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美國麻省大學的高分子研究
（1996年發(fā)表于高分子通報）
胡漢杰 國家自然科學基金委化學部，北京100083
何天白 中國科學院高分子物理聯(lián)合開放實驗室，長春130022
楊小震 中國科學院高分子物理聯(lián)合開放實驗室，北京100080
麻省大學(University 0f Massachusetts簡稱UMASS)建校于1863年，是個州立大學。位于麻省中部的艾莫斯特(Amherst)大學城。該校的高分子系是美國高分子科學研究最強的單位之一，具有像Stein和Lenz這樣世界著名的高分子科學家，從它的高分子研究我們可以窺視當今世界高分子科學研究的前沿及發(fā)展趨勢。我們有幸訪問了麻省大學高分子系，了解到一些有關(guān)麻省大學高分子系在科研選題、學科建設及科研隊伍組織方面的情況。我們覺得，這些情況對我國有關(guān)大學、科研單位在高分子學科乃至其它學科在學科發(fā)展及學科管理方面是很有參考價值的．為此我們將這些調(diào)研情況刊出，以與大家分享．
麻省大學的高分子研究始于1961年，當時建立了高分子研究所。1966年建立高分子系。該系定學科名稱名為“高分子科學與工程系”，劃分四個分支學科： 高分子化學、高分子物理、高分子工程及高分子生物學(polymer biology)。其研究隊伍是以十幾名優(yōu)秀的教授為骨干、六十余名訪問學者及博士后、一百余名博士生組成的精干科研隊伍。麻省大學的高分子科學研究具有兩個突出的特點：一是基礎(chǔ)研究和應用開發(fā)研究的合理配置、合理結(jié)合；二是高分子學術(shù)研究和高分子產(chǎn)業(yè)的密切聯(lián)系。
首先，在科研方面，麻省大學高分子系近些年來為適應國家和社會發(fā)展的需要，在研究方向上選擇了五個重大技術(shù)領(lǐng)域：(1)材料工程；(2)環(huán)境保護工程；(3)健康與保健技術(shù)；(4)信息及通訊工程；(5)能源及換能工程．找到了學科發(fā)展與這五個重大技術(shù)領(lǐng)域相通的渠道．
他們的科研按課題類型，分為基礎(chǔ)研究和新技術(shù)研究(應用基礎(chǔ)研究)兩大類。在基礎(chǔ)研究中，教授自主選題，參與NSF(美國國家自然科學基金會)基金申請競爭立項。在新技術(shù)研究中，他們分別在由NSF一企業(yè)共同資助(成立國一企一學研究中心)或國家航空領(lǐng)導小組資助下，組織了三支隊伍。這三支隊伍分別是：1．“新技術(shù)開發(fā)”、2．“委托開發(fā)”、3．自主預研。其中，第一支隊伍，“新技術(shù)開發(fā)隊伍”，分設了七個專題組進行重點研究(類似我國的攻關(guān)任務)，即：a．新聚烯烴及共混物研究，b．粘接及界面研究，c．聚合物體系的分子模型及鏈模型研究，d．環(huán)境友好材料及成型研究，e．新材料合成研究，f高性能耐燃材料(不含鹵素)研究，g．照像用明膠材料研究。第二支隊伍，“委托開發(fā)隊伍”，是組織精干隊伍以承擔不同公司委托的零星技術(shù)的開發(fā)研究(似乎類似我國的“橫向任務”)。第三支隊伍，“自主預研探索隊伍”，是根據(jù)基礎(chǔ)研究的成果，進一步花少量經(jīng)費進行“新技術(shù)研究試探”，一旦有較明顯的苗頭，即可進入“新技術(shù)開發(fā)”，正式做為開發(fā)項目進行研究(因此，第三支隊伍類似我國的“應用基礎(chǔ)研究”工作)。從每個研究課題來看，2至3個教授合作參與的不少：從每個教授來看，他們既參加基礎(chǔ)研究也參加新技術(shù)研究。對基礎(chǔ)研究中出現(xiàn)的“技術(shù)苗頭”，予以充分注意，及時開辟新技術(shù)研究課題。沒有一個教授僅從事一種研究的，只有這兩種研究所占比例不同而已。因而體現(xiàn)了麻省大學高分子系在科研方面的有效組織能力及學術(shù)活力。
