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顏德岳院士在圖書館

艱苦條件下，堅持高分子研究

    1961年，顏德岳從南開大學(xué)化學(xué)系畢業(yè)，同年考取吉林大學(xué)研究生，師從量子化學(xué)家唐敖慶教授。上世紀五十年代，高分子科學(xué)還屬于新興學(xué)科，國家有關(guān)部門請?zhí)葡壬鷰ь^轉(zhuǎn)向高分子理論研究。因此，在唐先生的帶領(lǐng)下，由當時留蘇回國副博士吳邦瑗老師指導(dǎo)，顏德岳開始陰離子聚合反應(yīng)相關(guān)研究（1956年Szwarc教授率先報道陰離子活性聚合），在上世紀60年代初這還是相當前沿的研究領(lǐng)域。

1996年仲夏與唐敖慶先生在一起

    1965年顏德岳研究生（四年制）畢業(yè)，被分配到華東化工學(xué)院工作。文革初期，他作為課題組長承擔軍工科研任務(wù)。1971年，他來到華東化工學(xué)院四川自貢黃坡嶺分校（后稱上?；W(xué)院四川分院）大三線支內(nèi)，當時那里沒有條件做研究工作，寫學(xué)術(shù)論文不僅被認為是“個人主義，名利思想”，而且還受批判，整整耽擱了八年。直到1978年十一屆三中全會之后，學(xué)校氛圍才開始寬松，可自選題目寫學(xué)術(shù)論文。盡管已經(jīng)研究生畢業(yè)十幾年，顏德岳做研究工作的熱情還是很高。當時當?shù)?，雖然沒有研究經(jīng)費和設(shè)備，但文獻資料還比較多，影印的國際期刊也比較全。這樣，他決定從做理論研究入手。由于多年沒有接觸研究工作，他不知道當時高分子學(xué)科的研究前沿和熱點，只好想當然地認為高分子作為材料，其結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系是永恒的主題。于是，他畫了一張高分子多層次結(jié)構(gòu)圖，決定從高分子的一級結(jié)構(gòu)開始研究工作。所謂一級結(jié)構(gòu)是指高分子鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)，取決于聚合反應(yīng)機理，而連接聚合反應(yīng)機理和高分子鏈結(jié)構(gòu)（包括多分散性和同分異構(gòu)）的橋梁就是聚合反應(yīng)動力學(xué)。因此，他的研究工作就從聚合反應(yīng)動力學(xué)開始。

    上世紀70年代末到80年代初，在前人工作的基礎(chǔ)上，顏德岳與合作者利用線性微分算子法和圖論方法(由江元生先生指導(dǎo))處理了比較復(fù)雜的活性聚合反應(yīng)。同時，他還用動力學(xué)方法處理了烯類高分子的序列結(jié)構(gòu)問題。這一時期的研究成果都發(fā)表在國內(nèi)學(xué)術(shù)刊物《高分子通訊》、《科學(xué)通報》、《中國科學(xué)》和《高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報》等上面。取得初步成功之后，他把下一步研究目標對準非活性聚合反應(yīng)動力學(xué)微分方程組的求解，這是一個長期懸而未決的難題。經(jīng)過仔細推敲，他提出了不同的變數(shù)代換方法，問題迎刃而解。隨后，顏德岳和他早期的學(xué)生一起比較系統(tǒng)的發(fā)展了聚合反應(yīng)動力學(xué)的非穩(wěn)態(tài)理論。

 扎根交大，堅持探索

    1980年初，顏德岳從四川自貢回到上海，先去了同濟大學(xué)工作，1984年調(diào)到交大工作。研究了聚合物一級結(jié)構(gòu)之后，他和周志平教授合作研究了高分子統(tǒng)計構(gòu)象。隨后，他打算開始高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)方面的研究，但缺乏相關(guān)實驗基礎(chǔ)知識。因此，他聯(lián)系到意大利Genova大學(xué)Alfonso教授（從事高分子結(jié)晶方面的研究）的實驗室做訪問教授，做了兩年高分子結(jié)晶實驗，接著又到德國Mainz大學(xué)做了半年客座教授。

