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中国电分析化学领域的一代大师
——中国科学院陈洪渊院士介绍
2011年6月1日 来源:中国色谱网 责编:肖昌佐

  《色谱》第五届编辑委员会的“顾问编委”之一陈洪渊教授2001年当选为中国科学院院士。从56年考入南京大学就读放射化学专业起,及其后陈洪渊院士致力仪器分析的教学和科学研究达40余年,在涉及生命科学、材料科学的电分析化学基础与应用研究的多个前沿领域做出重要贡献,堪称我国电化学分析领域的一代大师。

  陈洪渊院士先后曾获得国家自然科学二等奖(2007)和三等奖(1982)各1项,教育部自然科学一等奖(2001,2006)2项,全国科学大会奖(1978)1项,何梁何利科技进步奖(2006)1项,中国侨联科技进步奖(2002)1项,以及其它多项省部级奖励。陈院士主持并完成了36项国家、省、部级项目,在国内外发表论文630余篇,合编著译书8册,专利7项,并指导和培养了110余名博后、博、硕士,他曾于1998年被评为江苏省优秀研究生导和2004年评为全国模范教师,2005年被评为全国先进工作者(劳动模范),荣获国家“五一”劳动奖章。

  陈院士现任南京大学教学委员会副主任、化学化工学院学术委员会主任、南京大学分析科学研究所所长。曾任:生命分析化学教育部重点实验室主任、学术委员会主任和化学生物学研究所所长。现兼任:教育部科技委委员、化学化工学部主任、科技委学风建设委员会副主任;另兼任:中国测试协会副理事长、中国化学会常务理事和分析化学委员会副主任、江苏省化学化工学会理事长;《中国科学(中、英文)》、《高等学校化学学报》和《Chem. Res. in Chin. Univ.》四刊副主编;《化学进展》、《分析化学》、《色谱》等杂志的编委或顾问编委等职。历任:中国科学院化学学部常委、国家最高科学技术奖奖励委委员和评委、国家自然科学奖奖励委委员和评委、国家自然科学基金化学部与学科评审组长等。曾任国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)电化学委员会国家代表。

  此外,陈院士还是北京大学、清华大学的兼职教授、南开大学杨石先讲座教授以及中国科技大学、青岛科技大学、华东理工大学等的顾问或名誉教授,并担任北京分子科学国家实验室董事会理事,和多个国家或省部重点实验室学术委员会主任等职,为学科建设与发展做出了贡献。

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  研究成果被引入美国教科书

  陈洪渊院士于1937年12月出生于浙江三门县。1956年他考进南京大学,其后就读于放射化学专业。1961年,在大学四年级的时候,陈洪渊以预备教师的身份进入分析化学教研室,留校任教,从此踏上了一条新的、后来使他奋斗一生的专业之路。那时候,南京大学分析化学专业主要的学术带头人是高鸿院士,在高院士的提挈下,陈院士始终不渝地从事着化学教学和科学研究工作。即使在“文革”期间,中国的学术进入低谷,他仍然持之以恒、专心不辍地从事他的学术研究,并终于迎来了科学的春天。

  1978年恢复职称后,陈洪渊即被评为讲师。1981-84年,他作为访问学者赴德国美茵兹(Mainz)大学深造,与国际著名电分析化学家R.Neeb教授指导下从事科学研究,成果斐然。回国后,在80-90年代,他又分别得到德国DAAD、DFG 和“VW-Stiftung” 基金组织的国际合作科研基金,先后四次以访问教授重访联邦德国。在德国作访问学者期间,他的德国指导教授根据他对29个不同电化学体系在273-353K(0-80℃)范围内测量的实验数据,推导出一个电化学电流与温度关系的经验公式,其实验数据拟合与理论公式的偏差在5%以内。但陈先生对其物理概念谬误而提出质疑,随后导出了更为准确的普适公式,其实验数据与理论公式拟合误差在±0.5~1.5%以内。此后,他的这个公式经常被文献引用。

  1985年10月,陈洪渊回国后即被评为副教授、硕士生导师,次年又被确定为博士生副导师,1988年被评为教授,1990年由国务院学位委评为博士生导师。在国家的“七五”、“八五”建设期间,国内高校竞争日趋激烈,分析化学专业处于最困难的时期。陈洪渊教授领衔进行的科研工作遇到了种种难题,其中最使人头痛的还是经费短缺,很多必需的实验设备无法购置,甚至使科研面临无法继续的窘境。陈教授借助学校整体的力量,依靠兄弟实验室以及校内其他院系部门的支持和帮助,完成自己实验室无法独立完成的研究任务。

