近代化學(xué)的突破和化學(xué)發(fā)展的前沿科普

近代化學(xué)的突破和化學(xué)發(fā)展的前沿科普第一頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日我國(guó)有了青銅器；春秋晚期能煉鐵；戰(zhàn)國(guó)晚期能煉鋼；唐代；有了火藥。十八世紀(jì)七十年代，瑞典化學(xué)家舍勒和英國(guó)化學(xué)家普利斯里分別發(fā)現(xiàn)并制得了氧氣；法國(guó)化學(xué)家錫最早用天平和為研究化學(xué)的工具，并推翻了燃素學(xué)說(shuō)；英國(guó)化學(xué)家卡文迪許。雷利等陸續(xù)從空氣中發(fā)現(xiàn)了惰性氣體。1748年俄國(guó)化學(xué)家羅蒙諾索夫建立了質(zhì)量守恒定律。1808年英國(guó)科學(xué)家道爾頓提出了近代原子學(xué)說(shuō)。

第二頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日第三頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日第四頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日第五頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日1811年意大利科學(xué)家阿佛加德羅提出了分子的概念。二十世紀(jì)奧地利和德國(guó)物理學(xué)家泡利。洪特分別提出了核外電子排布的“泡利不相容原理”、“洪特規(guī)則”。1869年俄國(guó)化學(xué)家門(mén)捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期律。

十九世紀(jì)荷蘭物理學(xué)家范德華首先研究了分子間作用力。1888年法國(guó)化學(xué)家勒沙特列提出了化學(xué)平衡移動(dòng)原理。第六頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日第七頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日第八頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日第九頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日第十頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日第十一頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日第十二頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日第十三頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日第十四頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日第十五頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日十九世紀(jì)英國(guó)物理學(xué)家丁達(dá)爾和植物學(xué)家布朗分別提出了膠體的“丁達(dá)爾現(xiàn)象”、“布朗運(yùn)動(dòng)”。1828年；德國(guó)化學(xué)家維勒第一次證明有機(jī)物可用普通的無(wú)機(jī)物制得。1890年德國(guó)化學(xué)家凱庫(kù)蔓提出了苯分子的結(jié)構(gòu)式。1911年英國(guó)的盧瑟福提出原子核模型（1908年因其在研究元素核衰變和原子結(jié)構(gòu)上的成就榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）1962年加拿大的巴特來(lái)合成了第一個(gè)惰氣化合物（XePtF6）第十六頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日中國(guó)化學(xué)史上的“世界第一”

第十七頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日公元前100年中國(guó)發(fā)明造紙術(shù)。公元105年?yáng)|漢蔡倫總結(jié)并推廣了紙技術(shù)，而歐洲人還在用羊皮抄書(shū)呢！公元700…800年唐朝孫思邈在《伏硫磺法》中歸早記載了黑火藥的三組分（硝酸鉀、硫磺和木炭）?；鹚幱?3世紀(jì)傳入阿拉伯，14世紀(jì)才傳入歐洲。公元前200…后400年中國(guó)煉丹術(shù)興起。魏伯陽(yáng)的《周易參同契》和葛洪的《抱撲子》記錄了汞、鉛、金、硫等元素和數(shù)十藥物的性狀與配制。公元750年中國(guó)煉丹太傳入阿拉伯。第十八頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日公元800年唐朝茅華是世界上第一們發(fā)現(xiàn)氧氣的人。他比英國(guó)的普利斯特里（1774年）和瑞典的舍勒（1773年）氧氣約早1000年。

