葛茂发研究员：观察瞬态过程，更深层次地认识科学问题
——纪念我国光谱事业30年，第十五届全国分子光谱学学术会议专家采访报道系列
在这个丰收的金秋季节，我国的光谱学界也迎来了属于自己的收获――第十五届全国分子光谱学学术会议在京隆重召开。此次会议的规模、参会人数以及期刊论文数堪称历届会议之最。在会议召开的间隙时间里，会务组、分析测试百科网、中国光谱网组成了宣传报道小组，并有幸采访了一系列光谱学学术届的专家、教授和研究员，整理出来的这些访谈稿，希望尽可能忠实地记录和纪念我国光谱事业的30年，并展现会议的盛况。
葛茂发研究员：观察瞬态过程，更深层次地认识科学问题
记者：请您介绍一下您的科研方向？您的研究方向对分子光谱学的推动。
葛茂发研究员：我是研究大气化学的，主要采用红外、质谱等各种谱学手段来研究大气中瞬态物种的结构和反应过程。我们的研究方向和光谱学结合非常紧密，使用的手段包括一些常规稳态谱学手段和一些研究大气瞬态物种的专用技术，一般采用多种技术手段相结合。因为我们要研究自由基等大气瞬态物种，在常规的、商品化的谱学手段基础上，需要研发一些新的设备、开发一些新的功能。而我们国家在这方面还比较弱，即使有了新设备开发的思想和设计也不一定能加工生产出来。通常商品化的仪器只能做一些较简单的常规的分析测试，做科研还需要开发一些专用设备，所以这方面工作要特别重视。我们实验室基本上都是自己根据科研需求，开发研制、加工一些设备，这些年的研究进展还不错，但还是刚起步，还需要进一步开展深入研究。
葛茂发研究员
记者：您能具体介绍一下您加工的一些仪器么？
葛茂发研究员：我们这几年，一是开发研制了紫外光电子能谱和飞行时间质谱联用的设备，能谱和质谱两者既能联用，也能独立使用。而且质谱是在低真空下工作，这对开展接近实际环境条件下的大气瞬态物种研究很重要。我们进一步还开发了在线光化学反应装置，结合能谱-质谱联用谱仪，能在线研究自由基的光化学反应过程。
最近我们还开发VUV激光单光子电离技术，采用新技术，克服了通常有机物光电离时会产生较多离子碎片，不易准确定量的困难，质谱的检测的灵敏度也相应提高了1～2个数量级。
另外我们还利用红外光谱，研究颗粒物表面的反应过程。
单独使用一种谱学手段，分析和研究复杂体系和反应过程是比较困难的，我们一般结合多种谱学手段来深入研究反应过程。
记者：大家都比较关心仪器的国产化。您做的仪器/装置是给别人用还是自己用？
葛茂发研究员：将来当然希望能商品化，给别人用，但现在这方面还有一些困难。比如就质谱而言，目前实验室用的质谱真空系统都是国内加工和生产的，和国外先进设备的真空度和分辨率等指标上还是要差一点，但是相对要便宜很多，一般实验室需要的专用设备我们基本都是自己做，很少去买。当然一些精密的部件还需要买进口的，比如精密流量计，国产的流量计在做小流量时还是不够稳定。还有国产真空泵和分子泵与国外的性能上也有很大差距，精密分析仪器的国产化目前还是很困难的，即使能设计出来，加工生产的整体水平与国际上还差很多。
记者：研究生做仪器研发，是不是和发文章有冲突，不如做应用的？即研究生怎么才能有激情去在实验室研发仪器。
葛茂发研究员：是有些冲突。但学生做一些仪器研发，对他将来从事科研工作非常重要。比如我回国后建实验室，基本是白手起家，前几届学生都得到很好的锻炼，仪器部件自己买、自己设计、自己加工，毕业的学生都可以找到比较好的工作。发文章只是科研成果体现的一个方面；做科研最重要的是学到做科研的方法，学到如何做研究，如何自己有好的想法、自己设计方案、自己加工调试，实现预期功能，这才是最重要的。如果学生只用现成仪器，可能文章发得也许会稍微多一些，但学到的技能就相对要少一些，将来走向社会后的适应能力就差一些。
记者：是不是指导这类从事仪器研发的导师，压力也会大一些？
葛茂发研究员：我们的研究生如果是硕博连读，都是进来用1～2年来摸索仪器，做仪器改进，很少有直接用现成仪器来做的，都需要根据科研需求，做一些仪器的改进、或把一些新想法想办法从技术上去实现。我们这里发文章倒也没有什么困难，因为我们是针对科研工作需要，有明确的科研需求，才开始仪器研制和开发，一旦新技术手段建立了，论文发表情况还是不错的。但是如果只是单纯作仪器研发，发文章就可能不太容易。
