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| 中國化學的發(fā)展與展望 |
| 點擊次數(shù)：7294 更新時間：2022-12-08 |
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化學是一門實用的中心學科，它與數(shù)學、物理學等學科共同成為當代自然科學迅猛發(fā)展的基礎(chǔ)。化學的核心知識已經(jīng)應用于自然科學的方方面面，與其他學科相輔相成，構(gòu)成了創(chuàng)造自然、改造自然的強大力量。
一、50年來我國化學學科的發(fā)展歷程與成就
中國的近代化學在明末清初由歐洲傳入，而明顯的發(fā)展則開始于20世紀20年代，特別是1932年中國化學會成立以后。中國現(xiàn)代化學的迅速發(fā)展則是新中國成立以后的事。
1.發(fā)展歷程
我國化學在新中國成立以來的發(fā)展，大致可以分為4個階段。
（1）*階段（1949～1955年）
1949年，新成立的中國科學院的21個研究所中，有物理化學研究所（上海）和有機化學研究所（上海）。至1956年科學院化學類研究所已有4個，分別是有機所、大化所、應化所和化學所。當時高等院校也有一支研究力量，在中國化學會主辦的《化學學報》上1954～1957年共發(fā)表論文215篇，其中高等院校的成果就有104篇。
新中國成立后，有機化學方面：利用我國生物資源開展天然產(chǎn)物化學（尤其是中草藥）的研究、合成抗生素類藥物和甾體激素；物理化學方面開展了量子化學、晶體化學、熱化學、膠體化學等方面的研究。
我國的無機合成工作是以工業(yè)生產(chǎn)為先導的，1953年對侯德榜改進和發(fā)展的制堿法進行了生產(chǎn)規(guī)模的設計，1964年開始推廣。除了制酸、氯堿和肥料工業(yè)獲得大規(guī)模發(fā)展之外，我國已能對60多種元素的化合物進行不同規(guī)模的生產(chǎn)，品種近400種。
我國分析工作者在著重建立和改進經(jīng)典分析方法（化學分析）的同時，開始發(fā)展儀器分析方法，白手起家，建成了包括無機、微量有機的定性定量分析在內(nèi)的相當完整的科研體系和有效的化學分析方法，如同位素分析方法的建立。
新中國成立初期對微量和半微量定性分析進行了較多的研究。在50年代末和60年代初即開始研究超微量分析，同時改進了基于燃燒的各種測定方法。
為了盡快地進行經(jīng)濟建設，完成國家的工業(yè)化，在“任務帶學科”的發(fā)展方針指導下，一些新的學科從無到有地建立起來，高分子就是一個代表。
1952年，國家交給中國科學院有機化學研究所兩項任務：聚甲基丙烯酸甲酯（有機玻璃）與聚己內(nèi)酰胺（卡普綸，今名錦綸）的試制與工業(yè)化數(shù)據(jù)。這兩項都屬于高分子化學，成為中國早期的高分子工業(yè)。1953年，中國科學院成立全國性的高分子化合物委員會，負責規(guī)劃、安排、協(xié)調(diào)全國高分子科研和生產(chǎn)工作，并于1954年召開了全國*次高分子學術(shù)會議，宣讀研究論文30余篇。
中國的元素有機化學也是50年代才建立和發(fā)展起來的，主要由中國科學院、中國醫(yī)學科學院和各高等學校分別擔負。在zui初幾年里，結(jié)合恢復國民經(jīng)濟的任務，元素有機化學主要在3個方面做了工作。一是結(jié)合消滅血吸蟲病的任務，制備銻有機化合物，1950～1957年間，先后應用酒石酸銻鉀治療血吸蟲病患者76萬人，*達90%，應用葡萄糖酸銻鈉治療黑熱病患者60萬人，**達97.4%；二是結(jié)合農(nóng)業(yè)藥劑研究有機磷化合物，1950年北京農(nóng)業(yè)大學合成了1605農(nóng)藥，改良了上通用的生產(chǎn)方法，并于1951年進行小批量生產(chǎn)；第三方面是為了滿足中國工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展對新材料的需要，開展了有機硅單體及聚合物合成的研究。
開始建立起合成橡膠、合成纖維和有機玻璃的化學工業(yè)。
據(jù)統(tǒng)計，到1955年，在專門的化學類學術(shù)刊物上發(fā)表的論文中，有機化學、藥物化學占48.5%，物理化學占14.2%，分析化學占20.9%，生物化學等占13.4%，而無機化學僅占3%。這些數(shù)字反映著當時中國的化學研究在不同領(lǐng)域內(nèi)大致的發(fā)展狀況。
（2）第二階段（1956～1966年）
1956年，國務院著手編制中國的*個科學技術(shù)發(fā)展規(guī)劃《1956年至1967年科學技術(shù)發(fā)展遠景規(guī)劃》，對我國化學的發(fā)展起了極大的推動作用。這一時期，科學院又分別在廣州、成都、蘭州、新疆、青海、北京、上海、山西、福建等地新建了9個新的化學類研究所。重視基礎(chǔ)研究與完成國家急需的重大應用任務相結(jié)合，是這一時期我國化學發(fā)展的一個重要特點。
