化学前沿学科简介
化学前沿学科简介
随着新世纪脚步的不断加快，作为影响世界发展重大趋势之一的科学技术，对人类社会经济、政治和物质文化生活所产生的巨大作用，愈来愈引起世界各国的关注。而作为物质科学组成之一的化学科学，新世纪赋予其中心科学的地位及重大历史使命，这可以在化学的科学前沿上得到充分的体现：
1、环境相容性化学——绿色化学。绿色化学是当今世界人类倡导的主旋律之一，其中包括的核心问题有：绿色合成技术方法和过程、可再生资源的利用和转化中存在的一系列问题的研究、矿物质资源高效利用中存在的关键科学问题的研究等。
2、新材料化学科学。建立在化学支撑上的材料科学是人类生活和生产的物质基础，是人类认识和改造自然的武器和工具。新材料的出现，不断支持和推动着人类文明的发展和技术进步。其研究主要有以下几个方面：复合型材料、新型能源材料、可降解生物高分子材料、有机物体系膜分离及膜材料、生物材料等。
3、化学中的生命科学。化学与生命科学的结合是新世纪科学发展的一大亮点，它将为人类在探索生命奥秘的历史中写下不朽的篇章。目前生命化学研究的主要问题有：生物超分子功能的研究、模拟生物体系的自由基化学和物理有机化学研究、无机化合物药用的研究等。
4、化学工程技术。从液滴—反应器的尺度范围内对化学转化影响下的某些重要的物理现象进行研究就形成了化学工程。现在，化学和化学工程的研究无论在空间还是在时间上都有了多尺度的飞跃，主要内容有：具有经济、环境优化性的化学过程集成智能方法、化学反应的原子经济、飞秒激光控制化学反应、微系统（MEMS）的新型活性加工技术及微流量系统的研究、微米—纳米技术等。
5、农业化学科学。随着世界人口的逐渐增多及城市化进程加快，消费水平不断提高，耕地日益减少，使得粮食问题空前严峻。农业化学科学则将在其中扮演着不可缺少的重要角色，如新型化肥、农药、激素的合成与开发等。
6、催化化学。新世纪的催化化学是“以消除有害物质为目的新的能源环保催化”为特征的催化化学，如实现绿色合成化学、以消除有害物质为目的的新的能源环保催化等。
7、计算机化学科学。随着计算机与人类社会生活联系的紧密程度不断增强，全球电子信息产业日益发展，这使得电子化工原料，如基材、光刻胶、掺杂剂、封装材料等需求量大大增加。另一方面，以模拟计算机的信息传输和处理、甚至逻辑运算功能的“生物电路”为主而诞生的生物计算，促进了科学家对蛋白质分子、生物芯片等的研究。除此之外，理论化学的研究成果也将在计算机科学的发展中占据着重要地位。
(整理)化学未来的发展趋势.
白春礼：对化学未来的发展趋势的阐述以及对于广大化学工作 者的期望 发布时间：2011-06-07 【字 号：小中大】谈一下化学未来的发展，有四点趋势。化学将向更广度、更深层次的方向延伸；新工具的不断创造和应用促进化学创新发展；绿色化学将引起化学化工生产方式的变革；化学在解决战略性，全局性，前瞻性重大问题当中将继续发挥更大的作用。 化学向更广更深的层次延伸体现在几个方面，对原子，分子的认识将更为深入，多层次分子研究更为系统，创造新分子，新材料的基础上更加注重功能性。超分子是一个分子结构与宏观性能的关键纽带，是产生更高级结构的基础。如何设计超分子结构和材料，对复杂生命体系的理解和模拟及调控都是前沿的课题。这是化学向更深层次，更复杂拓展的延伸。 新工具的创造和应用会促进化学的发展，随着技术能力和仪器设备的不断进步，空前准确和灵敏的仪器不断被创造和应用，科学家不仅能在原子，分子甚至电子层次观察并研究微观世界的性质，而且能够对其物质结构和能量过程进行操控。1981年，人类实现了观察单个原子的愿望，实现了移动单个原子和单个分子，促进了化学的创新和发展。同步辐射及各种实验方法和技术的改进，使同步辐射光源在化学研究领域中发挥重要的作用，比如真空紫外辐射光可以在量的水平上观察化学共振态。原位气固反应X射线吸收精细结构谱实验新方法，各种应用促进了化学向更深层次的发展。 绿色化学将促进化学化工生产方式的变革，绿色化学不仅是对现有过程的改进和新过程的研究，未来化学的研究将更加注重绿色产品设计的理念。绿色化学将注重经济，高效，制备与人类生活相关的物质，绿色化学不仅是创造可持续的化学产品，也需要变废为宝，将今天的废弃物变为明天有用的资源，将引起化学化工的变革。美国在1995年设立了总统绿色化学挑战奖，07年通过了绿色化学研究和发展法案。日本在上世纪90年代旨在防止全球气候变暖，在21世纪重建绿色地球的新阳光计划开始实施，主要内容为能源和环境技术研究开发。97年德国提出为环境而研究的计划。化学家开发了大量的化学合成反应，制备人类息息相关的物质，超过80%的化学生产需要催化剂，70%以上的化学化工过程使用溶剂。我们现在考虑如果从合成方法学来讲，原子经济学，计算化学，绿色化学结合，合成方法学的角度上进行绿色化学的研究。80%化学品的生产需要催化剂，如何通过发展新型的高效催化剂高稳定性，并且在制造的过程中对环境是无害，使用的过程可以回收再利用，使催化剂不污染环境这也是一个非常重要的方面。70%以上的化学化工过程要使用溶剂，我们要采用绿色的溶剂，二氧化碳做溶剂，离子液体，聚乙二醇等等使之更加清洁和可持续。绿色化学还需要变废为宝，把引起气候变暖的二氧化碳转化利用，通过开发新的技术进行转化应用。前不久我们曾经在宝钢与新西兰研究一个新的技术，利用钢厂的尾气对二氧化碳进行转化研究。秸秆，树木，藻类转化为燃料，重要化学品核材料，木质素，纤维素为原料的新化学反应，粘土等天然无毒原料在材料科学中的应用，不仅是创造新一代的可持续的化学产品，还要考虑如何变废为宝，这是下一步发展的重要方面。 第四方面，化学在解决全局性，前瞻性，战略性的重大问题中会发挥重要的作用，社会的发展不断对化学发展提出新的需求，比如能源危机要求我们如何像光合作用那样高效的利用太阳能。前不久有仿造树叶的光合作用来高效利用太阳能。环境保护方面如何控制降解驱除污染，资源利用方面必须做到合理高效的利用资源，最大显著的利用资源，材料方面绿色化及智能化，可再生循环利用，社会安全方面防患于未然，比如易燃品，爆炸品的检查和防护，有很多的工作需要化学家发挥更大的作用。 刚才讲了环境，能源，资源利用等方面，在材料化学方面，要设计铸造分子，生命科学方面不仅是研究生命起源，调控机制，疾病发生机制和药物的作用机制，在脑科学和认知科学方面，如何在生物分子的水平上认识结构，化学都有十分重要的作用。
