化学学科的前沿方向

化学学科的前沿方向与优先领域

化学和其它科学一样，是认识世界和改造世界重要学科。它与物理科学、生命科学等相互渗透，不断形成新的交叉学科。

学科的前沿方向与优先领域为：

今日化学何去何从

1. 20世纪化学取得的空前辉煌成就并未获得社会应有的认同

2.20世纪发明的七大技术中最重要的是信息技术、化学合成技术和生物技术

①包括无线电、半导体、芯片、集成电路、计算机、通讯和网络等的信息技术；

②基因重组、克隆和生物芯片等生物技术；

③核科学和核武器技术；

④航空航天和导弹技术；

⑤激光技术；

⑤纳米技术。

3.化学是一门中心科学

化学是一门中心科学，化学与生命、材料等八大朝阳科学有非常密切的联系，产生了许多重要的交叉学科，但化学作为中心学科的形象反而被其交叉学科的巨大成就所埋没。

化学与八大朝阳科学之间产生了许多重要的交叉学科，但化学家非常谦虚，在交叉学科中放弃冠名权。例如“生物化学”被称为“分子生物学”，“生物大分子的结构化学”被称为“结构生物学”，“生物大分子的物理化学”被称为“生物物理学”，“固体化学”被称为“凝聚态物理学”，溶液理论、胶体化学被称为“软物质物理学”，量子化学被称为“原子分子物理学”等。

又如人类基因计划的主要内容之一实际上是基因测序的分析化学和凝胶色层等分离化学，但社会上只知道基因学，看不到化学家在其中有什么作用。再如分子晶体管、分子芯片、分子马达、分子导线、分子计算机等都是化学家开始研究的，但开创这方面研究的化学家却不提出“化学器件学”这一新名词，而微电子学专家马上看出这些研究的发展远景，并称之为“分子电子学”。

内行人知道分子生物学正是生物化学的发展。在这个交叉领域里化学家与生物学家共同奋斗，把科学推向前进。但在中学生或外行看来，“分子生物学”中“化学”一词消失了，觉得化学的领域越来越小，几乎要在生物学与物理学的夹缝中消亡。

4.化学有没有理论？

②门捷列夫的化学元素周期律。

①化学热力学，可以判断化学反应的方向，提出化学平衡和相平衡理论。

物理学提出了五大理论难题：

②对称性破缺问题。

④黑洞和类星体问题。

⑤夸克禁闭问题等。

①后基因组学和人类疾病的消除。

②蛋白质组学。

③脑科学。

④生物如何进化？生命如何起源等。

5.21世纪化学的四大难题

①如何设计合成具有人们期望的某种性能的材料？

③溶液结构和溶剂效应对于性能的影响。

④具有单分子和多分子层的膜结构和性能的关系。以上各方面是化学的第二个根本问题，其迫切性可能比第一个问题更大，因为它是解决分子设计和实用问题的关键。

①研究配体小分子和受体生物大分子相互作用的机理，这是药物设计的基础。

④生物固氮作用的机理。

⑤搞清楚牛、羊等食草动物胃内酶分子如何把植物纤维分解为小分子的反应机理，为充分利用自然界丰富的植物纤维资源打下基础。

⑦了解活体内信息分子的运动规律和生理调控的化学机理。

⑧了解从化学进化到手性和生命起源的飞跃过程。

④电子或声子的特征散射长度，即平均自由程，在纳米量级。当纳米微粒的尺度小于此平均自由途径时，电流或热的传递方式就发生质的改变。

6.化学家缺少品牌意识，没有在社会上树立化学的美好品牌

化学没有树立品牌，化学与化工被认为是污染源，这也是缺少生源的原因之一。其实，造成环境污染的不仅仅是化学，更重要的是森林破坏，水土流失，沙漠化和沙尘暴，汽车尾气排放，煤燃烧等。而分析、监测、治理环境污染的正是化学家。化学家已提出绿色化学的奋斗目标。化学家不但要认识世界、改造世界，还要保护世界。