中国科学院资深院士郭慕孙

    郭慕孙这个名字对海外听众来说,可能比较陌生,他是中国流态化技术的开拓者和学术带头人,是国际流态化技术学科领域很有声望的科学家之一。他长期从事化学工程-流态化技术方面的研究,第一个发现和区分散式和聚式流态化,在理论上提出自己独特的见解并自成体系;他拥有三项专利,并把它运用在中国的化工领域。
 
   郭慕孙走上化工领域研究除了自己的选择外,有其父亲的向导起作用。
 
   原籍广东潮州的郭慕孙出生于一个知识分子家庭,其父亲毕业于英国设菲尔德大学,是中国国民政府高级职员、工程师,父亲所从事的工作都是运用基础工作,而不是学者。他父亲认为做什么工作,都应该有自主权,有自己的支配权。于是,他父亲便让他的两个哥哥学医,做自由职业者。但是,所有事情并不是一成不变的。有一件事,让我父亲改变做法。在我父亲办的工厂里,他看到刚刚开始的电焊、气焊所用的氧气、乙炔、电池等先进的东西,他认为这些化工是大有前途的,非常好,在父亲几个朋友的认可下,促使我学了化工专业。于是,1939年,郭慕孙考入了上海沪江大学化学系,从此,走上了一条与化工永不分离的道路。
 
   1945年5月他进美国普林斯顿大学研究生院进修化工,1946年10月获得硕士学位。谈到这一情况时,郭慕孙说:
 
   “当时,我只有一个指导思想:以应用为主。与其学了好多理论,一时半回用不上,学点运用的东西不啻为是一条路。”
 
   之后,他在R.威廉教授的指导下进行流态化研究。在研究中,首次观察到液-固和气-固流态化的差异,获取了大量实验数据,写成了论文《固体颗粒的流态化》,发表在1948年美国《化工杂志》上,把“液-固”和“气-固”分别命名为“散式”和“聚式”流态化。在美国,郭慕孙进行了煤的气化、气体炼铁和低压空气分离等研究,他在美国化工会志和食品工业等杂志发表了八篇论文,并获得了三项专利:低温气体吸收;含碳固体物料气化工艺;含碳固体的气化。据他介绍,含碳固体,主要指煤。煤的气化、加工,变成合成气、合成氨,再合成甲醇,甲醇可作甲醛,可作塑料,还可以做好多东西。凡是在化工中用碳做元素的一个上游工程,通常叫气头。工作做的最多的是气体出来后,有用的气体怎么利用,如一氧化碳、氢、二氧化碳和水。水容易脱掉,关键在二氧化碳。二氧化碳用处很多,如何吸收?我采取了物理吸收方法:利用丙酮做载体,低温吸收。把这个原理运用到工艺中,降低了成本,降低了投资。郭慕孙的影响力已经不胫而走。
 
   新中国的成立,吸引着这位海外学者。回归祖国发展祖国的科技事业,一直是郭慕孙的愿望。回想当时回国的情景时,郭慕孙感触很深,他说:
 
   “那时决定回来是很难的,走一步要决定你后半生的全部:要么留在美国,要么回国。只能选择一条路,不像现在为国服务多种多样,多条途径。”
 
   强烈的报国心日日夜夜在支配着他,他应了父亲的话:做有自主权的事。回国,做自己想做的事。于是,在1956年8月,偕妻子及子女回到了北京,投入到祖国的经济建设中去。
 
   郭慕孙说:
 
   “ 我回国的目的主要是为好多专利而工作,这些专利要继续做下去。这些工作要由我本人做,不能中断,而且要产生经济效益。这好比一粒种子,不但要开花,而且要结果。”
 
   回国后,他参加了中国科学院化工冶金研究所的筹建工作,创建了中国第一个流态化研究室,任室主任。他把全部心血倾注在开拓和发展流态化这一新领域,亲自讲授流态化,培养骨干,指导刚刚毕业的大学生开展工作。针对当时中国的冶金选矿中存在的一些问题,如物理选矿加工不精,吃了大量废渣土,非常不经济,提出要用化学的方法加工冶炼。这个方法在国际上刚刚兴起,在中国也属首次。在以后的两年时间里,郭慕孙建成了流态化研究体系,包括液固和气固实验手段。开展以应用理论为基础的、结合国民经济发展的多项课题研究。为了使中国更多的科研、设计和操作人员了解和掌握流态化技术,郭慕孙在1958年发表了《流态化技术在冶金中的运用》,1963年《流态化垂直系统中均匀球体的运动》,并发表了“广义流态化”、“流态化冶金中的衡相传递过程”等论文,带动了一系列的工业研究。,例如,流态化硫酸化焙烧含铜铁矿和流态化磁化焙烧贫铁矿,流态化气体炼铁,流态化干燥矿浆,流态化床分布板设计等等。
 
