1951年，吴征铠担任浙江大学化学系主任。

1952年，全国高等学校进行院系调整，浙江大学化学系与复旦大学、上海交通大学等6所大学的化学系合并，吴征铠担任了新成立的复旦大学化学系教授、系主任，兼物理化学教研室主任。同时他兼任中国科学院有机化学研究所和中国科学院大连化学物理研究所学术委员会委员。

1956年，吴征铠参加中国高等教育代表团考察苏联的高等教育。同年，他参加了中国共产党。

1959年，吴征铠负责筹建复旦大学原子能系，担任系主任和党总支书记。同时开始铀同位素分离技术的研究。

1960年，苏联中断了对中国研制核武器的技术援助后，吴征铠被调到中国科学院原子能研究所担任研究员（至1962年），负责气体扩散法分离铀同位素研究的领导工作，主要承担气体扩散法浓缩铀同位素的核心部件——分离膜的研制。

1962年，吴征铠担任第二机械工业部（核工业部）扩散工艺总工程师，兼理化工程研究所（605所）副所长（至1972年），在此期间为中国浓缩铀气体扩散厂解决了不少生产技术中的关键问题。

1964年，吴征铠担任扩散机鉴定委员会副主任委员，负责国产的气体扩散机鉴定工作。

1972年，吴征铠被任命为北京原子能研究所副所长（至1978年），负责化学方面的工作。

1976年，吴征铠领导和参加用镅-241为原料生产100居里锔-242的工作，保证了中国核武器研究工作的顺利进行。

1978年，吴征铠担任第二机械工业部科技局总工程师、第二机械工业部科学技术委员会常任委员，在此期间参加中国发展激光法分离铀同位素等重要科研项目的技术论证。

1980年，吴征铠兼任复旦大学教授。

1980年当选为中国科学院学部委员(院士)。

1984年，吴征铠任被聘为博士研究生导师，中国科学院原子核研究所兼职研究员。

2007年6月27日3时30分，吴征铠在北京逝世，享年94岁。

1936年开始，吴征铠在英国剑桥大学物理化学研究所选择了红外和拉曼光谱技术研究分子光谱这个研究方向。通过3年的工作，于1938年发表了《四氯化碳振动光谱中的同位素效应》论文，对四氯化碳分子拉曼光谱的精细结构进行了细致的测定，并提出可以通过该分子中氯原子的同位素效应来解释，从而消除了当时人们对四氯化碳分子是否具有四面体构型的怀疑。同年，还发表了铀酰化合物红外和拉曼光谱的研究论文，提出铀酰离子（UO2+2）可以看作是具有等腰三角形结构的三原子分子。

吴征铠在剑桥大学留学期间，曾在液氮温度条件下测定了固态氯化氢分子的红外和拉曼光谱，通过比较液态和固态条件下该分子在光谱上的差异，对弄清在固态中分子是否发生量子化转动具有十分重要的作用。此外，他曾测定了磷化氢（PH3）、磷化氘（PD3）和砷化氢（AsH3）分子的红外光谱，对了解这些分子具有类氨（NH3）分子结构起了重要作用。

1939年吴征铠回国以后，由于受当时实验条件的限制，无法继续开展红外和拉曼光谱的实验研究工作，只能依赖于中国国外文献发表的实验数据，做一些有关分子力常数与核间距之间的理论研究。

二十世纪五十年代中期，吴征铠协助中国科学院有机化学研究所建立红外光谱实验室，并在复旦大学化学系购置了红外光谱仪，与青年教师一起开始着手进行红外和拉曼光谱研究。

1980年以后，吴征铠钻研将激光技术用于分子光谱的研究，他曾指导研究生采用可调谐染料激光器进行相干反斯托克斯拉曼光谱（CARS）研究。在中国国内率先建立了低温基体隔离富里叶红外光谱（MI-FTIR）技术。

1958年开始，为了发展中国的原子能事业，吴征铠服从祖国需要，将工作重点转向筹建复旦大学原子能系。1960年以后，他被调到第二机械工业部专门从事铀同位素分离技术研究。

1970年由于苏联片面中断了对中国提供生产六氟化铀的技术援助，使浓缩铀同位素工厂陷入“无米之炊”的困境。1970年8月吴征铠调到原子能研究所后，立即参加领导一套代号为“615Z”的六氟化铀简法生产装置的运行和试验。当时，吴征铠对六氟化铀生产工艺还不很熟悉，他凭着良好的基础知识和长期积累的分析问题的能力，果断地提出这台装置的主要毛病是冷凝器容易被堵塞，必须改进，他向上级提出改进冷凝器内接触面的意见。经过实践，表明改进后的冷凝器安装在六氟化铀生产装置上性能良好。这为攻克气体扩散厂初期原料供应的难关起了重要作用。

