化学与现代科学发展。
指导教师：唐冬雁。
机电工程学院机械设计制造及其自动化专业
摘要：在进入了 21 世纪的今天，人们在谈论科学的发展时指出，“这将是一个生命科学和信息科学的世纪”，那么究竟“化学还有什么用呢？”诚如诺贝尔化学奖获得者h.
w. kroto教授[1]在回答这个问题时所述，“正是因为21世纪是生命科学和信息科学的世纪，所以化学才更为重要”，这是因为化学是一门承上启下、渗透于各种新兴交叉学科的中心科学。
关键词：化学，现代科学，应用。
1 引言 化学已经渗透到国民经济的发展和人民物质文化生活的改善和提高的几乎所有方面，无论是高新尖端技术，还是国民经济发展的各种支柱和支撑产业，还是人们的衣食住行、生活休闲、医疗保健，无不都与化学科学的发展密切相关。未来化学在人类生存、生存质量和安全方面将以新的思路、观念和方式继续发挥核心科学的作用。应该说，20世纪的化学科学在保证人类衣食住行需求、提高人类生活水平和健康状态等方面起了重大作用，21世纪人类所面临的粮食、人口、环境、资源和能源等问题更加严重，虽然这些难题的解决要依赖各个学科，但无论如何总是要依靠研究物质基础的化学学科。
2 化学仍然是解决食品问题的主要学科之一
化学将在设计、合成功能分子和结构材料以及从分子层次阐明和控制生物过程（如光合作用、动植物生长）的机理等方面，为研究开发高效安全肥料、饲料和肥料/饲料添加剂、农药、农用材料（如生物可降解的农用薄膜[2]）、生物肥料、生物农药等打下基础。利用化学和生物的方法增加动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剂，改进食品储存加工方法，以减少不安全因素等，都是化学研究的重要内容。
3 化学在能源和资源的合理开发和高效安全利用中起关键作用。
各种结构材料和功能材料与粮食一样永远是人类赖以生存和发展的物质基础。化学是新材料的“源泉”，任何功能材料都是以功能分子为基础的，发现具有某种功能的新型结构回引起材料科学的重大突破（如富勒烯[3]）。未来化学不仅要设计和合成分子，而且要把这些分子组装、构筑成具有特定功能的材料。
从超导体、半导体到催化剂、药物控释载体、纳米材料等都需要从分子和分子以上层次研究材料的结构。20世纪化学模拟酶[4]的活性中心的研究已取得进展，未来将会在可用于生产、生活和医疗的模拟酶的研究方面有所突破，而突破是基于构筑既有活性中心又***活性中心功能的高级结构的化合物。21世纪电子信息技术将向更快、更小、功能更强的方向发展，目前大家正在致力于量子计算机、生物计算机、分子器件、生物芯片等新技术，标志着“分子电子学”和“分子信息技术”的到来，这就要求化学家作出更大的努力，设计、合成所需要的各种物质和材料。
4 化学继续推动材料科学的发展。
在满足生存需要之后，不断提高生存质量和生存安全是人类进步的重要标志。化学可从三个方面对保证生存质量的提高做出贡献：① 通过研究各种物质和能的生物效应（正面的和负面的）的化学基础，特别是搞清两面性的本质，找出最佳利用方案；② 研究开发对环境无害的化学品和生活用品，研究对环境无害的生产方式，这两方面是绿色化学的主要内容；③ 研究大环境和小环境（如室内环境）中不利因素的产生、转化和与人体的相互作用，提出优化环境建立洁净生活空间的途径。
健康是重要的生存质量的标志。维持健康状态靠预防和**两方面，以预防为主。预防疾病是21世纪医学的中心。
5 化学在医药方面的重要作用。
随着医药学的发展，有机化学在其中发挥的作用也越来越大，具有无可替代的重要地位。比如，合成高分子材料与生物体有着极其相似的化学结高构，加上分子材料的毒性小、性能优异、不易腐蚀、而且可以加工成各种不同的形状，因此，它们在医用材料中占据了十分重要的地位。
医用高分子材料根据实际应用，大致可以分为三类。
第一类用于制作人工脏器：其中，人工心脏、人工肾、人工肺的出现最为振奋人心，这三大人工器官的产生直接挽救了数百万人的生命；
第二类用于修复人体的缺陷：以人工角膜和接触眼镜、人工骨和齿科材料的出现最具代表性，使很多患者摆脱了各种疾病的困扰，生活重新充满了阳光；
第三类用作医疗器械：以医用导管、高分子绷带材料及很多一次性高分子医疗用品为代表的高分子医疗器材的出现，使得医生在治病救人时更加得心应手，做手术更加轻松，同时也大大减轻了患者的痛苦，深受广大医生和患者的好评；
第四类高分子药物：随着有机化学和医学的高速发展，高分子药物出现了，并以其优越的性能很快吸引了众多的注意力，这类药物对于减小药物的毒性，维持药物在血液中的停留时间，实现药物的定向给药等方面都有独到的效果。同低分子药物相比，高分子药物具有高效、低毒、靶向、缓释等特点，具有迷人的发展前景。
6 化学在环境保护中的重要作用。
现代生物技术是以dna分子技术为基础，包括微生物工程，细胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用，而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20 世纪 80年代以来生物技术作为一种高新技术，已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视，发展十分迅猛。
与传统方法比较，生物治理方法具有许多优点。
生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构，降解的产物以及副产物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度，这样既做到一劳永逸，不留下长期污染问题，同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。
利用发酵工程技术处理污染物质，最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质，如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等，常常是一步到位，避免污染物的多次转移而造成重复污染，因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。
生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程，而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质，其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的，所以大多数生物治理技术可以就地实施，而且不影响其他作业的正常进行，与常常需要高温高压的化工过程比较，反应条件大大简化，具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。
7 结语。纵观化学发展，化学总是与其他学科相互交错交融，无论是在人们的生活生产，还是在科学研究，化学总是在起着一些关键性疑难问题的突破。正如h.
w. kroto教授所言，化学是一门承上启下的学科，渗透于各种新兴交叉学科的中心科学，其他领域的突破或多或少都是化学做了基础。在这个生命科学和信息科学的世纪，化学必将发挥前所未有的重要作用。
参考文献。1] 克鲁托（与斯莫利(柯尔(一起，因发现碳元素的第三种存在形式—c60(又称“富勒烯”“巴基球”），而获2024年诺贝尔化学奖。
2] 马欢，朱苏文。 淀粉基生物可降解薄膜的沼气发酵特性研究。 农业机械学报。 2015, 46(3)
3] kwangmin choi. 富勒烯增强铝基纳米复合材料的力学性能。 中国有色金属学报。 2014, (z1)
4] 刘有芹，颜芸。 模拟酶的研究与发展。 化学进展。 2005, 17(6)
5] 《中国组织工程研究与临床**》杂志社。 医用高分子材料及其相关产品的临床应用。 中国组织工程研究与临床**。 2011, 15(47)
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