图为房喻指导学生开展科研工作。 (陕师大供图)
作为物理化学家、荧光传感薄膜和软物质材料专家,陕西师范大学化学化工学院教授房喻被国际同行誉为“国际薄膜荧光传感领域的领军人物”。他在打破高端传感器结构技术垄断、以分子凝胶拓展绿色应用等领域取得多项独创成果,也于近日成功当选中国科学院院士。
心怀建设国家振兴民族情怀
1977年,我国恢复高考。当时身为民办教师的房喻,把“做一位受人敬重的优秀老师”当作自己的理想,3个高考志愿,他都填了“陕西师范大学”。为了兼顾高考、工作和生活,他为自己制定了近乎苛刻的备考计划,常常学习到深夜。经过数月努力,1978年,房喻进入陕西师范大学化学系学习,攻读化学教育专业。
1982年,房喻本科毕业后留校任教,但他一直没有停止求学的脚步。这与时任化学系主任的高鹏教授不无关系。“我上大学时,高先生已经是一位很有威望的老学者。一次偶然的机会,我与几位同学碰到了要步行回家的高先生,没想到他竟与我们同行,一路聊了起来,给我们讲了许多做人做事的道理。”房喻说。正是受这次谈话的启发,他在毕业留校后,毫不犹豫地去了物理系,和本科生一起学习物理专业的相关课程,并参加了考试。早期的这些努力,为他后来能开展跨学科研究工作打下了基础。
1998年获得英国兰卡斯特大学博士学位后,房喻回到母校工作。他笃信:“个人的命运不可能独立于国家的发展。改革开放让我们搭上了现代化列车,但是国家现代化的全面实现,还有很长的路要走。我们是民族的一分子,是时代的幸运儿,有责任为民族复兴、为国家的繁荣进步而努力工作。”
领军国际薄膜荧光传感领域
薄膜基荧光传感是公认的最具发展潜力的微痕量物质探测技术。房喻带领团队20余载倾注心血的,正是面向公共安全重大需求而展开的薄膜荧光传感器研究。他们基于薄膜荧光传感技术成功研制的隐藏爆炸物、毒品等有害物质探测设备,目前已成为安保工作必不可少的设备。
上世纪90年代中后期,美国国防部高级研究计划局(DARPA)启动了著名的“电子狗鼻”计划,斥巨资研制隐藏爆炸物气相探测仪。2013年,以FIDO-X3为品牌的便携式爆炸物探测仪以高价位进入中国市场。
房喻的心情更加迫切,全身心投入薄膜荧光传感研究攻关。他带领团队不懈努力,发展了单层化学、组合设计和界面限域动态聚合等敏感薄膜创制策略,提出将多环芳烃经由柔性连接臂化学结合于衬底表面,率先发展了化学组装小分子膜,首创了叠层式传感器结构,研制成功具有完全自主知识产权的迄今响应速度最快、灵敏度最高的隐藏爆炸物薄膜荧光探测传感器和设备,以及国际首创的毒品探测传感器,一举打破国外技术垄断。房喻也因此被国际同行誉为“国际薄膜荧光传感领域的领军人物”。
依托该技术孵化创建的深圳砺剑防卫技术有限公司,现已成为在业界具有重要影响的化学传感器研发、制造企业。2014年11月,隐藏爆炸物超灵敏探测装备问世,在爆炸物探测种类和器件使用寿命等关键指标方面,超越了代表当今最高水准的同类仪器,实现了关键产品的“中国制造”。
2015年,该设备经公安部检测正式销售,在国内外市场产生巨大反响;2016年,因其在保障人民生命财产和国家安全方面的贡献,荣获中国电子信息博览会创新产品与应用金奖。近年来,在G20峰会、上海进博会、港珠澳大桥通车仪式等重大活动中,这个神秘的装置均发挥了重要作用。
开创分子凝胶应用研究先河
凝胶化学研究领域的突破,也是房喻和团队不懈的追求。2007年,房喻的博士生彭军霞正在做选择性胶凝实验,预想的水油分离结果没有出现,两种物质竟然融合了。彭军霞不明白“失误”出在哪里,把结果告诉房喻后,房喻敏锐地察觉到:这个现象不容错过!
沿着这个思路和实验现象顺藤摸瓜,房喻团队不断探索,终于在国际上首创小分子凝胶剂乳液,突破了凝胶乳液分散相体积分数不能低于74%的限制,颠覆了以前制作泡沫材料往往要依靠化学发泡、物理发泡或玻璃微珠填充等国外技术的传统认知,拓展了凝胶乳液的应用空间。
2017年10月,陕西师范大学与企业开展合作,推动轻质高强高分子泡沫材料的凝胶乳液模板法工业放大制备研究。该类材料有望用于航天、航空、深海、汽车制造及气体净化等领域。
与此同时,房喻团队也进行着航天推进系统中凝胶推进剂和高能量密度材料研究。他前瞻性地提出了分子凝胶策略,发展了凝胶推进剂和高能量密度材料公斤级制备技术,逐步解决了凝胶推进剂雾化效率低、高能量固液悬浮体系长期稳定化难等“卡脖子”难题,开创了国内小分子凝胶推进剂的先河,为国防事业作出突出贡献。
“当选院士,是荣誉更是责任与使命,也是一个新的开端。要更加主动对接国家重大战略需求,争取在原始创新上多出科研成果。我将始终怀着一份教育情怀,努力为国家为社会多作贡献。”银发苍苍又精神矍铄的房喻坚定地说。
院士履历
房喻,男,1956年出生,陕西西安临潼人。曾任陕西师范大学校长,现任中国化学会常务理事、应用化学学科委员会副主任,兼任国家教材委员会委员、国家高中和义务教育化学课程标准修订组组长等。主要从事功能表界面与凝胶化学研究。面向公共安全重大需求,聚焦薄膜荧光传感研究,打破了国外垄断,研制了隐藏爆炸物探测仪,在国际上首创了毒品薄膜荧光传感器,被国际同行誉为“国际薄膜荧光传感领域的领军人物”。围绕先进基础材料创制,首创了小分子胶凝剂稳定的凝胶乳液,拓展了凝胶乳液模板应用,实现了轻质高强高分子泡沫材料品种和工艺的双重创新。在意义重大的凝胶推进剂和高能量密度材料研制中,融合分子凝胶理论,为国防建设作出了突出贡献。