求一份关于化学与社会的文件

体积13总计61

1995四号

专题论文

科学经济学会

化学的社会功能

陈朱

卷口，SumNo。614号，1995

化学主要研究物质的组成、结构和性质(包括物理性质、生物活性、新技术性质等非化学性质)；研究不同聚集态下物质在分子和原子水平上的变化和反应规律、结构和各种性质之间的关系，以及变化和反应过程中的结构变化、能量关系及其对各种性质的影响。根据物质的组成、结构和性质之间的关系，合成各种需要的物质。

可以预期，化学将很可能达到人们向往已久的分子设计和分子工程的水平，使人们能够根据化学中积累的大量信息，利用计算机设计出具有指定结构和性质的化合物，并选择最佳合成路线，合成和改造人们需要的各种物质。化学和生物学的相互渗透有望进入高潮，光合作用、酶的化学模拟和生物膜模拟将取得重大进展，人们可能在分子水平上逐步实现期待已久的对生命过程的认识。同时，太阳能的化学利用和一些新概念、新技术的采用，可能会在催化过程和化学分离方面取得一些革命性的突破。这些突破将改变人们的生活方式，给人类带来幸福。这些突破将给工业带来革命。这些突破需要化学家们的努力，也需要社会各界的理解和支持。

1.化学工业是各国国民经济的重要支柱。

由于化学可以满足人们的需求，化学工业已经成为各国国民经济中的重要支柱。比如:美颜

中国化工及相关产品行业从业人员100万人，年出口额6543.8+0.75亿美元。jg美国赢得年度冠军。

约6543.8美元+06.5亿英镑的国际贸易顺差为m .在英国，化学工业年产值约为21万亿英镑(约占英国总产值)

9%)，井出口顺差25亿英镑(飞日本的化学工业品国际贸易顺差高达461亿美元，原

联邦德国和法国的化学工业产品国际贸易顺差也分别高达326.3亿马克和257亿法郎。存在

目前，我国的化学工业已经成为我们的支柱产业之一。从65438年到0988年，化学工业总产值占全国工业总产值的比重。

6.四川，s. 1991年，提高到8%。〔0

第二，增加粮食产量

用有限的土地资源养活不断增长的人口是人类面临的严重问题。对中国来说，

要用世界总耕地的7%养活世界22%的人口，问题就显得尤为突出。

据统计，全世界因病、虫、杂草造成的损失达15%-30%，农药控制灾害。

主要手段是了解生物的生物化学可以限制害虫的行为，为维持有效的生态平衡开辟途径。

路。植物激素和生长调节剂的研究，昆虫植物激素和生长调节剂的研究，昆虫信息素的研究，都是现代农业。

学习的重要标志。如果我们能模拟植物的化学过程，人类需要的所有食物都可以在大型工厂里吃到。

工业化生产，那么人类将从根本上解决粮食供应问题。虽然这个研究过程需要很长的历史

三

但是化学家们正在接近这个目标，目前的研究为我们展示了曙光。

第三，增加能量

能源是当今社会的三大支柱之一。目前人类95%的能源依赖于石油、天然气和煤炭。

和铀。随着人类经济活动的扩大，这些能源，尤其是石油和天然气，将永远

总有一天它会被宣布干涸。自20世纪70年代以来，能源危机一次又一次地席卷了西方国家，而且在未来，它将能够。

源头危机将成为人类的一大难题。在中国，自1980年以来，能源供应短缺已经持续了20多年。

自产生以来，全国约有25%的工业产能因能源不足而无法发挥作用，影响了近6543.8+0000亿元的产值。

货币和能源行业已经成为制约中国经济发展的“瓶颈”行业。

中国人均商业能源消费量为800公斤标准煤，仅为世界平均水平的三分之一-；单位GDP能耗是其他发展中国家的两倍，是世界上最高的国家之一。因此，我们面临的严重问题是能源短缺、利用效率低、浪费和污染严重。而解决问题的方法往往来自化学。

有两种方法可以增加能量。一是提高介质、石油、天然气等现有“地壳能量溢出”的利用率。二是开辟新能源，如太阳能、生物质能、骨骼裂变和聚变能，以及煤等危险煤和低热值燃料的有效清洁利用。在中国，煤炭是最丰富和使用最多的能源资源，但目前中国约84%的煤炭用于直接燃烧和利用其热能，利用率仅为28%，不仅造成浪费，而且给环境带来严重污染。煤

