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ljason新蟲 (文學(xué)泰斗)
外剛內(nèi)柔之逍遙達(dá)子
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國(guó)際化學(xué)年專題之三：白春禮：百年來(lái)化學(xué)的發(fā)展支撐了人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展 已有1人參與
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我的報(bào)告主要是基礎(chǔ)科學(xué)的角度以及對(duì)未來(lái)化學(xué)的希望進(jìn)行探討，回顧百年來(lái)化學(xué)的發(fā)展，應(yīng)該說(shuō)建立了重要的理論體系，創(chuàng)造了新的物質(zhì)，這是第一點(diǎn)啟示。百年來(lái)化學(xué)作為一門中心學(xué)科，推動(dòng)了其他學(xué)科的發(fā)展。百年來(lái)化學(xué)的發(fā)展支撐了人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。有幾個(gè)例子來(lái)說(shuō)明這個(gè)觀點(diǎn)。 在過(guò)去一百年，比如說(shuō)化學(xué)學(xué)科自身不斷的壯大發(fā)展，化學(xué)理論的建立促進(jìn)了化學(xué)的日臻完善，比如說(shuō)在化學(xué)理論指導(dǎo)之下，我們對(duì)組成分子的化學(xué)鍵的本質(zhì)，催化機(jī)理，分子間相互作用等認(rèn)識(shí)逐步的系統(tǒng)和深入。鮑林提出的價(jià)鍵學(xué)說(shuō)雜化軌道理論，莫利肯提出的分子軌道理論等等，這些理論指導(dǎo)了我們對(duì)化學(xué)鍵深刻的認(rèn)識(shí)。我們的研究從小分子反映到化學(xué)鍵的催化，理論與計(jì)算化學(xué)都是不可或缺的，化學(xué)理論的建立和完善使化學(xué)本身更加系統(tǒng)，更加深入。 化學(xué)強(qiáng)大的創(chuàng)造力是改造物質(zhì)世界的主要方法和手段之一，化學(xué)家合成和制備了數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的化學(xué)物質(zhì)，為化學(xué)的壯大發(fā)展提供了基石。過(guò)去一個(gè)世紀(jì)新分子從幾十萬(wàn)種增加到幾千萬(wàn)種以上，成為取之不盡的資源寶庫(kù)。合成化學(xué)對(duì)結(jié)構(gòu)和成鍵有深入的了解，20世紀(jì)中期以后化學(xué)與生命、材料、能源、環(huán)境、信息等學(xué)科的交叉融合，不僅推動(dòng)了化學(xué)自身的發(fā)展，也催生了眾多新興交叉前沿科學(xué)�；瘜W(xué)與生命科學(xué)交叉過(guò)程當(dāng)中，誕生了生物化學(xué)，分子生物學(xué)，生物無(wú)機(jī)和生物有機(jī)化學(xué)，化學(xué)生物學(xué)，以及細(xì)胞層次的化學(xué)。與材料科學(xué)交叉融合的基礎(chǔ)上，先后產(chǎn)生了材料化學(xué)和納米化學(xué)，當(dāng)然納米化學(xué)不僅僅局限于材料。環(huán)境學(xué)科交叉中形成了環(huán)境化學(xué)，并分化出大氣化學(xué)，水化學(xué)，環(huán)境毒理等學(xué)科。 化學(xué)架起了生命科學(xué)的橋梁，化學(xué)獲得了很多諾貝爾獎(jiǎng)都是與生命科學(xué)密切相關(guān)的，從1929年研究輔酶到2008年的綠色熒光蛋白，2009年的核糖體結(jié)構(gòu)和功能，都是架起了化學(xué)科學(xué)與生命之間的橋梁。生物學(xué)家和藥學(xué)家因?yàn)閷?duì)分子調(diào)控和機(jī)理的深入認(rèn)識(shí)而獲益匪淺，比如說(shuō)硝酸甘油能夠緩解心絞痛，很多年來(lái)對(duì)機(jī)理不是很清楚，上世紀(jì)80年代才被藥理學(xué)家出色的工作所解決，并于1998年獲得了諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。硝酸甘油能夠釋放NO，而NO能使血管擴(kuò)張，它是一種傳遞精神信息的信使分子。 化學(xué)推動(dòng)了材料創(chuàng)新，高分子領(lǐng)域有四個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)奠定了高分子工業(yè)的基礎(chǔ)，1953年提出高分子概念，1963年催化劑獲獎(jiǎng)，關(guān)于高分子物力理論的試驗(yàn)，到2000年一共三位獲得了導(dǎo)電高分子領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)，可以說(shuō)這些諾貝爾獎(jiǎng)的獲得奠定了現(xiàn)在高分子工業(yè)的基礎(chǔ)。1838年問(wèn)世了第一種人造塑料，1840年開發(fā)出天然橡膠的硫化技術(shù)，1907年真正意義上合成塑料，1939年促成了尼龍的商品化，1940年各種通用塑料和特種工程塑料相繼問(wèn)世。高分子材料的問(wèn)世推動(dòng)了材料的創(chuàng)新，廣泛的滿足了人民群眾生活的需要。塑料，橡膠和纖維產(chǎn)量巨大，與人民生活密切相關(guān)，高分子涂料，膠粘劑被廣泛的使用，所以說(shuō)高分子材料的誕生，推動(dòng)了材料不斷的創(chuàng)新。 