我國(guó)是“纖維之王”…蠶絲的故鄉(xiāng)。公元前2000年中國(guó)己經(jīng)養(yǎng)蠶。公元200年養(yǎng)蠶技術(shù)傳入日本。公元前600年中國(guó)已掌握冶鐵技術(shù)，比歐洲早1900多年。公元前200年，中國(guó)煉出了球墨鑄鐵，比英美領(lǐng)先2000年。

第十九頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日1000多年前中國(guó)就能煉鋅，早于歐洲400年。公元前2000年中國(guó)已會(huì)熔鑄紅銅。公元前1700年中國(guó)已開(kāi)始冶鑄青銅。公元900多年我國(guó)的膽水浸銅法是世界上最早的濕法冶金技術(shù)（置換法）。1700多年前，中國(guó)已能煉鉛及銅鉛合金。公元前8000…6000年中國(guó)已制造陶器。公元200年中國(guó)比較成熟地掌握了制瓷技術(shù)。第二十頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日3000多年前我國(guó)已利用天然染料染色。我國(guó)是世界上最早發(fā)現(xiàn)漆料和制作漆器的國(guó)家，約有7000年歷史。公元前4000…3000年中國(guó)已會(huì)釀造酒。公元前1000年我國(guó)已掌握制曲技術(shù)，比歐洲的“淀粉發(fā)酵法”制造酒精早2000多年。

3000多年前，我們祖先發(fā)現(xiàn)石油。古書(shū)載“澤中有火”即指地下流出石油溢到水面而燃燒。宋朝沈括所著《夢(mèng)溪筆談》第一次記載石油的用途，并預(yù)言：“此物必大行于世”。第二十一頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日世界上最早開(kāi)發(fā)和利用天然氣的是中國(guó)的四川省邛和陜西省鴻門(mén)兩地。我國(guó)祖先很早開(kāi)始使用木炭和石炭（又叫黑炭，即煤），而歐洲人16世紀(jì)才開(kāi)始利用煤。1939年，中國(guó)化工專(zhuān)家侯德榜提出“聯(lián)合制堿法”，1939年侯德榜完成了世界上第一部純堿工業(yè)專(zhuān)著《制堿》。

1965年，我國(guó)在世界上第一個(gè)用人工的方法合成活性蛋白質(zhì)…結(jié)晶牛胰島素。(由于署名原因，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)與國(guó)人擦肩而過(guò))

第二十二頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日七十年代，中國(guó)獨(dú)創(chuàng)無(wú)氰電鍍新工藝取代有毒的氰法電鍍，是世界電鍍史上的創(chuàng)舉。1977年我國(guó)在山東發(fā)現(xiàn)了迄今為止的世界上最大的金剛石…常林鉆石。全世界海鹽產(chǎn)量5000萬(wàn)噸，其中我國(guó)生產(chǎn)1300多萬(wàn)噸，居世界第一。早在3000多年前，我國(guó)就采用海水煮鹽了，是世界上制鹽最早的國(guó)家。世界上已知的140多種有用礦，我國(guó)都有。是世界上冶煉礦產(chǎn)最早的國(guó)家。第二十三頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日第二十四頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日二十世紀(jì)化學(xué)的回顧第二十五頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)情況從1901年到1999年總計(jì)91屆，因戰(zhàn)爭(zhēng)等原因停發(fā)8次學(xué)科交叉性很強(qiáng)，有許多非化學(xué)家獲得化學(xué)獎(jiǎng)，同時(shí)也有許多化學(xué)家獲得其它獎(jiǎng)年齡最大者83歲，最小的35歲，平均55.5歲，研究成果或者重大發(fā)現(xiàn)通常在授獎(jiǎng)之前10~20年做出的有機(jī)32項(xiàng)，物化26項(xiàng)，無(wú)機(jī)14項(xiàng)，生化11項(xiàng)，分析6項(xiàng)，高分子4項(xiàng)第二十六頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日化學(xué)基礎(chǔ)研究的五大突破放射性和鈾裂變1g鈾裂變能量=2.5t標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒1903年居里夫婦獲Nobel物理獎(jiǎng)（打開(kāi)了原子物理學(xué)的大門(mén)）1911年居里夫人獲得Nobel化學(xué)獎(jiǎng)（發(fā)現(xiàn)釙、鐳）1908年盧瑟福（英）獲Nobel化學(xué)獎(jiǎng)（元素嬗變和放射性物質(zhì)的化學(xué)研究）1935年約里奧-居里夫婦獲得Nobel化學(xué)獎(jiǎng)（發(fā)現(xiàn)人工放射元素）1938年費(fèi)米（意）獲得Nobel物理獎(jiǎng)（創(chuàng)造新元素）1944年哈恩（德）獲得Nobel化學(xué)獎(jiǎng)（發(fā)現(xiàn)重核裂變）