与此同时，吴征铠还指导铀同位素分离中核心部件——分离膜的研制工作。吴征铠借鉴了有关文献资料，提出采用气体化学分解反应制备超细金属粉末，这个主张经过试验表明是正确的，不久从实验室制备扩大到了大规模生产。此外，在研制分离膜过程中，吴征铠和研究人员一起经过反复探索后，提出在小扩散机组上进行测试，并根据紊流产生的原理在机内采取一定的技术措施，解决了小扩散机组气流速度太小的问题。为此，这项研究成果在1978年全国科学大会上获“科学技术重大贡献奖”，1985年第二代分离膜获得国家科技委员会授予的发明一等奖。

1976年，核武器研究院要求提供100居里锔-242，吴征铠亲自领导和参加了此项重要研制任务。在当时十分困难的条件下，先将强α放射源镅-241分装，送进核反应堆内辐照，再经分析鉴定，终于在3个月时间内按期完成了任务，这些合格产品及时满足了中国核武器试验的需要。

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吴征铠, 赵善成.The Relation between the Force Constant and the In-teratomic Distance of a Diatomic Linkage II, A Modified Huggins Relation [J]. Phys.Revie W, 1947, 71(2): 118.

吴征铠.物理化学教学中的体会.物理化学教学文集.北京: 高等教育出版社, 1986, 13: 52.

吴征铠长期从事大学化学教育，他十分注重培养学生独立获取知识的能力。他认为学生在大学里学习不过四五年，而在今后工作中学习将是四五十年。前者是为后者做准备的，教师的责任不仅要传授知识，而且要培养学生的自学能力和学会获取知识的方法。他在讲授物理化学课程中身体力行，在启发性讲解物理化学基本原理的同时，着重讲授认识自然规律的过程。在阐述各种基本定律时，强调概念来源于实验，因而要重视过程的物理图象，而不过分应用数学推导。因此，他再三告诫同仁“只想把学生培养成和自己一样的人，必然不能培养出青出于蓝而胜于蓝的学生”。

吴征铠教育思想的另一特点是十分重视对学生的实验训练。他认为化学是一门实验科学，学生的实验技能和良好的作风必须在严格的实验训练中获得。抗日战争时期，浙江大学迁校贵州遵义，当时物质条件十分困难，吴征铠亲自动手制做一些实验教具供学生实验用。50年代他在复旦大学任教时期，花费很多精力建造了一座化学楼和一座放射化学实验大楼，并且将有限的经费主要用于购置教学实验所需的仪器，选留更多的青年助教加强实验教学。

在1940至1952年间，吴征铠在浙江大学化学系主要讲授《物理化学》等课程，并在当时分子光谱实验研究条件尚不具备的情况下，开展有关分子力常数与核间距之间关系的理论研究。

吴征铠担任了新成立的复旦大学化学系主任后，领导教学改革，为制订全国综合性大学化学系教学计划和起草物理化学教学大纲做了许多工作；1955年全国化学专业教学计划试行四年级学生进行毕业论文，他率先在复旦大学化学系全部进行实验性的毕业论文，以培养学生的实验动手能力与科学研究能力。

吴征铠的大哥吴征铸（吴白陶）是学者、剧作家；二哥吴征鉴是医学寄生虫学家、医学昆虫学家，曾任中国医学科学院副院长；弟弟吴征镒是植物学家，1955年当选中国科学院学部委员。

吴征铠的兴趣十分广泛，除热爱化学事业外，还喜欢文学、诗词、音乐、文物和书画等，晚年尤爱欣赏外国古典音乐。

吴征铠是中国最早从事红外光谱的研究者之一。50年代他曾协助中国科学院有机化学研究所和复旦大学筹建红外光谱实验室，为中国培养了新一代的分子光谱学专家。80年代他开始在复旦大学指导研究生进行相干反斯托克喇曼光谱和低温基体隔离傅里叶红外光谱的研究。他是中国分子光谱研究的重要开拓者之一。吴征铠从40年代开始从事大学教育，他的学生遍及海内外。吴征铠的学术思想极为活跃，讲课富有启发性。他说话幽默，待人谦和，是一位受人尊敬的导师。（复旦大学现代物理研究所|核科学与技术系评）

吴征铠院士是中国气体扩散法分离铀同位素的主要奠基者之一。（何梁何利基金会评）

2008年4月11日，“吴征铠奖学金”启动仪式暨缅怀吴征铠院士追思会在复旦大学化学系校友厅举行。仪式除了介绍“吴征铠奖学金”设立的相关内容外，还通过录像展播、和学生回忆等方式，围绕着“成才未可忘忧国”的主题追思吴征铠院士为祖国的科学和教育事业奋斗的光辉一生。

“吴征铠奖学金”前身是“吴征铠分子科学基础研究启动基金”，由吴征铠在复旦百年校庆之际，捐赠的五十万元个人积蓄而设立的。该奖学金用以奖励化学系德智体全面发展的杰出的青年学生，每年奖励两名：本科生一名，奖励金额1万元；研究生一名，奖励金额1.5万元。