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回忆验收ER-420顺磁共振谱仪的日子
刘春万

电子顺磁共振是一种检测样品中不成对电子特性相关研究的波谱学方法。它在化学、物理、材料、环境、生命科学和医学等领域的应用十分广阔,如自由基检测、辐射计量、电子转移反应、过渡金属离子及其络合物、氧自由基、抗氧化和自由基清除剂等研究。具有高的灵敏度、信噪比和抗干扰性能和不破坏样品结构等特点。作为我国唯一的“物质结构研究所”,开展结构化学的谱学表征研究,电子顺磁共振和核磁共振研究都是不可或缺的波谱手段,十年浩劫过后,百废待兴,引进现代化的谱仪设备成了当务之急。

1975年卢嘉锡先生在北京的一次进口仪器展销会上,把一台当时最先进的德国布鲁克公司研制的ER-420顺磁共振谱仪从众多的竞争者手中争取到手,这是我国从该公司进口的首台谱仪,它不仅填补了我所能谱测试手段的空白,还为接待卢先生的挚友,著名化学家,加拿大不列颠哥伦比亚大学的林慰桢教授(厦门鼓浪屿菽庄花园主人林尔嘉的后人)来我所工作创造了必要的实验条件。这台仪器功能齐全,带有一台小型计算机,测试、处理数据、绘制模拟谱等都由计算机控制进行,测试完毕后能按输入的程序进行计算并自动打印出数据结果。1976年4月初我在福州大学结束了“结构化学”的教学任务之后,奉卢先生之命来到物构所着手准备组织验收事宜。参加这项工作的主要人员除我之外有赵琨,俞琳华,江逢英,蔡钦荣,张添发,宋建兴等同志。按照卢先生的计划,先验收仪器,然后举办全国顺磁共振学习讨论班。该仪器已经在年初运抵物构所,暂存放在二号楼西侧走廊内,西德厂方人员将于七月间来所安装调试,机房建设迫在眉睫,在这三个月的时间里,我们抓紧时间,边设计实验室、熟悉仪器资料,边分头准备学习班的讲稿。

对于建立顺磁实验室,所党委、所领导和各职能部门都十分重视。顺磁共振实验室被安置在二号楼原来准备安装静电加速器的地方,分内外三间,内间是实验室或机房,安放磁铁、谱仪和控制台;外面有大小两间,大间是会议室兼办公室,小间是样品准备室。当时的条件相当差,物资匮乏,编制也不齐全,困难的确不少,借用当时的话说:“有条件上,没条件创造条件也得上”。验收组的同志们热情很高,不论什么工作,只要需要,大家都抢着干,不分份内分外,在所里有关部门的大力支持下,很快克服了各项困难,完成了磁铁地基的挖掘、灌注水泥、安装地脚螺丝,实验室内地板、隔温墙壁装修,空调安装等工作,就连两台噪音较大、制冷量很低的的窗式空调,当时也是很稀罕的东西,而且必须安装很长的管道才能把冷风引入室内。最难办的是磁铁的搬运,存放磁铁的地点离顺磁实验室的后门的距离不过30多米远,如果有一台叉车,就能轻而易举地解决问题,但那时连起码的工具都没有,怎么才能把好几吨重的磁铁“毫发不损”地搬进机房,一时成了难题。曾在福州第二化工厂作过的蔡钦荣同志灵机一动,请来了那里的起重班,他们虽然也没有现代化的搬运机械,但经验十分丰富,搬运几吨重的磁铁,简直是小菜一碟,他们只带来一台“神仙葫芦”,一些撬棍和圆木等简单器具。几位师傅先用撬棍把垫在原木上面的装着磁铁的木箱一步一步地向前撬动,方法虽然原始,但很有效,到达地点后拆箱,再用神仙葫芦吊起磁铁,一步步移进实验室,慢慢就位,忙活了一个上午才把磁铁般进了机房,完成任务后几位师傅擦了擦汗就走了,分文不取,完全是“友情演出”,令我们十分感动,大家都说;还是工人老大哥风格高!