    1993年回國后，他打算開展高分子結(jié)晶的相關(guān)研究。當時，朱新遠教授是他的在職博士生，博士論文的研究主題就選擇高分子結(jié)晶。恰巧交大分析測試中心購買了一臺變溫紅外光譜儀，那是交大當時唯一可用的高檔儀器。朱新遠就是利用這臺儀器，發(fā)現(xiàn)了聚丙烯融體降溫時發(fā)生相分離誘導(dǎo)結(jié)晶現(xiàn)象。因設(shè)備條件限制，顏德岳打算先做聚丙烯結(jié)晶的計算機模擬。他當時指導(dǎo)的碩士生姜紅是電腦編程專家，便安排她做聚丙烯充模后在硅油或水中冷卻結(jié)晶的計算機模擬。姜紅不僅出色地完成了研究任務(wù)，而且發(fā)表了相關(guān)研究論文。

顏德岳教授團隊發(fā)表上海交通大學(xué)第一篇《SCIENCE》論文

    1996年，顏德岳應(yīng)Müller教授邀請去德國Mainz大學(xué)進行短期工作。他到達Mainz大學(xué)第二天，Müller拿出上一年Frechet發(fā)表在《SCIENCE》上的論文，文中提出一種新型聚合反應(yīng)——自縮合乙烯基聚合，問他能不能建立這類聚合反應(yīng)的動力學(xué)理論。顏德岳當天就列出了這類聚合反應(yīng)的動力學(xué)微分方程組，一個星期把各種分子參數(shù)的解析表達式推導(dǎo)出來，一個月內(nèi)完成了相關(guān)研究論文的初稿。接下來的一個月，Müller外出講學(xué)。當時超支化聚合物問世沒有幾年，相關(guān)文獻僅幾十篇，顏德岳乘此機會把它們大體上瀏覽了一遍，并把重要的文獻都復(fù)印了，此刻的他心里已經(jīng)想好了回國后的研究方向。在Mainz工作兩個月后，他把論文初稿交給Müller就回國了。不久，Müller把論文初稿分成兩篇文章發(fā)表在高分子領(lǐng)域的權(quán)威刊物Macromolecules上。

    從德國回來后，顏德岳著手組建實驗室。那時應(yīng)用化學(xué)系剛從徐匯搬到閔行，在化學(xué)樓南樓分給他兩間實驗室。雖然空間有了，但建設(shè)實驗室的錢從哪里來呢？正好當時交大發(fā)放學(xué)術(shù)論文獎勵，他把其中的現(xiàn)金獎勵部分發(fā)給論文第一作者（學(xué)生），其余的經(jīng)費獎勵全部用于建設(shè)實驗室。當時他領(lǐng)導(dǎo)的課題組每年約能發(fā)表30篇學(xué)術(shù)論文，這樣有三十來萬經(jīng)費獎勵，可算是一大筆錢了。正是利用這些資金購買了真空烘箱、機械泵和玻璃儀器等必要的合成設(shè)備和耗材初步建起了高分子合成實驗室。

    他指導(dǎo)博士生侯健通過自縮合開環(huán)聚合制備了超支化聚3-甲基-3-羥甲基環(huán)氧丁烷，卻沒法表征其分子量，因為該聚合物僅溶于溶劑DMF和DMSO，而國內(nèi)當時還沒有這兩種溶劑的GPC。一年后，美國高爾公司上海分公司了解到這項工作，決定給顏德岳課題組提供研究經(jīng)費資助并把樣品拿到美國去表征，但約定課題組不能發(fā)表有關(guān)論文，先由公司申報發(fā)明專利。后因亞洲金融危機，高爾公司資金緊張，放棄相關(guān)發(fā)明專利申報，課題組才將論文投寄“Macromolecular Chemistry Rapid Communication”。當論文寄回修改時，作者發(fā)現(xiàn)該刊物剛發(fā)表了一篇類似的論文，但該刊物同時接受發(fā)表了侯健的論文。若當年的實驗條件好一點，侯健的論文就會領(lǐng)先別人好幾年。顏德岳和他的團隊就是這樣一步一步走過來，并進一步發(fā)展了多種可控合成超支化聚合物的途徑，制備了超支化聚磷酸酯等多種新型超支化聚合物。