兩門(mén)學(xué)科相互推動(dòng)才有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，放射性的發(fā)現(xiàn)才有了原子物理學(xué)以致量子力學(xué)和整個(gè)微觀世界的研究，物理學(xué)關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和量子論的理論研究才使得化學(xué)開(kāi)始真正成為一門(mén)現(xiàn)代意義上的科學(xué)，而不單純是實(shí)驗(yàn)室的工作。物理學(xué)研究原子結(jié)構(gòu)而化學(xué)研究原子的組合，是整個(gè)二十世紀(jì)科學(xué)史的主流。第二十七頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日化學(xué)基礎(chǔ)研究的五大突破化學(xué)鍵和現(xiàn)代量子化學(xué)理論1954年鮑林（美）獲的Nobel化學(xué)獎(jiǎng)（化學(xué)鍵本質(zhì)研究和利用化學(xué)鍵理論闡明物質(zhì)結(jié)構(gòu)方面的貢獻(xiàn)——這項(xiàng)工作對(duì)于沃森-克里克發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，并開(kāi)拓了分子生物學(xué)的研究；1962年又因支持進(jìn)步事業(yè)積極維護(hù)世界和平反對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)獲得Nobel和平獎(jiǎng)）1966年莫里肯R.S.Mulliken獲得Nobel化學(xué)獎(jiǎng)（用量子力學(xué)創(chuàng)立了化學(xué)結(jié)構(gòu)的分子軌道理論，闡明了分子的共價(jià)鍵本質(zhì)和電子結(jié)構(gòu)）1981年福井謙一（日）霍夫曼（美）共享Nobel化學(xué)獎(jiǎng)（52年提出的前線軌道理論，分子軌道對(duì)稱(chēng)守恒原理——2004年另一位日本科學(xué)家因?yàn)樵诟叻直尜|(zhì)譜研究生物大分子結(jié)構(gòu)方面的貢獻(xiàn)獲獎(jiǎng)，其工作開(kāi)創(chuàng)于六十年代，幾乎沒(méi)有發(fā)表文章）1988年科恩（美）波普爾（英）共享Nobel化學(xué)獎(jiǎng)（量子化學(xué)領(lǐng)域）

由于這些化學(xué)理論的發(fā)展使人們能夠真正開(kāi)始分子設(shè)計(jì)去創(chuàng)造新的功能分子（如藥物和新材料的設(shè)計(jì)、性質(zhì)預(yù)測(cè)等）第二十八頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日化學(xué)基礎(chǔ)研究的五大突破創(chuàng)造新分子新結(jié)構(gòu)——合成化學(xué)1912年格林尼亞（V.Grignard）獲的Nobel化學(xué)獎(jiǎng)（發(fā)明格氏試劑從而開(kāi)創(chuàng)了有機(jī)金屬在各種官能團(tuán)反應(yīng)的新領(lǐng)域）1928年A.Windaus合成甾體類(lèi)生物分子獲獎(jiǎng)1937年W.N.Haworth合成抗壞血栓Vc獲獎(jiǎng)1947年R.Robinson合成生物堿類(lèi)分子獲獎(jiǎng)1950年狄爾斯-阿爾德獲得Nobel化學(xué)獎(jiǎng)（1928年發(fā)現(xiàn)的Diels-Alder雙烯合成反應(yīng)）1955年VoduVigneand合成多肽類(lèi)分子獲獎(jiǎng)1963年德國(guó)的齊格勒和意大利的納塔分享Nobel化學(xué)獎(jiǎng)（Ziegler-Natta催化劑用于有機(jī)金屬催化烯烴定向聚合，實(shí)現(xiàn)了乙烯的常壓聚合和丙烯的定向有規(guī)聚合）1965年R.B.Woodward合成了奎寧、可的松、葉綠素、膽固醇等一系列生物分子而獲獎(jiǎng)1973年英國(guó)G.Wilkinson和德國(guó)E.O.Fischer合成了用作高分子合成催化劑的茂金屬化合物對(duì)金屬有機(jī)化學(xué)和配位化學(xué)的貢獻(xiàn)獲獎(jiǎng)1979年H.C.Brown（美）和G.Wittig（德）因分別發(fā)展了硼有機(jī)化合物和Wittig反應(yīng)共享Nobel化學(xué)獎(jiǎng)1984年R.BMerrifield發(fā)明固相多肽合成法對(duì)有機(jī)合成方法學(xué)的貢獻(xiàn)