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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

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。

对于广大化学工作者提出几点期望,化学家要挑战自身的原始创新能力,培养造就出杰出的化学家,争取在未来百年化学的发展史上更多的刻上中国人的名字。化学家要挑战自身的创造能力,提出绿色、高效,智能的解决方案,提出变革性的技术,开展一场绿色革命,使我们的化学与化工产生革命性的变化,实现化工化学的转型。化学家要勇于承担社会责任,引导公众关关注化学,了解化学,创造更加绿色,安全的化学产品,创造我们更加美好的生活,美好的未来。

化学引导着发现与创造,化学是最具有创新性的一个学科,化学是唯一的一个学科,一个领域,能够合成新的物质,稳定存在新的物质。化学是带来重大发明创造的学科,支撑了人类社会可持续发展,引领了科学与技术进步,化学将向更广度深度的方向延伸,必将促进能源,环境,材料,生命等战略领域的发展。化学的发展是无限的,人类的认知创造能力是无限的,衷心地祝愿我国的化学家能够借助国际化学年东风,以更加创新的意志,更加崇高的责任感和使命感共同迎接新一轮的黄金时代。

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