1956年8月,中國科學院化學研究所于北京成立,下設無機化學、有機化學、分析化學、物理化學和高分子化學五個組。高分子化學組有近80人,其主體是由上海遷京的有機化學研究所的高分子部分。黃志鏜從助理研究員做起,始終伴隨著這個所的成長壯大。
1958年,化學所在“任務帶學科”指導思想下,承擔了國防軍工任務,人員大幅擴充。1961年,中國科學院組織化學所等研究火箭技術,在懷柔建立基地,化學所成立二部,研制火箭用高性能燃料和耐高溫、耐輻射、高絕緣的高分子合成材料。黃志鏜也被從高分子合成室抽調到二部,研制高速飛行中的增強塑料和燒蝕材料。
黃志鏜開展的有機硅材料成為早期主要方向之一,他合成了甲基乙氧基二硅甲烷,并進行了它們的水解縮聚的研究,同時還研究了含乙烯基聚硅氧烷樹脂的制備及聚合,進一步研制了用于增強塑料的有機硅樹脂,由此所得的增強塑料在高溫下具有良好的介電性能。
火箭研制需要超高溫下使用的燒蝕材料,研究所把這個任務交給了黃志鏜,并成立了以他為首的小組。黃志鏜小組曾先后研制出6種新型的耐高溫樹脂及固化劑,并推廣進行小批量生產(chǎn),為我國國防建設中所需的新材料,特別為我國航天事業(yè)及戰(zhàn)略武器中的防熱材料作過重要的貢獻。
20世紀50年代以來,國際上對耐高溫高分子的探索,較有成效的是芳雜環(huán)高分子,最有代表性的品種是聚酰亞胺,但成型加工條件更為苛刻。黃志鏜等在熱固性高分子方面的工作基礎上,繼續(xù)采用交聯(lián)的方法解決了成型加工的難題,制成交聯(lián)型的聚酰亞胺,長期使用溫度可達300℃。而面向耐更高溫的材料,又進行了一系列開創(chuàng)性的工作,設計合成了以對稱三嗪為交聯(lián)結構的新型芳雜環(huán)高分子,滿足了多項國防需要。
20世紀70年代末,中國與西方國家恢復有機化學領域的科技交流,黃志鏜于1981年初到聯(lián)邦德國,進入波恩大學有機及生物化學研究所做訪問教授,在雜環(huán)化學方面開展合作研究。1982年回國后,他繼續(xù)該領域研究,為合成眾多的新雜環(huán)化合物開辟了一條新路。黃志鏜以在雜環(huán)烯酮縮胺方面的工作獲得中國科學院自然科學獎一等獎(1994)和國家自然科學獎三等獎(1995)。
20世紀70年代末以來,國際上隨著對冠醚、環(huán)糊精等大環(huán)化合物的深入研究,一類大環(huán)化合物——杯芳烴引起了化學家的注意。80年代末,黃志鏜和吳瑤曼等人抓住國際學界動態(tài),在國內(nèi)率先開始杯芳烴的研究,進入超分子化學領域。他對“杯芳烴”這一術語的中文譯名也很快得到了化學界的認同和接受,而他做出的成果使他被公認為中國該領域的先驅人物之一。
黃志鏜院士的科學研究生涯,與新中國的科學事業(yè)幾乎同步開始和成長,經(jīng)歷了幾十年的風雨起伏。如果總結特點,大概是他能把研究興趣和國家的需要自覺地結合起來,從而避免了多次政治運動的沖擊,始終堅持在科研第一線。大學期間他愛好有機化學,但工作后被分配到高分子組,研制尼龍,不久又轉向軍工需要的有機硅。剛剛在有機硅方面做出一些成果,即被抽調從事“兩彈一星”所需要的聚合物材料研制。也許在他看來,自己能有條件從事化學研究是幸運的。