本文主要讨论应用化学的概念、历史和前景，但也涉及本书所包括的前沿领域的一部分。

国际纯化学与应用化学联合会(IUPAC)建立于1919年。应用化学作为一门学科而发展，实在是一件不平常的事，它的曲折历史已将近四分之三世纪。IUPAC将应用化学定义为“化学在人类需求方面的应用”。上世纪末，很明显，“纯粹”或基础化学家不能应付化学工业中日益增长的各种各样的典型需要。因此，设想出两种新的专业。应用化学涉及有关食物、农业、肥料、医药、许多实用商品的特殊需求，应用化学家要密切地与基础化学家合作；而化学工程则主要涉及放大过程中的操作特性，物理单元操作和化学单元过程。

Lord Rayleigh 1902年撰写论文“关于两元混合物的蒸馏”，七年后，W．K．Lewis发表“分馏原理”(J．Ind．Chem.,1,522,1909)。Mc Cabe，Thiele，Ponchon和许多其他物理化学家创立了化学工程学科。从一开始，化学工程就假定系统的化学性质完全清楚，而仅涉及物理步骤，质量、能量和动量的传递等等。这种以物理原理为重点的特点，使得化学工程的发展模式完全不依赖于化学。

另一方面，应用化学则主要依靠与化学和化学工程的结合和经常的相互作用，以至于它在发展中总是趋向于失去它自己的明确特点。这一学科曾经并将继续在上述两姐妹学科的庇护之下而发展。可以说，应用化学学科涉及到工业、生物、环境等应用学科领域的化学原理。最近几十年，应用化学迅速扩大到与矿物、金属、陶瓷、聚合物、纸张、油类、医药、生化制品、石油化学品等有关的各工艺学领域。美国麻省理工学院在化学工程系设有一个应用化学分部。西方大学的化学和化工系形式上均包括应用化学学科。IUPAC代表化学的纯科学和应用科学的联合。

一、应用化学的概貌

化学的应用可以初步分类为无机界、有机界和生物界，物理化学可作为贯穿其中的共同线索。应用化学不能不考虑第四界——化学工业和化学工程。因为在一本书中不可能覆盖整个应用化学学科，我们的汇编不得不有所选择，而且是必然的不完全，以下是我们列出各专门题目。   

无机：矿物工程化学，高温化学冶金，结构陶瓷，腐蚀，玻璃, 大型无机化工，半导体和电子材料。   

有机：煤，石油，甘油酯油，香精油，聚合物，橡胶，肥皂，表面活性剂，染料，皮革，纸张，织物，人造丝，纤维质，药物和甾类。   

生物：微生物和发酵化学品，生物学中的痕量过渡金属和分子遗传学。  

前已述及，物理化学贯穿应用化学的整个范围。例如，表面活性剂的研究不仅包括极性有机化合物，而且还包括界面物理化学许多新发展的课题，这些课题对矿物工程、催化、液晶、生物类脂代谢和膜等领域做出了独特的贡献。腐蚀研究的Mǒssbauer光谱(M．Adhikari等)将应用化学和应用物理联系起来。   

David Samuel以及许多人曾经指出如果没有我们生活在其中的生物界的科学论述，化学方程式将不可避免地显示出何等的不完全。因此一些学者指出生物化学不仅以前是，而且现在也是应用化学的一个部分。   

很明显，许多应用化学的课题跨越了人为的无机、有机和生物界的界限。例如，矿物工程，不仅包括如捕集剂和絮凝剂之类的专用有机化合物，而且还有特殊种类的细菌。农业化学包括无机(土壤)和有机(腐殖土)界。发酵技术依靠有机化学和细胞生物学，后者(细胞)又主要依赖痕量金属和无机化合物以进行代谢。   

应用化学如何与化学工程相配合?我们认为一个应用化学家，如果他想作为一个工艺学家并从事大规模的生产，他就必须是某一门类的化学工程师。化学工程必需成为所有有关化学工艺教育计划的一个必需部分。

二、脱颖而出的化学工艺学

要消除应用化学在未来将没有需要解决的远景课题的疑虑，Takaoka曾经考虑，21世纪，有三个广阔的脱颖而出的技术领域：微电子、新材料和生物技术，将需要应用化学家给以密切的注意。

我们已处于计算机和微电子时代。应用化学家必将发展纯而廉价的半导体材料——硅、硅器件以及周期表 III— VIII族中可能较好的代用品，如高纯镓，砷化镓，磷化镓等。   

21世纪，材料科学和材料工程将密切相联系。因此，应用化学家将要承担发展更好的新型材料的重大责任。例如，金属陶瓷，高温结构陶瓷，无定形合金，室温超导体，光纤维，高机械强度高弹性聚合物如聚苯并二噻唑(PBT)，导电聚合物，用于药物有效释放系统的生物侵蚀聚合物，碳纤维增强塑料(FRP)，用于溶质和微生物分离与超滤的合成膜等。   

用超过滤代替昂贵的蒸馏和过滤系统，将水和空气中的毒物和核污染物滤除以保证适宜的生态安全，海水淡化均需要大量特种膜。环境安全的必要性以及废物的再利用要求应用化学与新发展的分离技术紧密结合地研究。   

新的生物技术将明确地研究DNA重组，基因拼接，遗传工程，细胞培育，细胞融合(fusion)，组织血纤维蛋白溶酶原赋活体(T P A)，干扰素等。通过细菌浸出过程从尾矿中提炼出金属，通过改进的发酵技术可生产出将近100种工业上有用的有机化学品。利用前述的合成膜将可经济地从很稀的溶液中回收贵重的生化制品和抗体。植物将利用遗传密码直接从空气中固定它们自身所需的氮，由此减少了氮肥的需求。

三、应用化学的前景

我们这一代已经解决了世界食物不足的问题。食物的平均分配和健康不是化学家的任务。同样地，穷苦人民只有当他们有愿望和有钱时，才能用化学家的药丸去控制人口爆炸。能源危机大约能在21世纪通过核能和太阳能的开发利用来解决。应用化学家将要加强他们的精力去控制尚未消灭的传染病、癌和致死微生物的危害。    

诺贝尔化学奖获得者Geyrge Porter先生，曾指出无限制地使用杀虫剂，将使世界农产品下降到现有水平的一半，从而引起灾难性的大饥荒。抗菌素不能消灭致死微生物，但至少能给人体以抵抗力。如果太阳辐射能可以完全满足我们文明的能源需要，就不必采用核燃料。   

Uinus Pauling教授曾哲理地评论，技术不能使人民幸福，但它一定能消除许多不幸的因素。George Porter曾恰当地指出，我们生活在化学的世界中，我们的身体也是由化学物质构成的，这是命中注定，我们必须更好地学习更多的化学。因此在任何的生存水平，我们都必须学习如何“应用”化学。所以应用化学作为一个学科是不可能消亡的。