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《新华每日电讯》:半辈子跟“危险”打交道,这位院士有点“疯”

  来源:《新华每日电讯》     发布时间:2021-12-09 15:03:00         

师大新闻网讯 12月9日,《新华每日电讯》在“成风化人”版,刊登了题为“半辈子跟‘危险’打交道,这位院士有点‘疯’”的人物通讯,报道了中国科学院院士、我校化学化工学院房喻教授的科研育人故事。

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报道链接:http://mrdx.cn/content/20211209/Page11DK.htm

全文如下:

半辈子跟“危险”打交道,这位院士有点“疯”

陕师大前校长房喻“顶天立地”做科研,带领团队屡屡打破国外技术垄断研发出国之利器

( 2021-12-09 ) 稿件来源:新华每日电讯

本报记者孙正好、蔡馨逸

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房喻(左二)在学术上对学生要求非常严格,但他同时又很尊重学生,常常强调师生在人格上是平等的。 图片由受访单位提供

痴迷科研的人,多少会有点“疯”。

为了研究爆炸物敏感材料,出差途中,一看到嗅爆犬,房喻就跟着跑,观察犬的行为。在实验室,他举着臭袜子,托着烂苹果,跟学生一起排除“异味”干扰。经过20余载持续攻关,房喻团队打破国外技术垄断,研制出具有国际竞争力的爆炸物探测装备。“只要接触过爆炸物,哪怕清洗两三天,也能瞬时测出。”

面对入选中科院院士的喜讯,采访开始前,房喻就建议我们不要过分强调院士头衔。“我更看重老师这个身份。”

身为老师,房喻愿意花更多的钱,让学生睡卧铺、坐动车去参加学术论坛,以示对科研的敬重;在他的鼓励、推荐下,从陕北沟峁间走出的农村学生贺美霞,如今“长”在了诺贝尔奖获得者实验室……

“我愿一辈子做老师。”这位陕西师范大学前校长说。

用技术感知“危险”

数秒内检出“装过爆炸物后,清洗40多次的容器”“接触过爆炸物,清洗2到3天的手”

扫雷、反恐、寻找爆炸物、监测危险化学品……过去20多年,房喻的研究一直和“危险”密切相关。他的“职业病”,是喜欢在科研上“冒险”一点。

比如2004年,他出差到澳大利亚,在墨尔本机场偶遇了七八只正在执行公务的嗅爆犬。与别人紧急避险、绕道而行不同,48岁的房喻习惯性地追了上去,跟着犬跑。

“我想得很简单,就是想看清楚嗅爆犬,到底会对哪些气味警觉。”房喻说,“我们的研究,离不开对危险‘气味’的探测,但我们很难接触到嗅爆犬。机会难得,就顾不了那么多。”

房喻的研究,实际上是研发替代“嗅爆犬”的“智能狗鼻”,即微痕量物质的气相探测技术,以实现对各类危险物质如爆炸物、毒品等的高灵敏度探测,其中核心技术是传感器。

“传感器是一个技术含量非常高的领域。我国民用传感器市场70%以上的份额,被国外产品占据。”房喻介绍,“早在上世纪90年代,美国在全球率先启动了‘电子狗鼻’计划,逐渐形成了技术垄断,并控制了相关产品的全球定价权。一台重量不足1公斤的设备进口到国内,售价达42万元,几乎不讲价,我们毫无话语权。”

与此同时,随着国家经济社会发展和持续扩大开放,地铁、机场、国际会议、重大赛事等安保要求也越来越高,国产技术却捉襟见肘。嗅爆犬作为传统探测方式,不仅成本大,且准确率不高,还面临“生老病死”的难题。“我们深感核心技术必须掌握在自己手里。”

周期太长、投入太多、风险太大……传感器研究,没有捷径可走,少则十几年,多则数十年。1998年回国就职于陕西师范大学后,在当时楼道里还经常“浓烟滚滚、气味扑鼻”的实验室条件下,房喻带着学生开始破解传感器“薄膜荧光探测”技术之谜。

在许多学生的回忆中,房老师实验室的灯光,常常亮至晚上10点。即便是除夕之夜,也要师母大驾光临,才能把他从实验室请回家过年。“房老师的春节,往往只过一天,大年初二就回实验室了。”学生丁立平说。这在房喻看来却很正常,因为“教授一定是走得最晚、来得最早的那个人。自然科学必须要踏踏实实,做好每个环节,玩不得虚的。”

与专业嗅爆犬“气味识别”的工作模式相似,荧光探测也是基于嗅觉,但需要在“敏感薄膜材料”上取得突破。为了排除“异味”干扰,房喻举着臭袜子,托着烂苹果,和学生一道做分析实验。

2010年,时任陕西师范大学校长的房喻,拒绝了前往知名985高校的“升职”机会,原因很简单,“我一旦走了,传感器的研究有可能全部荒废”;2014年,他又坚决“请辞”,从校长职务上退了下来。“说实话,这些对我的吸引力没那么大。我想把时间腾出来,赶紧将计划中的研究做好,这也是我回国的初心。”

