化學(xué)學(xué)科的前沿方向與優(yōu)先領(lǐng)域

1、PAGE PAGE 29化學(xué)學(xué)科的前沿方向與優(yōu)先領(lǐng)域基礎(chǔ)學(xué)科在整個(gè)自然科學(xué)體系中占有十分重要的地位和作用。由基礎(chǔ)科學(xué)研究產(chǎn)生的大量新思想、新理論、新效應(yīng)等為應(yīng)用科學(xué)提供了理論基礎(chǔ)，對(duì)現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展有巨大的推動(dòng)作用。國(guó)內(nèi)外大量事實(shí)說(shuō)明，科學(xué)理論不僅更多地走在技術(shù)和生產(chǎn)的前面，而且為技術(shù)、生產(chǎn)的發(fā)展開辟著各種可能的途徑?；A(chǔ)研究是社會(huì)與科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，而基礎(chǔ)學(xué)科的建設(shè)與發(fā)展，是基礎(chǔ)科學(xué)研究的基礎(chǔ)?；瘜W(xué)和其它科學(xué)一樣，是認(rèn)識(shí)世界和改造世界重要學(xué)科。它與物理科學(xué)、生命科學(xué)等相互滲透，不斷形成新的交叉學(xué)科。學(xué)科的前沿方向與優(yōu)先領(lǐng)域?yàn)椋海?）合成化學(xué)；（2）化學(xué)反應(yīng)動(dòng)態(tài)學(xué)；（3）分子聚集體化學(xué)；（4）理論

2、化學(xué)；（5）分析化學(xué)測(cè)試原理和檢測(cè)技術(shù)新方法建立；（6）生命體系中的化學(xué)過(guò)程；（7）綠色化學(xué)與環(huán)境化學(xué)中的基本化學(xué)問題；（8）材料科學(xué)中的基本化學(xué)問題；（9）能源中的基本化學(xué)問題；（10）化學(xué)工程的發(fā)展與化學(xué)基礎(chǔ)。今日化學(xué)何去何從今日化學(xué)何去何從？對(duì)于這個(gè)問題有兩種回答：第一種回答：化學(xué)已有200余年的歷史，是一門成熟的老科學(xué)，現(xiàn)在發(fā)展的前途不大了；21世紀(jì)的化學(xué)沒有什么可搞了，將在物理學(xué)與生物學(xué)的夾縫中逐漸消微。第二種回答：20世紀(jì)的化學(xué)取得了輝煌的成就，21世紀(jì)的化學(xué)將在與物理學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、信息科學(xué)、能源、環(huán)境、海洋、空間科學(xué)的相互交叉，相互滲透，相互促進(jìn)中共同大發(fā)展。本文主張第

3、二種回答。1. 20世紀(jì)化學(xué)取得的空前輝煌成就并未獲得社會(huì)應(yīng)有的認(rèn)同在20世紀(jì)的100年中，化學(xué)與化工取得了空前輝煌的成就。這個(gè)“空前輝煌”可以用一個(gè)數(shù)字來(lái)表達(dá)，就是2 285萬(wàn)。1900年在Chemical Abstracts（CA）上登錄的從天然產(chǎn)物中分離出來(lái)的和人工合成的已知化合物只有55萬(wàn)種。經(jīng)過(guò)45年翻了一番，到1945年達(dá)到110萬(wàn)種。再經(jīng)過(guò)25年，又翻一番，到1970年為236.7萬(wàn)種。以后新化合物增長(zhǎng)的速度大大加快，每隔10年翻一番，到1999年12月31日已達(dá)2 340萬(wàn)種。所以在這11年中，化學(xué)合成和分離了2 285萬(wàn)種新化合物、新藥物、新材料、新分子來(lái)滿足人類生活和高新技

4、術(shù)發(fā)展的需要，而在1900年前的歷史長(zhǎng)河中人們只知道55萬(wàn)種。從上面的數(shù)字還可以看出，化學(xué)是以指數(shù)函數(shù)的形式向前發(fā)展的。沒有一門其他科學(xué)能像化學(xué)那樣在過(guò)去的100年中創(chuàng)造出如此眾多的新化合物。這個(gè)成就用“空前輝煌”來(lái)描述并不過(guò)分。但“化學(xué)家太謙虛”（這句話是Nature雜志在2001年的評(píng)論中說(shuō)的，參見文獻(xiàn)1），不會(huì)向社會(huì)宣傳化學(xué)與化工對(duì)社會(huì)的重要貢獻(xiàn)。因此20世紀(jì)化學(xué)取得的輝煌成就，并未獲得社會(huì)應(yīng)有的認(rèn)可。2.20世紀(jì)發(fā)明的七大技術(shù)中最重要的是信息技術(shù)、化學(xué)合成技術(shù)和生物技術(shù)報(bào)刊上常說(shuō)20世紀(jì)發(fā)明了六大技術(shù)：包括無(wú)線電、半導(dǎo)體、芯片、集成電路、計(jì)算機(jī)、通訊和網(wǎng)絡(luò)等的信息技術(shù)；基因重組、克隆和