化学学科发展前沿
当代无机化学发展前沿 【论文摘要】: 无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科，在近年来取得较突出的进展，主要表现在固体材料化学、配位化学等方面。未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透，用以解决工业生产与人民生活的实际问题。文章就当代无机化学研究的前沿与未来发展趋势做了简要阐述。 当前无机化学的发展趋向主要是新型的无机化合物的合成和应用，以及新的研究领域的开辟和建立。因此21世纪理论与计算方法的运用将大大加强理论和实验更加紧密的结合。同时各学科间的深入发展和学科间的相互渗透，形成许多学科的新的研究领域。例如，生物无机化学就是无机化学与生物学结合的边缘学科；固体无机化学是十分活跃的新兴学科；作为边沿学科的配位化学日益与其它相关学科相互渗透与交叉。 根据国际上最新进展和我国的具体情况,文章就“无机合成与制备化学研究进展”和“我国无机化学最新研究进展”两个方面进行阐述： 一、无机合成与制备化学研究进展 无机合成与制备在固体化学和材料化学研究中占有重要的地位, 是化学和材料科 学的基础学科。发展现代无机合成与制备化学, 不断地推出新的合成反应和路线或改进和绿化现有的陈旧合成方法, 不断地创造与开发新的物种, 将为研究材料结构、性能(或功能) 与反应间的关系、揭示新规律与原理提供基础。近年来无机合成与制备化学研究的新进展主要表现为以下几个方面： （一）极端条件合成 在现代合成中愈来愈广泛地应用极端条件下的合成方法与技术来实现通常条件下无法进行的合成, 并在这些极端条件下开拓多种多样的一般条件下无法得到的新化合物、新物相与物态。超临界流体反应之一的超临界水热合成就是无机合成化学的一个重要分支。 （二）软化学合成 与极端条件下的合成化学相对应的是在温和条件下功能无机材料的合成与晶 化, 即温和条件下的合成或软化学合成。由于苛刻条件对实验设备的依赖与技术上的不易控制性, 减弱了材料合成的定向程度。而温和条件下的合成化学——即“软化学合成”,正是具有对实验设备要求简单和化学上的易控性和可操作性特点, 因而在无机材料合成化学的研究 领域中占有一席之地。 （三）缺陷与价态控制 缺陷与特定价态的控制是固体化学和固体物理重要的研究对象, 也是决定和优化 材料性能的主要因素。材料的许多性质如发光、导电、催化等都和缺陷与价态有关。晶体生长行为和材料的反应性与缺陷关系密切, 因此, 缺陷与价态在合成中的控制显然成为重要的科学题。缺陷与特定价态的生成和变化与材料最初生成条件有关, 因此，可通过控制材料生成条件来控制材料中的缺陷和元素的价态。 （四）计算机辅助合成 计算机辅助合成是在对反应机理有了了解的基础上进行的理论模拟过程。国际上一般为建立与完善合成反应与结构的原始数据库, 再在系统研究其合成反应与机理的基础
化学前沿综述
化学前沿综述报告 摘要：催化剂的概念以及在新能源和环境治理中的应用，如：煤燃烧、废水处理。关键字：催化剂煤燃烧废水处理 化学前沿综述课不是一门只是教授书本知识的课程。在这里我学到了很多新鲜、实际的知识，大大拓宽了知识面。从中了解了当前化学各学科大致的发展方向以及如何在实际中将所学到的化学专业知识应用起来。在“化学反应动力学前沿简介”报告中我了解到了固体表面特征、固体表面孔的类型、固体表面力与吸附的关系、以及吸附原理、吸附平衡及其表征方法。在“自组装与光子晶体”报告中我了解了光子晶体是将两种或两种以上介质材料排列成具有光波长量级的一维、二维或三维周期结构的人工晶体。由于光子晶体具有光子带隙,光子局域等特性, 所以它具有巨大的应用前景。在“过渡金属催化的碳氢键活化”报告中我了解了碳氢键活化反应都需要对底物进行卤化或金属化等预活化步骤,因此过渡金属催化的通过碳氢键活化直接构筑碳-碳键的方法就成为构筑碳-碳键的绿色经济的途径。在这门课中也是我对催化剂有了新的了解和认识，催化剂在实际应用是广泛的，如在新能源和环境治理中。 当前新能源问题和环境治理是社会关注的热点，而催化剂在这两个领域将是很有作为的。新能源领域：我国是能源消耗大国，而在我国能源消耗结构中，煤占有重要地位。所以合理有效开发利用煤是一个具有现实意义的课题。环境治理方面：我国和全球都面临着严重的环境问题，其中水污染尤为严重，治理也就尤为迫切。所以利用催化剂在治理水污染具有长远意义。下面就简述一下催化剂的概念和在工业实际中的应用。 催化剂会诱导化学反应发生改变，而使化学反应变快或减慢或者在较低的温度环境下进行反应。催化剂在工业上也称为触媒。化学催化剂的应用历史很长，特别在石油化工、精细化工、有机化工和生物化工中，可以说，催化技术已成为化学工业最关键的核心技术之一。据统计，到目前为止，人类所掌握的化学反应80%以上必须在催化剂存在下才能实现。在化学工业生产中，最常用的催化剂是无机酸和无机碱。催化剂对化学反应速率的影响非常大，有的催化剂可以使化学反应速率加快到几百万倍以上。催化剂一般具有选择性，它仅能使某一反应或某
