十年磨一剑——记中科院院士都有为

2009年08月26日10:55  来源:人民网-科技频道

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  南大——人生重要的转折点

  步入南大是他人生重要的转折点。南京大学师资力量雄厚,学习氛围浓郁,这所百年学府严谨、求实的学风,宽容、自由的学术氛围培育了他。当时在物理系任教的有:教数理方程的魏荣爵教授,他是著名的声学家,科学界誉为北马(北京声学所的马大猷先生)南魏;教固体物理的程开甲教授,60年代参加基地建设,成为二弹一星的元勋;教原子物理的施士元教授,法国诺贝尔物理学、化学奖获得者居里夫人的中国弟子;著名的女物理学家吴健雄教授曾是他的学生;教高等数学的莫绍揆教授,他讲课时从来不用讲稿,思维敏捷,曾破译日本偷袭珍珠港电文而传为美谈;教电动力学的鲍家善教授,他是著名的天线专家,讲课生动、风趣,深受学生的挚爱。1956年鲍家善教授在物理系筹建磁学教研组,都有为有幸成为鲍先生的学生,指导他的大学毕业论文,成为他进入科学殿堂的引路人,古人云:“滴水之恩,当涌泉相报”。斯人虽乘黄鹤去,但鲍先生的宽厚待人、奖掖后进的师德将永远铭刻在都有为的心中。

  50年代的南京,夏天是火炉,冬天是冰窖,屋檐下的冰凌甚至可长达尺许,都有为常与同级挚友钱祖文同学(后在中科院声学所任研究员),在校园幽静之处潜心学习,从而打下了良好的学习基础,无意中亦规避了1957年反右等政治运动。他常回忆起誉为江南才女的初中语文老师袁卓尔先生自学成才的人生经历,经常想起初中化学老师周开明先生的一句名言“吃得苦中苦,方为人中人”。他明白,艰苦的条件往往是磨练毅力的一帖良药。作为紧张学习的调剂,都有为喜爱阅读古今中外的文艺书籍,其中对他人生影响最大的书,如《牛虻》、《钢铁是这样练成的》等书,书中主人公对生活的乐观、坚强的毅力,为他树立了人生的榜样。

  1957年,都有为大学毕业后留在物理系任教,不久,他和那个年代所有的知识分子一样,被迫中断了教学、科研,到南京附近的江浦县陡岗乡劳动锻炼,与一位淳朴的老农同吃、同住、同劳动,日子过得倒挺舒畅的。8个月后,1958年全国大跃进运动开始了,他又回校参加大炼钢铁、赴灵山挖鸡窝煤矿。那段时期,政治运动像波浪一样,一浪接一浪,60年代初困难时期过后,接着又是全国范围内的四清运动,紧接着又是史无前例的无产阶级文化大革命。参加阶级斗争,挖防空洞、建长江大桥时拉黄沙等,这一幕幕历史的场景从1957年一直延续到1978年。邓小平的复出,为中华民族的崛起,绘制了雄伟的蓝图,制定了创新性的政策,取得了前所未有丰功伟业,同时也为知识分子开创了科学的春天。

  随着科学春天的到来,都有为有了圆梦的机会。但是创业谈何容易,一切都得从零开始。那时他在北大楼的地下室有一间实验室,但里面除了一台简易的高温炉外空无一物,也没有经费买设备,面对这一穷二白的局面,都有为和另一位年轻教师经过合计,便当起了“破烂王”,专门到化学系的走廊上捡拾别人丢弃的瓶瓶罐罐,拿回实验室,用化学方法制备磁性颗粒样品,当时称为超细微粒,从尺度上考虑大致上处于亚微米到纳米尺寸,他们都是自己制备、自己建立测量仪器。实验室冬冷夏热,黄梅天里甚至要穿雨靴进实验室工作。就是在这白手起家的情况下,磁记录介质、永磁磁粉等各种样品陆续从“土”设备中出炉,那几年,他每年都有2篇论文在当时国内物理界最高水平的杂志《物理学报》上发表。他认为:等待只能坐失良机,“路是人走出来的”,在困难面前只有披荆斩棘,勇往直前,人生的道路才能越走越宽广。人生的道路往往是不平坦的,酸、甜、苦、辣方显出生活的丰富多彩,都有为认为:逆境时不应消沉,顺利时不该骄傲,只有不断奋斗、拼搏才能实现人生的价值,人的一生应当为社会做一些有益的事,才无愧于来一趟滚滚的红尘。