獲獎(jiǎng)1990年E.J.Corey（哈佛大學(xué)）提出了“逆合成分析法”促進(jìn)了有機(jī)合成化學(xué)的快速發(fā)展而獲獎(jiǎng)第二十九頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日化學(xué)基礎(chǔ)研究的五大突破高分子科學(xué)和材料1953年德國(guó)H.Staudinger因在高分子化學(xué)領(lǐng)域的開(kāi)創(chuàng)性工作獲獎(jiǎng)（1920年提出高分子概念，創(chuàng)立聚合物分子結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，并隨后發(fā)展了很多內(nèi)容，但未被承認(rèn)和重視，隨著三大合成高分子材料的生產(chǎn)應(yīng)用的發(fā)展，33年后才得到承認(rèn)）1963年德國(guó)的齊格勒和意大利的納塔分享Nobel化學(xué)獎(jiǎng)（Ziegler-Natta催化劑用于有機(jī)金屬催化烯烴定向聚合，實(shí)現(xiàn)了乙烯的常壓聚合和丙烯的定向有規(guī)聚合）1974年Flory在研究高分子性質(zhì)方面的卓越成就，為發(fā)展高分子理論作出的巨大貢獻(xiàn)而獲獎(jiǎng)第三十頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日化學(xué)基礎(chǔ)研究的五大突破化學(xué)動(dòng)力學(xué)與分子反應(yīng)動(dòng)態(tài)學(xué)1956年前蘇聯(lián)化學(xué)家謝苗諾夫N.Semenov和英國(guó)S.Hinchelwood在化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)速度和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的貢獻(xiàn)獲獎(jiǎng)1967年德國(guó)埃根Eigen用馳豫法研究快速反應(yīng)，英國(guó)G.Porter和R.G.W.Norrish用閃光分解法研究快速反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分享獎(jiǎng)項(xiàng)1986年李遠(yuǎn)哲、Herschach和J.G.Polany發(fā)展交叉分子束技術(shù)、紅外線化學(xué)發(fā)光法對(duì)微觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究獲獎(jiǎng)1999年Zewail用飛秒激光技術(shù)研究超快化學(xué)反應(yīng)過(guò)程和過(guò)渡態(tài)而獲獎(jiǎng)第三十一頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日在化學(xué)基礎(chǔ)研究推動(dòng)下的

化學(xué)工業(yè)的發(fā)展石油化工；催化劑使石油裂化重整成為現(xiàn)實(shí)并大量生產(chǎn)各種產(chǎn)品（依據(jù)餾分的成分和沸點(diǎn)不同命名為石油氣、石油醚、汽油、溶劑油、航空煤油、煤油、柴油、重油-瀝青）三大合成材料；Carothers發(fā)明了世界上第一個(gè)合成纖維尼龍-66，J.A.Nieuwland和R.T.Collins發(fā)明了世界上第一個(gè)合成橡膠氯丁橡膠，美國(guó)杜邦公司首先使其工業(yè)化合成氨工業(yè)；1909年德國(guó)化學(xué)家F.Haber實(shí)現(xiàn)了合成氨并在1918年獲得NObel化學(xué)獎(jiǎng)，德國(guó)BASF公司實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化Bosh領(lǐng)導(dǎo)的科研小組改進(jìn)了Haber的方法獲得1931年的Nobel化學(xué)獎(jiǎng)醫(yī)藥工業(yè)；1932年德國(guó)科學(xué)家內(nèi)科醫(yī)生G.Domagk發(fā)現(xiàn)磺胺類(lèi)藥物有抗細(xì)菌感染的能力，并獲得1939年Nobel生理及醫(yī)藥獎(jiǎng)，并由此引起化學(xué)合成藥物的熱潮第三十二頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日二十一世紀(jì)化學(xué)的展望第三十三頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日學(xué)科交叉與熱點(diǎn)研究領(lǐng)域生命科學(xué)1953年Nature雜志發(fā)表了Watson-Crick用X-ray結(jié)構(gòu)分析確定的DNA雙螺旋分子模型，1962年榮獲Nobel生理及醫(yī)藥獎(jiǎng)。1963年完成了完整的密碼子表（核酸堿基序列決定細(xì)胞功能的蛋白質(zhì)）使生命科學(xué)有了真正的發(fā)展。