白春礼院士：化学构筑未来生活
2011年，它是国际化学联合会国际化学协会（IACS）成立100周年。为了纪念化学的成就及其对人类文明的贡献，2008年联合国大会将2011年定为“国际年”。
化学为我们创造了一个丰富多彩的世界，我们的日常生活几乎没有任何东西可以离开化学。尽管有一些发展问题，但在未来的生活中，从能量到材料，从日常必需品到药物，从生活过程到宇宙进化，它绝对会更加紧密地取决于化学反应。为此，这本杂志特别参观了著名的物理化学家和中国科学院的院长Bai Chunli关于化学发展和存在的发展和前景。
科学界：作为基本学科的化学，它与生物学之间的关系是什么？
Bai Chunli：实际上，物理和化学属于材料科学类别，研究对象主要是自然物质世界。物理学主要研究最基本的结构，最常见的相互作用和最一般的运动定律。化学研究原子和分子水平的相互作用和运动定律，尤其是原子和分子的结合和分离，由此引起的物质变化和新物质；生物学的研究是生命的对象，但是随着科学的发展，生命科学已经发展到分子水平，并且与化学密切相关。
作为中央学科，化学是许多学科的基础。物质世界和生命现象都与化学密切相关。化学和物理学在研究物质中的相互作用和组合具有许多共同点，这需要相同的理论，例如力，热或温度，工作，能量，能量，定量关系等。因此，许多物理学理论的发展将很快得到应用于化学，形成新的化学分支，例如形成物理和化学交叉的物理化学。量子侵袭性和化学交叉形成量子化学，光学和化学组合形成光学化学。生命科学与分子性，早期诊断和治疗疾病，DNA检测，发育，繁殖和发展，营养和健康等方面的化学支持密不可分。
另一方面，化学在材料文明中的作用也至关重要。人类生活的质量得到了改善，能源和资源，新材料和环境改善的有效利用与化学密切相关。因此，化学是一门中央学科。
科学界：20世纪化学发展中是否有不满意的地方？
Bai Chunli：我认为有两个问题，化学理论并未受到良好的关注。理论化学的结果和应用尚未完全显示和认可。第二个是化学的负面影响夸大了。例如，有一个广告：“我的洗发水不包含化学物质”。似乎没有化学是一件好事，这表明该社会对化学的认识缺乏化学反应。这也可能需要化学家在科学普及方面做得更多，因此我们希望在国际年份，我们可以在这方面提高科学的普及。
化学对人类的贡献对所有人来说都是显而易见的，但是在发展过程中，它确实导致环境。例如，DDT最初被认为是一种很好的农药，但后来发现它对环境有害。这是当时人类的知识。它尚未达到这个水平。另一方面，人们意识到许多有害的有毒试剂和化学物质的危害，但他们无法很好地控制，这也对社会造成了伤害。由于化学与我们的日常生活密切相关，因此无处不在。一旦有一点伤害，人们的感情就会深深。但是，只要化学品的危害正确评估化学品，我们将采用更绿色的制造技术，尤其是为了增强生产者的社会责任，并且可以控制化学对环境的危害。
科学界：为什么化学理论没有受到良好的关注？
Bai Chunli：物理学的发展基于理论基础，化学也具有强大的理论基础。但是，由于物理定律是完美的数学，因此公式也非常漂亮，很容易被识别，并且很容易被记住。化学社会更加复杂，很难用简单的公式来描述它。因此，应用在一定程度上受到影响。例如，鲍林提出的化学键理论在理解分子的结构和促进新的分子设计和合成方面具有非常重要的作用。
实际上，一些重要的化学理论出现在20世纪。建立一个完整的化学理论体系促使化学改善了化学，量子力学的发展为化学带来了新的活力。早在1927年，海特勒和伦敦就使用量子力学研究氢分子的电子结构。他们的工作宣布了新的量子化学学科的诞生。他们采用的价格债券理论强调，量子力学对化学概念和定律理解，化学键理论在1916年成功地解释了。另一种流行的量子化学方法是分子轨道理论。它认为电子在整个空间中分离，并且可以轻松地应用于各种复杂系统。密度通用字母理论的提议促进了量子化学方法的广泛应用，这是一个里程碑的进步。密度通用字母理论可以通过引入交换来获得相对准确的计算结果，并进行少量计算。
