生教授)进行萃取络合物化学、稀土分离最优化设计理论和应用方面的学习和研究工作,先后获理学学士、硕士、博士学位毕业后留校任教,三十岁成为教授2011 年当选为中国科学院院士现任北京大学化学与分子工程学院长江特聘教授、博士生导师,稀土材料化学及应用国家重点实验室主任,北京大学-香港大学稀土材料和生物无机化学联合实验室主任;兼任中国科协第七届全委会委员、中国稀土学会副理事长、中国化学会常务理事、中国有色金属学会常务理事、中国材料研究会理事、中国化工学会理事如果我们愿意,这份沉甸甸的荣誉榜还可以拉得更长:由严纯华组织的“稀土功能材料的基础研究”项目被列入 1998年国家首批启动的重点基础科学研究发展规划,他本人则被任命为该项目的首席科学家,且该项目在完成后得到了国家的继续支持他参加编写了《稀土》、《Nanophaseand Nanostructured Materials》等学术专著,先后发表论文二百余篇,获得十余项国家专利,研究成果两次被收入《中国百科年鉴》(1986、1992)。
由于他在稀土科学研究和应用中的杰出贡献,他曾获国家自然科学三等奖(1987)、国家科技进步二等奖(1999)和三等奖(1989),国务院、国家教委授予的“做出突出贡献中国博士学位获得者”称号(1989),霍英东基金会“优秀青年教师科研奖”(1991),国家人事部、中组部和中国科协的“中国青年科技奖”(1994),北京市“优秀青年教师”(1992)和“十大杰出青年”(1994),国家计委、科委和教委的国家重点实验室科研“金牛奖”(1994),北京市先进工作者(1995),北京市科技成果转化“金桥奖(一等)”(1997),香港求是基金会的“杰出青年学者奖”(1996),北京大学优秀党员标兵(1996)和北京市“五四奖章”获得者(1999)等,并被授予“国家有突出贡献的中青年专家”称号2003 年,严纯华还荣获首都劳动奖章……这就是严纯华,一位成果累累的科学家,一个土生土长的北大人我们在办公室里找到他的时候已经是晚上十一点,但他和他的学生们还全然没有准备休息的迹象磨剑十年打破国际垄断 说到“稀土”这个概念,非专业人士可能都会一头雾水简单说来,稀土是镧系元素及钪、钇等 17 种元素的总称由于原子结构的特殊,电子能级异常丰富,稀土具有许多优异的光、电、磁等物理特性;加之其化学性质也十分活泼,它能与其它元素组成品种繁多、功能千变万化、用途各异的新型材料,被称为“现代工业的维生素”。
从上个世纪 60 年代开始,人们发现稀土用于石油工业,可提高原油处理量和汽油产出率;铸铁中加入稀土,可改善铸铁的性能;炼钢过程中,因稀土与氧、硫的亲和力大,可以脱硫、脱氧,净化钢液,提高钢的机械加工性能等由于稀土在能源、信息和材料领域中的作用日趋重要,被美、日等国称作“21 世纪战略元素”中国是世界第一稀土大国,拥有得天独厚的稀土自然资源,已探明工业储量占世界总储量的 80%以上研究开发稀土资源这一“战略元素”,对促进我国的稀土资源优势尽快转化为经济优势有着重要的战略意义然而稀土试验周期长,耗资大,致使我国的稀土科研整体水平与发达国家差距较大,造成已使用的稀土高新技术材料没有我国产权的落后局面1982 年,中国的稀土科学研究刚刚起步不久,出于国家发展的需要,将严纯华这样一个还是稀土领域的“门外汉”,仅仅由于一门相关学科考了高分的青年学子推到了稀土研究的一线战场在北大这块自由的土壤里如饥似渴地汲取了四年的养分,严纯华要为自己的专业研究方向做出抉择了对稀土从不懂到渐渐有了兴趣,从不了解到最终选择这个崭新的领域作为自己终身的事业,从一个“门外汉”到 1998 年成为国家首批启动的“973 计划”——稀土功能材料的基础研究的首席科学家,严纯华经历了二十多年不平凡的历程。