同时进行的还有外宾接待室(也是林慰桢先生的工作室)和卫生间的清扫工作,二号楼一楼东侧接待室的清扫很容易,难就难在与之毗邻的厕所,由于文革期间长期无人打扫,厕所里面到处都是污水,两个便池里积满厚厚的一层污垢,那时“威猛先生”(一种“洁厕液”)尚未“出生”,除了扫把、拖把和抹布这些简单工具外,只有掺了细沙的去污力很差的去污粉,为了完成外宾接待任务,早日开展顺磁研究工作,这点困难也没难倒大家,既然“化学方法”指望不上,就用 “物理方法”,大家挽起袖子,用木片等一点一点地刮掉便池里的陈年污垢……,终于把整个卫生间清洗得干干净净。所里为外宾接待室配备了一整套古香古色的中式家具,和一台旧的摇头式台扇。

不久,实验室和准备室按照要求相继完工,磁铁水冷系统、控制台、电源等都已安装到位,卢先生亲临检查后很满意。在组织方面,所里成立了“验收组”,安排方亿雄同志任专业英文翻译,还邀请了福州大学外语系的德语老师任生活翻译和计算机系的郑琴南老师指导我们学习使用计算机,验收组具体由科研处的钱学正处长(于1980年病逝)领导。至此,万事俱备只待验收。七月下旬,西德布鲁克公司的工程师Reimer先生按时来到,验收的第一天早晨我们全体人员在实验室门口列队迎接, Reimer先生一手捧着两个镀金的谐振腔(仪器的核心部分),另一手提着一个很大的工具箱进入实验室,寒暄过后验收工作马上开始。Reimer先生打开他的工具箱,只见里面的各种工具摆放得井井有条,小巧精致的数字万用表等各种现代化的电工工具一应俱全,令我们大开眼界。Reimer先生工作效率很高,每天都是一到实验室就立即开始工作,直到下班才离开实验室,中间从不休息。按照预定的计划,首先检测控制台各个单元的的线路和工作状态,随后调试计算机、联机运转、测试标准样品等工作一环扣一环紧张而有序地进行,一连忙了好几天。当时正值酷暑季节,机房的空间较大,两台窗式空调制冷量相对较小,而且只能轮番工作,开了很久,温度还是压不下来,为了使机房里的气温不至太高,只好让尽可能少的人进入机房协助工作,即使如此,Reimer先生仍然热得大汗淋漓;准备室里只有一台旧电扇,在里面工作的五六个人,也都热得汗流夹背,按照德国人的习惯,午饭后稍事休息立即开工,验收组全体同志放弃午休奉陪,有时科研处还要利用晚上召集验收组全体同志开会,及时总结经验,住在所外的同志特别辛苦,累了一整天,晚饭后还要赶回所里开会。

大约第三天早晨突然发现,实验室外间大门上方的气窗被撬,外宾接待室的窗纱被剪破,房门大开,两处的两台电扇同时不翼而飞,幸好头一天下班后Reimer先生的工具箱被我们锁进机房,幸免被盗,否则如果这个宝贝工具箱被小偷顺手牵羊,不仅危及我们所甚至我国的声誉,而且会使后续的验收工作难以顺利进行!当时市面上很难买到电扇,没了电扇,工作还要继续;有外宾在场,依旧得保持衣着整齐,后来的几天大家如何在酷暑中坚持下来可想而知,即使如此,大家的工作热情丝毫不减。几天来Reimer先生尤其辛苦,患感冒喉痛,人也瘦了,他不愿去医院看病,坚持工作,只好请医生前来诊治。为了保证他的健康,细心的俞琳华同志从家里端来煮好的花生仁等,为Reimer先生“加油”。

7月28日,验收工作接近尾声,突然发生了震惊世界的7.8级唐山大地震,二十四万多同胞遇难,本来少得可怜的民航飞机都被调集前往运送救灾物资,原订的Reimer先生从福州经上海回国的国内航班也被取消,为了保证他按时回国,只好采取应急措施,改乘火车去上海,于是提前一天结束验收,把计划中的最后一次咨询会议安排在旅途中进行。晚饭后几位同志陪同Reimer先生匆匆登上赴上海的火车。第二天一早,大家挤在Reimer先生的包厢里,向他提出今后可能出现的各种问题,他一一作答。抵达上海后我们把Reimer先生送上去德国的飞机,至此,我们的验收工作完满结束。按照Reimer先生的提议,为了使仪器能稳定工作,应配有高质量的专用地线。回所后,验收组的同志们马上一起动手,冒着炎炎的烈日,在1、2号楼中间靠近2号楼一侧按要求挖了一个近两米深的大坑,撒上几十公斤的工业用盐,埋好谱仪专用地线。