5、生物芯片等生物技術(shù)；核科學(xué)和核武器技術(shù)；航空航天和導(dǎo)彈技術(shù)；激光技術(shù)；納米技術(shù)。但卻很少有人提到包括新藥物、新材料、高分子、化肥和農(nóng)藥的化學(xué)合成（包括分離）技術(shù)。上述六大技術(shù)如果缺少一兩個(gè)，人類照樣生存。但如沒有發(fā)明合成氨、合成尿素和第一、第二、第三代新農(nóng)藥的技術(shù)，世界糧食產(chǎn)量至少要減半，60億人口中的30億就會(huì)餓死。沒有發(fā)明合成各種抗生素和大量新藥物的技術(shù)，人類平均壽命要縮短25年。沒有發(fā)明合成纖維、合成橡膠、合成塑料的技術(shù)，人類生活要受到很大影響。沒有合成大量新分子和新材料的化學(xué)工業(yè)技術(shù)，上述六大技術(shù)根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。這些都是無(wú)可爭(zhēng)辯的事實(shí)。但化學(xué)和化工界非常謙虛，從來(lái)不提抗議。我們應(yīng)該理直氣

6、壯地大力宣傳20世紀(jì)發(fā)明了七大技術(shù)，即化學(xué)合成（包括分離）技術(shù)和上述六大技術(shù)。這七大技術(shù)發(fā)明可以按照人類需要的迫切性和由它們衍生的產(chǎn)業(yè)規(guī)模的大小來(lái)排序：（1）從人類對(duì)七大技術(shù)發(fā)明的需要迫切性來(lái)看，化學(xué)合成和分離技術(shù)應(yīng)當(dāng)排名第一，已如前述，因?yàn)樗侨祟惿娴慕^對(duì)需要，沒有它，全世界一半人口要餓死。它還為其余六大技術(shù)發(fā)明提供了不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)。國(guó)外傳媒把哈勃的合成氨技術(shù)（Haber process）評(píng)為20世紀(jì)最重要的發(fā)明，是很有道理的。排名第二的是信息技術(shù)，第三是生物技術(shù)，以下依次是航空航天技術(shù)，核技術(shù)，納米技術(shù)和激光技術(shù)。也許有人會(huì)問汽車產(chǎn)業(yè)不是比飛機(jī)還重要嗎？但第一輛內(nèi)燃機(jī)汽車是德國(guó)人在1

7、886年發(fā)明的，所以汽車、火車、煉鋼等都是19世紀(jì)發(fā)明的重大技術(shù)。而合成氨技術(shù)是哈勃（Haber）在1909年發(fā)明，在1918年因而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。高分子合成技術(shù)是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的。新藥物、新材料的合成更是近50年的事。因此合成化學(xué)技術(shù)是20世紀(jì)的重大發(fā)明。（2）從20世紀(jì)的七大技術(shù)發(fā)明衍生的產(chǎn)業(yè)規(guī)模及其對(duì)世界經(jīng)濟(jì)的影響來(lái)看，排名次序如下：第一是信息產(chǎn)業(yè)，第二是由化學(xué)合成（包括分離）技術(shù)衍生的石油化工、精細(xì)化工、高分子化工和藥物、農(nóng)藥工業(yè)等產(chǎn)業(yè)，以及從空氣中分離出氧氣和氮?dú)?，從電解水中分離出氫氣，作為電動(dòng)汽車的燃料，為解決將來(lái)水資源缺少的海水淡化產(chǎn)業(yè)等。第三是飛機(jī)、航天、人造衛(wèi)星及