第三，化學(xué)的發(fā)展支撐了人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，過(guò)去的百年發(fā)展當(dāng)中，化學(xué)對(duì)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展起到了核心作用，現(xiàn)在化學(xué)已經(jīng)滲透到生活的各方面，人民的生活可以改善，甚至是國(guó)家安全，化學(xué)為新能源，新材料研究，乃至信息、醫(yī)藥、資源和環(huán)境方面的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)保障。比如說(shuō)化肥，合成氨的方法，結(jié)束了人類完全依靠天然氮肥的歷史，沒有合成氨農(nóng)作物的產(chǎn)量不能有今天的產(chǎn)量。高分子纖維改善了我們的生活，告別了單純的依靠大自然賦予的棉、麻、毛、蠶絲編織衣著的時(shí)代。 藥物是人類健康的守護(hù)神，從天然藥物到合成藥物，比如說(shuō)嗎啡，阿司匹林目前都在使用，不僅是鎮(zhèn)痛，降低血液粘稠度，現(xiàn)在老年人每天吃一片阿司匹林。立普妥是降低血脂的，燃料的發(fā)明應(yīng)用使我們的生活更加多姿多彩。化學(xué)在能源領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，美國(guó)油田的發(fā)現(xiàn)，石油在1951年成為超過(guò)煤的最主要的燃料來(lái)源。由原油當(dāng)中分離出不同的化學(xué)油份，在石油的廣泛應(yīng)用當(dāng)中不斷的改進(jìn)，最初原油煉油技術(shù)是常壓蒸餾后來(lái)是減壓蒸餾，到現(xiàn)在是催化裂解。能源領(lǐng)域催化劑是被廣泛使用的，也是不可或缺的。對(duì)核能源來(lái)說(shuō)，42年是以軍用為目的建立起第一個(gè)核反應(yīng)裝置，包括核電在內(nèi)的和平利用核技術(shù)始于1951年，當(dāng)時(shí)美國(guó)總統(tǒng)艾森豪威爾提出了和平用核能的計(jì)劃。用于反應(yīng)堆的核燃料，和用于調(diào)節(jié)放射性衰敗產(chǎn)生的中子流的控制棒，用過(guò)燃料棒的再加工，核廢料處理等產(chǎn)生了很好的能源。 短短200年電池成為人類生活不可或缺的寶物，隨著電池的發(fā)展，化學(xué)的身影是無(wú)處不在的。最早是意大利的科學(xué)家解剖青蛙的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)青蛙有生物電現(xiàn)象，1781年發(fā)表了“關(guān)于電對(duì)肌肉運(yùn)動(dòng)的作用”的論文。最早的電池是受到其中的啟發(fā)而發(fā)明的。1859年發(fā)明的鉛酸蓄電池主要用于各種內(nèi)燃機(jī)車，目前的產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣，目前是很普及的，包括內(nèi)燃機(jī)車，甚至是汽車的蓄電池。1868年發(fā)明的鋅錳濕電池，到普通干電池，到堿性電池，鎳氫電池，更高容量低環(huán)境污染記憶效應(yīng)小，鋰電池容量輕，容量大，無(wú)記憶效應(yīng)，目前是大規(guī)模使用的。從電池的發(fā)展史中可以看到化學(xué)所起到的作用。目前太陽(yáng)能是唯一的取之不盡的，免費(fèi)的能源，如何把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成我們可以使用的能量，是目前科學(xué)界研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。從1839年光伏效應(yīng)發(fā)現(xiàn)以來(lái)，54年第一個(gè)硅基太陽(yáng)能電池，1977年第一個(gè)非晶硅的太陽(yáng)能電池，86年有機(jī)太陽(yáng)能電池得到了新的突破，90年代世界太陽(yáng)能電池產(chǎn)量穩(wěn)步的增長(zhǎng)，95年有薄膜的太陽(yáng)能電池，07年太陽(yáng)能的發(fā)展達(dá)到了高峰，當(dāng)然目前還有很多技術(shù)問(wèn)題有待于解決。 化學(xué)與材料的關(guān)系是密不可分的，比如說(shuō)公路，尤其是瀝青路，不管天氣多熱多冷，長(zhǎng)期的受壓，載荷使用條件下，外表保持平坦不破壞，建筑維護(hù)創(chuàng)新應(yīng)該說(shuō)是發(fā)揮了重要的作用，使道路的翻修間隔越來(lái)越長(zhǎng)�；瘜W(xué)分子起到了聯(lián)合添加劑的作用，避免產(chǎn)生車轍和開裂，采用了SPS在路面材料當(dāng)中。最早的橡膠產(chǎn)品是天然橡膠，19世紀(jì)初。1839年發(fā)明了天然橡膠的硫化過(guò)程，使天然橡膠可以更好的使用，目前的橡膠硫化技術(shù)，加入化學(xué)促進(jìn)劑和穩(wěn)定劑，這樣的技術(shù)還在使用。1945年合成橡膠實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化的生產(chǎn)，隨著輪胎使用的增加有了一些改進(jìn)，比如用內(nèi)胎代替實(shí)心的橡膠胎，天然的或合成纖維簾子線增強(qiáng)來(lái)增加輪胎的強(qiáng)度，減少磨損的添加料，輪胎中化學(xué)技術(shù)發(fā)揮了非常重要的作用。航天火箭推進(jìn)劑，1926年第一枚火箭是液態(tài)氧做氧化劑，航天發(fā)射的使用是鋁和高氯酸銨作為推進(jìn)劑。 https://www.cas.cn/spzb1/gjhxn_1 ... 110607_3282905.html |
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