理论框架和计算方法的发展使理论和计算化学能够渗透到化学的各个分支中，并渗透到物理，生物学和材料等主题。从小分子到生物酶催化，从复杂的系统结构到功能材料的理论设计，理论和计算化学是必不可少的。七名化学家因对这些领域的贡献而获得了诺贝尔化学奖。
科学世界：目前，化学的顶级话题是什么？未来十年的化学物质的主要方向是什么？
Bai Chunli：我认为，化学学科有一些重点：首先，我们必须注意分子水平的化学，化学的合成，尤其是绿色合成，有效的催化和创造新材料；或超级分子的化学团聚的晚期结构，探索和理解大分子，超分子，超级分子，分子凝集和分子纳米结构的形成kaiyun.ccm，结构，性能，性能和分子相互作用的形成，结构，性能和分子相互作用。系统;高化分析和测试技术（例如分子成像）将向更广度和更深的方向扩展化学。理论和实验的更紧密组合将使化学家的能力预测，削减和设计分子能力更有能力。突出显示，揭示组成结构功能之间的关系更有效。化学和生命科学的交集揭示了生活科学中的奥秘，并使人们期待它。就国家战略需求和可持续发展而言，绿色技术，绿色技术，新能源和新材料等可持续化学的应用范围以及新的资源开发仍然是化学研究的主要尖端。
科学世界：您认为，21世纪的化学问题是什么？
Bai Chunli：学科本身的发展是一个问题。从理解和发现元素到编队周期表的化学反应，以及漫长的过程已经完成了整个过程。一旦取得突破，元素化学反应就取得了迅速的进步。 ，大大丰富并改善了我们的生活。化学本身的下一个发展可能是较大规模的突破，例如超分子，分子纳米结构，并进一步了解单分子标准。在分子尺度上观察物质转化的分子量表，具有高时光，空间分辨率和能量分辨率的开发设备也将是一个具有挑战性的问题。当然，更具挑战性的困难可能是如何使用化学原理和方法来规范生活中的各种过程，例如信号通道。
21世纪有许多挑战。对于化学，您是否可以解决能源问题，新材料和（水资源）都是挑战，都是无法做到的原因。
科学世界：未来规范生活的过程吗？
Bai Chunli：目前尚不清楚，但是普通细胞的抗调节是多种多样的kaiyun全站app登录入口，现在已经完成了。这是为了诱导干细胞或诱导多能干细胞。但是，相反的过程，即细胞的分裂或细胞命运的化学调节机制尚不清楚。对这些过程的化学研究可能会对人类命运产生重大或决定性的影响。化学工人和生活科学家需要共同努力是一个科学问题。
每个人都可能知道人造生活的言论。实际上，这是使用细胞对合成的人工控制的方法。它被称为化学中的合成生物学。这里也有巨大的挑战。人们可以创造生活吗？还是可以创建类似于生命的化学机器？非常期待。
科学世界：碳化合物为我们提供了各种材料，但是我们的日常生活可以进入富烯和石墨烯多长时间？
Bai Chunli：碳是自然界非常普遍的分布，也是生命的骨骼。在某种程度上，有机化学实际上是碳化学。碳材料的独特电子结构确定它可以涵盖地球上所有物质的性质，甚至相对支架的两种特性，例如从最坚硬到极端，充分吸收到完整的轻型传输，绝缘体到向导体的半导体，绝缘绝缘，绝缘绝缘，以绝缘为绝缘，以绝缘为绝缘，以绝缘至绝缘，以绝缘至绝缘层，以坚持绝缘的导电剂，绝缘材料，绝缘绝缘绝缘，绝缘，绝缘，绝缘，绝缘，绝缘，以绝缘为绝缘，以绝缘，以使绝缘材料绝缘，以使绝缘层以绝缘为绝缘，以使隔热到绝缘，以使绝缘层以绝缘化，以使绝缘材料绝缘，以使其绝缘，以使绝缘材料隔热到绝缘材料使绝缘层隔热到绝缘材料，以坚持将绝缘材料保温，绝缘膜到绝缘的绝缘层到绝缘绝缘的绝缘材料，绝缘材料绝缘材料，隔离到绝缘的绝缘层，隔离到绝缘的绝缘层，以隔热，绝缘绝缘的绝缘材料，与绝缘绝缘的绝缘材料，绝缘的绝缘材料，绝缘绝缘的绝缘材料，绝缘绝缘层的绝缘层，绝缘的绝缘层，绝缘的绝缘层开yun体育app官网网页登录入口，良好的热量引导，高临界温度超导体等等在。碳元素的最大特征之一是，熟悉的许多同质外星人，例如钻石和石墨。