12年規(guī)劃提出了要加強高分子學科的建設，為滿足高新技術(shù)的需要而進行特種高分子的研究工作被提上了日程。1958年中國科學技術(shù)大學在世界上建立了高分子科學系（下設高分子物理和高分子化學兩個專業(yè)），對推動我國高分子科學事業(yè)的發(fā)展起到了重要的作用。1960年中國科學院化學所組建了我國*個高分子物理研究室，同時長春應用化學研究所以合成橡膠結(jié)構(gòu)表征、黏彈性和加工為目標開展研究，為我國高分子工業(yè)的初創(chuàng)和發(fā)展作出重要貢獻。在此時期高分子科研工作者不僅合成了國外已有的品種，也合成了一些具有我國特色的新的品種。
有機化學研究的主要內(nèi)容是對天然產(chǎn)物的提取、分離與分析。其中，由有機化學家參與的具有生物活性結(jié)晶牛胰島素的全合成，成為這一時期有機化學發(fā)展的代表之作。
無機化學研究不再單純以無機原料的分析和定性測定為發(fā)展方向，而轉(zhuǎn)入對無機化合物進行較系統(tǒng)的定量的和基礎(chǔ)理論的研究，在無機合成、配位化學和稀有元素三方面的研究取得很大進展。
生物無機化學產(chǎn)生于20世紀60年代，近30年來我國在這一領(lǐng)域研究日益廣泛，尤其是近20年來取得重大進展，如通過對鉑配合物與生物分子作用的研究，揭示了順鉑配合物的抗癌機理；發(fā)現(xiàn)了離子與人血白蛋白結(jié)合，誘導血清白蛋白產(chǎn)生交聯(lián)締合；還研究了稀土對單核苷酸及DNA的斷裂作用等等。
（3）第三階段（1966～1976年）
1966年開始了“文化大革命”，科學技術(shù)事業(yè)受到嚴重摧殘。到1975年基礎(chǔ)理論研究幾乎全部停止，研究人員流散各地，全國的科學技術(shù)事業(yè)*癱瘓。
盡管如此，仍有一部分化學工作者在堅持研究，利用有限的條件做一點力所能及的工作。盧嘉錫、蔡啟瑞一直在做生物固氮模型；酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸的人工全合成的工作在生物有機化學界產(chǎn)生了影響。聚丙烯纖維、封裝材料等方面研究工作取得一系列較有影響的成果。而70年代初丁烯氧化脫氫制丁二烯以及與之配套的順丁橡膠生產(chǎn)工藝，是我國獨立自主進行化工過程開發(fā)應用的一個*，對我國的化工生產(chǎn)和材料合成有著深遠的意義。
（4）第四階段（1976年以后）
1978年，全國科學大會的召開，成為“科學的春天”到來的標志，但是，國內(nèi)的科學研究已封閉了10年之久，對化學發(fā)展狀況所知甚少，研究方法仍是在沿襲以前的傳統(tǒng)，進展緩慢，各分支學科均陸續(xù)進入了一個調(diào)整期。
1983年國家編制了《1986年至2000年中國科學技術(shù)發(fā)展長遠規(guī)劃》，其中的五項任務之一是抓好一批重點基礎(chǔ)研究項目。在這一思想的指導下，化學科學的基礎(chǔ)性研究工作有了新的部署，如開展了金屬有機化學、物理有機化學、絡合物化學、靜態(tài)與動態(tài)結(jié)構(gòu)化學、分子反應動力學、表面化學（特別是固體表面化學）、光化學（包括非線性激光化學）、與發(fā)展各種新材料有關(guān)的高分子化學與物理以及無機固體化學等方面的基礎(chǔ)研究工作，以填上過去的空白。
經(jīng)過70年代末到90年代初的調(diào)整與發(fā)展，我國的化學學科已比較完善，研究方向已基本明確，為90年代以后的全面發(fā)展奠定了較為堅實的基礎(chǔ)。據(jù)統(tǒng)計，1985年我國化學界共發(fā)表論文11 906篇，僅占世界化學論文總數(shù)的2.6%，居第9位；而且其中僅有1 374篇是以外文發(fā)表。如果以外文發(fā)表的論文看作是進入交流的論文，那么日本是我國的22倍以上。由此可以看出當時我國化學界的總體水平。化學界開始注重提拔年輕人才，新培養(yǎng)的和出國留學歸來的年輕研究人員逐漸進入重要崗位。
伴隨著研究隊伍的更替與調(diào)整，化學開始在新的起點上迎接生命科學、高新技術(shù)和國家發(fā)展所提出的種種挑戰(zhàn)，并以科教興國為己任，主動發(fā)展適合國家需求的理論方法、技術(shù)和潛在產(chǎn)業(yè)。
按傳統(tǒng)方法，我國化學學科的門類已經(jīng)建立齊全，其中二級學科有物理化學、無機化學、有機化學、高分子化學、分析化學、化學工程學、環(huán)境化學，此外還有生物化學、感光化學、冶金化學、農(nóng)業(yè)化學等。按國家自然科學基金委員會課題申請的專業(yè)統(tǒng)計，共有60多個三級基礎(chǔ)學科，其中不包括被劃歸于生物、醫(yī)學、材料、農(nóng)業(yè)等系統(tǒng)的專業(yè)如生物化學、分子生物學、藥物化學等。