眼看就到了林慰桢先生来所工作的日子,那时“四人帮”尚未垮台,福州的治安情况较差,为了保证实验室的安全,所里加强了保卫工作,顺磁组的同志们也不敢掉以轻心,晚上轮流到实验室值班到天亮。

九月中旬,林慰桢教授应卢先生之邀来我所指导顺磁研究工作,林先生见到我们新到的谱仪惊叹不已,他说:完全没料到我们所为他准备了这台“超现代化的”ER-420谱仪。后来。在1978和1979年,林先生两次再来所指导顺磁研究工作,并讲授配位场理论和不可约张量法,全国各有关单位四五十人前来听课。不久前惊悉林慰桢先生于今年八月间不幸辞世,噩耗传来,不胜悲痛!林先生多次来所工作,同来的夫人刘树璋教授给所里同志们讲授英语口语,都谢绝任何报酬,他们的爱国热情可钦,可敬!

为了进一步提高我国顺磁共振波谱工作者的基础理论水平,总结交流经验,推动今后工作,物构所于1976年11月22日至12月27日举办了“全国顺磁共振波谱学习讨论班”,请来国内知名的专家前来讲课。来自全国有关高校和研究机构的代表近50人参加,这次讨论班分两个阶段进行,在第一阶段,就电子顺磁共振波谱原理、ER-420型电子顺磁共振波谱仪的结构特征和应用、溶液与多晶、单晶中自由基等顺磁研究进行专题讲座,卢先生,林慰桢先生,裘祖文教授(著有《电子自旋共振波谱》,1980,科学出版社,),汪汉卿研究员等都在学习班上讲了课,顺磁组的一些同志也介绍了学习心得;第二阶段安排各单位的与会者分组参观并操作ER-420谱仪。

三十多年来,ER-420谱仪,吸引了国内不少单位派员来我所工作、学习、或送样品测试,在科研和培养顺磁研究人才方面发挥了不小的作用,如兰州大学的黄文魁教授(1979年被选为全国劳动模范,著名有机化学家,1982年12月24日应邀飞赴广州参加中国科学院广州化学研究所的评议会议,并携带化学样品准备会后来福州与我所合作研究,在广州白云机场降落时,飞机起火,不幸遇难,当时手中仍紧握样品,终年仅54岁。),兰州化物所汪汉卿研究员,浙江大学徐元植教授(曾任物构所顺磁组组长,著有《实用电子磁共振波谱学》,2008,科学出版社)等都在我所进行过合作研究或工作过,出了不少科研成果,经过三十多年的运转,虽然这台仪器已经很老了,但仍可供使用。

验收一台仪器本来不值得一提,但在上世纪七十年代,和现在相比,情况就大不相同了。现在,实验室工作条件优越,各楼层卫生间有专职的保洁员负责清扫,搬运仪器设备可以请搬运工人,装修实验室有专业人员设计施工,夜里所内有保安人员执勤巡逻,……;而当年,类似的工作科研人员都得参与。在生活方面,现在下班回到家里,煤气炉的旋钮一开就可以点火做饭,而那时,打开蜂窝煤炉,要等上一阵子火才能上来,遇上火灭了还得重新升炉子,就连定量供应的蜂窝煤也要自己从煤店里拉回家,刚从美国回来不久的刘汉钦(曾任我所副所长)、康北笙(曾任福建省人大副主任)两位研究员也不例外,不少人都见过他们夫妇俩用板车拉煤,一个在前面拉,一个在后面推……,凭票供应的副食品的定量更是少得可怜。俱往矣!在建所五十周年之际,不免回想起以前的艰苦年代,缅怀卢嘉锡先生和曾经为我们所做出过重要贡献的先辈,怀念和同代人共同奋斗的历程。

改革开放以来,物构所已经发生了翻天覆地的变化,如今:高楼耸立,人才济济,事业蓬勃,硕果累累。衷心祝愿福建物构所兴旺发达,新一代科技工作者不断创造奇迹!

(前排右起:苏孝忠,钱学正,汪汉卿,裘祖文,卢嘉锡,林慰桢,李庆京,庄申远,刘杰,孙明伟,郑桂宝,张永茂)

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