需要化學(xué)家研究的領(lǐng)域：發(fā)現(xiàn)并研究新的生物活性分子DNA序列雖然測(cè)定已經(jīng)解決，人類(lèi)基因組（HumanGenomeProject，HGP）計(jì)劃也已經(jīng)完成，但其功能和作用還幾乎屬于空白酶結(jié)構(gòu)和催化功能的關(guān)系研究通過(guò)化學(xué)方法合成生物活性分子并模擬生命過(guò)程和生命體系的合成第三十四頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日學(xué)科交叉與熱點(diǎn)研究領(lǐng)域材料科學(xué)沒(méi)有化學(xué)就沒(méi)有材料科學(xué)，是化學(xué)與物理的完美結(jié)合沒(méi)有化學(xué)就沒(méi)有材料，尤其就沒(méi)有新的功能材料美國(guó)科學(xué)家AFHeeger，AGMacdiarmid和日本科學(xué)家HShirakawa因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)聚乙炔（Polyacetylene）的導(dǎo)電性而獲得2000年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，此后又合成了一系列導(dǎo)電高分子材料（結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖）其他如液晶電視（被動(dòng)顯像）、電致發(fā)光顯示屏（主動(dòng)顯像）、光纖、鋰電池、鎳氫電池、壓電陶瓷等等第三十五頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日第三十六頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日學(xué)科交叉與熱點(diǎn)研究領(lǐng)域環(huán)境化學(xué)1995年Nobel化學(xué)獎(jiǎng)授予M.Molina（墨西哥）、S.Rowland（美）、P.Gutzen（荷蘭），因?yàn)樗麄兲岢隽似搅鲗映粞跗茐牡幕瘜W(xué)機(jī)制。并且直接導(dǎo)致了南極臭氧洞的發(fā)現(xiàn)和《蒙特利爾議定書(shū)》的簽訂環(huán)境分析化學(xué)。沒(méi)有分析化學(xué)家就沒(méi)有現(xiàn)代的環(huán)境科學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)水環(huán)境化學(xué)土壤環(huán)境化學(xué)元素化學(xué)循環(huán)化學(xué)污染控制環(huán)境計(jì)算化學(xué)第三十七頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日學(xué)科交叉與熱點(diǎn)研究領(lǐng)域綠色化學(xué)污染和廢棄物大都來(lái)自化學(xué)并且極為迅速的消耗不可再生資源GreenChemistry的核心就是要利用化學(xué)原理從源頭消除污染。綠色化學(xué)是指化學(xué)反應(yīng)和過(guò)程以“原子經(jīng)濟(jì)性”為基本原則，即在獲得新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)的每個(gè)原料原子實(shí)現(xiàn)“零排放”。改造或創(chuàng)新化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，能源和潔凈煤化學(xué)技術(shù)，資源再生和循環(huán)利用，綜合利用的綠色化學(xué)生化工程例如：PS聚苯乙烯泡沫生產(chǎn)中用二氧化碳代替氟氯烴、煤電廠采用等離子除硫技術(shù)防止二氧化硫排放產(chǎn)生酸雨，等等。第三十八頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日學(xué)科交叉與熱點(diǎn)研究領(lǐng)域能源化學(xué)氫能源——利用催化劑或微生物光分解水，已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)但是尚不能工業(yè)化燃料電池——正負(fù)電極采用惰性多孔材料制成，貯存氧氣和可燃性氣體，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能，其效率可達(dá)到80%，實(shí)驗(yàn)室樣品已經(jīng)問(wèn)世生物質(zhì)能源太陽(yáng)能電池第三十九頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日學(xué)科交叉與熱點(diǎn)研究領(lǐng)域計(jì)算化學(xué)量子化學(xué)數(shù)學(xué)化學(xué)（含化學(xué)計(jì)量學(xué)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等）藥物設(shè)計(jì)與