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【討論】【后續(xù)】碳納米管儲氫，一樁公案 已有8人參與
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【轉(zhuǎn)帖】[Nature] 的假設(shè)、[Science] 的玩笑、騙子的機會、科學(xué)的無奈 碳納米管儲氫 1997年3月，［Nature］magazine發(fā)表題為“單壁碳納米管中的儲氫 (Storage of hydrogen in single-walled carbon nanotubes)” 當(dāng)時正值克林頓總統(tǒng)啟動美國氫能源計劃(1996年)不久，人們認(rèn)識到氫在汽車上的儲存攜帶是一個大難題，高效儲氫成為熱點，由于對儲氫的機理認(rèn)識尚不深入，人們對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驗數(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)時美國能源部認(rèn)為儲氫材料若能夠儲存氫達(dá)到重量比百分之六，同時采用當(dāng)時的質(zhì)子交換膜燃料電池，則燃料電池汽車的能效和一次充氣的行車?yán)锍叹涂梢杂猩虡I(yè)價值，和汽油車競爭。 作者煞有介事的給出了很多“實驗數(shù)據(jù)”，看到這篇文章，感覺十分可疑，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，影響了幾夜睡眠。反復(fù)思考以后，確認(rèn)這是不可能的，看來又是 [Science] magazine 吸引讀者的 trick 而已。判定其不可行，實際上動用了所有的涉及到化學(xué)鍵和吸附的化學(xué)和物理理論，沒有任何一個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)于凝聚是不是還會有新的人們沒有發(fā)現(xiàn)的規(guī)律？推想和驗算表明，在凝聚態(tài)屬性的前提下，也是完全不可能的。 實際上在我們的實驗室，自93年起即開始認(rèn)真研究碳納米管的合成和性質(zhì)。在判定這是一個并非善意的玩笑以后，我們決定不參與這一研究。雖然后來有多次機會，若加盟就可能拿到大筆的錢。 同年11月，還是這個雜志，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氫”，同樣給出了十分引人注目的實驗數(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，引導(dǎo)了大量有基礎(chǔ)的和感興趣的一擁而上，形成了碳納米管儲氫研究的熱潮。美國能源部、中國國家科技部、基金委等資助機構(gòu)一時間都把這一課題列入重點資助領(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。 學(xué)術(shù)界行色眾生的生動表現(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)說明[Science]發(fā)表的第一篇實驗結(jié)果是基于錯誤的實驗條件，指出在這一實驗條件下氫氣中的水蒸氣會吸附和凝聚，所以觀察到的增重不是因為氫的吸附。楊做了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶Ρ仍囼�，�?dāng)用含有極微量水分的氫氣做原料時重復(fù)了Chen等在[Science]發(fā)表的實驗現(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氫材料的目標(biāo)物質(zhì)。 天大資深吸附專家周理教授，自2003年開始發(fā)表論文，澄清吸附的概念，并花時間系統(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才是可能的。周教授在此之前的國內(nèi)學(xué)術(shù)會議和項目論證會議上，即多次論證，常溫下吸附儲氫，是良好的愿望，而大自然不作美支持。感覺辛酸的是，記得08年在瑞士Villars Sur Ollon組織能源科學(xué)討論會，周教授仍在花時間認(rèn)真論證氫的吸附原理。這一偽科學(xué)假說耗費了一個優(yōu)秀科學(xué)家的多年時光。 也是多年后，聽一位在美國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，公司高層對此十分重視，于是派他到沈陽金屬所與當(dāng)事人以尋求合作的名義接觸，考察實驗室。