物理化学-化学前沿与进展资料
砷钼酸盐化学研究进展与展望 巩培军104753140807 物理化学 摘要：多金属氧酸盐以其丰富多彩的结构及其自身的优良分子特性，包括极性、氧化还原电位、表面电荷分布、形态及酸性，使其在很多领域，尤其是材料、催化、药物等方面具有潜在应用前景，因而受到人们的广泛关注。本文选择目前报道尚少的砷钼杂多化合物为研究重点。 Abstract: Polyoxometalates (POMs), a fascinating class of metal–oxygen cluster compounds with a unique structural variety and interesting physicochemical properties, have been found to be extremely versatile inorganic building blocks in view of their potential applications in catalysis, medicine, and materials. In this paper, the main work has been focused on the rare reported arsenomolybdates. Keywords: polyoxometalates; physicochemical properties; applications 1 多酸概述 多金属氧酸盐化学至今已有近二百年的历史，它是无机化学中的一个重要研究领域[1-3]。早期的多酸化学研究者认为无机含氧酸经缩合可形成缩合酸：同种类的含氧酸根离子缩合形成同多阴离子，其酸为同多酸；不同种类的含氧酸根离子缩合形成杂多酸阴离子，其酸为杂多酸[4]。现在文献中多用Polyoxometalates (多金属氧酸盐) 及Metal-oxygen clusters (金属氧簇)来代表多酸化合物。 从结构上多酸是由前过渡金属离子通过氧连接而形成的金属氧簇类化合物，它的基本的结构单元主要是八面体和四面体。多面体之间通过共角、共边或共面相互连接。根据多面体的连接方式不同，多金属氧酸盐可划分为不同的结构类型，如Keggin、Dawson、Silvertone、Anderson、Lindqvist 和Waugh 结构等，它们被称为多金属氧酸盐最常见的六种基本结构类型（图1）。（1）Keggin 结构，其阴离子通式可表示为[XM12O40]n– (X = P、Si、Ge、As、B、Al、Fe、Co、Cu 等；M = Mo、W、Nb 等)；（2）Wells—Dawson 结构，其阴离子通式可表示为[X2M18O60]n– (X = P、Si、Ge、As 等；M = Mo、W 等)；（3）Silverton 结构，其阴离子通式为[XM12O42]n– (X = Ce IV等；M = Mo VI 等)；（4）Anderson 结构，其阴离子通式为[XM6O24]n– (X = Al、Cr、Te、I 等；M = Mo 等)；（5）Lindqvist 结构，其阴离子的通式为[M6O19]n– (M = Nb V、Ta V、Mo VI、W VI等)；（6）Waugh 结构，其阴离子通式为[X2M5O23]n– (X = P V等；M = Mo VI等)。其结构又决定其特殊性质的，如强酸性、氧化性、催化活性、光致变色、电致变色、导电性、磁性等。多金属氧酸盐由于各种确定的结构和特异、优越的物理化学性质，使它们在催化[5]、材料科学[6]、化学及医药学[7]等方面具有重要的应用前景。多金属氧酸盐可根据组成不同分为同多(iso)和杂多(hetero)金属氧酸盐两大类。这种分类方法一直沿用早期化学家的观点:即由同种含氧酸盐缩合形成的称同多酸(盐)，由不同种含氧酸盐缩合形成的称为杂多酸(盐)。多酸化学经过近两个世纪的发展，已经成为无机化学的一个重要分支和研究领
化学学科的前沿方向与优先领域
化学学科的前沿方向与优先领域基础学科在整个自然科学体系中占有十分重要的地位和作用。由基础科学研究产生的大量新思想、新理论、新效应等为应用科学提供了理论基础，对现代技术的发展有巨大的推动作用。国内外大量事实说明，"科学理论不仅更多地走在技术和生产的前面，而且为技术、生产的发展开辟着各种可能的途径"。基础研究是社会与科学发展的基础，而基础学科的建设与发展，是基础科学研究的基础。 化学和其它科学一样，是认识世界和改造世界重要学科。它与物理科学、生命科学等相互渗透，不断形成新的交叉学科。 学科的前沿方向与优先领域为： （1）合成化学； （2）化学反应动态学； （3）分子聚集体化学； （4）理论化学； （5）分析化学测试原理和检测技术新方法建立； （6）生命体系中的化学过程； （7）绿色化学与环境化学中的基本化学问题； （8）材料科学中的基本化学问题； （9）能源中的基本化学问题； （10）化学工程的发展与化学基础。 今日化学何去何从 今日化学何去何从？对于这个问题有两种回答：第一种回答：化学已有200余年的历史，是一门成熟的老科学，现在发展的前途不大了；21世纪的化学没有什么可搞了，将在物理学
