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【討論】[Nature] 的假設(shè)、[Science] 的玩笑、騙子的機(jī)會(huì)、科學(xué)的無(wú)奈 已有7人參與
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轉(zhuǎn)自科學(xué)網(wǎng)，李永丹的博客 http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=266893 [Nature] 的假設(shè)、[Science] 的玩笑、騙子的機(jī)會(huì)、科學(xué)的無(wú)奈 碳納米管儲(chǔ)氫 1997年3月，［Nature］magazine發(fā)表題為“單壁碳納米管中的儲(chǔ)氫 (Storage of hydrogen in single-walled carbon nanotubes)” 當(dāng)時(shí)正值克林頓總統(tǒng)啟動(dòng)美國(guó)氫能源計(jì)劃(1996年)不久，人們認(rèn)識(shí)到氫在汽車(chē)上的儲(chǔ)存攜帶是一個(gè)大難題，高效儲(chǔ)氫成為熱點(diǎn)，由于對(duì)儲(chǔ)氫的機(jī)理認(rèn)識(shí)尚不深入，人們對(duì)新材料寄予很大期望。此文根據(jù)前人關(guān)于毛細(xì)管凝聚的理論提出了一個(gè)假設(shè)，單壁碳納米管由于壁很薄，管很細(xì)，可能在管中凝聚氫，從而形成高效儲(chǔ)氫材料。為了吸引讀者，作者給出了氫的程序升溫脫附數(shù)據(jù)，但似乎有意混淆了物理吸附-毛細(xì)管凝聚與化學(xué)吸附的概念，給出的脫附曲線實(shí)際上是化學(xué)吸附部分，這當(dāng)然延伸到了常溫區(qū)，從曲線上也不能解讀出有很大吸附量。 兩年多以后的99年7月[Science] magazine 發(fā)表的一篇題目為“堿摻雜的碳納米管在常壓常溫下的高吸氫量”的文章則給出了引人注目的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這使人耳目一新，大吃一驚，碳納米管加上堿金屬氧化物可以使吸氫的量達(dá)到重量比百分之五到百分之二十，而且在接近常溫常壓下能夠完成吸附脫附循環(huán)。當(dāng)時(shí)美國(guó)能源部認(rèn)為儲(chǔ)氫材料若能夠儲(chǔ)存氫達(dá)到重量比百分之六，同時(shí)采用當(dāng)時(shí)的質(zhì)子交換膜燃料電池，則燃料電池汽車(chē)的能效和一次充氣的行車(chē)?yán)锍叹涂梢杂猩虡I(yè)價(jià)值，和汽油車(chē)競(jìng)爭(zhēng)。 作者煞有介事的給出了很多“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)”，看到這篇文章，感覺(jué)十分可疑，但滋事體大，還是認(rèn)真思考了幾天，甚至在推想各種可能性時(shí)，影響了幾夜睡眠。反復(fù)思考以后，確認(rèn)這是不可能的，看來(lái)又是 [Science] magazine 吸引讀者的 trick 而已。判定其不可行，實(shí)際上動(dòng)用了所有的涉及到化學(xué)鍵和吸附的化學(xué)和物理理論，沒(méi)有任何一個(gè)理論支持在碳的堿性表面上放上去這么多氫，常溫下遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于氫的臨界溫度，毛細(xì)管凝聚不可能發(fā)生，何況此文中用的還不是單壁管。按照現(xiàn)有的化學(xué)作用理論，在任何固體表面上都不可能放上這么多氫，這是不可能事件，那么關(guān)于凝聚是不是還會(huì)有新的人們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的規(guī)律？推想和驗(yàn)算表明，在凝聚態(tài)屬性的前提下，也是完全不可能的。 實(shí)際上在我們的實(shí)驗(yàn)室，自93年起即開(kāi)始認(rèn)真研究碳納米管的合成和性質(zhì)。在判定這是一個(gè)并非善意的玩笑以后，我們決定不參與這一研究。雖然后來(lái)有多次機(jī)會(huì)，若加盟就可能拿到大筆的錢(qián)。 