8、導(dǎo)彈產(chǎn)業(yè)，第四是核電站和核工業(yè)。這4個(gè)產(chǎn)業(yè)都是非常大的產(chǎn)業(yè)。其中在核產(chǎn)業(yè)中，有很大一部分是化工產(chǎn)業(yè)，如核燃料的前處理和后處理工業(yè)，重氫、重水工業(yè)、稀有元素冶煉工業(yè)等，又如信息產(chǎn)業(yè)和航空航天導(dǎo)彈衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中，都依靠冶金、稀有元素冶煉和高分子等化學(xué)合成產(chǎn)業(yè)。相對(duì)于前述4個(gè)產(chǎn)業(yè)而言，排在第五的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)、排在第六的納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)和排在第七的激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)這3個(gè)現(xiàn)在還是小產(chǎn)業(yè)。其中納米產(chǎn)業(yè)實(shí)際上是化學(xué)家發(fā)明C60等巴基球和碳納米管等衍生出來(lái)的合成化學(xué)產(chǎn)業(yè)，以及用各種方法把化學(xué)物質(zhì)制成納米尺度的合成產(chǎn)業(yè)。所以20世紀(jì)和21世紀(jì)上半葉理應(yīng)稱為信息和化學(xué)合成時(shí)代，要到21世紀(jì)下半葉才能稱為生物技術(shù)時(shí)代，因?yàn)槟壳?/p>

9、生物技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)規(guī)模還很小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及信息產(chǎn)業(yè)和合成化工產(chǎn)業(yè)。3.化學(xué)是一門中心科學(xué)化學(xué)是一門中心科學(xué)，化學(xué)與生命、材料等八大朝陽(yáng)科學(xué)有非常密切的聯(lián)系，產(chǎn)生了許多重要的交叉學(xué)科，但化學(xué)作為中心學(xué)科的形象反而被其交叉學(xué)科的巨大成就所埋沒。（1）化學(xué)是一門承上啟下的中心科學(xué)?？茖W(xué)可按照它的研究對(duì)象由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的程度分為上游、中游和下游。數(shù)學(xué)、物理學(xué)是上游，化學(xué)是中游，生命、材料、環(huán)境等朝陽(yáng)科學(xué)是下游。上游科學(xué)研究的對(duì)象比較簡(jiǎn)單，但研究的深度很深。下游科學(xué)的研究對(duì)象比較復(fù)雜，除了用本門科學(xué)的方法以外，如果借用上游科學(xué)的理論和方法，往往可收事半功倍之效?；瘜W(xué)是中心科學(xué)，是從上游到下游的必經(jīng)之地，

10、永遠(yuǎn)不會(huì)像有些人估計(jì)的那樣將要在物理學(xué)與生物學(xué)的夾縫中逐漸消亡。（2）化學(xué)又是一門社會(huì)迫切需要的中心科學(xué)，與我們的衣、食、?。ńú?、家具）、行（汽車、道路）都有非常緊密的聯(lián)系。我國(guó)高分子化學(xué)家胡亞東教授最近發(fā)表文章2指出：高分子化學(xué)的發(fā)展使我們的生活基本被高分子產(chǎn)品所包圍。化學(xué)又為前述六大技術(shù)提供了必需的物質(zhì)基礎(chǔ)。（3）化學(xué)是與信息、生命、材料、環(huán)境、能源、地球、空間和核科學(xué)等八大朝陽(yáng)科學(xué)（sun-rise sciences）都有緊密的聯(lián)系、交叉和滲透的中心科學(xué)?；瘜W(xué)與八大朝陽(yáng)科學(xué)之間產(chǎn)生了許多重要的交叉學(xué)科，但化學(xué)家非常謙虛，在交叉學(xué)科中放棄冠名權(quán)。例如“生物化學(xué)”被稱為“分子生物學(xué)”，“生

11、物大分子的結(jié)構(gòu)化學(xué)”被稱為“結(jié)構(gòu)生物學(xué)”，“生物大分子的物理化學(xué)”被稱為“生物物理學(xué)”，“固體化學(xué)”被稱為“凝聚態(tài)物理學(xué)”，溶液理論、膠體化學(xué)被稱為“軟物質(zhì)物理學(xué)”，量子化學(xué)被稱為“原子分子物理學(xué)”等。又如人類基因計(jì)劃的主要內(nèi)容之一實(shí)際上是基因測(cè)序的分析化學(xué)和凝膠色層等分離化學(xué)，但社會(huì)上只知道基因?qū)W，看不到化學(xué)家在其中有什么作用。再如分子晶體管、分子芯片、分子馬達(dá)、分子導(dǎo)線、分子計(jì)算機(jī)等都是化學(xué)家開始研究的，但開創(chuàng)這方面研究的化學(xué)家卻不提出“化學(xué)器件學(xué)”這一新名詞，而微電子學(xué)專家馬上看出這些研究的發(fā)展遠(yuǎn)景，并稱之為“分子電子學(xué)”。又如化學(xué)家合成了巴基球C60，于1996年被授予諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，后