對(duì)接分子設(shè)計(jì)與分子模擬第四十頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日學(xué)科交叉與熱點(diǎn)研究領(lǐng)域納米化學(xué)制備技術(shù)功能開(kāi)發(fā)第四十一頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日學(xué)科交叉與熱點(diǎn)研究領(lǐng)域手性藥物和手性技術(shù)實(shí)例反應(yīng)停（孕婦鎮(zhèn)靜劑）R構(gòu)型無(wú)鎮(zhèn)靜作用卻有強(qiáng)烈的致畸性；乙胺丁醇（抗結(jié)核藥物）SS構(gòu)型有效RR構(gòu)型導(dǎo)致失明；氯霉素RR構(gòu)型抗菌性SS構(gòu)型幾乎無(wú)活性；心得安（普萘洛爾，心臟病藥物）S構(gòu)型活性R構(gòu)型抑制性欲；萘必洛爾（+）構(gòu)型治療高血壓（-）構(gòu)型導(dǎo)致血管舒張；酮基布洛芬S構(gòu)型抗炎R(shí)構(gòu)型防治牙周病1992年FDA規(guī)定必須說(shuō)明對(duì)映體的情況。目前藥物80%是手性的，60%是單一對(duì)映體的。由于藥物市場(chǎng)的推動(dòng)，使得手性合成和手性拆分得到巨大發(fā)展第四十二頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日世界藥物市場(chǎng)年銷(xiāo)售額4000億美元，國(guó)內(nèi)大部分藥物都是仿制藥，自行設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的新藥只有100余種。在各行業(yè)中屬于朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。國(guó)外開(kāi)發(fā)一個(gè)新藥平均需要投入2億美元，10年時(shí)間?；瘜W(xué)為人類(lèi)進(jìn)步提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)于許多學(xué)科分支的發(fā)展起了帶頭作用，但是其地位和作用一直受到忽視。沒(méi)有物理學(xué)的完美，沒(méi)有生物學(xué)的神秘，原來(lái)是零散的、實(shí)驗(yàn)的、經(jīng)驗(yàn)的和運(yùn)氣的，后來(lái)的理論化也是借助于物理學(xué)的，現(xiàn)在又被先進(jìn)儀器和計(jì)算機(jī)化。因此合成和分析兩大化學(xué)手段被認(rèn)為不是科學(xué)而是技術(shù)。而在技術(shù)領(lǐng)域又實(shí)際上被認(rèn)為是科學(xué)，因?yàn)榛瘜W(xué)的研究成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品得到應(yīng)用，還需要大量的開(kāi)發(fā)性工作。所以化學(xué)處在了一個(gè)很尷尬的地位。實(shí)際上，沒(méi)有化學(xué)背景的人從事其他相關(guān)領(lǐng)域的研究，感覺(jué)非常吃力，高度很難沖上去。第四十三頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日21世紀(jì)的化學(xué)科學(xué)在材料、信息、生命和能源四大領(lǐng)域仍能發(fā)揮基礎(chǔ)作用。特別是功能材料和分子器件必須有雄厚的化學(xué)基礎(chǔ)。但是化學(xué)學(xué)科始終與其他學(xué)科相隔一層無(wú)形之物（類(lèi)似于玻璃）看得見(jiàn)、過(guò)不去、連不起。主要表現(xiàn)在一些基本上還算空白的領(lǐng)域：超分子、生物大分子、分子聚集體、微米亞微米結(jié)構(gòu)、自組裝、自聚集、與微環(huán)境系統(tǒng)的相互作用、極快和極慢反應(yīng)過(guò)程、生物活性和生物礦化過(guò)程等這些領(lǐng)域雖然已經(jīng)被化學(xué)家和其他相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)家所認(rèn)識(shí)，并且有一些世界頂級(jí)的研究小組在從事相關(guān)研究，甚至有些人已經(jīng)因此獲得了Nobel獎(jiǎng)，但實(shí)在是太膚淺，還沒(méi)有形成體系。第四十四頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日第四十五頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)展趨勢(shì)和主要問(wèn)題舉例新世紀(jì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略化學(xué)界目前存在的困惑化學(xué)為人類(lèi)進(jìn)步提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)于許多學(xué)科分支的發(fā)展起了帶頭作用，但是其地位和作用一直受到忽視。