同年11月，還是這個(gè)雜志，發(fā)表了另外一篇論文，題目是“室溫下在單壁碳納米管上的儲(chǔ)氫”，同樣給出了十分引人注目的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 這后兩篇工作的發(fā)表，又是在有名的 [Science] 雜志，似乎假設(shè)變成了現(xiàn)實(shí)，引導(dǎo)了大量有基礎(chǔ)的和感興趣的一擁而上，形成了碳納米管儲(chǔ)氫研究的熱潮。美國(guó)能源部、中國(guó)國(guó)家科技部、基金委等資助機(jī)構(gòu)一時(shí)間都把這一課題列入重點(diǎn)資助領(lǐng)域。隨后的幾年不僅有大量的論文發(fā)表，也耗用了大筆納稅人的金錢(qián)。 學(xué)術(shù)界行色眾生的生動(dòng)表現(xiàn)(演)十分值得回顧。 敏感而嚴(yán)肅的資深吸附現(xiàn)象研究者 Ralph T. Yang 教授在99年10月即投稿Carbon(2000年第四期發(fā)表)說(shuō)明[Science]發(fā)表的第一篇實(shí)驗(yàn)結(jié)果是基于錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)條件，指出在這一實(shí)驗(yàn)條件下氫氣中的水蒸氣會(huì)吸附和凝聚，所以觀察到的增重不是因?yàn)闅涞奈�。楊做了�?yán)謹(jǐn)?shù)膶?duì)比試驗(yàn)，當(dāng)用含有極微量水分的氫氣做原料時(shí)重復(fù)了Chen等在[Science]發(fā)表的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。2001年3月楊教授再次投稿Carbon(2002年第三期發(fā)表)，采用Ab initio molecular orbital方法，從理論上論證了碳上氫的化學(xué)吸附遵循化學(xué)吸附的一致原理，也解釋了單壁碳納米管不可能作為儲(chǔ)氫材料的目標(biāo)物質(zhì)。 天大資深吸附專(zhuān)家周理教授，自2003年開(kāi)始發(fā)表論文，澄清吸附的概念，并花時(shí)間系統(tǒng)演繹吸附的理論基礎(chǔ)，證明氫在碳納米管上的大量吸附只有在接近其臨界溫度時(shí)才是可能的。周教授在此之前的國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)會(huì)議和項(xiàng)目論證會(huì)議上，即多次論證，常溫下吸附儲(chǔ)氫，是良好的愿望，而大自然不作美支持。感覺(jué)辛酸的是，記得08年在瑞士Villars Sur Ollon組織能源科學(xué)討論會(huì)，周教授仍在花時(shí)間認(rèn)真論證氫的吸附原理。這一偽科學(xué)假說(shuō)耗費(fèi)了一個(gè)優(yōu)秀科學(xué)家的多年時(shí)光。 也是多年后，聽(tīng)一位在美國(guó)大公司研究中心任職的師弟講故事，99年看到[Science]的兩篇論文以后，公司高層對(duì)此十分重視，于是派他到沈陽(yáng)金屬所與當(dāng)事人以尋求合作的名義接觸，考察實(shí)驗(yàn)室。多年后師弟說(shuō)，看了沈陽(yáng)的裝置，聽(tīng)了當(dāng)事人的敘述，就反應(yīng)過(guò)來(lái)，原來(lái)實(shí)驗(yàn)錯(cuò)了。但不便直說(shuō)，于是回到美國(guó)公司，寫(xiě)了一個(gè)公司內(nèi)部報(bào)告，從此該公司再也不關(guān)心這一事件，亦未卷入后來(lái)的碳管儲(chǔ)氫熱。 沈陽(yáng)的當(dāng)事人(99年第二篇[Science]論文的作者)2000年11月投稿Carbon發(fā)表“碳納米管中的儲(chǔ)氫”短篇綜述論文，在結(jié)論和展望部分這樣寫(xiě)道 “More and more experimental and theoretical results continue to appear, and more and more reproducible evidence proves that carbon nanotubes are a potential hydrogen storage carrier, although there are a few negative results reported as well.從論文的標(biāo)注注意到，這已經(jīng)是973計(jì)劃支持的課題。 