12、來(lái)化學(xué)家又做了大量研究工作，合成了碳納米管。但是許多由這一發(fā)明所帶來(lái)的研究被人們當(dāng)作應(yīng)用物理學(xué)或納米科學(xué)的貢獻(xiàn)。內(nèi)行人知道分子生物學(xué)正是生物化學(xué)的發(fā)展。在這個(gè)交叉領(lǐng)域里化學(xué)家與生物學(xué)家共同奮斗，把科學(xué)推向前進(jìn)。但在中學(xué)生或外行看來(lái)，“分子生物學(xué)”中“化學(xué)”一詞消失了，覺得化學(xué)的領(lǐng)域越來(lái)越小，幾乎要在生物學(xué)與物理學(xué)的夾縫中消亡。這樣，化學(xué)這門重要的中心科學(xué)（central science）反而被社會(huì)看作是伴娘科學(xué)（bridesmaid science）而不受重視。世界著名的Nature雜志也為化學(xué)家鳴不平，在2001年發(fā)表了社論1說(shuō)：“化學(xué)的形象被其交叉學(xué)科的成功所埋沒”。但化學(xué)家仍然很謙虛，居

13、然不喊不叫也不抱怨?；瘜W(xué)家的謙虛本是美德，但因此而在社會(huì)上造成化學(xué)是落日科學(xué)（sunset science）的印象，吸引不到優(yōu)秀的年輕學(xué)生，這個(gè)問題就大了。4.化學(xué)有沒有理論？有人說(shuō)：“化學(xué)沒有理論，只是一堆白菜，21世紀(jì)的化學(xué)沒有什么可搞的了”。這也是化學(xué)不被認(rèn)同的理由之一。對(duì)于這個(gè)問題，我國(guó)著名化學(xué)家唐敖慶院士有很好的回答，他指出19世紀(jì)的化學(xué)有三大理論成就：經(jīng)典原子分子論，包括建筑在定比、倍比和當(dāng)量定律基礎(chǔ)上的道爾頓原子論，以及包括碳4價(jià)及開庫(kù)勒提出的苯分子結(jié)構(gòu)等工作為中心內(nèi)容的分子結(jié)構(gòu)和原子價(jià)理論。門捷列夫的化學(xué)元素周期律。CM古爾德貝格和P瓦格提出的質(zhì)量作用定律是宏觀化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的

14、基礎(chǔ)。道爾頓的原子論和門捷列夫的化學(xué)元素周期律對(duì)于20世紀(jì)玻爾建立原子的殼層結(jié)構(gòu)模型具有十分重要的借鑒作用。所以化學(xué)和物理學(xué)這兩個(gè)姐妹學(xué)科是互相促進(jìn)的。20世紀(jì)的化學(xué)也有三大理論成就：化學(xué)熱力學(xué)，可以判斷化學(xué)反應(yīng)的方向，提出化學(xué)平衡和相平衡理論。量子化學(xué)和化學(xué)鍵理論，量子化學(xué)家鮑林提出的氫鍵理論和蛋白質(zhì)分子的螺旋結(jié)構(gòu)模型，為1953年沃生和克里克提出DNA分子的雙螺旋模型奠定了基礎(chǔ)，后者又為破解遺傳密碼奠定基礎(chǔ)。所以化學(xué)與生物學(xué)也是互相促進(jìn)的。20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的分子反應(yīng)動(dòng)態(tài)學(xué)。沒有這三大理論，要取得合成2 285萬(wàn)種化合物的輝煌成就是不可能的。因此，“化學(xué)沒有理論，只是一堆白菜”的說(shuō)法

