1.2 中国高分子科学研究的概况
1.2.1一般情况
经过50年的发展,中国高分子科学现在的基本状况是:已形成了一支约1.5万人的高分子科研队伍,在这支队伍中有中国科学院院士12人、中国工程院院士4人,副研究员、副教授以上的高级研究人员约2000人.由所从事研究工作的性质看,大约30%的研究人员致力于高分子学科的基础性研究,7o%的人员从事为国民经济的发展而探索、创造各种新材料、新技术的应用研究工作。从研究队伍的学科构成来看,约有65%的人员从事高分子化学领域的研究,25%的人员从事高分子物理领域的研究,10%的人员从事高分子工程领域的研究。从研究课题情况来看,几乎涵盖了国际上高分子研究的所有主要领域,但是工作的深度及学术水平总体上与国际水平仍有相当差距,我国仅在个别工作点上,特别是和应用联系密切的新材料、新技术研究方面,做出了一些在国际上有影响的成果。
1.2.2学科概况
高分子科学的内涵虽然得到了学术界的共识,但学科名称却十分不一致,其中在国内外有影响的提法是“高分子科学与工程”学科。我国“高分子科学与工程”学科的内部构成,基本上跟上了国际高分子科学发展的现有格局。既形成了、“高分子化学”、“高分子物理”及“高分子工程”(含高分子成型和聚合反应工程)三个基础性分支学科,以及“功能高分子”和“高分子新材料”两个综合性研究领域。高分子化学、高分子物理、高分子工程三个分支学科各有其相对独立的基础性学科内涵,但在学科发展及具体学术研究中,又相互融合、相辅相成,彼此协调发展。三个分支学科都从不同角度面对高分子科学的共同研究目标——为人类提供新材料、新技术,因此三个分支学科从不同角度、不同学术领域,分别涉人了新材料研究的两个综合性研究领域—功能高分子(材料)和(通用)高分子材料。
我国的"高分子化学”研究,学科基本成熟,研究领域很宽,但多数课题是从事功能高分子的合成及用作各种新材料聚合物的合成研究。高分子化学的学科基础研究是高分子合成、高分子改性,这方面的工作约占高分子化学研究的1/3。在高分子化学领域,我国做出的在国际上有影响的工作是:三元镍系顺丁橡胶合成和稀土催化合成顺丁橡胶、异戊橡胶及稀土催化剂研究、自由基聚合的氧化还原引发体系、甲壳型液晶高分子的设计和合成、杂环高分子的研究、全程自由基聚合反应动力学研究、配位聚合新催化剂研究等。
我国的“高分子物理”研究,学科也基本成熟,研究队伍精干,课题相对比较集中。在高分子物理领域,我国做出的国际上有影响的工作是:降温母粒法生产衣用聚丙烯纤维技术、高分子聚合反应统计理论、顺丁橡胶的结构和性能研究、单链高分子研究、高分子链结构和凝聚态结构的研究、橡胶的有序交联弹性网络模型、切变流动下高分子体系相分离研究等。
我国的“高分子工程”分支学科内涵正在形成之中。目前这个领域主要包括两个方面的工作,即聚合物成型和聚合反应工程研究,其中聚合物成型研究占了绝大部分。在聚合物成型研究中,目前多数工作是聚合物新产品的制造和工艺条件研究,而学科的主体——聚合物成型原理、方法及理论方面的工作仅占40%左右。本分支学科虽然形成较晚、相对研究队伍人数较少,但我国在本领域已做出几项在国际上有影响的工作,如电磁动态聚合物成型设备及成型原理、聚合物加工辐照增容及改性技术、聚合物加工过程中力化学研究、聚合物塑化过程可视技术等。
“功能高分子”不是基础学科,是高分子各个基础学科与其他学科领域、应用领域相互交叉而发展形成的研究领域。我国的功能高分子研究主要是高分子化学家在介入,也有少部分高分子物理学家及少部分物理学家、电子学家、生命领域的学者等参与。在功能高分子领域,我国做出的有国际影响的工作是:吸附与分离树脂研究,有机金属导体研究,导电聚苯胺的结构与导电性能研究,高分子药物研究,电化学法合成高强度导电聚噻盼,结构型合成磁性高分子及材料,用于羰基合成法制醋酸、醋酐的高分子催化剂等。
“高分子新材料”同样不是一个基础学科,也是一个综合研究领域。该领域的研究思路是,结合国民经济对各种新材料的需求,运用高分子学科知识,融合其他相关学科的知识,对各种新材料开展分子设计、化合物合成以及聚合物结构和成型研究。因此本领域的工作面颇宽,研究内容颇广。“高分子材料”和“功能高分子”的区别在于,前者着重研究通用型材料,使用量大、应用面广,后者着重研究功能材料,即性能特殊、使用量小、附加价值高的一类材料。目前我国在高分子新材料方面的主要研究领域有高分子工程材料(含高性能树脂材料和高性能聚烯烃材料)、高分子复合材料、可环境降解塑料、高分子纳米材料、天然高分子改性材料等塑料领域的工作,另有橡胶、纤维、涂料、黏合剂、建材等方面的高分子材料研究。“高分子材料”领域的研究人员同样主要是高分子化学家,也有一些高分子工程、高分子物理及其他学科领域的学者。在高分子新材料领域,我国做出的有国际影响的工作有:杜仲橡胶(反式聚异戊二烯)研究、天然漆漆酚钛耐腐蚀涂料研究等。