与生物学的夹缝中逐渐消微。第二种回答：20世纪的化学取得了辉煌的成就，21世纪的化学将在与物理学、生命科学、材料科学、信息科学、能源、环境、海洋、空间科学的相互交叉，相互渗透，相互促进中共同大发展。本文主张第二种回答。 1. 20世纪化学取得的空前辉煌成就并未获得社会应有的认同 在20世纪的100年中，化学与化工取得了空前辉煌的成就。这个“空前辉煌”可以用一个数字来表达，就是2 285万。1900年在Chemical Abstracts（CA）上登录的从天然产物中分离出来的和人工合成的已知化合物只有55万种。经过45年翻了一番，到1945年达到110万种。再经过25年，又翻一番，到1970年为236.7万种。以后新化合物增长的速度大大加快，每隔10年翻一番，到1999年12月31日已达2 340万种。所以在这11年中，化学合成和分离了2 285万种新化合物、新药物、新材料、新分子来满足人类生活和高新技术发展的需要，而在1900年前的历史长河中人们只知道55万种。从上面的数字还可以看出，化学是以指数函数的形式向前发展的。没有一门其他科学能像化学那样在过去的100年中创造出如此众多的新化合物。这个成就用“空前辉煌”来描述并不过分。但“化学家太谦虚”（这句话是Nature 杂志在2001年的评论中说的，参见文献[1]），不会向社会宣传化学与化工对社会的重要贡献。因此20世纪化学取得的辉煌成就，并未获得社会应有的认可。 2.20世纪发明的七大技术中最重要的是信息技术、化学合成技术和生物技术 报刊上常说20世纪发明了六大技术： ①包括无线电、半导体、芯片、集成电路、计算机、通讯和网络等的信息技术； ②基因重组、克隆和生物芯片等生物技术； ③核科学和核武器技术； ④航空航天和导弹技术； ⑤激光技术； ⑤纳米技术。
机械学科前沿技术
《机械学科前沿技术》 ——综述报告 《机械学科前沿技术》综述报告 摘要：机械学科前沿技术学科综合性强，技术要求高；能够促进国民经济的发展，提升中国制造业的技术水平，促进中国从制造大
国到制造强国的转型，提升在国际上的竞争力；在计算机辅助的基础上，制造技术便捷民众的生产与生活，提高国家的国防能力，同时可以帮助人类向更远的外太空和更深的海洋系统进行探索；符合现代科技的发展潮流。在工业4.0的背景下，人类的活动对机械前沿技术提出了更高的要求：需要更高的智能化、集成化、微型化，能够在更加极端的环境背景正常运行。今日之世界以非昨日之世界，在人类已经有能力毁灭地球的前提下，利用前沿技术提升制造业已经成为时代发展主流。中国虽已经是今非昔比，但高新技术空白区依然较大，我们肩负着复兴中华民族的伟大中国梦，任重而道远！ 那么什么是先进制造技术？先进制造技术是在传统制造技术上不断吸收机械、电子、信息、材料、能源以及现代管理技术的成果，将其综合应用于产品设计、加工装配、检验测试、经营管理、售后服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。它包括现代设计方法、先进制造工艺、制造自动化技术、现代生产管理技术和先进制造生产模式及系统。人类进入21世纪以来，以信息技术为代表的高新技术不断发展，市场需求逐渐个性化和多样化，制造业面临着新的机遇和挑战，其发展的重要特征是全球化、网络化、虚拟化。为了适应经济全球化，适应高新技术发展的需求，适应愈加激烈的市场竞争环境，未来先进制造技术发展的总趋势是精密化、柔性化、虚拟化、网络化、智能化、敏捷化、绿色化、集成化以及创新管理的方向发展。
应用化学专业前沿应化11-2
应用化学学科前沿 高分子材料
前言： 高分子材料也称聚合物材料，它是以高分子化合物（树脂）为基体，再配以其他添加剂（助剂）所构成的材料。高分子材料包括天然高分子材料，如棉、麻、丝、毛等；由天然高分子原料经过化学加工而成的改性高分子材料，如粘胶纤维、醋酸纤维、改性淀粉等；由小分子化合物通过聚合反应合成的合成高分子材料，如聚丙烯树脂、顺丁橡胶、丙烯酸涂料等。由于高分子材料概括性太大，先介绍几种不同高分子材料的发展现状。
高分子材料是材料领域中的新秀，它的出现带来了材料领域中的重大变革。高分子材料与其他的各种材料（如木材、陶瓷、金属、水泥、棉、毛、丝、皮革、纸张等）并驾齐驱，在各种工业部门得到了广泛的应用，这主要是高分子材料本身具有许多的优良特性，例如塑料质地轻盈、加工成型方便，可以制成各种生活用品；工程材料具有较高强度，可以代替金属,由于高分子材料的相对密度为1.0~1.4，是钢铁相对密度的1/8、铝的1/2，这对于要求减轻自重的应用，有特殊的意义。 从我们以前学过的化学知识中可以知道，高分子材料其实是有机化合物, 有机化合物是碳元素的化合物．除碳原子外, 其他元素主要是氢、氧、氮等．碳原子与碳原子之间, 碳原子与其他元素的原子之间, 能形成稳定的结构．碳原子是四价, 每个一价的价键可以和一个氢原子键连接, 所以可形成为数众多的、具有不同结构的有机化合物．有机化合物的总数已接近千万种, 远远超过其他元素的化合物的总和, 而且新的有机化合物还不断地被合成出來．這样, 由於不同的特殊结构的形成, 使有机化合物具有很独特的功能．高分子中可以把某些有机物结构（又称为功能团）替换, 以改变高分子的特性．高分子具有巨大的分子量, 达到至少１万以上, 或几百万至千万以上, 所以, 人们將其称为高分子、大分子或高聚物． 高分子的种类繁多，随着化学合成工业的发展和新聚合反应和方法的出现，种类不断增加，就要进行分类。可以根据来源、性质、用途、结构等不同的角度进行多种分类。依据材料的性能和用途，可以将聚合物分为塑料、纤维、橡胶、涂料、粘合剂、功能高分子、离子交换树脂等；按应用功能分类可以分为通用高分子如塑料、纤维、橡胶、涂料、粘合剂等，功能高分子如具有光电磁等物理功能的高分子、高分子药物等，特殊功能高分子如耐热、高强度的聚碳酸酯等，仿生高分子如高分子催化剂、模拟酶等。 高分子材料可以人为合成，那是不是代表着人们可以随心所欲的合成自己需要的材料呢？答案当然是否定的。就目前人类的科学发展水平来看，想随心所欲的合成高分子材料是不可能的。先来看看目前高分子材料的发展现状以及发展前景吧。 随着高分子材料合成与加工的技术进步,塑料在各行业得到广泛、深入的应