  就是在这样艰难的条件下,陈洪渊教授结合生命科学对电分析化学的前沿领域及仿生催化传感开展了系统、深入的研究,主持和完成了自然科学基金重大、重点、面上、博士点及开放实验室基金等多项课题,在分析化学领域做出了突出贡献。他在生物催化、超分子组装和纳米电化学研究中,陆续成功构建成多种高效的仿生催化界面,并研制出一系列电化学/生物传感器件等。他还首次观察到蛋白质在Ag电极上的直接电化学,和表面活性剂对血红蛋白电子转移的促进作用,使其测定灵敏度提高了两个数量级,由10-5mol/L提高到10-7mol/L,对若干酶活性浓度的检测限低达aM 量级。

  尤其值得一提的是,陈洪渊教授早在80年代初就认识到微-纳米科技的重要性,并做了很多前瞻性的工作,这些工作一直受到同行的重视。做微电极研究的人都知道,当两电极的距离小于一定尺度时,他们之间会发生相互影响。1992年陈教授课题组对此现象进行系统研究后,发表了《微电极研究:关于微带阵列电极的屏蔽效应》学术论文,对这种相互影响做了理论计算并建立了理论模型。2000年底,国际化学界权威学术机构——“国际纯粹与应用化学联合会”(IUPAC),集中多名世界一流专家,以组织名义撰写一篇正式的技术报告“微电极:定义、特性和应用”,对微电极20多年来的发展进行系统总结。当时全世界有关微电极的论文已有1万多篇,但该技术报告只援引了31篇最有价值的参考文献,陈洪渊教授的超微电极理论就在其中,他的电分析化学基础理论研究的成果还被引进美国教科书。

  2001年,陈洪渊教授当选为中国科学院院士。陈洪渊院士在涉及生命和材料科学的电分析化学基础与应用的多个前沿领域的研究做出了重要的贡献:他提出了超微电极及其阵列的几种理论模型,解决了一系列耦联化学反应多级电极过程复杂体系稳态电流的求解问题;他阐明了超微电极扩散层重叠对阵列总电流的影响及计算公式,有关成果已被写入由国际纯粹与应用联合会化学(IUPAC)电分析化学委员会正式通过的IUPAC正式技术报告中;他提出了各种电极表面功能化和形成各种类型催化膜的新方法,发现促进蛋白质电子传递的新材料、构建了一系列三维有序仿生催化界面,据此建立了几十种有关核酸、蛋白质(酶)、辅酶和生物活性小分子等的高灵敏、高选择的检测方法,及相关的稳定、长寿的生物传感器件,在生物物质检测和医疗诊断上有广阔的用途;他提出了一系列有关微流控芯片和毛细管电泳电化学检测新方法,抗干扰能力强,灵敏度高,拓宽了电化学方法在芯片实验室中的应用范围,所建立的各种分析方法和传感器件被国内外同行广泛引用和推介。

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从《孙子兵法》中寻找研究灵感

  陈洪渊院士的知识面极为广博。早在学生时代,他就兴趣广泛、视野开阔,除了学习本专业的知识外,他对力学、数学、无线电学等其他学科也有涉猎,并培养了较强的动手能力和科学素养,这为他以后的科学研究工作打下了比较厚实的知识基础。

  作为一位卓有成就的自然科学家,工作之余的陈院士除了以音乐来放松大脑之外,还喜欢看一些历史题材的影视剧和读一些史、哲著作。他曾说到,在春秋战国时期,学术上讲究的就是百家争鸣、百花齐放,每一个做学问的人,就应当尽量地开拓眼界,同时做到有批判地接受别人的东西。虽然他自己研究的分析化学与这些先哲思想看似相距十万八千里,但他却不因此对人文科学的东西抱有门户之见。他不仅用眼去看,而且还用心去想。

  陈院士经常能从《孙子兵法》中找到处理问题的灵感。或许在别人眼里,这本书只不过是一本古代的军事名著,但是在陈院士眼中这却是一部韵味深远的哲理性著作。他往往能在需要的时候,将书中的战争谋略加以灵活运用,从而使自己手头的工作能够更加顺利地进行下去。

  同时,陈洪渊教授也非常重视对文化的学习和思考。早在1981年,陈教授便以访问学者的身份到德国Mainz大学深造。在那里,他不仅继续他的科学研究,而且还不时地探索、思考西方文化的风格、特点,寻找中西文化的差异和交融,并从中悟出了不少道理。这为他更好地理解和掌握西方的科学理论和科学技术提供了有力的帮助,而这一切都为陈教授的科研事业注入了新的活力。

  在老一辈人的观念中,重理轻文的思想不足为奇。时至今日,社会进步使然,人文科学的地位逐渐上升,科学与人文的交融成了当今学界的主题。上个世纪90年代美国科学家已经强调将科学思想统一到人文思想中,陈院士对此非常赞同。他认为每个人都要有自己的主线,同时也要有个工具,能辅助自己在主线上发挥得更加完美。因而,陈教授在化学学科道路上驰骋数十载,却不忘人文情操的陶冶。以文修身养性,以文树立道德观念,才能在科学之路经久不衰、流光溢彩。