也是多年以后，一次和同行的餐桌閑談，一位參與第一個(gè)相關(guān)973項(xiàng)目的科學(xué)家說(shuō)道，這件事開(kāi)始立項(xiàng)時(shí)看來(lái)當(dāng)事人不懂吸附，還拉了一些化工界的專(zhuān)業(yè)人士參加，后來(lái)就完全不再請(qǐng)這些人參加了。另一位同行道，這件事可悲的是，開(kāi)始看來(lái)是因?yàn)闊o(wú)知，又急于發(fā)表，造成轟動(dòng)效應(yīng)，短期內(nèi)學(xué)不會(huì)吸附的原理，又急于有所顯示，鼓噪國(guó)家立項(xiàng)還是可以理解的，但實(shí)際上兩三年以后就已有定論，理論和實(shí)際上都被嚴(yán)肅的同行用嚴(yán)肅的推理和實(shí)驗(yàn)否定，這些人不僅不公開(kāi)道歉，還在鼓噪國(guó)家立項(xiàng)，在立項(xiàng)論證時(shí)用錯(cuò)誤的文獻(xiàn)作為支持,同時(shí)不讓真正的專(zhuān)家參與論證，這就是有意欺騙了。這一偽科學(xué)假設(shè)后來(lái)還獲得了國(guó)家重大研究計(jì)劃和863重點(diǎn)項(xiàng)目的支持�？偲饋�(lái)估計(jì)，這一假設(shè)從各個(gè)途徑獲取的項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)應(yīng)該有幾個(gè)億的人民幣。這該相當(dāng)于浙江大學(xué)涂博士啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)的多少倍？ 同樣，從事吸附理論和技術(shù)基礎(chǔ)研究的嚴(yán)肅的科學(xué)家們，在多年來(lái)只能去競(jìng)爭(zhēng)命中率只有五分之一的國(guó)家自然科學(xué)基金面上基金。 我們自己的實(shí)驗(yàn)室，值得自豪的是，這十年來(lái)明白的置身事外，雖然沒(méi)有大的經(jīng)費(fèi)來(lái)源，也沒(méi)有浪費(fèi)生命。 這里順便提醒年輕的研究者，在選擇研究命題時(shí)，不要看雜志的來(lái)頭，不要看人的來(lái)頭，也不要看有多少錢(qián)，生命是最珍貴的。 但一個(gè)十年的公案，總的有所交代，所以寫(xiě)了這篇文字。 2009年11月2日于天南大聯(lián)合樓 附件： 1. 1997年[Nature]論文的引用記錄，天大的SCI只能顯示1998年以后的結(jié)果。 DILLON AC NATURE 1997 386 377 1871 2. 1999年［Science］第一篇論文的SCI記錄： 標(biāo)題: High H-2 uptake by alkali-doped carbon nanotubes under ambient pressure and moderate temperatures 作者: Chen P, Wu X, Lin J, et al. 來(lái)源出版物: SCIENCE 卷: 285 期: 5424 頁(yè): 91-93 出版年: JUL 2 1999 被引頻次: 596 3.1999年 [Science]第二篇論文的SCI記錄： 標(biāo)題: Hydrogen storage in single-walled carbon nanotubes at room temperature 作者: Liu C, Fan YY, Liu M, et al. 來(lái)源出版物: SCIENCE 卷: 286 期: 5442 頁(yè): 1127-1129 出版年: NOV 5 1999 被引頻次: 939 不十分相關(guān)但也許值得閱讀的故事 1. http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=264859 2. http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=264923 3. http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=265613 4. http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=257156 5. http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=255201 [ Last edited by triumph_w on 2009-11-13 at 18:15 ] |
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