化学前沿报告
化学前沿报告 化学前沿这门课让我领略了化学的力量与魅力，学到了一些新的知识，这是课本和课堂上所学不到的，使我对化学有了全新的了解，加深了我学习化学的兴趣。下面介绍一下我对一些化学前沿的现状以及我的理解： 一、量子化学 它是现代化学科学的理论基础。近30多年来，量子化学的发展呈现出一个很有希望的趋势。这就是量子力学和化学实践的进一步结合。这种结合反映在量子化学的基础研究中具有下列特点，即为解决复杂的化学反应理论问题，而运用的都是简单的模型，尽量不依赖那些高深的数学运算。它们均以简单分子轨道理论为基础，力求提出新概念、新思想和新方法，使之能在更加广泛的范围中普遍适用。例如，“前线轨道”、“等瓣类似”等概念的提出已经显示出重大的意义。多粒子体系问题的处理方法也在不断深入探索。其中密度矩阵理论、多级微扰理论以及运用格林函数方法的传播子理论等则是当前精确求解多粒子体系薛定谔方程的几条值得重视的途径。 量子力学和化学的结合，不仅在化学键理论、多体理论、计算方法的理论等量子化学基础研究方面不断取得进展，而且在量子化学的应用研究方面，即在把量子化学的理论与化学实际中的一些重大应用课题相结合方面展现出广阔的发展前景。这主要突出表现在合成具有指定性能的超导体、染料及其它色料、炸药、催化剂、药物等分子及新材料提供依据上；在光谱、波谱、能谱等各种谱图的解析以及其它精密测定实验的结果分析上；在对化学反应微观机理的研究及反应线路预测上等等。 二、化学反应动力学 这是一门在诸种因素的具体作用下研究化学反应速率的化学学科。这些因素主要有分子的状态、浓度、压力、介质、表面、空间取向、电磁场等。化学动力学研究的重点是基元反应，因为它是代表真正发生的化学反应的动力学过程的。目前，化学动力学的发展已进入微观层次，分子反应动力学的研究有着远大前景。具体而言，化学动力学大体有以下几个发展方向：（1）量子化学的理论计算将在微观反应动力学研究中承担更重要的角色。随着超大型计算机的发展，量子化学的理论计算可望得到精确结果，进而了解很多简单反应体系的性质。 （2）多原子自由基化学性质的深入研究。这方面的研究包括多原子自由基的能量、光谱、反应性和光化学。 （3）激光在促进化学反应方面将得到更有效的利用。激光技术最近较显著的进步是真空紫外激光的发展。利用激光有选择地打断分子内某个化学键，这个前景很有吸引力。有朝一日，也许可通过电子跃迁的途径来实现“分子裁剪”的科学幻想。此外，把激光和分子束技术相结合，有可能进行非常精细的工作，例如能研究原子轨道和分子空间定向的反应等。三、合成化学与催化科学 化学合成是化学研究的基本实验方法。从1828年德国化学家维勒以无机物合成出简单有机物尿素到当代合成维生素B12、红霉素等复杂化合物，化学合成有了一个极大的飞跃，业已形成一门系统化和应用性相当强的合成化学学科。如今，化学合成正在向“分子设计”这个战略目标进军。所谓“分子设计”，即是按预定性能要求设计新型分子，并按科学理论计算得出的合成路线，运用各种手段与技巧把它合成出来，如同造房设计、服装设计那样。这样，分子设计可以从根本上改变化学中传统的“配方炒菜”式的落后方法，从而为材料科学等开辟出众多新的方向（诸如高分子设计、药物设计、催化剂设计及合金设计等）。 要实现化学合成的重大突破其关键在于设计新反应途径，有效控制化学反应性能。如今，在下列诸方面颇引人关注：一是实施无机和有机的交叉，即将研究新无机物的方法应用于有
化学专业前沿讲座
专业前沿讲座感想 正如第一节课老师所讲的，这个课上一个丰富我们化学知识，让我们增加对自己专业了解，接触化学前沿，扩宽化学视野的一个课程。的确，经过大半学期的专业前沿讲座课，我知晓了很多以前在课堂上，没有接触或者接触很少的化学方面的知识，了解了很多的化学原理和过程，而且在这个过程中，我也知道了很多著名的国内外化学家，了解了很多与化学有关的趣事和化学用品的用途。总而言之，这门课丰富了我在化学方面的知识，增加了我对化学的兴趣，大大扩宽了的化学视野。 从第一节课到最后一节课，每次课我们的老师都是不一样的，但他们都有一个共同的特征，那就是他们都特别特别的优秀。每次在听他们自我介绍的时候，我除了是兴奋的，羡慕的，我还特别的激动，因为他们的学历都很高，都毕业于很有名的大学，在各自的研究方面都有一定的成果，我很希望自己有一天在自我介绍时也可以这般让人睁大眼睛，这般自信。都成了我的榜样，虽然我现在还只是化学系一名默默无闻的学生，但是我相信通过努力，有一天，我也可以成为像他们一样优秀的人。这么优秀的老师就在我们身边，以身边的人为榜样，我相信我可以逐渐进步，最终成为一个优秀的化学工作者。 每次课上，老师都会向我们介绍与他们自己的研究方向相关的知识，如有机化学物质，纳米材料，金属有机化学等等。而在整个过程中，让我最记忆深刻的就是雷老师的一句话和王光伟老师关于金属有机化学的介绍。
雷老师来给我们上专业前沿讲座课的时候，因为多媒体设备出了一些问题，所以他选择了口述和手写。虽然和其他老师上课不一样，没有了图片，视频这些用于介绍的工具，但他的讲座依然生动，黑板上也是写满了各种反应机理。而在整个过程中，他的一句话却让我记住最深。“如果你迷茫了，说明了已经开始思考人生了。”这句话真是戳总务的心，我的确非常迷茫，有时候甚至不知道自己究竟该做什么。有时候我会想，化学对我的人生会有什么影响？我学化学去干什么？我以后会做与化学相关的工作吗？我学化学究竟是对是错？太多的问题困扰着我，而我却不知道该如何解开这些问题。按雷老师所说的，我好像真的开始思考人生了。虽然我是迷茫的，但我做事一直有一个原则，那就是做自己喜欢的事情，这也正是我来到我们天津大学化学系的原因。我爱化学，这是不用怀疑的。至于未来，我可能还需要思考一段时间。我曾想过以后去化妆品公司做化妆品，因为我喜欢那种液体的味道和质感。我也想过以后去制药，因为感觉那是和女孩子。在我众多的想法中，我得出了一个结论，我很喜欢化学，我心中的工作都是和化学有关的，特别是有机化学，虽然我现在依然有些迷茫，但是大体的方向好像出来了，就是我依然想走化学之路。现在最重要的就是学好有机（感觉好难），这是以后化学之路的基础。 王老师关于金属有机化学的讲题让我印象深刻，或许是因为上学期见过他，或许是因为老师讲得太好，或许是因为对金属有机化学的兴趣。总之，我很喜欢这个方向的研究。经过他的介绍，我知道了什么是有机化学，金属有机化学的发展史，金属有机化学的应用，金属
