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化学发展历史简介(8)

2013-08-22 字号:[ ] 编辑:56hx 来源:网络整理 浏览:

化学也为人类的衣、食、住、行提供了数不清的物质保证,在改善人民生活,提高人类的健康水平方面作出了应有的贡献。
现代化学的兴起使化学从无机化学和有机化学的基础上,发展成为多分支学科的科学,开始建立了以无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和高分子化学为分支学科的化学学科。化学家这位“分子建筑师”将运用善变之手,为全人类创造今日之大厦、明日之环宇。
化学发展历史
    化学与能源科学、环境科学、材料科学和生命科学的结合以及学科间的互相渗透已经取得非常显著的成绩。下表仅从几个方面介绍化学是怎样服务于社会需求的,有心的读者一定可以使它变得更为充实和具体。
    至于化学对化学工程的技术革命的作用,如利用新的廉价原料,选用效率更高、能耗更低的新工艺以及开发全新的催化体系等几个方面,化学家都面临着严峻的挑战和可以一显身手的众多机会。由于篇幅所限,就不能再一一介绍了。
(二)化学在国民经济和人类社会发展中的重要性作用及展望
    我们需要探讨的问题是在我国社会主义建设事业中,为了促进工农业生产和改善人民生活,特别是面临国际经济竞争和科学技术挑战的形势下,化学应该怎样发挥其独特的优势?要回答这个问题还必须从材料、能源、环境以及生命科学等方面加以阐述:
    首先是新材料方面,对于材料的认识,应该是包括为人类社会所需要并能制造有用器物的物质这样两层涵义,也就是说并不是所有物质都能被称做材料。在众多材料中就其组成还可以分若干类,例如陶瓷属于非金属材料,合金钢则属于金属材料,而橡胶、化纤则属于有机高分子材料;此外,还应包括复合材料,即将两种以上性质不同的材料组合在一起,使之具有各单一材料所没有的优良特性,例如由玻璃纤维制成的增强塑料就属于复合材料。从以上提到的几种典型材料已使我们足以联想到在国民经济建设中这些物质是何等重要了。历史经验证明,没有新材料的出现。就没有工业的进步和新产品的不断涌现。许多科学家认为新材料是高技术的突破口。因此,只有更快更好地开发和应用具有特定性能的新材料,才能拥有最强大的技术潜力和经济优势。下面仅举数例说明发展新材料的简况和趋势:既能耐高温且硬度和强度又好的特种陶瓷将被用于核能、空间技术、内燃机等领域;高效率的高分子分离膜材料可用于分离、提纯气体、液体以及海水淡化等。再如光纤材料、超导材料等都属于急需进一步研制的新材料。总起来说,适应科技迅猛发展需要的诸如具有耐腐蚀、耐辐射、耐磨损、耐高温、高强度的结构材料以及研制半导体、超导体、光导纤维、磁性材料、离子交换树脂和交换膜等高功能材料都是值得研究、制取进而投入生产的课题。综上所述,化学不仅在一般材料的生产和应用中已经发挥了巨大的作用,值得特别一提的是在研制具有特殊性能的新型材料中,化学将一定继续发挥其独特的优势。
    第二是关于新能源。我国的社会主义经济发展是和能源消费的增长密功相关的。常规能源主要是统称为化石燃料的煤、石油、天然气等。但化石燃料是不可再生的能源,储备也是有限的;同时由于大量开采和燃烧,不仅会污染环境还毁坏土地、损害生物、影响气候甚至造成灾害。水力发电虽然可以防止对环境的污染,是一种很好的能源,但终究还受地域和季节等的限制,且修建大型水电站需要投入大量的人力、物力和财力。因此,为了更好地解决能源问题,人们曾倾注了巨大的热情和努力,一是设法提高常规能源使用效率,另一是寻找新能源。在能源工业中,把煤转变为气体、液体燃料,或将煤粉与液体和少量添加剂制成稳定的浆状混合物都具有燃烧能力好、着火温度低、燃烧完全等优点,可以提高能源有效使用率;在进行这些技术革新中是离不开化学工作者的努力的。在开发新能源中,化学同样发挥着巨大的优势。如核能和大阳能的发电装置都离不开特殊材料的研制。还应特别提到氢能源,当前国际上研究生产、储存和利用氢气作为燃料,不仅可以消除污染并且是一种价廉、效高的能源。当然在利用氢之前需要使用其他能源来分解水,这是国际上很有意义的研究课题。展望未来,科技界最重要的任务之一是寻找丰富而清洁的能源。这就需要化学科技工作者在面临新的挑战下,寻找新催化剂、研究新流程和更佳的燃烧条件,以及更有效地控制放射性物质和更灵敏的环境监测手段等等。
    第三,提高农业生产效率和水平。这在当前国际上已是改善人类食物营养方面普遍关心的问题。在我国,同样受到各级政府的极大关注。对于化学工作者来说也是一项重要的研究课题。其中如提高植物光合作用的效率、充分利用太阳能,则可为人类提供更多的粮食和农林产品。还有关于植物根瘤细菌固氮作用机制的研究对改变农业面貌将起到不可估量的作用。应该指出的是我国科学家在这方面也进行着卓有成效的研究。农业对农药质量的要求也是很高的,不只低毒无害、低残留,并且要只杀害虫、保存益虫。还有诸如除草剂、植物激素、生长调节剂以及粮食储藏、食品加工所需的保护剂、防腐剂、呈味剂、着色剂以及各种增补营养的添加剂等等都需要化学工作者进行广泛而深入的研究。总之,“增产食物”这个主题要求我们更深入地认识自然界的奥秘以便作出妥善的决策。这已成为面向未来诸多行业中的重大研究课题。
    第四,关于生命科学。生命的本质和如何有效地加以保护是人类当前很关心的一个问题。由于一切生命过程说到底是靠化学反应来完成的,因此,恰当地运用化学正是调节生命活动和提高人体素质的重要手段。现在已能从分子水平研究生物的遗传与变异问题。说到健康,这是人类最根本的愿望和幸福所在。人类平均寿命的不断上升,最主要的是依赖于营养与药物,而这两方面都离不开化学。还有与人体生理过程有关的化学,例如常见的10多种元素和一些微量元素对人体生理的作用,以及防癌的研究等都是国际上普遍关心的问题。我国最近在上海市建立了生命有机化学国家重点实验室,无疑会对世界上的生命科学研究做出我们的贡献。
    第五,关于环境问题。在世界人口日益增长,生产不断发展,人类生活持续提高的过程中,保护环境已成为当前和未来一项全球性的重大课题。保护和改善生产与生态环境防治污染和其他公害也是我国一项既定的重要国策。其中主要问题包括土地沙漠化、森林锐减、水资源危机、物种灭绝、酸雨污染、“温室效应”加剧、臭氧层遭到破坏、土壤流失、有毒化学品污染及垃圾成灾等。在这些事关国计民生的环境问题中,化学工作者是可以大有作为的,例如环境监测、防治污染,发现可用以减少排放污染物新的更有效的化学工艺,在发展农业中控制病虫害,选择与合理使用药物避免形成污染源等方面。
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