至于过去25年来碳纳米材料，包括Fullene，纳米管和石墨烯等，自1996年以来，有5个人赢得了诺贝尔化学和物理奖项，因为发现这些功能性材料发现这些功能性的材料已经发现了这些功能性材料，显示这些材料的重要性。其中，Fullene发现了最早的。它是由美国科学家Smalley，Curl和英国科学家Kroto于1985年发现的，而英国科学家Kroto则发现了它。这三位科学家赢得了1996年实验室诺贝尔化学奖。由于Fullene的结构和超稳定性，它很快成为化学星分子。 1990年，Fullene意识到了革兰氏级实验室的准备。 2003年，实现了Ton -Level Fullene的工业化。现在，世界已经形成了100吨生产的量表，并进入了工业应用的阶段。实际上，Fullene现在已经开始进入我们的生活。在许多大型购物中心的化妆品柜台上，您可以找到许多带有Fullene的化妆品。这是因为Fullene可以有效地杀死自由基并具有抗衰老效应。加入高尔夫头，保龄球等，添加Fullene或Fullene治疗的表面，因为Fullene可以提高这些材料的强度和韧性。
至于石墨烯，它是在2004年发现的。它具有非常好的机械强度和非常独特的电子特性，并且发现者赢得了2010年诺贝尔物理学奖。近年来，科学家正在研究如何大规模准备此类材料。一旦实现了工业准备，它应该能够在日常生活中出现。去年，中国科学院化学研究所的科学家合成了一种名为Chaphite的材料，该材料也是一种新型的碳材料，这很有潜力。
科学世界：目前，石油和天然气是我们的主要能源和资源。石化工业还有改进的空间吗？
Bai Chunli：地下挖掘原油零件非常复杂。通常，必须通过一系列精炼过程（例如烯烃，汽油，煤油和柴油）获得一系列精致过程。这些产品是碳氢化合物，但碳链的长度与链结构不同。为了将长链原油分子切成所需的不同长度的碳链分子，我们需要剪刀的手柄，这是我们通常称呼的催化剂。此前，人们使用硅铝材料（不令人满意）而没有特定的结构。切割的效率和准确性非常差。后来，将带有常规结构的“分子筛”用作催化剂，并且切割的准确性得到了极大的提高。现在，人们提出了一个“分子油精炼”的概念。一方面，他们理解和区分原油与分子水平。生产什么。这样，石油的利用效率大大提高了。此过程的关键是催化剂和化学过程的创新。
天然气，也称为甲烷，是自然界最稳定的有机小元素之一。它的分子含有4种氢原子和一个碳原子。它相对较少含碳。燃烧后排放的二氧化碳自然较小。很长一段时间以来，它被燃烧为出色的燃料。现在人们发现很容易燃烧这是可惜的。人们希望将氢用作高质量和有效的氢能。另一方面，人们还希望仅连接一个碳甲烷分子，将其变成高质量的液体燃料，例如汽油和柴油。该过程的关键也是催化剂和化学过程。石油精炼，我们使用催化剂切割碳链。这是将碳链与催化剂连接起来。这些概念是不同的，但它们都是为了有效利用能量。
我国家的情况与世界许多国家不同。我们大量使用煤炭。为了更有效，更干净地使用煤炭，我们还需要使用大量的化学方法，例如有效地清除含硫的含硫和氮的污染物，将气体转化并使用，并将其用于有效的燃料和化学物质，以及煤炭燃烧会产生大量二氧化碳的处理和再利用。
科学界：您是研究Nano的专家。请介绍我们生活中目前涉及到多少纳米化学和纳米材料？
Bai Chunli：纳米技术起源于费尔曼的幻想。经过半个世纪的发展，它逐渐从幻想转变为现实。现在，人们通过各种渠道知道“纳米”，同时“ Nano”逐渐进入我们的生活。可以说，纳米时代已经开始。