国家自然科学基金(化学部)在过去的资助项目中,对高分子学科的以上三个分支学科和两个综合研究领域项目的立项比例大致为:高分子合成(含改性)25%,高分子物理25%,高分子工程6%,功能高分子25%,高分子新材料19%。关于三个分支学科及功能高分子领域的研究状况,本丛书将在不同分册中详细述及。
1.2.3学科特点
回顾高分子科学的形成、发展过程可以看到,学科基础研究和应用研究相结合,学科理论研究和工程研究相结合,学术研究和工业发展相结合,化学研究和其他学科相互交叉、融合,是高分子科学的学科特点。正是由于上述学科特点,以及高分子科学明确地为人类社会探索、创造高分子新材料的学科目标,才促进了高分子科学的产生、深入及迅猛发展。我们相信,今后高分子科学的发展,仍会充分发挥上述特点并主动利用这些特点来发展自己。我国高分子科学研究中,某种程度上存在着“工科高分子"和"理科高分子”互相脱离、“高分子材料”和“高分子学科的基础研究”互相脱离的情况,这种情况是不利于高分子科学的整体发展的。“高分子科学”和“高分子材料”应是学科基础和上层建筑的关系。只有“学科基础”水平的提高和不断创新,才能为创造更好的五花八门的高分子材料提供不竭的源泉。若宏观上仅仅局限于“学科基础”的学术研究,不注意新材料研究的总体学科目标,学科研究最终将失去发展的推动力和新学术思想的源泉;若仅仅强调为社会提供高分子材料,不注意高分子科学的学科基础的发展,将导致学术上迷失方向和失去学科积累,最终也将影响高分子新材料的研制水平。在高分子研究的具体实践中,往往面临着“搞开发”还是“搞基础”的矛盾,面对这个矛盾,我们可以从高分子学科的发展历史中得到启迪。回顾高分子科学的发展过程,可以看出,一个时期工作有时有所侧重,而总体上学科基础研究的发展应是贯穿始终的学术界的工作内容。成功的做法是,既要及时抓住工作中潜在的新技术、新材料的苗头,并尽可能将其开发成对人类社会有用的新技术、新材料——从而获得学科发展所需的各种必要的支持和动力,又要不迷失学术方向,瞄准学科前沿并注意从应用开发工作中提炼归纳学术问题,从而不断提高高分子科学的发展水平及提高新材料的开发能力。
1.2.4目前存在的问题
中国高分子科学是在我国社会对高分子材料需求的背景下,向国外学习、追踪国外学科前沿而产生和发展起来的。在这个长期的发展过程中,“追踪”、“学习”是学科发展的主线,而工作“创新”则显得很不够。处理好“追踪”和“创新”的关系,是今后我国高分子科学发展所面临的问题。今后我国高分子科学的发展,仍需向国外“学习”和“追踪”,因为我们的科学水平和国外先进水平还有明显的差距,但是我们更需要“创新”,这是使我国高分子科学产生质的飞跃、迎头赶上国际水平所必须采取的发展方式。我国的高分子科学家应思考如何走创新之路,比如从生产实践中提炼现实存在的新的学术问题,从而使自己的科研工作起点高;从近缘或远缘学科交叉中酝酿新思路、新学术问题、新研究领域;在追踪国外工作的同时不单纯模仿,注意用国外工作启发自己的新思路,甚至借鉴国外工作的同时用“逆向思维”而产生自己的创新思路。
高分子学科发展中存在的另一个问题,是学术界和企业界的联系问题。在高分子科学发展的50年中,学术界采取了“学习”、“追踪”的道路,高分子工业实质上也是采取了“学习”、“追踪”之路(如“引进”、“消化”)。学术界如何和企业界结合起来,彼此相辅相成、优势互补共走创新之路,这方面还需要进一步思考和实践。在今后高分子科学的发展中,学术界一方面应注意了解企业界的工艺过程、生产情况,更应注意从中提炼、归纳新的学术问题,争取在解决工业实践中关键技术问题的研究中,开拓自己的有创新意义的研究新领域,同时也为高分子工业技术水平的提高做出贡献。当然,在面对实践中关键技术问题的研究中,要注意走学术创新、技术创新之路,避免采取工业技术方面仿制国外、单纯追踪国外的习惯做法;另一方面,我们也建议学术界更应注意自己现有研究工作中潜在的新技术、新材料苗头,一旦发现,应重视起来,努力开发或协作开发成实用的高新技术,争取从知识的源头来为创造我国自己的高新技术产业做出贡献。
处理好"基础研究"与"应用研究”的关系,也是我国高分子科学研究中面临的问题。对高分子科学而言,“基础研究”和“应用研究”之间是密切相关的,而且工作中时常是可以转换的。我们推荐的工作模式是,一段时间内研究方向可以有所侧重,但学科基础研究应贯穿研究工作的始终;从事“基础研究”时应注意工作中潜在的应用研究的苗头,从事“应用研究”时,应注意从中提炼、归纳学术问题。这样,才能既提高学术水平、增加学术积累,同时又促进高水平应用性成果的产出,这是我们遵循高分子科学的学科特点、加速发展高分子科学的捷径。