目前，我國高校共有250多個化學院系，有各類化學研究機構(gòu)近千個，包括國家重點實驗室19個，部門開放實驗室23個以及省市實驗室16個，共計58個。這些實驗室大都配備有先進的科學儀器裝備。我國出版的中英文專業(yè)化學期刊已超過30種。
1997年SCI收入論文數(shù)*的單位中，有8個為化學研究單位；發(fā)表論文被引用zui多的前5個單位中，有3個單位屬化學專業(yè)。根據(jù)《科技統(tǒng)計與分析》1998年第2期對中國科學院1991～1995年的論文統(tǒng)計資料，中國科學院的化學科技論文被引用的篇數(shù)和次數(shù)分別為1 011篇和2 124次，高于物理的960篇和1 810次，遠超過生物、材料、地學等其他學科，而其經(jīng)費投入并不高于其他學科。由此可見我國化學的面貌。
我國的化學與相比既有，又有差距；其貢獻既顯著又不全盡人意。一方面，我國化學的迅速發(fā)展，為我國自主工業(yè)的建立，包括引進技術(shù)的吸收和消化，提供了基礎(chǔ)條件；另一方面，我國化學研究水平與的差距、與國家需求的差距，制約了國家許多方面的發(fā)展。其原因是多方面的，有化學自身發(fā)展時間不足的限制，有研究機制上的缺陷，有資金和政策指導上的不足，還有許多認識上的問題。
2.重要成就
50年來，經(jīng)過科技人員的辛勤努力，我國化學領(lǐng)域在基礎(chǔ)研究、應用研究和開發(fā)工作的各個方面都取得了一系列有自己特色的研究成果。據(jù)統(tǒng)計，截止到1997年，化學在國家自然科學獎中共獲獎84項，占總數(shù)的13.9%，近年所占比例又有上升趨勢。各類科研成果數(shù)以千計，在國內(nèi)外正式學術(shù)刊物上發(fā)表的論文及研究報告數(shù)以萬計。下面分別從基礎(chǔ)研究和應用發(fā)展兩方面，簡要敘述新中國成立50年來我國化學科學取得的主要成果。
（1）50年來化學學科在基礎(chǔ)研究方面不斷取得重大成果
50年來，我國化學學科取得了一系列的研究成果。先后獲得國家自然科學獎一等獎4項，二等獎29項，三等獎36項，四等獎15項。下面就一、二等獲獎項目作一簡要回顧和介紹。
獲自然科學一等獎4項：
① 人工全合成牛胰島素研究（1982年獲獎）
1965年，我國的科學工作者經(jīng)過6年多堅持不懈的努力，獲得了人工全合成的牛胰島素結(jié)晶。這是世界上*個人工合成的蛋白質(zhì)。此后，又合成了許多有實際應用價值的多肽激素，同時進行了更大蛋白質(zhì)分子的人工合成。胰島素人工合成的成功，為我國蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)研究和實際應用開辟了廣闊的前景。
② 配位場理論研究（1982年獲獎）
配位場理論、分子軌道理論、價鍵理論構(gòu)成了研究分子結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)。吉林大學唐敖慶教授等人針對配位場理論的發(fā)展需要，克服了不少概念上和數(shù)學上的困難，使配位場理論系統(tǒng)化、標準化和更便于廣泛地實際應用，對配位場理論研究作出了顯著的貢獻。
③ 分子軌道圖形理論方法及其應用（1987年獲獎）
唐敖慶與江元生經(jīng)系統(tǒng)研究，提出和發(fā)展了一系列新的數(shù)學技巧和模型方法，使這一量子化學形式體系，不論就計算結(jié)果或有關(guān)實驗現(xiàn)象的解釋上，均可表述為分子圖形的推理形式，概括性高，含義直觀，簡單易行，深化了化學拓撲規(guī)律的認識。
④ 酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸的人工全合成（1987年獲獎）
核糖核酸的合成難度很大，中國科學院上海生物化學研究所王德寶及其協(xié)作者經(jīng)過13年的不懈努力，制備了所有11種核苷酸（或核苷），包括4種普通核苷酸和7種稀有核苷酸，近10種核酸工具酶，以及各種化學試劑，終于在1981年實現(xiàn)了酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸的人工全合成，這是世界上人工合成核糖核酸。這項研究還帶動了核酸類試劑和工具酶的研究。帶動了多種核酸類藥物，包括抗腫瘤藥物、抗病毒藥物的研制和應用。
另外，還有29項成果獲得國家自然科學二等獎：
稀土催化劑定向聚合研究（1982年）
化工冶金中的散式流態(tài)化（1982年）
硅酸聚合作用理論（1982年）
強化高爐冶煉過程的基本問題（1982年）
丁烯氧化脫氫制丁二烯新反應的研究（1982年）
甾體激素的合成與甾體反應的研究（1982年）
分子結(jié)構(gòu)與性能間的定量關(guān)系ⅰ誘導效應指數(shù)；ⅱ同系線性規(guī)律（1982年）
萃取劑的結(jié)構(gòu)與性能研究（1982年）
有機磷生物活性物質(zhì)與有機磷化學（1987年）