化学和纳米科学是跨整合的两个最佳学科，它们变得密不可分，因此它们具有纳米化学理论。传统的化学研究对象通常包括具有天文数字的原子/分子。例如，1克水含有约3.346×1022水分子。从化学的角度来看，纳米结构是数十个到数百万个原子之间的簇。研究对象已成为纳米尺度物质，或者可以与纳米尺度分开几十个或数十个。数字原子或分子。因此，纳米技术已经为化学研究开辟了一个新的水平。
同时，化学还为纳米技术创造了大量的研究对象。化学的研究对象是多彩的，并且是最新的物质类型的第一级学科。如果已知数千万分子和化合物，那么其中很大一部分是新的人工合成。复杂的纳米结构系统还需要进一步 - 深入了解分子自组织。
化学家建造具有不同本质的纳米结构的各种形状，不仅为研究纳米材料，纳米驱动器和纳米药物提供了最重要的基础，而且还继续丰富纳米技术的研究内容。随着科学家对纳米技术学的理解逐渐从浅层到深度展示，它产生了大量的转换概念和技术。例如，中国科学家通过纳米通道极限，晶体表面的选择性暴露和强相互作用提出的“纳米有限域效应”，实现了对催化特征的“自由”调节； “乙二醇的设定技术将对我国的能源和化学工业产生重要影响。基于“微/纳米结构渗透”原则，纳米绿色印刷技术有望成为未来印刷的主流技术最终，具有“非灯，低成本，无污染和高度自动化”的优势。印刷技术。
纳米材料是指具有至少一个维度的材料，其尺寸在一个维度上小于100纳米。零纳米材料，例如颗粒，量子点，一种维纳米材料，例如纳米电线，纳米棒和两个维纳米材料，例如石墨烯。在我们的生活中，纳米材料是最常见的，长期以来一直是我们生活密不可分的。例如，我们每个人的手机现在变得越来越小，越来越紧密，越来越多的功能，待机时间越来越长。这是因为某些纳米电极材料以及使用纳米技术来改善电池隔隔层的使用；手机上的耐磨性高gloss涂层也是纳米材料和纳米技术的结果。由于使用纳米材料，我们每天驾驶的汽车越来越降低。由于纳米材料的开发和应用，我们穿的衣服变得越来越具有抵抗力和耐磨性。应用程序变得越来越持久...我相信纳米技术将来会做出更多的贡献。但是，纳米技术在生活中的应用刚刚开始，不能说纳米时代已经到来。
科学界：化学为人类的发展带来了许多有用的事物，但其对环境的负面影响也在增加，引起了广泛的关注。您如何看待这个问题？
Bai Chunli：化学是一门创造的科学。它创造了大量新物质。化学在解决食物问题，击败疾病，解决能源问题，改善环境问题以及发展高级材料和新技术方面发挥了不可替代的作用。
物质世界的化学转化在日常生活中无处不在。人们已经习惯了。因此，化学贡献通常被忽略。带来的负面影响，例如破坏环境，很容易引起人们的恐慌，这常常被夸大。
这些负面影响具有认知问题。化学工业本身的发展不是绿色的，并且存在许多问题，例如监督。我们不能简单地相信化学的负面影响越来越大。现在使用新化学物质时，化学家非常谨慎。他们必须进行一系列严格的测试和评论，包括毒理学和环境影响。进入市场。同时，许多被认为对环境有害的物质已被禁止，例如弗莱恩。此外，各种政策和法规正在调节化学物质的使用。 2011年国际年的主题是“我们的生活，我们的未来”，即，我们的生活与化学是密不可分的，我们的未来与化学是密不可分的。我们应该充满信心，化学带来的负面影响可以消除。
实际上，许多公司不知道某些化学物质的危害，但是为了好处，它们使用了这些有害和有害的物质，例如三聚氰胺牛奶，悬挂白块，假鸡蛋，假肥料，假肥料，假农药等。化学本身的问题，但社会责任问题。
化学的发展也更加绿色。为了回应以下事实：传统化学工业对环境造成的污染非常严重，1990年，美国通过了“防止污染”法令。 1991年，美国化学协会（ACS）提出了“绿色化学”，并成为美国环境保护局（EPA）的中央口号，并立即得到了世界上的积极反应。