  用科研成果救活企业

  文革后,经济开始复苏,他积极参与江苏省磁性材料的生产,为企业无偿地服务,提高产品质量,解决永磁材料干压取向成型的难题等,令他感到高兴的是他的成果在继续开花结果。有一次,都有为偶遇一位磁性材料厂的技术人员,谈起他们产品性能做得这么高是采用什么技术时,对方回答就是采用都有为20多年前提出的技术。1982年,一直生产扬声器和微电机使用的永磁铁氧体产品的浙江诸暨磁性材料厂,因为技术力量薄弱,质量上不去,产品大量积压、报废,企业濒临倒闭。一次,厂方偶然看到都有为撰写的《永磁铁氧体工艺进展》、《永磁铁氧体的基础研究》两篇文章,深受启发。于是,派人专程赶往南大拜访都有为,沈乃玄厂长恳请他担任厂方的技术顾问。从当年9月首次来到浙江诸暨厂以后,都有为在不影响校内教学、科研任务的前提下,先后7次前往该厂讲学,课后还辅导技术骨干,回答职工提出的问题。除讲课外,他还多次给该厂寄讲义、寄资料,一年多的时间里,他陆续给工厂写了数十封信,回答技术难题,提出注意事项,不厌其烦,细致耐心。

  在普遍提高职工技术素质的基础上,都有为帮助这个厂成立了攻关小组,推荐盛振翔工程师到该厂,由该厂技术副厂长谢志浩负责,把“提高钡铁氧体磁能积研究”作为突破口,把改造陈旧设备作为提高产品质量的关键。经过一年多时间的努力,1983年12月,该厂通过了磁能积研究课题的技术鉴定。自此,浙江诸暨磁性材料厂因为产品质量的提高而重新打开销路,半年盈利27万元,并有7种产品出口。1984年《人民日报》、《光明日报》,以及《新华日报》等报以“拿来主义”加快经济发展为内容进行了有关报道。

  都有为一直关注科研成果的转化,希望为振兴中华贡献一份微薄之力。他与钟伟老师研制成的磁性液体,也在安徽金科磁性液体公司进行了生产。他认为我国要成为创新型的国家,在高校、研究所与企业之间应当探索一种适合我国国情、有效的转化模式,有利于科技成果及时地转化为产品。

  异国他乡成就卓著

  都有为自称十分幸运,“在我的一生中,从小到大,不同阶段的老师就像一盏盏明灯照亮我的成长之路。”文革后,他的研究工作得到冯端院士的青睐与支持,冯端先生博学多才,融贯中外,待人宽厚,是他十分敬仰的长者,在冯先生的关怀与推荐下,1985年12月底,他参加“中美凝聚态物理合作计划”来到美国霍普金斯大学工作。到美国没多久,巧逢高温超导材料的兴起,当时,同为南大校友的霍大CUSPEA留学生肖钢(现为美国布朗大学教授),对如何制备高温超导氧化物的样品不甚了解,当他找到都有为抛出这个“棘手”的问题时,没想到都有为却轻松地说:“这个容易”。于是都有为便带着肖钢一起做,同时提出对高温超导化合物进行3d过渡族元素代换的研究方向,肖钢和他合作完成的这篇论文发表在《Phys.Rev.B》上,至今已被380余篇SCI论文引用,对理解高温超导的机理提供了实验的依据。都有为敏感地意识到这是重要的研究领域,于是向他的联系教授WalkerJ.C提出开展高温超导材料的建议,Walker教授是从事穆斯堡尔效应的专家,他欣然地采纳了此建议,同时安排两个中国学生邱子强(现在美国加州贝克莱大学物理系任教授),以及唐涣(现在美国Seagate公司工作),开始了这方面的研究。这样都有为就成为二人论文的实际指导老师与朋友,并提出用磁性稀土离子Gd,取代Y离子,以及采用微量的Fe57置换Cu作为探针元素、用穆斯堡尔谱学的方法研究高温超导体中的磁有序为研究方向。他们在合作研究中,发现了反铁磁有序与超导性共存的现象,这与本世纪初提出的相分离机制是相一致的。都有为在美国期间合作发表论文20余篇,被SCI刊物引用600余次。