天花粉蛋白的化學──一級結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)研究（1987年）
晶體體相結(jié)構(gòu)與晶體化學的基礎(chǔ)研究（1987年）
應用量子化學──成鍵規(guī)律和稀土化合物的電子結(jié)構(gòu)（1987年）
青蒿素及其類物的全合成、反應和立體化學（1987年）
亞磺化脫鹵研究（1987年）
大孔離子交換樹脂及新型吸附樹脂的結(jié)構(gòu)與性能（1987年）
分子束反應動態(tài)學與分子傳能研究（1987年）
有機金屬導體的研究（1987年）
堿-集料反應（1987年）
在超聲輻射作用下聚合物的降解和接枝（嵌段）共聚（1987年）
無氣泡氣固接觸──稀相流態(tài)化，快速流態(tài)化，淺床流態(tài)化（1989年）
氟化學中單電子轉(zhuǎn)移反應的研究（1989年）
高分子縮聚、加聚和交聯(lián)反應統(tǒng)計理論（1989年）
群論方法在量子化學中的新應用（1989年）
有機砷、銻化合物在有機合成應用中的方法學（1993年）
鉬、鐵、硫等原子簇化合物的合成化學與結(jié)構(gòu)化學（1993年）
導電聚吡咯的研究（1995年）
大柴旦鹽湖調(diào)查、鹽鹵硼酸鹽化學和綜合利用的基礎(chǔ)研究（1995年）
一些高張力分子的合成化學（1995年）
銻、銪、鈰的原子量新標準（1997年）
（2）我國的化學科學在應用基礎(chǔ)及開發(fā)方面取得的一系列重大成果
① 為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務
1966年，中國科學院大連化學物理研究所與化學工業(yè)部合作，研制成功了用于合成氨原料氣凈化新流程的脫硫、水煤氣低溫交換和甲烷化3種催化劑，使中國的合成氨工業(yè)迅速提高到60年代水平，至1982年，全國已在14個省、市的19家合成氨廠推廣使用。該項成果被譽為中國合成氨工業(yè)的一場革命。
我國研制并推廣了一批新型低毒農(nóng)藥，棉紅鈴蟲性信息素、殺雄劑、植物生長激素、水稻棉花主要害蟲性引誘劑的合成和應用，光可控分解塑料地膜，吸水劑的研制和使用，也都促進了農(nóng)業(yè)的發(fā)展。同時，我國化學家研制成功的氣調(diào)儲藏設備──氮氣發(fā)生器和布基硅橡膠氣調(diào)保鮮膜等保鮮方法，也已大量用于糧食和多種水果、蔬菜的保鮮。
② 為能源工業(yè)做出貢獻
20世紀50年代，科學院研制出一批用于石油煉制、天然氣和煤的利用等方面的催化劑，緩解了能源緊張、尤其是液體燃料嚴重不足的問題。
為提高我國石油的開采率，大慶石油管理局開發(fā)了能使大慶油田長期高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的注水開發(fā)技術(shù)，該技術(shù)曾獲1985年國家科技進步特等獎。
為提高煤的利用率，如由煤出發(fā)制取液體燃料，一氧化碳加氫合成汽油，合成的汽油中無C12烴類，汽油收率為60%以上，質(zhì)量亦有改善。科學院還開發(fā)了用于實現(xiàn)燃燒和脫硫目的的快速床燃煤技術(shù)。
1957年我國開始研究金屬氫化物，1959年報導了氫化鋰與氫化鋁鋰的研制工作。我國有關(guān)單位以LaNi5的氫化物為氫源，成功地開發(fā)出了氫燃料汽車。
③ 為我國自然資源開發(fā)和環(huán)境保護做出貢獻
對天然資源的開發(fā)利用做出了成績
我國于1952年開始稀土分離化學研究，中國科學院長春應用化學研究所相繼建立了一系列稀土的生產(chǎn)流程，北京大學提出串級萃取理論等。
有關(guān)研究所系統(tǒng)研究了白云鄂博含氟鐵礦冶煉過程中的物理化學問題，為冶煉這類世界上*的礦石，設計合理的冶煉規(guī)程提供了科學依據(jù)。
1965年中國科學院設立了鹽湖研究所，建立了鹽和鹵水的全分析方法，得出鹽湖水化學類型的分布。又解決了制取鉀鹽過程中一系列關(guān)鍵技術(shù)問題，使之成為目前我國大規(guī)模制取鉀鹽的主要工業(yè)路線。經(jīng)過大量研究還提出了提取硼酸和氯化鉀的新工藝，對鹽湖中存在大量鎂鹽的利用也逐步開拓了各種新的途徑。
重視環(huán)境保護研究
完成了“京津渤區(qū)域環(huán)境綜合研究”和“京津地區(qū)生態(tài)特征和污染防治研究”等課題，揭示了污染規(guī)律并尋找合理開發(fā)方案。
對于我國西南地區(qū)酸雨污染問題和我國主要江湖污染狀況進行了系統(tǒng)考察研究，提出了防治的對策，為地區(qū)建設規(guī)劃的制定提供了科學依據(jù)。
④ 為我國的醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)做出了貢獻