记者：你们关注的是否都是瞬态的过程？瞬态的时间大概是多少？
葛茂发研究员：我们关注的大都是较复杂体系中瞬态物种的产生、结构和反应。通常来讲，比如商品化的紫外光电子能谱能探测到微秒级寿命的物种，我们改进的能谱通过原位产生原位探测，可以探测到纳秒级寿命的物种。我们关注的是不断提高仪器的灵敏度、分辨率等谱学研究的基本问题。
记者：我知道国内外有很多老师想做瞬态物种，商品化仪器不能提供，是不是有人想跟你们合作？
葛茂发研究员：有很多国内外的同行和我们有合作，因为商品化的仪器通常只包括激光器、光谱仪、检测器等，很少有商品化的专用于科研的整套系统仪器。因为对不同研究方向和课题，对不同的人都会有不同的具体要求；对厂家来说，它真正能获取最大利益的是那种普适性更强的产品，厂家如主要做非标的专用产品，对企业来说，运行很困难。但同时，科研单位如果只用商品化的设备，科研能力和科研水平当然也不会太高。
记者：假设您这里的技术，别的厂家愿意把它商品化，您是否愿意转让技术？
葛茂发研究员：我们目前开发的技术和做的设备其实都没有申请ZL。我们是做基础科学研究的，研究成果都已发表了论文。当然，只看研究论文是不可能知道仪器设备开发研制的所有的细节。我们欢迎大家来参观和开展合作。如果有人有兴趣，都可以到我们那里去学。
记者：您觉得您的实验室研发的仪器，有没有可能产业化的？
葛茂发研究员：我们做的能谱和质谱联用技术，在某些方面作适当简化，其实是可以做成商品仪器的。另外，测定VUV激光光电离质谱也可以商品化，因为它并不是非常复杂。如果采用VUV光电离，而后续检测手段也跟得上，这类仪器是很有发展前景的。
记者：您从事科研多少年？您科研经历里最难忘的经历是什么？
葛茂发研究员：我现在做的这个研究方向是从1998年开始的。我的经历比较丰富，我学过高分子，研究生转到物理化学，博士后时转到大气化学，在国外做过质谱学、激光光谱学研究，回国后继续在做大气化学方面开展研究。过去大家认为大气化学是化学的一个小方向，现在从国际上来看，大气化学是地学、化学、环境和气象多学科交叉的重要前沿研究方向，需要有多学科背景的科研人员来共同来做。我科研经历中最难忘的就是，正是由于自己在跨度比较大的不同学科方向上都有研究经历，才能开展目前做的科研工作，大跨度的学科交叉才会有更多的创新可能。
记者：请谈谈您对未来光谱学的技术展望。
葛茂发研究员：从光谱学的原理上看，这些年来我觉得没有特别多的突出的新的发展。未来如果时间分辨光谱学技术能进一步发展，能够被更多的人掌握，就能够在瞬态过程研究上更上一层楼，对于认识一些深层次的科学问题也非常重要。比如分析生物体系的一些超快过程。
记者：时间分辨仪器的仪器或应用上还有什么没有突破？
葛茂发研究员：从仪器手段本身来说，应该说每一部件基本上都有商品化的仪器，但把各个部件组合起来，真正能用好，能开展瞬态过程研究，就比较困难。掌握这种技术的人目前还是比较少的，因为需要较长时间的工作积累。
附：
葛茂发，男，1970年生，吉林大学本科、硕博连读，理学博士；研究员。现任分子动态与稳态结构国家重点实验室副主任和学术委员会委员。此外，为CNC-IGBP-SOLAS工作组成员、中国气象学会大气成分委员会副主任、中国颗粒学会青年理事、中国化学会环境化学专业委员会委员、中国环境科学学会环境化学分会委员、国家环境保护城市空气颗粒物污染防治重点实验室学术委员会委员。
从事大气化学和环境化学研究。主要在大气气溶胶非均相物理化学过程与气候变化、大气光氧化和大气化学反应动力学、大气污染形成机理和控制技术方面开展研究工作。发表SCI论文130多篇。曾获2004年中国化学会青年化学奖、2006年国家自然科学奖二等奖、2007年中国分析测试学会科学技术奖二等奖。任国际期刊Journal of Molecular Structure (Elsevier)、TOCPJ和TOICJ (Bentham Science Publishers)编委。