“化学讲变化,重转化,如果思维僵化,可能一事无成。”正是在不断求变、反复试验的“化学”思维引领下,房喻带领团队,从领域几乎公认的共轭高分子路径毅然转向小分子,成功实现了对敏感材料技术的突破。在传感器硬件结构方面,首创了叠层式薄膜传感器结构,打破了波导管结构一统天下的局面,研制出真正属于中国人自主制造的隐藏爆炸物荧光气相探测技术和装备,实现了对30余种常见制式、非制式爆炸物的超灵敏、高选择和快速探测,探测范围之宽、灵敏度之高、速度之快,均达到世界先进水平。

2014年,房喻团队研发的“隐藏爆炸物超灵敏探测装备”正式问世,在爆炸物探测种类、敏感器件使用寿命等关键指标上,均对国外同类仪器实现了超越。“即便装过爆炸物的容器清洗40次以上,接触爆炸物的手清洗2到3天,我们的技术都可在数秒钟之内,将其检测出来。”房喻说。

G20峰会、博鳌论坛、上海进博会、港珠澳大桥通车典礼……当房喻团队研发的性能更好、价格更低的“中国智造”产品,陆续在一些重大场合发挥安保作用时,他们已开始新的求索之路。

“我们的研究理念是高技术应用牵引基础研究,基础研究支撑高技术应用。”房喻说。在前期研究的基础上,团队马不停蹄,又开创性地将多维信息用于毒品的区分探测,先后研制出一系列性能优异的毒品探测荧光敏感薄膜材料,在国际上率先实现了对冰毒、摇头丸、K粉、芬太尼等重要毒品蒸汽或颗粒物的灵敏、可逆和快速荧光探测。

如今,整机重量只有450克的手持式毒品薄膜荧光探测仪,已在我国禁毒一线投入使用。民警在不开包的情况下,利用这种“缉毒黑科技”就可知晓包裹内是否藏有毒品,响应时间不超过10秒钟。

“顶天立地”做科研

安保领域的技术也能用于肺癌诊断,让研究为国家、社会、百姓作出贡献

“虽然我难以想象我们一介儒生能影响多少国运……但我们如果在国外拖延,目的只在逃避,就似乎有违良心。我们衷心还是觉得,中国有我们和没我们,总会有些不同。”1947年,著名科学家黄昆在写给杨振宁的信中如此写道。黄昆回国后,成为中国半导体学科的一代宗师。

半个世纪后,在大洋彼岸的英国兰卡斯特大学,拿到博士学位的房喻,面对留英还是回国的两种选择时,脑海中不止一次回想起黄昆先生的这句话。

1978年,“科学的春天”来临,房喻作为恢复高考后的第一届大学生,考入陕西师范大学化学系学习,毕业后留校任教。1992年,36岁的房喻自费出国留学,读书深造。身处异乡6年,在学业上“只争朝夕”的房喻,深感国家在高科技领域与西方发达国家差距甚大。

“在英国时,我的房东是一位香港同胞,他曾给英国人做过海员,备尝受制于人的屈辱,所以他特别希望祖国能强大起来。”房喻回忆说,“当我决定回国时,很多人反对,觉得不可理解,但这位香港同胞,很坚定地支持我,希望我回去为国家做点事。”

深受触动的房喻,放弃了优厚待遇,在同胞的目送中,踏上了归国之路。

回到祖国,回到大西北,回到母校陕西师范大学。生活清贫、经费有限、人才稀缺……房喻和一群扎根西部的教育者共同“抱道不曲、拥书自雄”,开始了传感器事业的拓荒之路,“为子孙后代、国家繁荣进步做点事”。

经过二十余载的持续攻关,房喻团队目前研发出具有我国完全自主知识产权的薄膜荧光传感技术体系。除了在安保、缉毒等领域大显身手外,团队还在拓展薄膜荧光传感技术的应用场景,如环境质量、食品安全、油气勘探、疾病诊断等“硬核”领域。

以疾病诊断为例,饱和烷烃是一类重要的信号物质,在消化系统疾病特别是肺癌的早期诊断中具有重要意义,但饱和烷烃化学性质稳定,缺乏光电活性,导致高灵敏探测十分困难。

房喻团队通过传感物质创新、薄膜结构优化,最终实现了对饱和烷烃的气相高灵敏选择性快速识别和检测。

“科研要立足学科实际,面向国家建设需要,着眼国计民生,从源头上解决真问题,满足真需要。”房喻认为,“化学学科的特点决定了化学研究是能够顶天立地的,是可以对国家、社会、百姓作出贡献的。”

一次“失败”的实验经历,让学生彭军霞对房喻所说的“顶天立地的科研”有了更深切的理解。

2007年,房喻的博士生彭军霞在做选择性胶凝实验时,预想的油水分离结果并没有出现,“两种物质竟然神奇地融合了”。检查流程,推倒重来,反复试验,结果照旧。因为拿不到理想的实验数据,不明白“失误”在哪里的彭军霞焦头烂额。

房喻在确定彭军霞的实验流程、数据没有差错后,敏锐地意识到,这是个“新技术”,有可能解决国家正面临的材料领域的卡脖子难题!