化学前沿领域的简介与发展历程
龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/c53325096.html, 化学前沿领域的简介与发展历程 作者：林彬彬赵耀金青霞 来源：《科学与财富》2017年第25期 摘要：传统的肿瘤治疗方法如手术、放疗和化疗等由于其各自的局限性，有时治疗效果并不令人满意。光热治疗技术作为一种新型的治疗策略，已经在肿瘤治疗方面引起了高度关注。本文概述了纳米材料、光热治疗及光热剂；综述了基于前沿领域光热治疗的纳米材料的发展。 关键词：前沿；光热治疗；肿瘤；纳米材料 在全球范围内，癌症已经成为导致死亡的主要原因之一。现有的临床治疗手段，包括放射治疗、化疗、激素治疗等，经常会引起一些副作用。光热治疗（PTT）是近年来发展起来的一种治疗癌症的方法，具有较高的选择性和较小的侵害性。通过给予光热转换剂一定时间的近红外光照射，PTT治疗可以特异性的消融肿瘤组织，并且不会对周围正常组织产生明显伤害。 1 简介 1.1 肿瘤与纳米材料 恶性肿瘤已经成为导致人类死亡的主要疾病之一，据2011年世界卫生组织最新的统计结果显示，预计到2020年，全球癌症发病率将增加50%，即每年将增加1500万癌症患者。因而，采用新技术提高现有癌症预警与早期诊断、转移检测、疗效预测及有效治疗的临床方法是目前我国公共卫生领域亟待解决的重大问题之一。 纳米科学与技术被誉为当今三大前沿领域之一。随着纳米颗粒材料、高生物兼容性表面修饰处理技术和手段的快速发展，如何应用纳米特性如小尺寸效应、纳米表面效应、量子效应、纳米结构独特的光、电、热、磁等特殊性质来改进癌症的体外检测、活体影像以及药物的靶向递送与治疗等方法，是目前生命科学对纳米科技提出的最具挑战性的问题。 1.2光热治疗 光热热疗（Photo-thermal Therapy，PTT）是通过加温的方法，采用具有超强组织穿透力的近红外光（NIR），利用毒性低的光热剂对光的吸收和转换能力来改变肿瘤细胞所处环境，使肿瘤细胞变性、坏死，达到治疗的目的。 1.3光热剂 理想的光热剂在近红外光区具有很强的吸收，并且能够有效地将近红外光转换成热量。此外，用于光热治疗的光热剂还应具有低毒性和较高的肿瘤靶向性。无机纳米材料，主要包括不
交叉学科前沿概述讲课稿
交叉学科前沿概述 20世纪下半叶，各类交叉学科的应用和兴起为科学发展带来了一股新风，许多科学前沿问题和多年悬而未决的问题在交叉学科的联合攻关中都取得了可喜的进展。随着越来越多交叉学科的出现及其在认识世界和改造世界中发挥作用的不辩事实，交叉学科在科学领域中的生命力都得到了充分的证明。 一、交叉学科的概念 交叉学科是指由不同学科、领域、部门之间相互作用，彼此融合形成的一类学科群。其宽泛的含义也包括:边缘学科、综合学科、横断学科等在内。交叉学科既是一个学科概念，同时一又是一个历史范畴。从学科发展的历史长河来看，新学科的产生大都是传统或成熟学科相互交叉作用产生的结果。新学科在经历一段时一期的发展之后，将成为成熟的学科，进而有可能再与其他学科交叉作用发展而产生新的交叉学科。 1.交叉学科名词的起源 为了追溯“交叉学科”名词出现的时间，应该首先确定“交叉学科”的词源。形容词“跨学科的”( Interdisciplinary)是美国哥伦比亚大学心理学家伍德沃斯(R. S. Woodworth)于1926年首创的一个专门术语，用于指称超过一个学科范围的研究活动。在1926年新成立的SSRC(美国社会科学研究理事会)上，伍德沃斯建议说，理事会是几个学科的集合，要努力促进不仅仅是一个学科进行的研究，理事会的任务是促进被专业化所隔离的两个或多
个学科之间跨学科的综合研究。当时，Interdisciplinary就是SSRC 会议使用的记录文字，但未普及。1930年，SSRC在一份文件中正式使用了“跨学科的活动’，这样一种说法。1937年，《新韦氏大词典》、《牛津英语辞典》(增补本)首次收入“跨学科”一词。到了50年代，这一术语己在社会科学界被普遍使用，到了60年代，这个词变得时髦起来，自然科学家、教育学家等广泛使用，此后又相继出现了交叉学科研究(Interdisciplinary Researcher )，交叉学科理论(Interdisciplinarytheory )，交叉学科特征(Interdisciplinary characteristics)等，还出现了一些首字母组成的缩写词，如IDE(Interdisciplinary Education)、IDR(Interdisciplinary Research)、IDU(Interdisciplinary Union) ,IGPH(Interdisciplinary Graduate Progxarn in Humanity) ,IDS( Interdisciplinary Survey)。自20世纪60年代以来，国际上交叉科学研究日趋繁荣，各种交叉科学研究机构、研究中心和学术团体纷纷成立。1970年9月在法国召开了“大学的跨学科问题”国际学术讨论会，会后出版了文集《跨学科—大学中的教学和研究问题》，1976年，在英国创办了国际性的交叉科学杂志《交叉科学评论))( Interdisciplinary Science Review)，1980年，国际跨学科学陇会i1，式成立，以跨学科科研和跨学科竹理的研究为中心，迄今为止己经成功地组织了多次跨学科国际学术研讨会。范岱年先生早在1981年就指出，自然科学、社会科学之间存在着一条鸿沟。1984年，国务院通过了《关于科学工作的六条方针》，其中特别提到“自然科学中有