沒(méi)有物理學(xué)的完美，沒(méi)有生物學(xué)的神秘，原來(lái)是零散的、實(shí)驗(yàn)的、經(jīng)驗(yàn)的和運(yùn)氣的，后來(lái)的理論化也是借助于物理學(xué)的，現(xiàn)在又被先進(jìn)儀器和計(jì)算機(jī)化。因此合成和分析兩大化學(xué)手段被認(rèn)為不是科學(xué)而是技術(shù)。而在技術(shù)領(lǐng)域又實(shí)際上被認(rèn)為是科學(xué)，因?yàn)榛瘜W(xué)的研究成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品得到應(yīng)用，還需要大量的開(kāi)發(fā)性工作。所以化學(xué)處在了一個(gè)很尷尬的地位。第四十六頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)展趨勢(shì)和主要問(wèn)題舉例新世紀(jì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略化學(xué)學(xué)科發(fā)展與化學(xué)分支學(xué)科重組的思考傳統(tǒng)劃分方法：無(wú)機(jī)、分析、有機(jī)、物化、高分子整體化多層次的特性、交叉重組的趨勢(shì)新的二級(jí)學(xué)科：合成化學(xué)：合成方法學(xué)、手性合成、模版合成等分離化學(xué)：萃取化學(xué)、離子交換、色層分離等分析化學(xué)：電分析、光和波譜分析、化學(xué)計(jì)量學(xué)、在線原位分析等物理化學(xué)：化學(xué)熱力學(xué)、結(jié)構(gòu)、催化、表面/界面化學(xué)、超臨界等理論化學(xué)：計(jì)算化學(xué)、量子化學(xué)、化學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)、非線性化學(xué)等化學(xué)的最新定義：化學(xué)是主要研究從原子、分子片、分子、超分子到原子和分子的各種不同尺度和不同復(fù)雜程度的聚集態(tài)和組裝態(tài)的合成和反應(yīng)、分離和分析、結(jié)構(gòu)和形態(tài)、物理性能和生物活性及其規(guī)律和應(yīng)用的自然科學(xué)。第四十七頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)展趨勢(shì)和主要問(wèn)題舉例新世紀(jì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略原始創(chuàng)新是化學(xué)學(xué)科發(fā)展的靈魂基礎(chǔ)研究是人類(lèi)文明進(jìn)步的動(dòng)力，是科技與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的源泉和后盾，是新技術(shù)新發(fā)明的先導(dǎo)，也是培養(yǎng)人才的搖籃。基礎(chǔ)研究的核心在于創(chuàng)新，而創(chuàng)新就要允許失敗原始創(chuàng)新是科研的靈魂，而創(chuàng)新又不可能脫離原有研究基礎(chǔ)，同時(shí)也有不同的模式和水平。真正的創(chuàng)新是很難的，1/3000，模仿+改造我國(guó)一位古代詩(shī)人說(shuō)過(guò)“詩(shī)有四種高妙。一曰理高妙，二曰意高妙，三曰想高妙，四曰自然高妙。礙而實(shí)通，曰理高妙；出自意外，曰意高妙；寫(xiě)出幽微，如清澈見(jiàn)底，曰想高妙；非齊非怪，剝落文采，知其妙而不知其所以妙，曰自然高妙”第四十八頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)展趨勢(shì)和主要問(wèn)題舉例新世紀(jì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略21世紀(jì)化學(xué)學(xué)科發(fā)展的方向?qū)で蠼Y(jié)構(gòu)多樣性的研究與功能研究結(jié)合加強(qiáng)復(fù)雜化學(xué)體系的研究重視化學(xué)信息學(xué)和高效計(jì)算機(jī)信息處理在化學(xué)中的應(yīng)用新實(shí)驗(yàn)方法的建立和方法學(xué)研究跟蹤、分析、模擬化學(xué)反應(yīng)過(guò)程第四十九頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)展趨勢(shì)和主要問(wèn)題舉例21世紀(jì)的化學(xué)是研究泛分子的科學(xué)