在天然產(chǎn)物有機化學方面，利用豐富的自然資源，結(jié)合歷史悠久的傳統(tǒng)醫(yī)藥，在甾體、萜類、生物堿及海洋天然產(chǎn)物各個分支都取得了有影響的成果并推動了藥物研究的發(fā)展；在合成化學方面，合成藥物、抗生素、合成農(nóng)藥、合成染料、有機磷萃取劑等，滿足了經(jīng)濟建設的需求。
50年代初對抗生素藥物的研究與開發(fā)，結(jié)束了我國不能自己生產(chǎn)青、鏈霉素之類的抗生素藥物的歷史。
在醫(yī)藥工作者的合作下，成功地開發(fā)了甾族口服避孕藥物。此外，中國的甲地孕酮已投入生產(chǎn)，并投放市場使用至今。
全氟碳代血液是近年研究成功的一種具有輸氧功能的人工血液，已成功地用于臨床病例和戰(zhàn)地救護，這在醫(yī)學上具有極為重要的意義。
⑤ 為我國的材料工業(yè)的發(fā)展做出了突出貢獻
科學院與石油、化工等部門密切合作，開發(fā)完成了合成順丁橡膠和正丁烷氧化脫氫制丁二烯兩項成果的工業(yè)生產(chǎn)工藝及設計工作，70年代初實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)。
在60年代初開展了丙烯定向聚合研究，70年代初研究了丙烯聚合的絡合催化劑，80年代研究出的擔載型催化劑，具有壽命長、聚合物等規(guī)度達98%、聚合物形態(tài)規(guī)整、粒度分布窄等特點。開發(fā)出降溫母粒法，大大降低了紡絲溫度，獲得*紡絲效果，從而大幅度提高了丙綸織物的防老性、染色性。此項技術(shù)為世界*，曾獲1989年國家科技進步一等獎，已在全國60多個廠家使用，創(chuàng)利稅3億多元，并多次榮獲發(fā)明獎。
50年代中，開展了耐高溫聚合物的研究。60年代初即開始聚酰亞胺的研究，并研制開發(fā)了在國民經(jīng)濟中有重大用途的聚四氟乙烯塑料、氟橡膠、有機硅樹脂和耐油氟硅橡膠、彈性聚氨酯灌漿材料。
我國于1958年研制成功尼龍1010，1961年實現(xiàn)工業(yè)化。
50年代我國自行研制開發(fā)生產(chǎn)出了錦綸；60年代生產(chǎn)棉型維尼綸；70年代隨著我國石油化工的發(fā)展，合成纖維工業(yè)蓬勃發(fā)展起來；80年代隨著基礎(chǔ)研究的不斷深入，加工問題的不斷解決，實現(xiàn)了丙綸低溫紡絲，丙綸級聚丙烯樹脂的研制、工業(yè)生產(chǎn)和應用，在1989年獲國家科技進步一等獎。細旦超細旦纖維實現(xiàn)了工業(yè)化，化學合成纖維更趨于實用。
晶體的合成和生長在舊中國是空白領(lǐng)域，目前我國在各種晶體生長方法和技術(shù)上已達到水平。特別是新型閃爍晶體鍺酸鉍單晶（BGO）、低溫相硼酸鋇晶體（BBO）以及新開發(fā)的三硼酸鋰單晶（LBO）的生長居先進水平。
納米材料和高溫超導材料等都有很出色的工作。
⑥ 解決國防建設中的部分關(guān)鍵問題
從50年代開始，我國決定自行研制“兩彈一星”，各有關(guān)化學研究所積極承接了許多有關(guān)的科研課題，為火箭、導彈和人造衛(wèi)星等國防建設做出了重大貢獻。
為鼓勵科技成果的轉(zhuǎn)化，從1979年和1985年起，國家分別設立了國家技術(shù)發(fā)明獎和國家科技進步獎?；瘜W化工領(lǐng)域的科研和工程人員積極參與技術(shù)創(chuàng)新，其成果獲技術(shù)發(fā)明和科技進步兩項獎勵。
1979年來化學化工領(lǐng)域獲國家技術(shù)發(fā)明一等獎的科技成果有：
① 甲種分離膜的制造技術(shù)（1984年）
② 乙種分離膜的制造技術(shù)（1985年）
③ 坩堝下降法工業(yè)生產(chǎn)鍺酸鉍（BGO）大單晶方法（1987年）
④ 一種新型的非線性光學材料──L精氨酸磷酸鹽（LAP）晶體（1987年）
⑤ 新型非線性光學晶體──三硼酸鋰（LiB3O5）（1991年）
⑥ 石油重質(zhì)組分催化裂解（Ⅰ型）制取低碳烯烴工藝及催化劑（1995年）
從1985年以來，化學化工領(lǐng)域獲得國家科技進步特等獎的成果有：
① 大慶油田長期高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的注水開發(fā)技術(shù)（1985年獲獎）
② 順丁橡膠工業(yè)生產(chǎn)新技術(shù)（1985年獲獎）
二、迎接新世紀挑戰(zhàn)，展望我國2010年化學學科發(fā)展前景
我國的經(jīng)濟發(fā)展越來越離不開化學，化學在我國成為一門中心學科已是不爭的事實。我國石油與石油化工企業(yè)有80多萬家，加上其他化學和相關(guān)行業(yè)，我國參與化學研究與工作的人員隊伍，其規(guī)模是上少有的。這正是我國化學科學發(fā)展的背景和動力。
當前，我國所面臨的挑戰(zhàn)有人口控制問題、健康問題、環(huán)境問題、能源問題、資源與可持續(xù)發(fā)展問題等。化學家們希望從化學的角度，通過化學方法解決其中的問題，為我國的發(fā)展和民族的振興做出更大的貢獻。隨著國家對農(nóng)業(yè)科學研究的重視，農(nóng)業(yè)和食品中的化學問題研究已經(jīng)引起越來越多化學工作者的關(guān)注。