科学界：您提到的绿色化学概念是什么？
Bai Chunli：简而言之，它是使用一系列原理，方法和技术来避免或减少产品设计，生产和使用过程中有害物质的使用和生产。当制造和应用化学产品（最好是可再生）时，应使用原材料来消除废物并避免有毒和危险的试剂和溶剂。当今的绿色化学也指可以保护环境的化学技术。通过使用自然能量，避免对环境负担负担，避免释放有害物质，并利用太阳能来开发和开发氢能来制造和储存技术，并考虑节能并减少废物排放。
科学界：绿色化学的兴起意味着什么？
Bai Chunli：传统化学对绿色化学的转化可以被视为化学从“广泛”到“综合”的转化。绿色化学需要合理地利用资源和能源，并降低生产成本。它的研究内容涉及化学的各个方面，包括设计环保产品的设计，原材料的绿色，新的合成路线和方法论，绿色催化，绿色溶剂和绿色溶剂。绿色化学技术，过程和系统整合，环境友好和资源优化和使用评估标准以及原子经济是绿色化学的核心内容，即，在获得新物质的过程中，绿色化学必须充分利用原材料分子通过化学转化。因此，这也是化学本身发展的挑战。有必要进行新的理论和新的技术变化来促进它。
绿色化学是人类环境的巨大代价。它表明，可以避免化学对环境的负面影响。绿色化学的概念不再使用有毒和有害物质，没有浪费，也没有浪费。这是一种防止来源污染的化学反应。这种新的概念和防止化学污染的新概念逐渐被人们认识，接受和珍视。这是人们应该追求的目标。我认为，绿色化学将成为21世纪科学发展最重要的领域之一。
科学世界：过去，人们经常说：“学习数学，不怕在世界各地走动。”现在仍然如此重要吗？
Bai Chunli：这是1950年代的俗语，即使只是改革并开放。由于每个人都尊重科学并倡导科学，因此整个社会对科学和技术都非常重视。在文化大革命的十年中，高等教育基本上被打断了。当时，这一说法出现了，反映了人们对科学的热情，尤其是当时，像陈·朱格伦（Chen Jingrun）建立了一些典型的人。当时，哥特式巴赫斯猜测，许多年轻学生学习了数学，但是现在随着经济发展，中国的处境已经改变。每个人都不会将自然科学作为最佳追求。年轻人也有很多选择，例如经济和管理。这些在国民经济中的比例正在增加，他们还需要该领域的才能。因此，自然科学的数学和化学基础学科是唯一的选择。但是相比之下，在中国，每个人对科学的兴趣可能比发达国家更好。当我们与一些科学家在国外进行沟通时，他们总是认为中国学生比国外拥有的自然科学比例更多。仍然有许多中国人在美国学习自然科学和博士医生。
此外，中国科学院还进行了一项调查。小学和中学生之间的统计数据发现，现在儿童心目中的科学家的状况低于原始研究，并且在9个职业中被计算出来。家庭教育和社会指导很重要。因此，这也是中央领导人最近希望增加对科学和技术特征和科学的宣传的原因。
科学世界：您能建议或发送有关年轻学生化学学习的建议或信息吗？
Bai Chunli：许多学生在化学开始时感到沮丧，并认为化学可能还有更多的记忆。一些反应，方程式和化学方程相等。有很多方面。此外，化学基本上是一门实验科学。尽管也有理论化学部分，但必须通过实验获得许多化学知识学习。有时，如果实验本身，实验室设备和设施条件可能会稍微缺乏。但是，我认为化学确实是一门非常重要的中央学科，也就是说，化学是一门学科，可以拥有许多可以与许多学科进行比较的跨学科，例如物理和生物学。了解分子从原子和分子水平的水平中的作用，并了解化学反应，这在任何其他学科的深度发展中具有非常重要的作用。因此，就未来的化学发展而言，就学科本身而言，这绝对非常重要。国民经济中化学，化学和石化物的比例非常大。即使限制了石油资源的发展，我们也通过煤炭涉及化学，将化学产品转化为燃料。如何解决未来的能源问题，环境问题，资源问题和人口健康问题与化学不可分割。因此，化学的未来发展不会随跨学科而消失。