今天,他已经成为这一领域的领军人物自 1982 年,严纯华运用实验与计算机技术相结合的方法,研制了一系列适合各种稀土矿源、工艺流程和产品结构的串级萃取分离体系最优化设计理论和仿真计算方法,以计算机取代人工试验,使过去需要一年以上时间的试验和工艺设计,现在仅需几小时便能完成他还提出了新的回流启动模式和“三出口”、“多出口”新工艺及其设计理论针对稀土萃取分离工艺技术中的一些关键难题,他研制了低耗、高效的萃取法连续浓缩稀土料液、共逆流反萃取和萃取法生产高纯荧光级稀土产品等新技术,在国内外首次实现了稀土分离新工艺由理论设计“一步放大”到实际生产,并积极推广科研成果,使成果应用于年处理量总计超过 3000 吨各种矿型的单一稀土生产线这些理论的创立和技术的应用,标志着我国稀土分离工艺水平达到了一个新的高度八十年代中期开始,包钢稀土三厂、江西九江有色金属冶炼厂、甘肃稀土公司、上海跃龙有色金属有限公司、溧阳市稀土总厂、广州珠江稀土冶炼厂、四川省稀土工程研究中心试验厂等几乎所有稀土骨干企业都直接地应用了上述理论和技术,单一稀土氧化物价格下降到七十年代末的一半以下那些曾经无视中国的“稀土大国”们不得不面对这样一个尴尬的现实:由于我国单一高纯稀土大量出口,使国际单一稀土价格大幅下降,一股中国旋风在世界稀土市场上雄劲地刮了起来,中国生产的单一高纯度稀土迅速占到世界产量的 80%以上。
原来曾经长期垄断稀土国际市场的美、日等一些国外稀土生产厂商不得不减产、转产甚至停产,被国外惊呼为“ChinaImpact”——来自中国的冲击到 1996年为止,稀土生产已获新增产值 6 亿多元,每年可为企业和国家增收利税亿元以上中国终于实现了由稀土资源大国向稀土生产大国、稀土出口大国的转变严纯华和他的同事们创造了一个“中国传奇”从师燕园结缘稀土行业严纯华教授在进行科学研究宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来所有“传奇”的背后都是百倍的辛劳与磨砺1968 年 9 月,虽然大学和中学早已经“停课闹革命”,上海市重点小学川沙县城厢镇小学(今天的上海市浦东新区观澜小学)还是迎来了又一批新生这群蹦蹦跳跳、不谙世事的孩子中间,就有着出生于上海一个普通干部家庭,后来入选国家首席科学家的严纯华在那个动荡的环境里成长起来的他,在学工学农的号召之下,一边上课一边参加学校组织的社会实践:他养过蚕,养过兔子,到地里劳作过,也学会了修水泵的马达、开拖拉机……奇迹般地,他的学业居然没有受到什么影响从小学到中学,他一直是最优秀的那一个用他自己的话说:考试成绩低于 99 分都会觉得失败 1978 年,也就是恢复高考的第二年,严纯华以优异的成绩考入北大化学系。
那一年,他十七岁那时候这位聪慧好学的少年还未预知自己从此将和稀土结下不解之缘刚上大学的前两年,从踢足球、唱歌到吹哨子当篮球裁判,燕园这片充满了自由和活力、从不缺少机会的舞台上处处都可以看到严纯华的身影回忆起早年的大学生活,严纯华戏称是“不懂事的活跃”,是年轻人的“爱出风头”和“贪玩”其实谁没有年轻过呢?青春岁月,满是初生牛犊般的无畏的勇气,你尽可以把握机会去“出风头”,尽可以在自己爱好的领域里“贪玩、活跃”,只要能够把握一个“度”,懂得“放”,也懂得“收”在北大这样一个人才辈出之地,不论在哪一个领域,你总会发现有人比自己更优秀,总有落差逼迫你去不断地超越自我师傅领进门,修行在个人”北大提供给同学们的是一片自由呼吸的沃土,教授们往往是点到即止,只给钥匙,门要自己去开启;只指明方向,路得自己去摸索所以,课堂之外的学习,反而成为了学业的主要部分四年的大学生活如箭一般飞逝,意气风发的少年在学术的殿堂里逐渐沉稳下来他希望选择光电学或无机化学作为自己下一步的研究方向,就在这时,稀土却悄然走进了他的生命从 20 世纪 70 年代开始,著名化学家、稀土科学家、北大教授徐光宪院士就开始了稀土分离化学及工艺设计理论的研究,发现了稀土串级萃取体系所具有的“恒定混合萃取比”的基本规律,由此开始了稀土分离科学和技术的系统研究。