2009，顏德岳院士榮獲國家自然科學(xué)二等獎

    超支化聚合物具有三種結(jié)構(gòu)單元，即線性單元、支化單元和末端單元，其中前兩種單元是隨機分布的，只有末端單元總是位于末端，因而其分子結(jié)構(gòu)是不規(guī)則的。一般而言，不規(guī)則的聚合物是不會發(fā)生超分子自組裝的。在顏德岳指導(dǎo)下，當時的博士生周永豐用自己合成的超支化聚合物實現(xiàn)了不規(guī)則聚合物的超分子自組裝，而且在實驗室首次觀察到宏觀尺度的組裝結(jié)構(gòu)，即肉眼可見的分子自組裝管子，直徑大概一個毫米左右或者大一點，長度平均1.8cm或者更長，這個工作發(fā)表在《SCIENCE》上。

    顏德岳教授不僅是一名科學(xué)家，更是一位優(yōu)秀的教育家。他生活樸素，為人謙虛誠懇，但他對科研工作的要求卻十分嚴格，常教導(dǎo)學(xué)生要有科學(xué)家的良心、原則和毅力，還要有理想，并對科研工作充滿激情。如今，顏德岳教授已年過八旬，但依然奮斗在科研第一線，真可謂“老驥伏櫪，志在千里”。 他對科研的堅定與執(zhí)著，激勵了一批又一批年輕學(xué)生。迄今他已經(jīng)培養(yǎng)了近80名研究生，其中有3名博士生獲得了全國百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文獎，3人獲國家杰出青年基金。2005年他還和印杰等人共同獲得國家級教學(xué)成果二等獎。

老驥伏櫪，展望生物材料發(fā)展

    近年，顏德岳又提出了“兩親性藥-藥綴合物”的新概念，將已經(jīng)用于臨床或即將用于臨床的水溶性小分子抗腫瘤藥物和疏水性小分子抗腫瘤藥物通過可生物降解的化學(xué)鍵或連接基團偶聯(lián)在一起制得藥-藥綴合物。因藥-藥綴合物具有兩親性，可在水介質(zhì)中自組裝形成納米顆粒。當該藥物納米顆粒進入腫瘤細胞后，會自發(fā)發(fā)生水解釋放原藥，達到協(xié)同殺滅腫瘤細胞的目的。該工作在JACS發(fā)表后，Nature網(wǎng)站給予高度評價，認為是非常重要的創(chuàng)新生物醫(yī)藥技術(shù)。目前，已有研究者跟進做藥-藥綴合物抗腫瘤納米藥的研究。顏德岳課題組也正與多位相關(guān)專家合作，在抗腫瘤藥物的靶向輸送和逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥性方面展開研究工作，力爭在今后的五到十年內(nèi)開發(fā)的抗腫瘤納米新藥推向臨床。

    隨著國家的發(fā)展，我們的科研條件迅速改善，科研隊伍不斷壯大，研究水平持續(xù)提升。真是今非昔比！顏德岳教授說，他親歷了這一巨大的變化，也衷心希望莘莘學(xué)子和年輕學(xué)者珍惜這來之不易的良好科研條件和環(huán)境，奮發(fā)努力，把我國的化學(xué)學(xué)科建設(shè)成國際一流學(xué)科。

顏德岳教授在給研究生上課

參考資料

【1】微信公眾號申小研（ID：shskxdd），院士訪談丨顏德岳：厚積薄發(fā)，探索不止