清華大學化學系物理化學研究所所長徐柏慶、清華大學化學系教授劉磊評2007年諾貝爾化學獎獲獎項目：
表面化學在上世紀后半葉得到迅猛發展，大量研究成果被廣泛應用于涂料、建材、冶金、能源等行業。20世紀60年代末起，表面化學開始成為一項獨立的基礎學科。現代工業如半導體工業的發展也與表面化學息息相關，表面化學甚至可以幫助人們理解地球上空的臭氧層是如何遭到破壞的。
提起表面化學，德國科學家格哈德·埃特爾總是首先被人們提起。作為現代表面化學研究的主要奠基人，他在固體表面化學領域的開拓性研究幫助人們更好地理解鐵為何會生銹，以及燃料電池、固體催化劑和汽車尾氣催化凈化裝置的工作原理等。因此，他也獲得了2007年諾貝爾化學獎。
清華大學化學系物理化學研究所所長徐柏慶在接受《科學時報》采訪時評價說：“2007年諾貝爾化學獎授予在表面化學研究領域作出開拓性貢獻的德國科學家格哈德·埃特爾是無可非議的。”
讓表面化學更透徹
物質的兩相之間密切接觸的過渡區稱為界面，若其中一相為氣體，這種界面通常被稱為表面。在相界面上所發生的一切物理化學現象，統稱為界面現象或表面現象。研究各種表面現象實質的科學稱為表面化學。
埃特爾的研究為現代表面化學提供了科學基礎，他的方法不僅被用于學術研究而且被用于指導化工催化劑的研發。徐柏慶介紹，表面化學在工農業生產和日常生活中均有著重要應用，例如：石油煉制工業中的催化重整、加氫精制工藝，農業肥料和農藥的使用，表面污垢的清洗，室內空氣凈化，大氣化學甚至臭氧層的破壞，金屬表面腐蝕與防腐，電子工業中半導體元件制作等。人造肥料中所含的氨，就是通過氮和氫在金屬鐵催化劑表面反應而合成的。
在最初的研究中，埃特爾研究了氫原子在金屬表面的作用。由于物質表面的化學活性很強，在普通狀態中很難研究某個獨特的變化。所以進行這些實驗需要完全沒有污染的超高真空環境，以便觀察原子和分子是如何作用于真正純凈的金屬表面。
徐柏慶介紹說，埃特爾針對哈伯·博施合成氨催化工藝中的表面化學過程本質所作的透徹研究，具有特別重要的科學意義。埃特爾還對鉑等貴金屬催化劑在一氧化碳氧化反應中的作用進行了透徹的研究，這是發生在凈化汽車尾氣的催化轉化器中的一個重要反應。
“他是最先在分子原子層次上對表面化學開展研究的科學家，他的發現可以使人們認識表面化學的發生過程。在這之前，對于表面化學的認識停留在分子層次以上。另外，他對合成氨過程中鐵催化劑表面化學反應的原子、分子過程的認識非常透徹。展示了表面化學的巨大魅力，使整個人類都受益匪淺。”徐柏慶說。
徐柏慶認為，合成氨是上世紀最偉大的科學發現，大規模人工固氮獲得成功，這使大規模生產化肥成為現實，德國化學家哈伯因此獲得1918年的諾貝爾化學獎，德國的化學工程師開發大規模合成氨高壓催化工藝獲得1931年諾貝爾化學獎。但那個時候還沒有對表面化學的研究，氮氣分子是如何發生化學反應的也并不清楚。但隨后，埃特爾在表面化學領域長達40年的系統研究讓人們了解了合成氨表面化學反應的機理。“以前也有科學家在此領域作過研究，但沒有埃特爾作得那么系統、那么透徹。后者甚至為表面化學的研究提供了一套規范的理論和實驗方法。”徐柏慶說。
從表面到催化
工業催化是一個具有廣闊發展前途的新興學科，用石油、天然氣、煤等天然原料生產化工中間產品時，催化劑起著主要作用。雖然表面化學是一門基礎科學，但它與催化劑息息相關，它是催化劑研究和發展的根基。
正是埃特爾在表面化學領域創建的系統研究理論和方法，為幫助人們在實際應用體系中更深入地認識表面化學的本質起到了重要作用。人們可以將他的理論和概念運用到相關體系中，從而衍生出更為驚人的科學新發現。
徐柏慶指出：“埃特爾的研究是完全基礎性的研究，他做出了表面分子反應的動態學。以固體催化劑為基礎的多相催化過程，基本上是化學領域最具有支撐作用的核心技術。不僅對實際化工的生產，還對包括煤炭、天然氣和很多新能源在內的能源利用有著深遠的影響。此外，在環境保護中也會有大量對表面化學研究的需求。”
“目前，世界上現代的大型化工生產過程中，催化過程達80%以上，并已滲透到精細化學品的合成、藥物中間體的合成及環境保護等領域。新催化劑的開發已由技藝水平向分子設計方向發展。新催化劑和新催化工藝的出現，已成為現代化學工業發展的增長點，在國民經濟發展過程中起著重要作用。”徐柏慶對記者說。
“表面化學的反應無時無刻不在我們周圍甚至是我們自己的身體中發生。埃特爾的方法、手段和概念幫助人們對各種表面現象提供研究方法和理論。現在表面化學已經向多學科滲透，比如納米、太陽能、半導體甚至是生命體，都與表面化學密切相關。他的研究對科學家們解決這些問題有輻射作用。”徐柏慶說。
他是一個榜樣
與以往不同的是，此次諾貝爾化學獎并不是授予某一項具體的科研成果，而是對埃特爾在表面化學的多年研究給予肯定。
對于這一現象，徐柏慶認為，埃特爾是一個非常聰明和執著的人。對于很多僅僅把科學當成職業的人來說，他是一個榜樣。
徐柏慶說：“這就是科學的魅力，埃特爾就有這種一直追求的精神。他長期在一個領域工作，對合成氨表面化學的研究孜孜以求。這凸顯出一個科學家的功底和他科學研究的含金量。”
“作為一個科研領域的工作者，我更愿意看到這樣的科學家獲得諾貝爾獎。”徐柏慶說。
清華大學化學系教授劉磊也對這個看法表示贊同：“這次化學獎的頒發對于我國表面化學研究領域的科學家也是一種鼓舞。此次獲獎呼聲很高的另外一位科學家在論文等數量上都要超過埃特爾，但最后并沒有把獎頒給他，這也說明為指標而指標的東西是沒有用的。”
“我國近些年在科學研究上進步很快，但也可以發現，科研能力與國家的經濟水平是正相關的。科學研究應該為進一步提高國家的綜合實力、國民的生活水平而發展。科學的目的不應該是把某個人或某個組織推到諾貝爾獎上去，因此，我國科研整體水平的提高才是真正的目標。”劉磊說。