沿着彭军霞的“失误”,团队顺藤摸瓜,在国际上首次研制出小分子胶凝剂稳定的凝胶乳液。

“利用我们的凝胶乳液模板法制备的高分子泡沫材料,兼具了轻质、高强两大优势,实现了品种和工艺的双重创新。”彭军霞说,“以前我们制作此类泡沫材料,必须依靠化学发泡、物理发泡或玻璃微珠填充等国外原创的技术。”

将分子凝胶引入推进剂的研制,解决航天界公认难题;建立公斤级多相云爆剂,破解我国高能材料制备技术困境……在房喻的启发、指导下,刘凯强、彭军霞和团队成员以一次“失败”的实验为起点,连续攻克多个研究瓶颈,正陆续破解我国在航天、航空、深海、汽车制造等领域面临的材料困境。

“如果不是房老师及时点拨,我可能就放弃了,不管了。我们天天泡在实验室,难免‘只拉车不看路’。”彭军霞说,“房老师说的‘顶天立地’,就是说科研工作者一定要有家国情怀,双脚踩在地上时,两眼还要盯着天上,只有明白国家和社会的需求在哪里,科研才有大格局。”

在房喻团队的实验室墙上,挂着一张《中国智造2025》全景图,从国家政策到战略任务再到重点发展领域,全都一目了然。每天,正是在这张全景图的“注视”下,已经满头白发的房喻,仍然“只争朝夕”,和学生一道忙碌在实验室中,从酸到碱,从烧杯到试管,从无机到有机,在略显“枯燥”“繁琐”的科研工作中,这张全景图,正是他们全力奔赴的“星辰大海”。

“勤于治学,更重育人”

邮件“轰炸”,推荐学生进入诺奖得主实验室,房老师最盼学生们能立大志、担大任

1956年,房喻出生在陕西临潼一个普通的农村之家。从农村娃到大学教授,房喻靠知识改变命运,因此深知教育之神圣,也更明白“教师”二字的分量。

房喻的教师经历始自1975年。1974年,成绩优异的房喻高中毕业;一年后,他到家乡一所小学初中一贯制学校做起了民办教师。1977年,高考制度恢复,房喻考入陕西师范大学,如愿以偿被第一志愿化学专业录取,本科毕业后,得以留校任教。

在许多学生眼中,房老师“勤于治学,更注重育人”。

直到今天,每日离校前,房喻的最后一项工作,依然是去实验室为学生们答疑解惑;每次开组会,他认真到连学生PPT中的格式、标点符号都要一一审阅、纠正;学生的每篇论文,房喻要亲自审三遍,才允许投稿。“前两遍检查实验和数据,最后一遍确保行文准确流畅。”

“房老师在学术上要求特别严格,很多时候都是亲自示范。他用‘铁人精神’和‘雷锋精神’要求我们在学术上多下功夫。”学生刘静说,“但他同时又很尊重学生,常常强调师生在人格上是平等的。”

课堂之外,房喻和他的学生是好朋友,是“君子之交”。

比如,房喻愿意花更多的钱,让学生睡卧铺、坐动车去参加学术论坛,以视对科研事业的尊重。彭军霞人生中第一次吃西餐,就是房喻请的客。“房老师想用那顿饭告诉我,长见识不光靠专业学习,更要努力去认识世界的广博。”

房喻的学生贺美霞,来自陕北农村,如今在法国诺贝尔奖得主的指导下获得了博士学位。对这位农村姑娘来说,能够师从诺贝尔奖得主,曾经“想都不敢想”。

为了把不可能变成可能,房喻亲手指导贺美霞写申请材料,给对方实验室的教授写了五六封电子邮件,推荐自己的学生。在房喻的鼓励、推荐下,不到一年时间,从陕北沟峁间走出的贺美霞,在诺贝尔奖得主的实验室站稳了脚跟。

“我跟学生说过,只要经过严格的学术规范训练,到世界上任何一个顶尖实验室都不会丢人。我如此支持贺美霞,就是为了给后面的学生树立一个榜样。”房喻说,“很多学生尤其是农村来的学生,往往缺乏自信,我作为老师,就是希望他们能敢想敢做,树立更高更远的人生目标,将来走向社会后能够为家庭、民族、国家,乃至人类承担起更大的责任。”

“抱道不曲、拥书自雄”,这是陕西师范大学的学风。建校70多年来,这所师范院校为我国西部地区培养了大量教育人才,谱写出“扎根西部、甘于奉献、追求卓越、教育报国”的西部红烛精神。

在房喻这束“烛光”的照耀下,丁立平、刘凯强、刘静、彭军霞等众多房喻的学生,已经走上了教师岗位,继续扎根西部,潜心育人,他们正在用自己的“烛光”,照亮更多学生的成才之路。

“十载风,十载雨,十年树木,十万栋梁。”2009年,身为校长的房喻,曾积极响应一线教师的建议,在学校新校区的空白地带,种下了一棵又一棵果树,以期让学生“多识于鸟兽草木之名”;如今,春来时,这里桃李争艳,入秋后,此处群英满园,就像房喻和他的学生,以及学生的学生,一代又一代……

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