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无为而有为,天下为之用

  除了在学术研究上的成就,陈洪渊院士在教学上的贡献也非常突出。他四十年如一日,教书育人,共为国家指导了博士后7名,培养了110余位博士和硕士,其中有很多博士分别获得国家杰出青年基金、德国洪堡奖学金、全国青年化学家奖、中科院优秀博士后奖、江苏青年科学家奖等称号,许多学生在国内相关领域已成为学术带头人和校院级领导。陈院士曾于2004年被评为江苏省优秀研究生导和全国模范教师,2005年被评为全国先进工作者,荣获国家“五一”劳动奖章。

  在谈到如何指导学生时,陈洪渊院士说道:“无为而有为,天下为之用。”他认为,导师主要职责是在思维方法上指导学生,而每一名学生又都应当是一个有主见的思维主体,做事情要有主动性,因此在指导学生作研究的时候,就必须让学生去充分发挥自己的能力,而不能事事越俎代庖。

  学生们都说他是一个完美主义的提倡者,陈院士不否认这种说法。他说,科学工作需要严谨,一项工作你做了99%,可1%的缺憾就会让你前功尽弃。对此,他曾讲过一个故事:“在贝尔发明电话机以前,莱斯也制造了一种传声装置,但他的‘电话’不实用,只能用电流传送音乐。贝尔对此进行了改进,发现莱斯机器没有电话功能,其中一个原因是话筒上的一颗螺丝少拧进1/2圈,大约5丝米。换句话说,莱斯离发明电话就差5丝米的距离,这使他抱憾终生。我要求学生在学习科研中不能有一丝一毫的马虎,对实验数据要反复审核,论文拿出去前要改之又改。有人可能嫌我烦,但你既然发现还不完美,为什么不弥补呢?”

  作为导师,陈院士认为要给学生一个充分发挥个人的能力的空间。陈院士在教学中把自己当成一名影视剧导演,而他的学生们则是他的演员。他说:“指导学生做一篇论文或是做一个项目,就是在演一部戏。”最初,他这名“导演”所要做的只是把握好整部作品的风格和方向,给“演员们”说戏,指引“演员们”该做些什么;然后“演员们”的任务就是在“导演”的指导下,充分发挥自己的能力和特点把戏演好、演精;最后,再由“导演”来总体审核,去粗取精。

  在实际教学和科研过程中,陈院士鼓励学生们独立思考,动手实践,而自己只是给予及时的指导。在他的实验室里,人们看不到一个“南郭先生”,大都在兢兢业业地工作。同时他还十分注重实验过去所作的总结报告。

  在带学生的时候,陈院士更关心的就是如何指导他们写好科研论文。陈院士会根据学生的实际情况,用不同的方法去帮助他们。有些学生基础较差,刚一开始时研究论文往往难以令人满意,于是,他就会不辞辛劳地帮他们作大量的改动,一步步地指点他们如何去写好论文。经过长时间的锻炼,这批学生们到最后也都能各有所成。而对于那些底子较好的学生,陈院士就会放手让他们自由发展,而不会有过多的干预。

  在四十年的教学生涯中,他一直秉承着这个方法,指导出了一大批优秀的学生。2001年,江苏省评选的6名“江苏省青年科学家”之中,就有两名是陈洪渊的学生。他指导的毕业生已有多人分别获得国家杰出青年基金、教育部长江学者特聘教授、德国洪堡奖学金获得者、全国青年化学家奖、全国优秀博士后奖、江苏省青年科学家奖、中国优秀女科学家奖等称号,他们在国内相关领域已成为主要学术带头人和校、院级领导。而他自己则在1998年被评为江苏省优秀研究生导师,2002年他被评为全国侨联先进学术带头人;2004年评为全国模范教师;2005年评为全国先进工作者(全国劳动模范),获全国“五一”劳动奖章。

  后记:陈洪渊院士执教数十载,凭借其在化学领域的杰出贡献,早在2001年就当选为中科院院士,成就和功名都在陈教授身上得到了体现。陈院士认为,年轻人做学问,没有远大的理想,只为功利去追寻,是会碰壁的,“当你的个人目的成为人生目的,那么你将没有目的”。陈教授鼓励年轻人要有远大的理想,胸怀要宽,意念要坚定,只有持之以恒地努力,才能为国家、为民族做出贡献。

  参考资料

  1.人民网:《陈洪渊院士:平淡一生深处行》;

  2.三门新闻网:《陈洪渊——“小山村”走出“大院士”》;

  3.台州日报:《一代宗师非偶然 ——记台州籍中科院院士陈洪渊》

  4.喻园晨光网:《陈洪渊:化学领域的文学爱好者》。


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