——北京大學(xué)徐光憲院士發(fā)表在《中國(guó)科學(xué)基金》2002年第2期上的文章（略有改動(dòng)）一門(mén)科學(xué)的定義至少有三個(gè)屬性整體性和局部性發(fā)展性定義的多維性21世紀(jì)化學(xué)的定義和內(nèi)涵化學(xué)的一維定義可分為十個(gè)層次：原子、分子片、結(jié)構(gòu)單元、分子、超分子、高分子、生物分子、納米分子和納米聚集體、原子和分子的宏觀聚集體、復(fù)雜分子體系及其組裝體層次第五十頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)展趨勢(shì)和主要問(wèn)題舉例21世紀(jì)化學(xué)的定義和內(nèi)涵化學(xué)的一維定義可分為十個(gè)層次：原子、分子片、結(jié)構(gòu)單元、分子、超分子、高分子、生物分子、納米分子和納米聚集體、原子和分子的宏觀聚集體、復(fù)雜分子體系及其組裝體層次化學(xué)的二維定義化學(xué)是研究X對(duì)象的Y內(nèi)容的科學(xué)化學(xué)的三維定義化學(xué)是用Z方法研究X對(duì)象的Y內(nèi)容的科學(xué)化學(xué)的四維定義化學(xué)是用Z方法研究X對(duì)象的Y內(nèi)容以達(dá)到W目的的科學(xué)第五十一頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)展趨勢(shì)和主要問(wèn)題舉例21世紀(jì)化學(xué)研究的六大趨勢(shì)更加重視國(guó)家目標(biāo)，更加重視不同學(xué)科之間的交叉融合理論和實(shí)驗(yàn)更加緊密結(jié)合在研究方法和手段上，更加重視尺度效應(yīng)合成化學(xué)的新方法層出不窮分析化學(xué)已發(fā)展成為分析科學(xué)第五十二頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)展趨勢(shì)和主要問(wèn)題舉例21世紀(jì)化學(xué)的四大難題化學(xué)的第一根本定律——化學(xué)反應(yīng)理論和定律化學(xué)的第二根本定律——結(jié)構(gòu)和性能的定量關(guān)系納米尺度的基本規(guī)律活化分子運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律第五十三頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)展趨勢(shì)和主要問(wèn)題舉例20世紀(jì)化學(xué)的四大盲點(diǎn)無(wú)機(jī)化學(xué)中共價(jià)鍵概念被忽視化學(xué)文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)的積累非常迅速，但利用這一文獻(xiàn)寶庫(kù)來(lái)總結(jié)規(guī)律的工作相對(duì)滯后分子周期律第五十四頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)展趨勢(shì)和主要問(wèn)題舉例21世紀(jì)化學(xué)的11個(gè)突破口新的合成方法學(xué)納米化學(xué)、耐米材料和分子器件，納米表面化學(xué)、高效納米催化劑設(shè)計(jì)合成及應(yīng)用稀土化學(xué)能源科學(xué)中的化學(xué)問(wèn)題生命和醫(yī)藥科學(xué)中的化學(xué)問(wèn)題生態(tài)環(huán)境科學(xué)中的化學(xué)問(wèn)題信息科學(xué)中的化學(xué)問(wèn)題分析化學(xué)的十化“微型與芯片化、仿生化、在線化、實(shí)時(shí)化、原位化、在體化、智能與信息化、高靈敏化、高選擇性化、單原子化和單分子化”化工化學(xué)復(fù)雜體系中的多層次、多尺度效應(yīng)及其規(guī)律和方法學(xué)研究理論化學(xué)和計(jì)算化學(xué)的基礎(chǔ)及應(yīng)用研究化學(xué)信息學(xué)第五十五頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)展趨勢(shì)和主要問(wèn)題舉例分析科學(xué)20世紀(jì)80年代，曼徹斯特大學(xué)和利物浦大學(xué)首先提出了“分析科學(xué)”的概念。由于計(jì)算機(jī)科學(xué)和其他學(xué)科的引入使得分析化學(xué)取得了質(zhì)的飛躍，并且在生命、環(huán)境、材料科學(xué)中的重要性日益加強(qiáng)。新的原理和方法、儀器制造和改進(jìn)、應(yīng)用領(lǐng)域及其重要性的擴(kuò)大使得分析化學(xué)脫離化學(xué)二級(jí)學(xué)科的地位成為一門(mén)獨(dú)立的“分析科學(xué)”。準(zhǔn)確度和靈敏度的提高、更好的精密度和選擇性、更低的基體干擾和檢測(cè)限……這些目標(biāo)的追求已達(dá)到極限。必須建立新的檢測(cè)原理、改進(jìn)相關(guān)的儀器和技術(shù)。目前雖然已經(jīng)報(bào)道實(shí)現(xiàn)了單原子/單分子檢測(cè)，但是距離實(shí)用化還非常遙遠(yuǎn)。主要研究方向：微全分析系統(tǒng)生物芯片（真正做到原位In-situ、活體In-vivo、實(shí)時(shí)Real-time檢測(cè)，要比目前實(shí)