其时中国的稀土科学和稀土分离工业正在迎来一个迅速发展的机遇期,亟需注入年轻的新鲜血液为了发展自己建立的串级萃取理论、开拓理论设计方法在生产实践中的应用,徐光宪院士相中了正在从事着红外光谱学研究,却在“萃取化学”这门课程的考试中获得了最高分的严纯华他先是给不情愿进入该行的严纯华描述了稀土领域的发展前景和研究的紧迫性,又给他一些相关的文献,让他带回去阅读几天后,徐院士又约见严纯华,认真听取他看过文献之后的感受和想法在徐光宪教授的引导下,原本从未涉足稀土领域的严纯华开始关注这一新兴的行业稀土,是化学元素周期表中第三副族中原子序数从 57 至 71 的15 个镧系元素它被称作新材料的“宝库”,是材料科学家最关注的一组元素,被多个国家政府列为发展高新技术产业的关键元素中国是稀土的“故乡”,世界上 80%的稀土储量在中国,仅内蒙古包头白云鄂博矿储量即超过美国、加拿大、俄罗斯等国稀土氧化物的总和,占整个世界的 50%以上然而国内的稀土生产工艺和技术却都十分落后,世界稀土产业的主角往往都是西方发达国家,他们控制着整个产业链条,把稀土生产技术作为高度机密对中国实行封锁中国长期以来只能守着巨大的资源无所适从,只能向外国出口稀土原料,然后再进口稀土制品。
随着知识经济时代的来临,若不扭转这一局面,中国的资源优势也将逐渐被别人的知识和技术优势所取代要使我国在国际稀土科技和应用的激烈竞争中取胜,实现从生产大国到科技和应用大国的飞跃,必须依靠稀土功能材料的基础研究徐光宪、苏勉曾等老一辈化学家创建了稀土实验室并为实验室制定了这样的发展策略:“依托传统学科优势,围绕国家战略目标,针对学科发展前沿,大力开展稀土功能材料的研究与应用国家的需要激荡着严纯华年轻的心严纯华知道自己赶上了千载难逢的机遇:国家的需要使实验室的成果能够被运用到实际工业生产当中,进行验证,发现新的问题再进行新的探索;徐光宪院士等先辈在北大已经为稀土研究打下了相当坚实的基础……他毅然放弃了自己的初衷,从稀土萃取分离试验开始着手,全心全意地投入了稀土这一新兴的神秘领域,开始了无尽的探索和追求……勇挑重担攀上人生高峰什么叫做萃取呢?日常生活中我们会有这样的体验:油和水总是互不相溶的即使将两者搅散在一起,静止一会儿之后油仍然会和水分离开如果我们将一种混合物放在互不相溶的水和油(水和油叫做溶剂)中,只要其中的某一成分比其它成分更易溶于油,那么我们可想而知,在油中所提炼出的这种成分会比其它成分多,也就是说这种成分的纯度高了。
化学学科中的所谓“萃取”,其原理和这个过程是一样的说起来简单,然而事非经过不知难由于基础研究本身的特点,常人很难想象,稀土科研领域的“国家队”是怎样工作的其中的付出和艰辛,不言而喻严纯华在研究生期间也曾因为轻率浮躁而遭到过导师徐光宪教授的严厉批评凭着聪慧和勤奋,凭着年轻的朝气和热诚,凭着不懈的努力与奋斗,从失败中寻找契机……严纯华每天都必定工作到晚上十二点,有时甚至会更晚对这种“疯狂”的工作态度,他只是轻描淡写地用了“习惯”二字予以形容天道酬勤,严纯华运用实验与计算机技术相结合的方法,研制了一系列适合各种稀土矿源、工艺流程和产品结构的串级萃取分离体系最优化设计理论和仿真计算方法,提出了新的回流启动模式和“三出口”、“多出口”新工艺及其设计理论,并且开始在学界崭露头角1987 年,由于在稀土科学研究和应用中的杰出贡献,他获得了国家自然科学三等奖1989 年 3 月,经过国家论证,在原北京大学化学系稀土化学研究中心的基础上,开始建立稀土材料化学与应用国家重点实验室实验室主要从事稀土材料化学的基础研究与应用研究,着重于我国稀土资源高纯分离的理论与技术,同时探索和开发新型的稀土光电磁等功能材料。
其时 28 岁刚刚取。