15、，是不公正的。到了21世紀(jì)，世界數(shù)學(xué)家協(xié)會(huì)提出七大數(shù)學(xué)難題，籌集了700萬(wàn)美元，懸賞100萬(wàn)美元給每一個(gè)難題的解決者。物理學(xué)提出了五大理論難題：4種作用力場(chǎng)的統(tǒng)一問題，相對(duì)論和量子力學(xué)的統(tǒng)一問題。對(duì)稱性破缺問題。占宇宙總質(zhì)量90的暗物質(zhì)是什么的問題。黑洞和類星體問題?？淇私]問題等。21世紀(jì)的生物學(xué)也有重大難題和奮斗目標(biāo)：后基因組學(xué)和人類疾病的消除。蛋白質(zhì)組學(xué)。腦科學(xué)。生物如何進(jìn)化？生命如何起源等。但化學(xué)家又比較謙虛，好像沒有人明確提出哪些是化學(xué)要解決的世紀(jì)難題。這樣與物理學(xué)和生物學(xué)相比，就會(huì)顯得化學(xué)沒有什么偉大的目標(biāo)了。其實(shí)化學(xué)家心目中是有自己的奮斗目標(biāo)的，只是不愿多說(shuō)。但這又造成“化學(xué)無(wú)理

16、論”的錯(cuò)誤印象。這是近年來(lái)在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)的淡化化學(xué)的思潮的主觀原因之一。那么化學(xué)果真提不出重大難題嗎？作者曾經(jīng)初步提出21世紀(jì)化學(xué)有四大難題3。5.21世紀(jì)化學(xué)的四大難題（l）化學(xué)的第一根本規(guī)律（第一個(gè)世紀(jì)難題）：建立精確有效而又普遍適用的化學(xué)反應(yīng)的含時(shí)多體量子理論和統(tǒng)計(jì)理論?；瘜W(xué)是研究化學(xué)變化的科學(xué)，所以化學(xué)反應(yīng)理論和定律是化學(xué)的第一根本規(guī)律。19世紀(jì)CM古爾德貝格和P瓦格提出的質(zhì)量作用定律，是最重要的化學(xué)定律之一，但它是經(jīng)驗(yàn)的、宏觀的定律。H艾林的絕對(duì)反應(yīng)速度理論是建筑在過(guò)渡態(tài)、活化能和統(tǒng)計(jì)力學(xué)基礎(chǔ)上的半經(jīng)驗(yàn)理論。過(guò)渡態(tài)、活化能和勢(shì)能面等都是根據(jù)不含時(shí)間的薛定愕第一方程來(lái)計(jì)算的。所謂反應(yīng)

17、途徑是按照勢(shì)能面的最低點(diǎn)來(lái)描繪的。這一理論和提出的新概念雖然非常有用，但卻是不徹底的半經(jīng)驗(yàn)理論。近年來(lái)發(fā)展了含時(shí)Hartree-Fock方法，含時(shí)密度泛函理論方法，以酉群相干態(tài)為基礎(chǔ)的電子-原子核運(yùn)動(dòng)方程理論，波包動(dòng)力學(xué)理論等。但目前這些理論方法對(duì)描述復(fù)雜化學(xué)體系還有困難。所以建立嚴(yán)格徹底的微觀化學(xué)反應(yīng)理論，既要從初始原理出發(fā)，又要巧妙地采取近似方法，使之能解決實(shí)際問題，包括決定某兩個(gè)或幾個(gè)分子之間能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？能否生成預(yù)期的分子？需要什么催化劑才能在溫和條件下進(jìn)行反應(yīng)？如何在理論指導(dǎo)下控制化學(xué)反應(yīng)？如何計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的速率？如何確定化學(xué)反應(yīng)的途徑？等等，是21世紀(jì)化學(xué)應(yīng)該解決的第一個(gè)難題。

18、（2）化學(xué)的第二個(gè)世紀(jì)難題：分子結(jié)構(gòu)及其和性能的定量關(guān)系。這里“結(jié)構(gòu)”和“性能”是廣義的，前者包含構(gòu)型、構(gòu)象、手性、粒度、形狀和形貌等，后者包含物理、化學(xué)和功能性質(zhì)以及生物和生理活性等。雖然WKohn從理論上證明一個(gè)分子的電子云密度可以決定它的所有性質(zhì)，但實(shí)際計(jì)算困難很多，現(xiàn)在對(duì)結(jié)構(gòu)和性能的定量關(guān)系的了解，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。要大力發(fā)展密度泛函理論和其他計(jì)算方法。這是21世紀(jì)化學(xué)的第二個(gè)重大難題。例如：如何設(shè)計(jì)合成具有人們期望的某種性能的材料？如何使宏觀材料達(dá)到微觀化學(xué)鍵的強(qiáng)度？例如“金屬胡須”的抗拉強(qiáng)度比通常的金屬絲大一個(gè)數(shù)量級(jí)，但還遠(yuǎn)未達(dá)到金屬-金屬鍵的強(qiáng)度，所以增加金屬材料強(qiáng)度的潛力是很大的。又