多年后師弟說，看了沈陽的裝置，聽了當(dāng)事人的敘述，就反應(yīng)過來，原來實驗錯了。但不便直說，于是回到美國公司，寫了一個公司內(nèi)部報告，從此該公司再也不關(guān)心這一事件，亦未卷入后來的碳管儲氫熱。 沈陽的當(dāng)事人(99年第二篇[Science]論文的作者)2000年11月投稿Carbon發(fā)表“碳納米管中的儲氫”短篇綜述論文，在結(jié)論和展望部分這樣寫道 “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，一位參與第一個相關(guān)973項目的科學(xué)家說道，這件事開始立項時看來當(dāng)事人不懂吸附，還拉了一些化工界的專業(yè)人士參加，后來就完全不再請這些人參加了。另一位同行道，這件事可悲的是，開始看來是因為無知，又急于發(fā)表，造成轟動效應(yīng)，短期內(nèi)學(xué)不會吸附的原理，又急于有所顯示，鼓噪國家立項還是可以理解的，但實際上兩三年以后就已有定論，理論和實際上都被嚴(yán)肅的同行用嚴(yán)肅的推理和實驗否定，這些人不僅不公開道歉，還在鼓噪國家立項，在立項論證時用錯誤的文獻(xiàn)作為支持,同時不讓真正的專家參與論證，這就是有意欺騙了。這一偽科學(xué)假設(shè)后來還獲得了國家重大研究計劃和863重點項目的支持�？偲饋砉烙�，這一假設(shè)從各個途徑獲取的項目經(jīng)費應(yīng)該有幾個億的人民幣。這該相當(dāng)于浙江大學(xué)涂博士啟動經(jīng)費的多少倍？ 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，在多年來只能去競爭命中率只有五分之一的國家自然科學(xué)基金面上基金。 我們自己的實驗室，值得自豪的是，這十年來明白的置身事外，雖然沒有大的經(jīng)費來源，也沒有浪費生命。 這里順便提醒年輕的研究者，在選擇研究命題時，不要看雜志的來頭，不要看人的來頭，也不要看有多少錢，生命是最珍貴的。 但一個十年的公案，總的有所交代，所以寫了這篇文字。 2009年11月2日于天南大聯(lián)合樓 http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=266893 [ Last edited by xiao7 on 2010-1-14 at 12:37 ] |
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原文說了一個科學(xué)造假問題。 注意原文之77樓的回復(fù)（據(jù)稱是葉院士）： 引用如下： ----------------------------- [77] 標(biāo)題： 發(fā)表評論人：bozhu [2009-11-24 2:15:54] 很敬佩博主俠客般的挺身而出，沈陽金屬所近年來無論是硬件還是軟件在盧柯的帶領(lǐng)下取得了長足的進(jìn)步，尤其是在學(xué)術(shù)領(lǐng)域，自己不僅成為Science的主編之一，而且也發(fā)了好幾篇Science。很早以前這位當(dāng)事人就是個副所長，而盧柯還沒有在行政上掛職，那個時候盧柯很被動，居然被這個官本位的當(dāng)事人數(shù)落幾番，無語。在換屆的時刻（應(yīng)該是老院士主動辭職，而當(dāng)事人在各種場合多次表示希望他盡快辭職，自己好順利接班），當(dāng)事人夢想沒有成真。當(dāng)事者的追隨者，都是些小混混（其中一個小混混官居所科技處，居然一個外語電話都不能接，也不知道這樣的混混何以當(dāng)上），相反當(dāng)時的一些牛人不服這個當(dāng)事人的能力都紛紛辭職，不愿意跟這個當(dāng)事人共事。后來盧柯眾望所歸，帶領(lǐng)牛人們團(tuán)結(jié)起來，把金屬所推向了前所未有的高度，并回歸到科研的核心，迄今為止，眾人無不佩服。因此：當(dāng)事人在外面同行看來好像有行政職務(wù)，挺厲害；而在所內(nèi)人看來發(fā)了這篇Science，挺厲害----這就是當(dāng)事人的假相。 博主回復(fù)：談不上俠客精神，也談不上挺身而出。對金屬所這些年來也沒有關(guān)注。甚至不愿意參加國內(nèi)的氫能會議。所以對國內(nèi)同行了解甚少。寫這一篇文字，主要是講課再一次講到吸附，這些與基本概念相悖的東西，不告訴學(xué)生不好。既然告訴了，索性就告訴公眾了。真沒想到成了都關(guān)心的問題。 ------------------------- |
3樓2010-01-09 22:32:31
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