分析化學(xué)發(fā)展趨勢(shì)
(作者未知) 2009/4/12
(接上頁(yè))的思路、觀念和方式繼續(xù)發(fā)揮核心科學(xué)的作用。應(yīng)該說,20世紀(jì)的化學(xué)科學(xué)在保證人類衣食住行需求、提高人類生活水平和健康狀態(tài)等方面起了重大作用,21世紀(jì)人類所面臨的糧食、人口、環(huán)境、資源和能源等問題更加嚴(yán)重,雖然這些難題的解決要依賴各個(gè)學(xué)科,但無論如何總是要依靠研究物質(zhì)基礎(chǔ)的化學(xué)學(xué)科。
(1)化學(xué)仍然是解決食品問題的主要學(xué)科之一
化學(xué)將在設(shè)計(jì)、合成功能分子和結(jié)構(gòu)材料以及從分子層次闡明和控制生物過程(如光合作用、動(dòng)植物生長(zhǎng))的機(jī)理等方面,為研究開發(fā)高效安全肥料、飼料和肥料/飼料添加劑、農(nóng)藥、農(nóng)用材料(如生物可降解的農(nóng)用薄膜)、生物肥料、生物農(nóng)藥等打下基礎(chǔ)。利用化學(xué)和生物的方法增加動(dòng)植物食品的防病有效成分,提供安全的有防病作用的食物和食物添加劑,改進(jìn)食品儲(chǔ)存加工方法,以減少不安全因素等,都是化學(xué)研究的重要內(nèi)容。
(2)化學(xué)在能源和資源的合理開發(fā)和高效安全利用中起關(guān)鍵作用
在能源和資源方面,未來化學(xué)要研究高效潔凈的轉(zhuǎn)化技術(shù)和控制低品位燃料的化學(xué)反應(yīng);新能源如太陽(yáng)能以及高效潔凈的化學(xué)電源與燃料電池等都將成為21世紀(jì)的重要能源,這些研究大多都需要從化學(xué)基本問題作起,否則,很難取得突破。礦產(chǎn)資源是不可再生的,化學(xué)要研究重要礦產(chǎn)資源(如稀土)的分離和深加工技術(shù)以及利用。
(3)化學(xué)繼續(xù)推動(dòng)材料科學(xué)的發(fā)展
各種結(jié)構(gòu)材料和功能材料與糧食一樣永遠(yuǎn)是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ);瘜W(xué)是新材料的“源泉”,任何功能材料都是以功能分子為基礎(chǔ)的,發(fā)現(xiàn)具有某種功能的新型結(jié)構(gòu)回引起材料科學(xué)的重大突破(如富勒烯)。未來化學(xué)不僅要設(shè)計(jì)和合成分子,而且要把這些分子組裝、構(gòu)筑成具有特定功能的材料。從超導(dǎo)體、半導(dǎo)體到催化劑、藥物控釋載體、納米材料等都需要從分子和分子以上層次研究材料的結(jié)構(gòu)。20世紀(jì)化學(xué)模擬酶的活性中心的研究已取得進(jìn)展,未來將會(huì)在可用于生產(chǎn)、生活和醫(yī)療的模擬酶的研究方面有所突破,而突破是基于構(gòu)筑既有活性中心又有保證活性中心功能的高級(jí)結(jié)構(gòu)的化合物。21世紀(jì)電子信息技術(shù)將向更快、更小、功能更強(qiáng)的方向發(fā)展,目前大家正在致力于量子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)、分子器件、生物芯片等新技術(shù),標(biāo)志著“分子電子學(xué)”和“分子信息技術(shù)”的到來,這就要求化學(xué)家作出更大的努力,設(shè)計(jì)、合成所需要的各種物質(zhì)和材料。
(4)化學(xué)是提高人類生存質(zhì)量和生存安全的有效保障
在滿足生存需要之后,不斷提高生存質(zhì)量和生存安全是人類進(jìn)步的重要標(biāo)志;瘜W(xué)可從三個(gè)方面對(duì)保證生存質(zhì)量的提高做出貢獻(xiàn):① 通過研究各種物質(zhì)和能的生物效應(yīng)(正面的和負(fù)面的)的化學(xué)基礎(chǔ),特別是搞清兩面性的本質(zhì),找出最佳利用方案;② 研究開發(fā)對(duì)環(huán)境無害的化學(xué)品和生活用品,研究對(duì)環(huán)境無害的生產(chǎn)方式,這兩方面是綠色化學(xué)的主要內(nèi)容;③ 研究大環(huán)境和小環(huán)境(如室內(nèi)環(huán)境)中不利因素的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)化和與人體的相互作用,提出優(yōu)化環(huán)境建立潔凈生活空間的途徑。
健康是重要的生存質(zhì)量的標(biāo)志。維持健康狀態(tài)靠預(yù)防和治療兩方面,以預(yù)防為主。預(yù)防疾病是21世紀(jì)醫(yī)學(xué)的中心任務(wù);瘜W(xué)可以從分子水平了解病理過程,提出預(yù)警生物標(biāo)志物的檢測(cè)方法,建議預(yù)防途徑。
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