19、如目前高分子纖維達(dá)到的強(qiáng)度要比高分子中的共價(jià)鍵的強(qiáng)度小兩個(gè)數(shù)量級(jí)。這就向人們提出如何挑戰(zhàn)材料強(qiáng)度極限的大難題。溶液結(jié)構(gòu)和溶劑效應(yīng)對(duì)于性能的影響。具有單分子和多分子層的膜結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系。以上各方面是化學(xué)的第二個(gè)根本問題，其迫切性可能比第一個(gè)問題更大，因?yàn)樗墙鉀Q分子設(shè)計(jì)和實(shí)用問題的關(guān)鍵。（3）化學(xué)的第三個(gè)世紀(jì)難題：生命現(xiàn)象中的化學(xué)機(jī)理問題。充分認(rèn)識(shí)和徹底了解人類和生物體內(nèi)分子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，無(wú)疑是21世紀(jì)化學(xué)亟待解決的重大難題之一。例如：研究配體小分子和受體生物大分子相互作用的機(jī)理，這是藥物設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)?；瘜W(xué)遺傳學(xué)為哈佛大學(xué)化學(xué)教授Schreiber所創(chuàng)建。他的小組合成某些小分子，使之與蛋白質(zhì)結(jié)合，

20、并改變蛋白質(zhì)的功能，例如使某些蛋白酶的功能關(guān)閉。這些方法使得研究者們不通過(guò)改變產(chǎn)生某一蛋白質(zhì)的基因密碼就可以研究它們的功能，為開創(chuàng)化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)，化學(xué)基因組學(xué)（與生物學(xué)家以改變基因密碼來(lái)研究的方法不同）奠定基礎(chǔ)。因此小分子配體與生物大分子受體的相互作用的機(jī)理，是一個(gè)重大的理論化學(xué)問題，值得人們關(guān)注。光合作用的機(jī)理活分子催化劑葉綠素如何利用太陽(yáng)能把很穩(wěn)定的CO2和H2O分子的化學(xué)鍵打開，合成碳水化合物CH2On，并放出氧氣，供人類和其他動(dòng)物使用。生物固氮作用的機(jī)理。搞清楚牛、羊等食草動(dòng)物胃內(nèi)酶分子如何把植物纖維分解為小分子的反應(yīng)機(jī)理，為充分利用自然界豐富的植物纖維資源打下基礎(chǔ)。人類的大腦是用“泛

21、分子”組裝成的最精巧的計(jì)算機(jī)。如何徹底了解大腦的結(jié)構(gòu)和功能將是21世紀(jì)的腦科學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、信息和認(rèn)知科學(xué)等交叉學(xué)科共同來(lái)解決的難題。了解活體內(nèi)信息分子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和生理調(diào)控的化學(xué)機(jī)理。了解從化學(xué)進(jìn)化到手性和生命起源的飛躍過(guò)程。如何實(shí)現(xiàn)從生物分子（biomolecules）到分子生命（molecular life）的飛躍？如何制造活的分子（make life），跨越從化學(xué)進(jìn)化到生物進(jìn)化的鴻溝。蛋白質(zhì)和DNA的理論研究。（4）化學(xué)的第四個(gè)世紀(jì)難題：納米尺度的基本規(guī)律。當(dāng)尺度在十分之幾到10 nm的量級(jí)，正處于量子尺度和經(jīng)典尺度的模糊邊界（fuzzy boundary）中，有許多新的奇異特

22、性和新的效應(yīng)，新的規(guī)律和重要應(yīng)用，值得理論化學(xué)家去探索研究。下面舉例說(shuō)明納米效應(yīng)：如以銀的熔點(diǎn)和銀粒子的尺度作圖，則當(dāng)粒子尺度在150 nm以上時(shí)，熔點(diǎn)不變，為960.3 ，即通常的熔點(diǎn)。以后熔點(diǎn)隨尺度變小而下降，到5 nm時(shí)為100 。又如金的熔點(diǎn)為1 063 ，納米金的熔化溫度卻降至330 。在納米尺度，熱運(yùn)動(dòng)的漲落和布朗運(yùn)動(dòng)將起重要的作用。因此許多熱力學(xué)性質(zhì)，包括相變和“集體現(xiàn)象”（collective Phenomena）如鐵磁性、鐵電性、超導(dǎo)性和熔點(diǎn)等都與粒子尺度有重要的關(guān)系。納米粒子的比表面很大，由此引起性質(zhì)的不同。例如納米鉑黑催化劑可使乙烯催化反應(yīng)的溫度從600 降至室溫。這一現(xiàn)