煤磨石是一种碳质岩石，必须去除硫等有害物质，才能将其转化为清洁高效的能源。

目前，我们化学家的任务是找到一种经济合理的工业工艺，并合成和筛选高水平放射性催化剂。

第三等级的石油使用目前的开采方法。很多沟是不能开采的。初级开采主要靠安然压。只有10%-20%的自然保护区可以开采。第二阶段，通过注水、注气、注蒸汽使矿井复活，这样最多只能开采35%。三次开采需要新的化学方法才能到达剩余的有价值的资源，一次采油和二次采油开采的石油成分也比较理想。但是一旦这一最优馏分被用尽，我们将面对的是分子量大、氢含量低以及含有氮和有机金属化合物等其他有害成分的重质原油。炼油技术需要一场革命。

生物质能

中国农村能源特别匮乏，在役生产用能短缺40%。迫于生计，农民们不择手段地寻找一个。

砍伐可燃物，导致过度砍伐，植被破坏，水土流失加剧，橘秆无法还田，恶性生态循环。

细菌在缺氧条件下可以分解生物质产生甲癣。它的氢碳比很高，估计每年有1r被释放到大气中。

指甲油释放量约为4.27亿桶油。这种沈青好氧菌的分解方法可以将垃圾、农业下脚料或其他废弃物。

这种材料被转化成指甲烧伤。其难点在于过程缓慢，对溶液的酸度过于敏感。研究指甲灼烧的化学机器

考虑有机物的生物化学将有助于提出克服这些问题的策略。

太阳能/太阳能

到目前为止，自然界利用太阳能最主要的方式是光合作用——植物利用太阳能转化二氧化碳。

和水合成有机(含碳)化合物并释放分子氧。如果这个过程可以在实验室中成功模仿，那么

这将是一场伟大的胜利。目前，虽然光合作用的研究取得了很多进展，但离成功的目标还很远。制造

利用太阳能的另一个突出贡献是用电化学装置将太阳光直接转化为电能或化学能。

四

核能

物理学家和化学家给世界带来原子弹的同时，也给人类提供了原子能。作为一种能源，这

似乎无穷无尽。化学研究涉及核能生产的所有方面，以及放射性废物的处理。伊凯

起初，勘探铀矿需要地球化学。其次，整个核燃料生产周期都需要进行化学分离。

对于临时存放核废料且需要回收的容器，需要研究强辐射条件下的腐蚀化学。这

此外，我们的分析技术必须大大提高其灵敏度，这样才有可能探测到新的铀矿床和环境中的微量有害物质。

监控，发现潜在问题，预防灾害。最后，我们不熟悉与反应堆事故相关的化学

现在需要我们扩展这方面的知识，我们应该预先估计到，在高压(约150个大气压)下，高温(约

3000K)蒸汽，强辐射场，一个陶瓷器件一旦被破坏，裂变产物会以什么速度泄漏出来。

聚变能

在聚变堆中，内壁表面的腐蚀决定了有多少杂质可以注入等离子体中。这堵墙经受高温。

度梯度、单极电弧、中子损伤和剧烈的离子表面相互作用。所有这些都是通过化学或物理方法消除的。

除了表层。可以适应核聚变反应堆中部件的材料首先用涂覆的耐火材料进行测试。实验模拟

等离子F体创造的环境，通过尝试在某些方面是成功的，但不能复制研究中的整个环境。

在高温下等离子体和反应器部件之间的界面上的物理和化学反应，包括一些协同效应，是极其重要的。

它可以提供材料选择的知识，这对于聚变能的实际应用无疑是有价值的。

第四，发展新材料

材料是现代社会的三大支柱之一。“未来二十年，我们衣食住行所需要的材料会有很大的变化。化学将在各个学科中发挥越来越重要的作用。因为进步需要我们量身定制新材料，包括聚合物，以取代传统或稀缺的材料。”