有机化学的发展前沿
有机化学的发展前沿 余敏 145924 有机化学的研究对象是有机化合物, 它研究有机化合物的组成、结构、性质、合成、变化，以及伴随这些变化所发生的一系列现象。 20世纪的有机化学，从实验方法到基础理论都有了巨大的进展，显示出蓬勃发展的强劲势头和活力。世界上每年合成的近百万个新化合物中约70%以上是有机化合物。其中有些因具有特殊功能而用于材料、能源、医药、生命科学、农业、营养、石油化工、交通、环境科学等与人类生活密切相关的行业中，直接或间接地为人类提供了大量的必需品。与此同时，人们也面对着天然的和合成的大量有机物对生态、环境、人体的影响问题。展望未来，有机化学将使人类优化使用有机物和有机反应过程，有机化学将会得到更迅速的发展。 有机化学的迅速发展产生了不少分支学科，包括有机合成、金属有机、元素有机、天然有机、物理有机、有机催化、有机分析、有机立体化学等。下面就其中的一部分分支学科来说，了解有机化学的发展前沿和研究热点。 (1)有机合成化学 这是有机化学中最重要的基础学科之一，它是创造新有机分子的主要手段和工具，发现新反应、新试剂、新方法和新理论是有机合成的创新所在。1828年德国化学家维勒用无机物氰酸铵的热分解方法，成功地制备了有机物尿素，揭开了有机合成的帷幕。100多年来，有机合成化学的发展非常迅速。 有机合成发展的基础是各类基本合成反应，不论合成多么复杂的化合物，其全合成可用逆合成分析法分解为若干基本反应，如加成反应、重排反应等。每个基本反应均有它特殊的反应功能。合成时可以设计和选择不同的起始原料，用不同的基本合成反应，获得同一个复杂有机分子目标物，起到异曲同工的作用，这在现代有机合成中称为“合成艺术”。在化学文献中经常可以看到某一有机化合物的全合成同时有多个工作组的报导，而其合成方法和路线是不同的。那么如何去评价这些不同的全合成路线呢?对一个全合成路线的评价包括：起始原料是否适宜，步骤路线是否简短易行，总收率高低以及合成的选择性高低等。这些对形成有工业前景的生产方法和工艺是至关重要的，也是现代有机合成的发展方向。 (2)金属有机化学和有机催化
化学前沿学科简介
化学前沿学科简介 随着新世纪脚步的不断加快，作为影响世界发展重大趋势之一的科学技术，对人类社会经济、政治和物质文化生活所产生的巨大作用，愈来愈引起世界各国的关注。而作为物质科学组成之一的化学科学，新世纪赋予其中心科学的地位及重大历史使命，这可以在化学的科学前沿上得到充分的体现： 1、环境相容性化学——绿色化学。绿色化学是当今世界人类倡导的主旋律之一，其中包括的核心问题有：绿色合成技术方法和过程、可再生资源的利用和转化中存在的一系列问题的研究、矿物质资源高效利用中存在的关键科学问题的研究等。 2、新材料化学科学。建立在化学支撑上的材料科学是人类生活和生产的物质基础，是人类认识和改造自然的武器和工具。新材料的出现，不断支持和推动着人类文明的发展和技术进步。其研究主要有以下几个方面：复合型材料、新型能源材料、可降解生物高分子材料、有机物体系膜分离及膜材料、生物材料等。 3、化学中的生命科学。化学与生命科学的结合是新世纪科学发展的一大亮点，它将为人类在探索生命奥秘的历史中写下不朽的篇章。目前生命化学研究的主要问题有：生物超分子功能的研究、模拟生物体系的自由基化学和物理有机化学研究、无机化合物药用的研究等。 4、化学工程技术。从液滴—反应器的尺度范围内对化学转化影响下的某些重要的物理现象进行研究就形成了化学工程。现在，化学和化学工程的研究无论在空间还是在时间上都有了多尺度的飞跃，主要内容有：具有经济、环境优化性的化学过程集成智能方法、化学反应的原子经济、飞秒激光控制化学反应、微系统（MEMS）的新型活性加工技术及微流量系统的研究、微米—纳米技术等。 5、农业化学科学。随着世界人口的逐渐增多及城市化进程加快，消费水平不断提高，耕地日益减少，使得粮食问题空前严峻。农业化学科学则将在其中扮演着不可缺少的重要角色，如新型化肥、农药、激素的合成与开发等。 6、催化化学。新世纪的催化化学是“以消除有害物质为目的新的能源环保催化”为特征的催化化学，如实现绿色合成化学、以消除有害物质为目的的新的能源环保催化等。 7、计算机化学科学。随着计算机与人类社会生活联系的紧密程度不断增强，全球电子信息产业日益发展，这使得电子化工原料，如基材、光刻胶、掺杂剂、封装材料等需求量大大增加。另一方面，以模拟计算机的信息传输和处理、甚至逻辑运算功能的“生物电路”为主而诞生的生物计算，促进了科学家对蛋白质分子、生物芯片等的研究。除此之外，理论化学的研究成果也将在计算机科学的发展中占据着重要地位。
学科前沿与化学的社会责任