23、象為新型常溫催化劑的研制提供了基礎(chǔ)，有非常重要的應(yīng)用前景。納米催化劑能否降低反應(yīng)活化能？這是值得研究的一個(gè)理論問題。當(dāng)代信息技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了納米尺度磁性（nanoscale magnetism）的研究。電子或聲子的特征散射長(zhǎng)度，即平均自由程，在納米量級(jí)。當(dāng)納米微粒的尺度小于此平均自由途徑時(shí)，電流或熱的傳遞方式就發(fā)生質(zhì)的改變。與微粒運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量pmV相對(duì)應(yīng)的de Broglie波長(zhǎng)l=h/p，通常也在納米量級(jí)，由此產(chǎn)生許多所謂“量子點(diǎn)”（quantum dots）的新現(xiàn)象。所以納米分子和材料的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的基本規(guī)律是21世紀(jì)的化學(xué)和物理需要解決的重大難題之一。6.化學(xué)家缺少品牌意識(shí)，沒有在社會(huì)

24、上樹立化學(xué)的美好品牌化學(xué)沒有樹立品牌，化學(xué)與化工被認(rèn)為是污染源，這也是缺少生源的原因之一。其實(shí)，造成環(huán)境污染的不僅僅是化學(xué)，更重要的是森林破壞，水土流失，沙漠化和沙塵暴，汽車尾氣排放，煤燃燒等。而分析、監(jiān)測(cè)、治理環(huán)境污染的正是化學(xué)家?；瘜W(xué)家已提出綠色化學(xué)的奮斗目標(biāo)?；瘜W(xué)家不但要認(rèn)識(shí)世界、改造世界，還要保護(hù)世界。參考文獻(xiàn)1.（自然）雜志社論：化學(xué)形象被與其交叉學(xué)科的成功埋沒科學(xué)時(shí)報(bào)，2001-6-8（3）2.胡亞東化學(xué)：串起生活每一刻科學(xué)時(shí)報(bào)，2002-7-8（中學(xué)生科技-3）3.徐光憲科學(xué)通報(bào)，2001，46（24）：2086（北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院 徐光憲院士 摘自大學(xué)化學(xué)2003年第1

25、期）驚人成果川大教授證明一諾獎(jiǎng)化學(xué)理論有錯(cuò) “擂主”：馬爾古斯（美國(guó)化學(xué)家年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者）目標(biāo)：非平衡溶劑化理論挑戰(zhàn)者：李象遠(yuǎn)、傅克祥（川大教授）攻關(guān)：非平衡溶劑化理論違背了熱力學(xué)基本原理，錯(cuò)誤地對(duì)非可逆途徑使用了可逆功積分方法，得到的非平衡自由能表達(dá)式是錯(cuò)誤的。結(jié)論：我國(guó)理論化學(xué)研究取得重大原創(chuàng)性突破，達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平日前從四川大學(xué)傳出一驚人消息，該?；W(xué)院計(jì)算化學(xué)研究室博士生導(dǎo)師李象遠(yuǎn)教授與物理學(xué)院傅克祥教授已證明目前國(guó)際上流行的非平衡溶劑化理論存在重大基礎(chǔ)錯(cuò)誤！這不僅動(dòng)搖了傳統(tǒng)非平衡溶劑化理論的基石，而且建立起了全新的非平衡溶劑化理論新體系和一系列相關(guān)的理論模型，并對(duì)歷史上一些

26、理論預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果互相矛盾的重要遺留問題給予了圓滿解釋。據(jù)悉，這是我國(guó)在理論化學(xué)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域近年來(lái)取得的一項(xiàng)重大原創(chuàng)性成果，達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。據(jù)悉，該理論的主要?jiǎng)?chuàng)立者、美國(guó)化學(xué)家馬爾古斯（）正是憑借在電子轉(zhuǎn)移及其溶劑效應(yīng)理論方面的貢獻(xiàn)獲得年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的。昨天下午，記者獲得這一消息后，第一時(shí)間趕往四川大學(xué)采訪。幾經(jīng)周折，我們終于見到李象遠(yuǎn)教授，但他的第一句話就給我們潑了冷水：“我們搞基礎(chǔ)理論研究的，不追求新聞效應(yīng)，只想踏踏實(shí)實(shí)地弄清科學(xué)問題，還原科學(xué)事件的本來(lái)面目。”他認(rèn)為，搞技術(shù)開發(fā)才需要引起公眾的注意，因?yàn)槟菍⒂兄诠ぷ鞯拈_展。幾經(jīng)“游說(shuō)”，李象遠(yuǎn)在他的辦公室接受了記者的“非正式”專訪。

