美國麻省大學(xué)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(xué)基金委化學(xué)部，北京100083
何天白 中國科學(xué)院高分子物理聯(lián)合開放實驗室，長春130022
楊小震 中國科學(xué)院高分子物理聯(lián)合開放實驗室，北京100080
麻省大學(xué)(University 0f Massachusetts簡稱UMASS)建校于1863年，是個州立大學(xué)。位于麻省中部的艾莫斯特(Amherst)大學(xué)城。該校的高分子系是美國高分子科學(xué)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(xué)家，從它的高分子研究我們可以窺視當今世界高分子科學(xué)研究的前沿及發(fā)展趨勢。我們有幸訪問了麻省大學(xué)高分子系，了解到一些有關(guān)麻省大學(xué)高分子系在科研選題、學(xué)科建設(shè)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(xué)、科研單位在高分子學(xué)科乃至其它學(xué)科在學(xué)科發(fā)展及學(xué)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(xué)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(xué)科名稱名為“高分子科學(xué)與工程系”，劃分四個分支學(xué)科： 高分子化學(xué)、高分子物理、高分子工程及高分子生物學(xué)(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(xué)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(xué)的高分子科學(xué)研究具有兩個突出的特點：一是基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)研究的合理配置、合理結(jié)合；二是高分子學(xué)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(xué)高分子系近些年來為適應(yīng)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(xué)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(yīng)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(xué)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(xué)研究中心)或國家航空領(lǐng)導(dǎo)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(yù)研。其中，第一支隊伍，“新技術(shù)開發(fā)隊伍”，分設(shè)了七個專題組進行重點研究(類似我國的攻關(guān)任務(wù))，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(dān)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(wù)”)。第三支隊伍，“自主預(yù)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(yīng)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(xué)高分子系在科研方面的有效組織能力及學(xué)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(xué)高分子系的科研組織和課題情況。
麻省大學(xué)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(xué)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(xué)校與工業(yè)界的合作渠道，使麻省大學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)，聆聽該研究中心的教授、學(xué)者與學(xué)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(xué)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(shè)備在美國也是一流的。電鏡、x光衍射、NMR、界面分析儀、力學(xué)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(wù)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(yīng)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(xué)與流變學(xué)測試實驗室，配有測試流體、熔體及恒定應(yīng)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(shè)備保證了研究人員能夠充分地開展研究工作。