一位科学计划的伟大倡导者 ——纳米研究之父斯莫利的科学人生

发布时间：06年09月23日

编译昭亮

在与癌症抗争了7年后，理查德 · E · 斯莫利(Richard E. Smalley)，一位全身心推动全球纳米技术革命的杰出科学家，与2005年10月28日去世。他对科技突破的贡献，他不知疲倦地激励年轻人投身科学的努力，他对纳米技术有可能为解决人类面临的能源危机的预测，以及对全世界发出的要求加强对纳米技术研究的呼吁，如今都已成为他留给我们的不朽遗产。在近40年的科研生涯中，斯莫利用自己非凡的智慧完全改变了材料科学和相关科学实验装置的面貌，也使得人们能在纳米和分子水平上对材料有了更本质的了解。因对碳60富勒烯分子结构的揭示，他分享了1996年的诺贝尔化学奖。

斯莫利1943年6日6日出生于美国俄亥俄州的阿克伦城。他对科学的兴趣早在孩提时代就反映出来：她在母亲陪同下到当地池塘里捕捞单细胞生物，然后用显微镜观察这些小生物。他从父亲那里学到如何制作和安装机器和电器设备，从母亲那里学习机械制图，这些学习对他日后系统地掌握机械设计很有助益。多年后，斯莫利对创造性设计的兴趣有增无减，在他办公室的墙壁上张贴着反映当前在碳纳米管研制工作进度的图标。尽管斯莫利对物理学和工程也有不少堪称里程碑意义的工作，但化学仍是他的最爱。一张详尽的化学元素周期表一直贴在他住所的墙上，那还是在他年少时因对化学产生着魔般兴趣时贴的。

他一直没有放弃自己对化学的钟爱，当他从密西根大学毕业后即就职于壳牌化学公司，在聚丙烯工厂开始自己质量控制化学工程师的工作。他后来回忆说：“那是一段非常诱人的日子，能和这么多的材料打交道，可以真刀真枪地解决问题”。在那里他学到了工业规模的生产过程，了解到有效催化剂的重要性。在壳牌化学公司工作4年后，他继续到学校深造，于1973年获得了普林斯顿大学的博士学位，专业方向是凝固相和分子系统化学物理学，论文导师为艾略特 · 伯恩斯坦。

博士后期间，斯莫利帮助开发了一种很有用的技术：超声波束激光光谱仪。借助这一装置，化学物理学家能非常便捷地了解复杂分子的光谱结构。利用膨胀气体的最冷端，研究者能获得1K以下的低温，以此冻结中等分子和化合物的旋转。1976年，斯莫利受聘莱斯大学，在那里他和罗伯特 · 柯尔一起完成了一系列前沿性工作：创制并阐明原子数已知的大分子、基团和原子簇的低温超声波束的特性。1985年8月，斯莫利、柯尔和来自英国苏塞克斯大学的哈罗德 · 克罗托一起在短暂的暑假计划里研究有意思的碳簇分布现象。在那个(被后人多少赋予了一点传奇色彩)夜晚，他们仨在斯莫利的厨房餐桌上用胶带连接剪成六边形、五边形的纸板，利用了克罗托对五碳环重要性的深刻认识，斯莫利提出碳的“英式足球”概念，作为唯一可感知的方式描述具有60个碳原子的碳60的结构。一个全新的科学研究领域由此形成，包括斯莫利实验室在内的世界许多实验室掀起了碳60的研究热潮，研究者们提出了各种各样的有关碳的笼型结构。

1993年起，斯莫利和他的研究组将他们的研究重点转向碳纳米管，一种被认为是碳笼分子的圆柱体形状，斯莫利和他的合作者被公认为是碳纳米管研究的领军者。在他的研究组开发一种用于制备单壁碳纳米管的激光消融器和高压下的碳一氧化碳处理装置时，斯莫利的实验技能再次发挥作用。在斯莫利实验室的大力推动下，全球碳纳米管的研究进展很快，一开始莱斯大学以非盈利方式给各地研究者提供优质的碳纳米管，1999年开始，他们成立了一家名为碳纳米科技的公司，该公司运作得很成功。

很多人都尊斯莫利为纳米技术之父。在最近10年里，他写的关于纳米技术的文章被引用量是最高的。他在这方面的突破带动了全球的商业化努力。鉴于斯莫利在推动“国家纳米启动计划”中所起的不可替代的作用，他成为2003年11月唯一受邀访问美国总统办公室的科学家。他有关借助纳米技术帮助解决能源危机和通过建立纳米医学促进公众健康的呼吁，令政府增加了这方面的投入。越来越多的人正投身于斯莫利在他生命的最后4年里为之奋斗的事业：开发出一种远比钢还硬、比铜芯电缆的传输能力高10倍，而重量只有铜的六分之一不到的碳纳米管量子线缆。

斯莫利的离去，使世界失去了一位伟大的化学家、物理学家和工程师，而与此相比，更大的损失是，我们这个世界失去了一位科学计划的伟大倡导者，一位伟大的教育家和科学导师。罗伯特 · 柯尔这样评价他的这位合作者：“斯莫利是一位幻想家，他的超凡魅力和逻辑思维能力使得和他一起的共事者都赞同他的幻想。斯莫利使我们深信，如果我们去尝试了，那我们的世界将变得更好、更强大。”让我们记住利克的话：科学和生活将继续下去。