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纪念黄维垣诞辰百年丨国家的需要就是我的课题
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黄维垣院士：国家的需要就是我的课题
原创 采集工程 中国科学家 2021-05-18 19:00
1964年，我国原子弹的爆炸成功。这背后离不开科学家们夜以继日的奋斗。其中，有一位科学家为了国家需求放弃了自己热爱并专注了近十年的甾体①化学及天然产物化学的研究，转向硼氢化学②、有机氟化学③和含氟材料领域研究，实现了我国氟化学研究的从无到有，为我国国防事业作出了巨大贡献。他就是中国科学院院士、有机化学家、中国有机氟化学的奠基人之一黄维垣。
黄维垣（来源：中国科学院官网）
1958年，“两弹一星”工程正式拉开序幕。制造原子弹的原料是铀-235，如何将其从矿石中提炼出来，成为工程面临的重大难题。提炼过程对润滑油要求极高，既需要它有润滑作用，又要防止它在高速摩擦中燃烧。
当时，我国完全不了解如何制备这种润滑油，甚至连它的成分都不清楚。传统的润滑油属于油脂类化合物，易燃且易分解，难以满足国防事业的条件。展开有机氟化学和含氟材料的研究刻不容缓。
润滑油的研发工作首先由石油部开展。由于国内氟化学的研究基础薄弱，经过一番努力，石油部仍没有研制出样品。
1959年，黄维垣在天安门观礼台留影
因中国科学院上海有机化学研究所在含氟材料方面有一定的研究基础，1960年，含氟润滑油的研制任务转移到上海有机所，命名为“111任务”——寓意这是第一位的、十万火急的任务。黄维垣被任命为“111任务”的负责人，并将研究方向从硼氢化学领域转向氟化学领域。
苏联从中国撤走专家、资料、设备后，为了获得润滑油的样本，中国科学家只能将黏附在原有机器里的润滑油一点点弄出来，作为珍贵的实验样品。拿到样本后，黄维垣利用研究所唯一的一台红外光谱测试仪解析它的结构。
项目成员不熟悉红外光谱的仪器操作以及谱图解析，黄维垣通过上课方式，为大家仔细讲解如何使用，充分发挥红外光谱在执行国防任务中的作用。
1962年，黄维垣与上海有机所的同事在研究所大门前合影（黄维垣为第二排右四）
为了节约时间，他一边上课，一边进行红外光谱分析。不到一个月时间，他有了一个重要发现：润滑油样品中没有碳键，从而推测这种油是全氟的含碳化合物，即全氟烃油。
解析出润滑油的结构后，黄维垣又夜以继日展开研究，试图合成这种润滑油。仅花了不到一年时间，他便和其他研究人员一起找到了合适的料油品种，探索出良好的氟化条件，最终经过调配，研制出符合样品油成分、性能等十几项技术指标的氟油。
1965年，“液相法制造全氟油”获国家创造发明奖的证书
1964年10月，中国第一颗原子弾爆炸成功。黄维垣带领研制的润滑油发挥了重要作用。从1960年接受任务开始，短短三年内，黄维垣团队就完成了氟油的研制、中试、扩大生产全过程，圆满实现国家任务。
1980年，黄维垣当选为中国科学院院士。在国家需求面前，他将国家的需要作为自己的课题，甘愿放弃已有的事业，献身氟化学事业，为我国的国防民生都作出了重要贡献。
注：
①甾体是广泛存在于自然界中的一类天然化学成分，包括植物甾醇、胆汁酸、C21甾类、昆虫变态激素、强心苷、甾体皂苷、甾体生物碱、蟾毒配基等。
②硼氢化反应，重要的有机合成反应之一。乙硼烷在醚类溶液中离解成的甲硼烷以B—H键与烯烃、炔烃的不饱和键加成，生成有机硼化合物的反应。
③有机氟化合物特别是全氟化合物具有一些不一般甚至是非常特殊的物理化学性质，它们被用于从药物化学到材料科学等多个科学领域中。氟是一种非金属化学元素，是特种塑料、橡胶和冷冻机（氟氯烷）中的关键元素。由于氟的特殊化学性质，氟化学在化学发展史上有重要的地位。
黄维垣
(1921.12-2015.11)
有机化学家
中国科学院院士
文：采集工程项目办公室/中国科协创新战略研究院
参考文献：
[1]朱晶、黄智静. 虚怀若谷：黄维垣传[M]，上海交通大学出版社.2015.
[2]图片来源老科学家学术成长资料采集工程、中国科学家博物馆（网络版）
来源：中国科学家
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