隨著20世紀的結(jié)束，上述研究所涉及到的若干基本化學問題，無疑將成為21世紀我國化學研究的新方向，成為我國化學家有所作為的突破點。
1.若干化學基本問題的解決，將使化學學科自身在不同層次上得到豐富和發(fā)展
（1）反應過程與控制
化學的中心是化學反應。雖然人們對化學反應的許多問題已有比較深刻的認識，但還有更多的問題尚不清楚?；瘜W鍵究竟是如何斷裂和重組的？分子是怎樣吸收能量的？并是怎樣在分子內(nèi)激發(fā)化學鍵達到特定的反應狀態(tài)的？這一系列屬于反應動力學的問題都有待回答，其研究成果對有效控制反應十分重要。
復雜體系的化學動力學、非穩(wěn)態(tài)粒子的動力學、超快的物化過程的實時探測和調(diào)控以及條件下的物理化學過程都已經(jīng)成為重要的研究方向。向生命學習，研究生命過程中的各種化學反應和調(diào)控機制，正成為探索反應控制的重要途徑，真正在分子水平上揭示化學反應的實質(zhì)及規(guī)律將指日可待。
（2）合成化學
未來化學發(fā)展的基礎(chǔ)是合成化學的發(fā)展，21世紀合成化學將進一步向率和高選擇性發(fā)展；新方法、新反應以及新試劑仍將是未來合成化學研究的熱點；手性合成與技術(shù)將越來越受到人們的重視；各類催化合成研究將會有更大進展；化學家也將更多地利用細胞來進行物質(zhì)的合成。我們相信隨著生物工程研究的進展，通過生物系統(tǒng)合成所需要的化合物之目的能夠很快實現(xiàn)，這些將使合成化學呈現(xiàn)出嶄新的局面。仿生合成也是一個一直頗受注意的熱點，該方面的研究進展將產(chǎn)生的模擬酶催化劑，它們將對合成化學產(chǎn)生重要影響。
（3）基于能量轉(zhuǎn)換的化學反應
太陽能的光電轉(zhuǎn)換雖早已用于衛(wèi)星，但大規(guī)模、大功率的光電轉(zhuǎn)換材料的化學研究則正在開始。太陽能光解水產(chǎn)生氫燃料的研究，已受到更大的重視，其中催化劑和儲氫材料是目前研究zui多的課題。值得特別提出的是，關(guān)于植物光合反應研究已經(jīng)取得了一定的突破，燃料電池的研究也已在一些單位展開并取得進展。隨著石油資源的近于枯竭，近年來對燃燒過程的研究又重新被提到日程上來，細致了解燃燒的機制，不僅是推動化學發(fā)展的需要，也是充分利用自然資源的關(guān)鍵。我國現(xiàn)階段注重研究催化新理論和新技術(shù)，包括手性催化和酶催化等。
（4）新反應途徑與綠色化學
我國現(xiàn)階段研究，一方面注意降低各種工業(yè)過程的廢物排放、排放廢料的凈化處理和環(huán)境污染的治理，另一方面重視開發(fā)那些低污染或無污染的產(chǎn)品和過程。因此，化學家不但要追求率和高選擇性，而且還要追求反應過程的“綠色化”。這種“綠色化學”將成為21世紀化學的重大變化。它要求化學反應符合“原子經(jīng)濟性”，即反應產(chǎn)率高，副產(chǎn)物少，而且耗能低，節(jié)省原材料，同時還要求反應條件溫和，所用化學原料、化學試劑和反應介質(zhì)以及所生成產(chǎn)物均無毒無害或低毒低害，與環(huán)境友善。毫無疑問，研究不排出任何廢物的化學反應（原子經(jīng)濟性），對解決環(huán)境污染具有重大意義。催化合成、以水為介質(zhì)、以超臨界二氧化碳為介質(zhì)的反應研究將會有大的發(fā)展。
（5）設計反應
綜合結(jié)構(gòu)、分子設計、合成、性能研究的成果以及計算機技術(shù)，是創(chuàng)造特定性能物質(zhì)或材料的有效途徑。分子團簇，原子、分子聚集體，已在我國研究多年。目前這些研究正在深入，并與現(xiàn)代計算機技術(shù)、生物、醫(yī)學等相結(jié)合，以獲得多角度、多層次的研究結(jié)果。21世紀的化學家將更普遍地利用計算機幫助進行反應設計，人們有望讓計算機按照化學家的思想方式去思考，讓計算機評估浩如煙海的已知反應，從而選擇*合成路線制得預想的目的化合物。
（6）納米化學與單分子化學
從化學或物理學角度看，納米級的微粒性能由于其表面原子或分子所占比例超乎尋常的大而變得不同尋常。研究其特殊的光學、電學、催化性質(zhì)以及特別的量子效應已受到重視。
另一方面，借助STM/AFM和光攝等技術(shù)進行單分子化學的研究，將能觀察在單分子層次上的許多不同于宏觀的新現(xiàn)象和特異效應，對這些新現(xiàn)象和新效應的揭示可能會導致一些科學問題的突破。
（7）復雜體系的組成、結(jié)構(gòu)與功能間關(guān)系研究