作为结构材料的聚合物

聚合物作为结构材料有很大的潜力。化学建材具有防水、防腐、轻质、高强、隔音、消音等特性。

隔热、加工成型方便等特点。化学建材的发展对节约木材、降低能耗有明显的作用。工程

塑料机械强度高，尺寸稳定，自润滑性能好，加工效率高，可用于飞机、汽车制造、机械和仪器。

钟表、电子、纺织等部门。无机复合材料可用于造船、化工车辆等。

聚合物的力学性质可以从原始分子数据、化学键和plum原理进行理论推导。

走吧。高分子键的弹性可以根据高分子键技术、键角和红外光谱测得的链条实验扭力常数来计算。

出来吧。理论上，聚合物的拉伸强度可以提高5倍。事实上，提高聚合物的性能是必要的。

相关的研究工作来开发这种可能性。

新光学材料

光纤

就像现代电子工业中，透明光纤中输出的光脉冲可以传递信息，这和铜线中的电子是一模一样的。

脉冲可以传递信息。用一种新的化学气相沉积法(CVD)制备了高透明应时纤维。从原则上

理论上，这种新的光纤可以在没有任何中继站的情况下跨越太平洋传输光信号。然而，目前仍有

许多实际问题仍有待解决。

光控开关

除了开发生产光纤的新材料和新工艺，化学在合成“有源”光学器件中也起着重要作用。

功能。这些设备可以启动、放大和存储光信号，就像基于硅的设备可以处理电信号一样。眼睛

前一种光学装置是基于锯和熔化铝。后者脱胎于电子行业，材料很多。

五

具有非凡的光学特性；有机分子、液晶、聚乙二醇等。都比saw酸中的光学行为更令人满意。存在

在这一领域，有很大的实际应用潜力。

新型导电材料

许多新的导电固体家族正在被发现，只有化学家有能力对这些家族进行分类和控制。

局部分子结构和分子特征。这些家族既有无机物也有有机物。

聚乙二醇经过适当的化学物质处理，如澳大利亚、中国和五氟化物(物理学家称之为掺杂剂)。

该化合物具有金属光泽，其导电性强于许多金属(仍不及铜)。结这种物质。

结构研究表明，其导电性与其分子结构的控制有关(反式结构的导电性与顺式结构相似)

只是不——喜欢)。最令人惊讶和突出的一点是，Poly (B)经过了结构调整()| civil或trans)，是合适的。

掺杂后，其电导率可高达1014。现在，有机化学有能力将导电性与聚合物结合起来。

其他性能，如结构强度、热塑性、柔韧性等。聚乙烯:很快就可以掺入p型半导体。

因此，也制备了有机半导体和有机晶体管。有机半导体的光学特性也可以针对太阳光谱。

设计。因此，有可能用聚合物制造廉价的有机光伏电池，并将太阳能转化为电能。

极端条件下使用的材料

许多现代悬挂技术往往受到其结构材料的限制，不能充分发挥其功能。喷气式发动机和汽车启动了。

机器、核反应堆、磁流体发电机、航天器保护层都属于这一类。研究新材料，使它们能承受更高的温度

温度具有重要的经济意义。

有许多优秀的合成技术来生产新的耐火材料。例如离子注入、燃烧合成、悬浮

熔化、分子束外延和等离子体化学气相沉积。最近激光技术在合成方面也取得了巨大的成功。

其他功能材料

生物功能材料、电绝缘材料、新型包装材料、粘接密封材料、印刷用感光材料等。，所有

具有重要的意义和价值。

第五，有益健康

化学能够对生理学和医学做出重要贡献。近年来，量子化学、分子力的应用

在分子和电子水平上探索药物作用机制和构效关系的科学等理论方法越来越受到重视。这些原则

该研究为天然或合成生物活性物质的结构改造和药物的分子设计提供了理论基础和新思路。

路，有希望通过理论研究和实验研究相结合，逐步开辟出一条寻找新药的道路。

越来越先进的化学技术在不断发展，这可以允许探索迄今尚未了解其功能和机制的生理系统。

在许多情况下，一些生化异常可以被识别，从而导致疾病而无需任何治疗。这

然而，它为寻找有效的治疗剂开辟了一个研究阶段。现在可以从极其复杂的自我保护化合物中分离微量和脚。

生物活性化合物的纯度，并通过先进的光谱技术阐明其结构。分析技术已经发展到可以测定。

基因的核酸序列，以及从该基因获得的生物学上重要的蛋白质的结构。

不及物动词改善环境

目前人们关注的一件大事就是世界人口不断增加，人口密度(城市化)不断增加，生活用水不断增加。

在不断改善的条件下，保护和改善已被严重污染的环境，努力维护身边的生态。

平衡。

保护和改善环境的有效战略需要对以下问题有足够的了解和深刻的理解:

在我们的空气、水、土壤、食物中，有哪些污染已经严重存在，有哪些潜在的、无污染的？

流行物质？

这些物质来自哪里？

有什么方法可以控制这些污染或者减少和控制这些污染？

要回答这些问题，化学首当其冲。

七。加强国防

国家安全取决于国家保卫自己、阻止和防止武装对抗的能力。在这些方面，化学一”。

“心学”也起着决定性的作用。

战略物资和急需物资

当一个应用对我们的国防有决定性的时候，所需要的物资就叫做战略物资。当一种反应

当用途对我们的工业实力起决定性作用时，所需材料就称为急需材料。我们的国家安全之一

一个重要的部分是确定那些由于国外政治发展而可能被L限制或切断供应的战略物资。

物资和急需物资。能够导致新材料和替代材料生产的基础研究领域增加了我们在这一领域的研究。

事件发生时的选择机会，它们为国防投资提供了一个合适的场所。

新的防御系统和武器的可能性很大程度上取决于用于制造它们的新材料的发明和发展。

展览。先进的武器需要比现有材料更轻、更强、更硬、更便宜的材料。探索新材料和

化学研究有着千丝万缕的联系，它们都需要在分子水平上理解材料的行为，也需要合成新的。

化合物。新材料的有效加工需要在线化学分析技术的发展。

监视和情报

化学过程的许多重要应用是尽可能早地预防或警告武装冲突。例如:开发识别火箭的传感器

冒烟了。* 1或高爆炸现象；利用中子和R发射数据、仪器和技术进行反E监测，确保核材料可防。

物质扩散和控制核物质p核事件碎片的分析；开发出一种可以识别各种可能的军事

相关化学过程产生的特定痕量化学物质的方法。这些技术在监控上显然是有意义的，而且是生产出来的。

学生的分析工作和建模工作对我们预防武装冲突的防御态势有很大影响。

核能和核武器

核化学家在核能计划中起着不可或缺的作用。一个重要的例子是超铀元素的化学研究。

高速化学:炸药和燃料

推进剂和弹药用燃料和炸药的改进合成对我国国防安全具有重要意义。

新的国防前沿新的国防方向包括增加以下研究重点:精确探测、可与其他官方武器相抗衡的可靠国防武器、高科技武器，包括化学激光。化学在这些发展中起着重要的作用。例如，基于光谱的检测方案、基于轻聚合物的材料、隐蔽涂层和抗激光涂层。

八。结论

化学是一门中心科学，它在为全人类提供食物、开发新能源、提供衣物和住房、为日益稀缺或稀缺的材料提供可再生的替代品、有益健康和征服疾病、监测和保护环境、增强我们的国防实力和维护国家安全方面起着关键作用。

化学工业是一个非常高科技的行业，它依赖于现代化的生产工艺、最先进的仪器设备和最新颖的理念。我国化学工业产品在国际市场上的市场竞争力主要取决于能否保持化学科学的领先地位。为了国家的未来，没有其他基础科学领域会比化学能源获得更安全的投资。化学工业的进步取决于新产品开发的基础、应用和研究，取决于化学学术界对人才的培养。从新化合物的合成、结构和性能研究到新药筛选，从新农药的合成到制造化肥的氨和硝酸的生产，从计算器和手表液晶显示的新有机化合物到铀化合物的后处理制造核电工业的新燃料棒，从新催化剂的合成、结构和性能研究到化工新流程，从化学仪器的研究到化学工业生产的在线分析等等，都跨越了整个化学综合学科的范围。虽然学术研究所需的时间比较快，从一项科学发明到实际应用需要几年时间，甚至在某些情况下，先进工业所依赖的纯科学基础非常隐蔽，但是没有这个基础，就不会有现代化学工业和现代社会文明的进步。