      郭慕孙在美国获得了三项专利及发展了许多关于化工领域的论文,提出了关于“散式”和“聚式”的理论。回国后,创建中国的化工流态化实验室,带动了一系列工业研究,从此,流态化技术日渐被中国工业界重视。从1962年由他组织第一届全国流态化学术会议起,到1993年由他组织或参与组织的全国性流态化学术会议就有六次,在国民经济中日益发挥着专业作用。
 
   郭慕孙先生长期从事化学工程――流态化技术方面的研究,理论上有独创见解并自成体系:通过延伸“散式流态化”的特征,设想了一种完全均匀的“理想流态化”与“无气泡气固接触”的概念体系,用较简单的数学模型描述这种理想体系中各种参数之间的关系,并进行了统一关联,从而分析了许多工程技术问题,已经在生产实践和科研中得到了应用。他的论文:《化工冶金中的散式流态化》在1982年获国家自然科学二等奖。为改善聚式流态化中的气固接触,研究开拓“稀相流态化”、“快速流态化”、“浅床流态化”,并建立了三者之间相互贯穿理论体系和实施方案――无气泡气固接触。这个理论也获得了1990年国家自然科学二等奖。
 
   郭慕孙先生说:“我是学化工的,在许多工程教育中必须着重于基础教育、基础研究,我们在中国科学院工作,就是以科学研究为主。”郭慕孙先生在担任化工冶金研究所所长期间,他的指导思想明确:一要面向国民经济,为生产服务;二要发挥中国科学院的长处,突出基础、提高开拓性的工作;三要自力更生,独立自主,创作出适合中国资源、社会、经济特点的工艺技术。他说:“化学工程师在国民经济中应该从实际出发,怎么经济合理地做好规划,每个人必须具备这方面的知识。”他强调指出,搞科研,一定要避免没有价值的冶金成果,因为国内的人才积累、思维方法很难与工业化已久的发达国家相比,要切合国情和实际。他提倡科学上要造成不断创新的局面,因此要求管理部门一要抓智力开发,二要抓新思想的产生,三要抓课题更新。他对化工前沿提出了自己的建议:一交叉边缘技术,如化学反应/反应系统的耦合和解耦、催化材料与催化反应器和催化工业相结合等;二接受新产业的推动,如超细颗粒、等离子法制取超细粉末、发展中的光电化工材料等;三要建立中国的学科优势,如溶解萃取、萃取的前沿研究、颗粒流体系统的非线性行为、分子工程和化学工程等。在这些思想的影响下,中国化工冶金领域出现了前所未有的发展态势。
 
   由于中国经济建设发展迅速,急需各方面的建设人才,对此郭慕孙先生说:“我们这么大一个国家,既需要培养通才,又需要培养专门人才。不能全部是搞应用的,没有通才;也不能通才太多,结果需要去做的人没有。”他结合自己的体会说,工程教育是有层次的,它是一个较高的层次,比如英国牛津大学,牛津大学没有工程学院,只有一个学院叫EN+PS即数学+物质科学,它有八个专业数学、计算机、统计等_。到了物质科学中,才包括工程,叫工程科学。目前,在我国存在一种情况,把一般人才弄到科研所去,因此他不具备这个层次的素质,结果是什么也不会。这对中国的经济建设是不利的。
 
   为了在化工冶金研究所开展基础研究,郭慕孙先生在1981年争取到联合国对“冶金提取过程中化学反应工程”研究的赞助,在高温、湿法冶金、流态化和计算机应用方面完成了60多篇论文,不断派人员出国外学习,为化工冶金研究所进行应用基础研究培训了骨干。1986年10月,在郭慕孙先生亲自领导下,多相化学反应开放实验室成立。这个研究室以气固、液固和气液固等两个以上相间的非催化反应和固相加工为主要对象,在3年中根据中国科学院开放、流动、联合、高水平的要求,取得了科研成果10多项,发表了论文185篇,出版专著5部,批准专利1项,培养博士生、硕士生38人,成为中国化工应用工程研究方面一个有利于新思想萌芽和青年人成长的研究所。
 
   为了适应国家发展的需要,中国科学院化工冶金研究所于1958年10月1日改名为中国科学院工程过程研究所,所谓工程过程是为了过程工业服务的共性学科,它研究物质的物理、化学和生物转化过程中物质的运动、传递、反应及其相互关系。其任务是创建高效清洁的物质转化工艺、流程和设备,解决实验成果产业化过程中的关键问题。该所的目标是:面对生化、资源和环境、能源和材料等领域,加强工艺创新、过程设计和工程应用能力,重视学科交叉和从分子工程到产品和过程工程中不同尺度的复杂体系的研究,致力于从个别现象归纳共性规律,创建普适方法,开发高新技术,以建设世界一流的过程与产品工程的现代化研究基地。几十年来,经过不断努力,走出了一条发挥化工学科优势、关注学科交叉、加强应用基础、开拓应用领域和发展产业化的道路,为中国经济建设作出了巨大贡献。
 
 

作者: 
佚名
来源: 
国际在线 http://gb.cri.cn
浏览次数: 
54