  十年磨一剑

  1988年底,都有为从美国回到南大,但实验室依然一穷二白。他清醒地认识到不能依赖、不能等待,必须抓住机遇奋起直追。他放弃了在国外的高温超导材料的研究,重返磁学与磁性材料领域,开展磁性超细微粒材料的研究。先后进行了磁性液体的研制与应用开发,高密度磁记录材料、金属(合金)、氧化物超细微粒的研制与性能研究等,为后续深入进行的纳米材料研究奠定了坚实的基础,积累了丰富的经验。上世纪90年代初国内纳米材料热的兴起,而实际上都有为研究的“超微磁性颗粒”也属于这一范畴。1992年,都有为凭借对磁性纳米材料的研究经验和成果的积累,加之冯端院士的支持,成功地争取到国家“八五”“攀登项目”“纳米材料科学”项目。都有为拿到了实验室自建立以来的第一笔100多万元的资助,立即聘请上海硅酸研究所严东生院士与冯端院士任该项目首席科学家。正是从这时起,都有为带领课题组在国际上较早地开始了纳米材料磁性的研究。近十几年来,他先后承担了多项国家、省级科研项目,购置了多种纳米材料的合成、性能检测设备,使课题组的科研工作条件有了质的飞跃,取得了一系列创新性的研究成果。

  1995年,中科院固体所的张立德研究员与都有为出任“九五”攀登预选计划“纳米材料科学”首席科学家;1999年,都有为拿到“973”项目“纳米材料和纳米结构”的“08子课题”。随着科研条件一天天地进入“小康”,都有为课题组也在不断地发展与前进,触角延伸到纳米磁学的各个领域,先后开展了C60、纳米颗粒、纳米线、颗粒膜、纳米微晶等纳米材料磁性的研究,开展了类钙钛矿氧化物巨磁电阻效应、磁热效应、压阻效应、磁致伸缩效应等研究工作,在国内较早地开展颗粒膜的磁光效应与磁电阻效应、反常霍尔效应的研究,进而又开拓了半金属与稀磁半导体材料的研究,进入到自旋电子学的领域,取得了一系列创新性成果。都有为认为:科学的灵魂在于创新,要掌握国内外有关的文献,使文献为科研服务,而自己不能变成文献的奴隶,跟着文献打转。例如:上世纪90年代,钙钛矿化合物庞磁电阻效应的发现,在国内外兴起了继高温超导氧化物后的新一轮研究的热潮。是否要介入?如何进入?就摆在他的面前。在此前,他曾安排同学做过铁氧体磁熵变的研究,在调控居里温度与磁熵变方面存在一些矛盾,此时他注意到钙钛矿化合物的居里温度可以通过离子代换很方便地进行调控,于是就安排郭载兵同学由永磁铁氧体转为研究“钙钛矿化合物的磁熵变”,没有想到第一次试验就发现与金属钆相当的高磁熵变效应,从而为钙钛矿化合物的研究开拓了新的研究方向。研究成果很快地发表在著名的Phys.Rev.Lett.刊物上,引起国内外同行的广泛关注,至今已被磁学专著与201篇SCI论文所引用。现在新加坡数据存储研究所任研究员的郭载兵同学关于这方面研究的博士论文获2000年度全国优秀博士论文。磁熵变效应是磁制冷材料的最重要的特性,是新型高温磁制冷机实用化的关键之一,都有为认为:“高温磁制冷机一旦能够得到广泛应用研究,将会产生一场工业革命,这就是我们这些基础研究工作者的研究动力。”

  · 人物简介

  都有为,1936年10月出生于浙江省杭州市。博士生导师、教授、中科院院士,获2000年度江苏省科技进步一等奖、2004年度国家自然科学二等奖,省/部级二等奖4项,获2006年度何梁-何利科学与技术进步奖。他与科研组的师生共发表SCI论文500余篇,被SCI论文引用3000余次,获国家发明专利18项。

  长期从事磁学与磁性材料的教学与研究工作,开展了磁性、磁输运性质与材料组成、微结构关系的研究。研究了锰钙钛矿化合物的磁熵变效应以及小颗粒体系中的隧道型磁电阻效应;研究了磁性纳米微粒的小尺寸效应与表面效应,以及颗粒膜的磁性、巨磁电阻效应、磁光效应、反常霍尔效应等。目前重点研究纳米材料的磁性以及与自旋相关的输运性质,磁热,磁光,磁电,磁力等交叉耦合效应,他为我国磁性材料的教学与研究做出了积极的贡献。

(责编:赵颖)
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