17-O-0014 学科前沿与化学的社会责任 李 晖 北京理工大学理学院化学系，100081，北京 Email: lihui@https://www.sodocs.net/doc/c53325096.html, 本届中国化学会学术年会的主题定为“创新型社会与化学的责任”，其意义重大。化学除了担负挖掘自然界的未知物、人工合成新物质等责任外，其社会责任应该赋予明确的定义。化学的社会责任可以简明地表达为：化学在人类社会进程中为人类文明的健康发展应做的积极贡献。当前的化学教育中，在提倡创新能力培养的同时，其社会责任感的培养却没有提到相等的地位。 作者在研究生的教学过程中深感科学技术的快速发展对教学内容产生了巨大的冲击，我们需要不断地更新学科知识才能跟上快速发展的时代步伐，常常感到应接不暇。在知识更新的压力下，如何将该学科的发展对社会的贡献以及社会的发展对该学科提出的要求等内容穿插其中？这是没一个化学教育者值得思考的问题。作者认为这一问题的巧妙解决不仅体现出化学的社会价值，而且还是培养研究生创新能力的生动教材。经过多年的教学与科研的实践与体会，作者探索出一条有效的途径，即可以通过研究生的课程体系中“学科前沿”来实现这一理念。例如，“绿色化学”体现了化学承担的“可持续发展”的社会责任。近年来，“低碳社会”的理念则要求人们改变生活方式和生活态度，以应对全球日益恶化的环境问题，能源短缺等社会问题，这些问题在各个化学分支的科研领域中都属于前沿的学术问题。所以，在向研究生介绍学科前沿时，可以很自然地联系到当前社会普遍关注的问题。引导他们从这些社会问题中提炼出各自专业领域中的学术问题，并为解决这些问题而奋斗终身。作者感到这一教学改革，不仅提升了研究生的社会责任感，而且，增强了他们从事科学研究的动力，两者相辅相成，一箭双雕。 关键词：学科前沿；化学的社会责任；绿色化学；低碳社会 参考文献： [1] Mike Lancaster,
‘无机化学发展前沿’
无机化学发展前沿 摘要: 无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科，在近年来取得较突出的进展，主要表现在固体材料化学、配位化学等方面。未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透，用以解决工业生产与人民生活的实际问题。 当前无机化学的发展趋向主要是新型的无机化合物的合成和应用，以及新的研究领域的开辟和建立。因此21世纪理论与计算方法的运用将大大加强理论和实验更加紧密的结合。同时各学科间的深入发展和学科间的相互渗透，形成许多学科的新的研究领域。例如，生物无机化学就是无机化学与生物学结合的边缘学科；固体无机化学是十分活跃的新兴学科；作为边沿学科的配位化学日益与其它相关学科相互渗透与交叉。 一、无机合成与制备化学研究进展 无机合成与制备在固体化学和材料化学研究中占有重要的地位, 是化学和材料科学的基础学科。发展现代无机合成与制备化学, 不断地推出新的合成反应和路线或改进和绿化现有的陈旧合成方法, 不断地创造与开发新的物 种, 将为研究材料结构、性能(或功能) 与反应间的关系、揭示新规律与原理提供基础。近年来无机合成与制备化学研究的新进展主要表现为以下几个方面： （一）极端条件合成 在现代合成中愈来愈广泛地应用极端条件下的合成方法与技术来实现通常条件下无法进行的合成, 并在这些极端条件下开拓多种多样的一般条件下无法得到的新化合物、新物相与物态。超临界流体反应之一的超临界水热合成就是无机合成化学的一个重要分支。 （二）软化学合成 与极端条件下的合成化学相对应的是在温和条件下功能无机材料的合成与晶化, 即温和条件下的合成或软化学合成。由于苛刻条件对实验设备的依赖与技术上的不易控制性, 减弱了材料合成的定向程度。而温和条件下的合成化学——即“软化学合成”, 正是具有对实验设备要求简单和化学上的易控性和可操作性特点, 因而在无机材料合成化学的研究领域中占有一席之地。 （三）缺陷与价态控制 缺陷与特定价态的控制是固体化学和固体物理重要的研究对象, 也是决定和优化材料性能的主要因素。材料的许多性质如发光、导电、催化等都和缺陷与价态有关。晶体生长行为和材料的反应性与缺陷关系密切, 因此, 缺陷与价态在合成中的控制显然成为重要的科学题。缺陷与特定价态的生成和变化与材料最初生成条件有关, 因此，可通过控制材料生成条件来控制材料中的缺陷和元素
有机化学前沿
有机化学前沿 制作人：黎一玮、庾伟强、陈孝良、梁文辉、何梓浩 有机化学的发展前沿和研究热点 20世纪的有机化学，从实验方法到基础理论都有了巨大的进展，显示出蓬勃发展的强劲势头和活力。世界上每年合成的近百万个新化合物中约70%以上是有机化合物。其中有些因具有特殊功能而用于材料、能源、医药、生命科学、农业、营养、石油化工、交通、环境科学等与人类生活密切相关的行业中，直接或间接地为人类提供了大量的必需品。与此同时，人们也面对着天然的和合成的大量有机物对生态、环境、人体的影响问题。展望未来，有机化学将使人类优化使用有机物和有机反应过程，有机化学将会得到更迅速的发展。 有机化学的迅速发展产生了不少分支学科，包括有机合成、金属有机、元素有机、天然有机、物理有机、有机催化、有机分析、有机立体化学等。下面介绍其中的一部分分支学科，使我们了解有机化学的发展前沿和研究热点。 （1）有机合成化学 这是有机化学中最重要的基础学科之一，它是创造新有机分子的主要手段和工具，发现新反应、新试剂、新方法和新理论是有机合成的创新所在。1828年德国化学家维勒用无机物氰酸铵的热分解方法，成功地制备了有机物尿素，揭开了有机合成的帷幕。100多年来，有机合成化学的发展非常迅速。 有机合成发展的基础是各类基本合成反应，不论合成多么复杂的化合物，其全合成可用逆合成分析法（Retrosynthesis Analysis）分解为若干基本反应，如加成反应、重排反应等。每个基本反应均有它特殊的反应功能。合成时可以设计和选择不同的起始原料，用不同的基本合成反应，获得同一个复杂有机分子目标物，起到异曲同工的作用，这在现代有机合成中称为“合成艺术”。在化学文献中经常可以看到某一