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【討論】【后續(xù)】碳納米管儲(chǔ)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(jī)會(huì)、科學(xué)的無奈 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)美國氫能源計(jì)劃(1996年)不久，人們認(rèn)識(shí)到氫在汽車上的儲(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，則燃料電池汽車的能效和一次充氣的行車?yán)锍叹涂梢杂猩虡I(yè)價(jià)值，和汽油車競爭。 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。雖然后來有多次機(jī)會(huì)，若加盟就可能拿到大筆的錢。 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。美國能源部、中國國家科技部、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。 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(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(duì)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)錯(cuò)了。但不便直說，于是回到美國公司，寫了一個(gè)公司內(nèi)部報(bào)告，從此該公司再也不關(guān)心這一事件，亦未卷入后來的碳管儲(chǔ)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(chǔ)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(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)家說道，這件事開始立項(xiàng)時(shí)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(qǐng)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?yàn)闊o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，這些人不僅不公開道歉，還在鼓噪國家立項(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(jì)劃和863重點(diǎn)項(xiàng)目的支持�？偲饋砉烙�(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(shí)驗(yàn)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(fèi)來源，也沒有浪費(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(gè)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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9樓2010-01-14 12:39:45
ke30ke
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2樓2010-01-09 22:20:57
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原文說了一個(gè)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(píng)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(gè)副所長，而盧柯還沒有在行政上掛職，那個(gè)時(shí)候盧柯很被動(dòng)，居然被這個(gè)官本位的當(dāng)事人數(shù)落幾番，無語。在換屆的時(shí)刻（應(yīng)該是老院士主動(dòng)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(gè)小混混官居所科技處，居然一個(gè)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(shí)的一些牛人不服這個(gè)當(dāng)事人的能力都紛紛辭職，不愿意跟這個(gè)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(duì)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(huì)議。所以對(duì)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
yuxiao_zihan
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4樓2010-01-10 05:19:08
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