21世紀的化學不僅要面對簡單體系，還要面對包括生命體系在內(nèi)的復雜系統(tǒng)。因此，除了研究分子的成鍵和斷鍵，即研究離子鍵和共價鍵那樣的強作用力之外，還必須考慮復雜體系中的弱相互作用力，如氫鍵，范德華力等。雖然它們的作用力較弱，但由此卻組裝成分子聚集體和分子互補體系。這種超分子體系常常具有全新的性能，或者可使通常無法進行的反應得以進行。基于分子識別觀點進行設計、合成及組建新的、有各種功能的分子、超分子及納米材料，將是未來一段時間中化學的重要研究內(nèi)容。而深入研究控制分子的各種作用力，研究它們的本質(zhì)并深刻了解分子識別，是一個頗具重大意義并充滿挑戰(zhàn)的課題。研究分子、分子聚集體的結(jié)構(gòu)以及納米微粒與各種物理化學性質(zhì)的關(guān)系，特別是分子電子學的研究在21世紀初將會有較大的進展。
（8）物質(zhì)的表征、鑒定與測試方法
研究反應、設計合成、探討生命過程、工業(yè)過程控制、商品檢驗等，都離不開對物質(zhì)的表征、測試、組成與含量測定。能否發(fā)展和建立適合于原子、分子、分子聚集體等不同層次的表征、鑒定與測定方法，特別是痕量物質(zhì)的測定方法，將成為制約化學發(fā)展的一大關(guān)鍵。我國目前的研究集中于以下幾個方面：① 發(fā)展基于激光或其他原理的高靈敏度檢測和分析方法，包括發(fā)展新的樣品濃集或聚焦上樣技術(shù)；② 發(fā)展具有*分離效率的毛細管電泳、基于分子識別的高選擇性分離技術(shù)以及各種傳感器技術(shù)等；③ 探索建立基于微透析、電分析化學和傳感器的現(xiàn)場或流水線測定方法；④ 構(gòu)建多元和集成分析方法以適應類似于人類基因組工程計劃等大規(guī)模分析測試的需要。可以說，上述研究方向的轉(zhuǎn)變，成為20世紀末、21世紀初我國化學發(fā)展的一個顯著特點，并將由此引發(fā)這一學科自身在各個層次上的變革，同時帶動和促進其他學科與技術(shù)的共同繁榮和發(fā)展。
2.學科的滲透與交叉將使我國化學的發(fā)展面臨更多的機會與挑戰(zhàn)
化學向其他學科的滲透趨勢在21世紀將會更加明顯。更多的化學工作者會投身到研究生命，研究材料的隊伍中去，并在化學與生物學、化學與材料的交叉領(lǐng)域大有作為?；瘜W必將為解決基因組工程、蛋白質(zhì)組工程中的問題以及理解大腦的功能和記憶的本質(zhì)等重大科學問題做出巨大的貢獻。
化學的發(fā)展已經(jīng)、并將會進一步帶動和促進其他相關(guān)學科的發(fā)展，同時其他學科的發(fā)展和技術(shù)的進步會反過來推動化學本身的不斷前進。從微觀看，化學家已經(jīng)能夠研究單分子中的電子過程與能量轉(zhuǎn)移過程，從宏觀看，化學家能探討分子間的作用力和電子的運動?；瘜W家不但能夠描述慢過程，亦能跟蹤超快過程，而這些研究將有助化學家在更深層次揭示物質(zhì)的性質(zhì)及物質(zhì)變化的規(guī)律。化學家還不斷地汲取數(shù)學、物理學和其他學科中發(fā)展的新理論和新方法，非線性理論和混沌理論等將對多元復雜體系的研究產(chǎn)生影響。
化學研究的深入，還將帶動我國儀器儀表工業(yè)發(fā)展。因為儀器儀表既是一個很大的行業(yè)，也是國家發(fā)達與否的標志之一。我國過去曾忽視對儀器的研制，導致了分析儀器依賴進口的局面。經(jīng)過我國科學界和工業(yè)界等的共同努力，2010年我們將看到自己研制、生產(chǎn)的分析及測試儀器，如微型氣相色譜儀、新型毛細管電泳儀、電化學傳感器，還可能出現(xiàn)多功能組合儀器、智能型色譜等，我國的儀器儀表工業(yè)將進入一個蓬勃發(fā)展的時期。
3.國民生活質(zhì)量的提高將得益于化學的發(fā)展
我國人口在21世紀上半葉將達到16億，保持我國農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展是我們面臨的艱巨任務。農(nóng)業(yè)發(fā)展的首要問題是保證全民族的食物安全和提高食物品質(zhì)；其次是保護并改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，為農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)?；瘜W將在創(chuàng)制肥料和農(nóng)藥、特別是與環(huán)境友善的生物肥料和生物農(nóng)藥，以及開發(fā)新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料諸方面發(fā)揮巨大作用。我國化學家還將在克服和治理土地荒漠化、干旱及鹽堿地等農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)問題方面做出應有的貢獻?？茖W家利用各種的手段，有望揭示光合系統(tǒng)吸能、傳能和轉(zhuǎn)能的分子機理及調(diào)控，建立反應中心能量轉(zhuǎn)化的動力學模型和能量傳遞的理論模型，從而達到利用光能為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)服務的目的。