他們的基礎(chǔ)研究除了教授自主選題外，還通過一個NSF建在該系的“材料研究實驗室”(Materials Research Laboratory，簡稱MRL)來開展。該MRL是美國唯一的由聯(lián)邦政府指定的作為高分子新材料的發(fā)展中心，它組建于1973年。科研工作在該MRL中分三個領(lǐng)域：．1)在特定幾何空間中的高分子。研究高分子鏈在界面上的運動行為；以分子尺寸為厚度的薄膜的結(jié)構(gòu)；聚合物與聚合物界面的結(jié)構(gòu)．2)生物分子材料。該領(lǐng)域是1991年通過“有序的高分子固體”這個題目展開的。 目前的題目更加醒目地反映了，巧妙地運用當代生物催化法合成高分子鏈的新技術(shù)。3)改良的聚烯烴及其共混物。該領(lǐng)域圍繞著兩個方面：通過催化劑精細地控制聚合物鏈的序列結(jié)構(gòu)，和研制避免環(huán)境污染的或資源再生性的材料。
我們可用下列圖示了解麻省大學高分子系的科研組織和課題情況。
麻省大學高分子系的另一個特點，是和高分子產(chǎn)業(yè)的密切聯(lián)系。他們在美國國家家科學基金會的支持下，于1980年成立了“麻大一工業(yè)界的高分子研究中心”(Center for UMASS-Industry Research 0n Polymers，簡稱CUMIRP)。其宗旨是通過提供一個學校與工業(yè)界的合作渠道，使麻省大學的實驗室與工業(yè)界以及政府研究機構(gòu)的經(jīng)營、管理人員建立有效的聯(lián)系，從而激勵在高分子科學與工程領(lǐng)域中的創(chuàng)新性研究工作向新技術(shù)的轉(zhuǎn)化，以及促使高分子學術(shù)界不斷從工業(yè)實踐中尋找、汲取新的研究課題。為此，CUMIRP要展開研究工作，以鑒定高分子科學中的新概念，發(fā)展新技術(shù)思想；要不斷發(fā)展與企業(yè)間的共識，不斷探討對于長遠期問題的共同興趣．
具體做法是，每年春秋有兩次例會。在大約三天到一周的時間，工業(yè)界的專家匯集到麻省大學，聆聽該研究中心的教授、學者與學生的匯報，并直接進行深入的討論。一般都是上午大會報告，下午墻報展講．賓主共進午餐與晚餐。學術(shù)討論也許會通宵達旦．這樣做的好處是，加速了基礎(chǔ)研究成果向技術(shù)開發(fā)的轉(zhuǎn)化，豐富了科研人員的科研選題素材，使高分子基礎(chǔ)研究獲得了工業(yè)資本的充實后盾。
該研究中心的科研設備在美國也是一流的。電鏡、x光衍射、NMR、界面分析儀、力學測試儀、熱分析儀、振動光譜儀、流變儀等均有配備。此外，最近幾年又裝備了下述儀器：
• Allian FX40／4小型并行超級計算機；DEC一a工作站；八個SGI工作站以及許多其他小型計算機。
• 八臺紫外光譜儀、螢光光譜儀、FT紅外光譜儀和FT喇曼光譜儀。
• 九臺用于固體與溶液的NMR波譜儀，包括一臺500兆和日常服務的200與 300兆的儀器。
• 表面分析儀包括兩臺Bruker的ESCAs，三臺橢率計，幾臺LB膜展開儀和一個x光折射儀。
• JEOL35CF掃描電鏡、JEOL100CX掃描透射電鏡和JEOL2000FX高分辨電鏡，以及相應的各種配套附件；還有原子力顯微鏡。
• 二十二臺熱分析儀、熱機分析儀、熱電分析儀，包括十臺DSC。
• 六臺小角和廣角x光衍射儀，八臺靜態(tài)與動態(tài)光散射儀。
• 一個裝備齊全的力學與流變學測試實驗室，配有測試流體、熔體及恒定應力的靜態(tài)與動態(tài)切變黏度計。
• 氣相色譜、液相色譜、色一質(zhì)連用與毛細管電泳儀共十二臺。
這些設備保證了研究人員能夠充分地開展研究工作。