21世紀化學將在控制人口數(shù)量，克服疾病和提高人的生存質(zhì)量等人口與健康諸方面進一步發(fā)揮重大作用。未來的10年中，化學工作者將會發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造更安全和的避孕藥具。在攻克高死亡率和高致殘的心腦血管病、腫瘤、高血脂和糖尿病以及艾滋病等疾病的進展中，化學工作者將不斷創(chuàng)制包括基因療法在內(nèi)的新藥物和新方法。此外，由于人口高速老齡化，老年病在21世紀初會成為影響我國人口生存質(zhì)量的主要問題之一。化學將會在揭示老年病機理、開發(fā)和創(chuàng)制診斷和治療老年性疾病藥物和提高老年人的生活質(zhì)量方面做出貢獻。相信在21世紀初，我國化學家和藥物化學家在針對腫瘤和神經(jīng)系統(tǒng)等重要疾病的創(chuàng)新藥物研究中，能發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化數(shù)個新藥候選化合物，建立具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新藥產(chǎn)業(yè)。中醫(yī)藥是我國的寶貴遺產(chǎn)，化學研究將在揭示中醫(yī)藥的有效成分、揭示多組分藥物的協(xié)同作用機理方面發(fā)揮巨大作用，從而加速中醫(yī)藥走向世界，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，成為我國經(jīng)濟的新的增長點。
4.在化學的支撐下，我國的國民經(jīng)濟將更上一個新的臺階
化學將會在解決能源這一人類面臨的重大問題方面做出貢獻。目前我國的經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定增長，使能源開發(fā)利用面臨需求增大和環(huán)境污染的雙重壓力。而能源利用效率低，環(huán)境污染嚴重是我國亟待克服的重要問題。發(fā)展新能源及其儲能材料在受到化學家重視的同時，也引起政府部門的關(guān)注，科學研究和產(chǎn)業(yè)化研究正相伴而行。我國化學家可望在未來幾年里創(chuàng)制和開發(fā)出多種新型催化劑，使我國的煤、天然氣和煤層氣的綜合優(yōu)化利用取得優(yōu)異成績，從而減緩我國的能源緊張和環(huán)境污染的壓力。21世紀我國核能利用將進一步發(fā)展，而化學研究涉及到核能生產(chǎn)的各個方面，化學工作者必將為核能的安全利用做出應有的貢獻。此外，化學家在大規(guī)模、大功率的光電轉(zhuǎn)換材料方面的探索研究將導致太陽能的開發(fā)利用?；瘜W家從事的新燃料電池的催化劑、新電池的研究可能在21世紀初出現(xiàn)突破，電動汽車將向?qū)嵱没~出一大步，這將改變?nèi)祟?span>能源消費的方式，同時提高人類生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量。
展望21世紀我國的材料科學與工業(yè)的發(fā)展，化學必將發(fā)揮關(guān)鍵作用。首先，化學將不斷提高基礎(chǔ)材料如鋼鐵、水泥和通用有機高分子材料及復合材料的質(zhì)量與性能；其次，化學工作者將創(chuàng)造各類新材料，如電子信息材料、生物醫(yī)用材料、新型能源材料、生態(tài)環(huán)境材料和航天航空材料等，化學工作者將利用各種先進技術(shù)，在原子、分子及分子鏈尺度上對材料組織結(jié)構(gòu)進行設計、控制及制造。特別要指出的是，晶體材料的設計理論和方法研究，是我國化學發(fā)展的一個重要且富有成效的領(lǐng)域，在21世紀它將會有更大的發(fā)展，一些有價值的具有新功能的晶體和大尺寸的新型非線性光學晶體、重要激光晶體、閃爍晶體及鐵電陶瓷晶體研究將達到實用和開發(fā)水平。另一方面，我國是世界稀土資源大國，總儲量占世界的80%，產(chǎn)量占世界的70%，然而其中一大半是以資源或初級產(chǎn)品方式出口國外，這種局面在未來的幾年中將轉(zhuǎn)變，我國化學家在2010年前將在稀土分離理論和高純稀土分離、新型稀土磁學材料、發(fā)光材料等方面的研究中，取得一批具有水平、明確應用前景和性的基礎(chǔ)研究成果和具有自主產(chǎn)權(quán)的重大關(guān)鍵技術(shù)，使我國的資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。
在世紀之交，展望未來10年化學事業(yè)的發(fā)展和化學對人類生活的影響，我們充滿信心，亦倍感興奮?；瘜W是無限的，化學是至關(guān)重要的，它將幫助我們解決21世紀所面臨的一系列問題，化學將迎來它的黃金時代！ |
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