27、挑戰(zhàn)的起因偶爾“誤差”讓他們大膽質(zhì)疑李象遠(yuǎn)教授在川大化工學(xué)院計(jì)算化學(xué)研究室工作，而傅克祥卻是物理學(xué)院的教授，他們?cè)趺磿?huì)走到一起？李象遠(yuǎn)說(shuō)，一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)促成了他們的“理化搭配”：研究化學(xué)的李象遠(yuǎn)多年前就注意到了非平衡溶劑化理論，并時(shí)時(shí)為該理論應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)中偶爾出現(xiàn)的“誤差”感到困惑。而一般科學(xué)家的做法是自己調(diào)整參數(shù)，以使實(shí)驗(yàn)“適應(yīng)”國(guó)際上流行的研究模式、曾獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的非平衡溶劑化理論。但李象遠(yuǎn)卻敏銳地意識(shí)到，該理論有缺陷，只是自己也不清楚缺陷究竟在什么地方。傅克祥了解到李象遠(yuǎn)的困惑后，以一個(gè)“外行”的身份和他進(jìn)行了探討，并從電動(dòng)力學(xué)的角度進(jìn)行了分析，進(jìn)而從熱力學(xué)的角度大膽猜想：馬爾古斯在建

28、立非平衡溶劑化理論時(shí)，是不是一開始便違背了熱力學(xué)基本原理，錯(cuò)誤地對(duì)非可逆途徑使用了可逆功積分方法，因而得到的非平衡自由能表達(dá)式是完全錯(cuò)誤的呢？挑戰(zhàn)的進(jìn)程年時(shí)間枯燥乏味中艱苦攻關(guān)“猜想”出來(lái)后，甚至連他們自己都嚇了一跳。畢竟這是一項(xiàng)獲得過(guò)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的成果，況且在學(xué)界多年的應(yīng)用中，盡管存在一些小的問題，但總體來(lái)說(shuō)還是成功的。對(duì)科學(xué)真理的追求卻讓他們不能停步年，李象遠(yuǎn)和傅克祥開始了艱苦攻關(guān)，后來(lái)連李象遠(yuǎn)讀研究生時(shí)的導(dǎo)師也感到“這個(gè)課題很有意思”，而主動(dòng)加入其中。理論研究是枯燥甚至乏味的，反復(fù)地推算，不斷地反駁不像實(shí)驗(yàn)科學(xué)家還有實(shí)驗(yàn)室，他們只有紙、筆和電腦。他們發(fā)揮學(xué)科交叉的研究?jī)?yōu)勢(shì)，從物理、化學(xué)兩

29、個(gè)方面進(jìn)攻，通過(guò)大量細(xì)致的基礎(chǔ)理論工作，最終證明了非平衡溶劑化理論存在重大基礎(chǔ)錯(cuò)誤，從而對(duì)這套理論體系提出了挑戰(zhàn)，動(dòng)搖了非平衡溶劑化理論的基石，并建立起了全新的非平衡溶劑化理論新體系和一系列相關(guān)的理論模型，對(duì)歷史上一些理論預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果互相矛盾的重要遺留問題給予了圓滿解釋。理化聯(lián)動(dòng)動(dòng)搖原有理論基石原有理論體系是由以諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者馬爾古斯教授為代表的眾多著名理論化學(xué)家在近年的時(shí)間里建立起來(lái)的。李象遠(yuǎn)、傅克祥的最新研究表明，當(dāng)年年僅歲的馬爾古斯在建立非平衡溶劑化理論時(shí)，一開始便違背了熱力學(xué)基本原理，錯(cuò)誤地對(duì)非可逆途徑使用了可逆功積分方法，因而得到的非平衡自由能表達(dá)式是完全錯(cuò)誤的。這一發(fā)現(xiàn)從根本

30、上動(dòng)搖了整套非平衡溶劑化理論的基石，使得基于此自由能表示建立起來(lái)的所有理論模型和計(jì)算方法失去了合理性。他們的理論推演表明，從定量角度看，目前流行的非平衡溶劑化理論高估溶劑效應(yīng)一倍左右，這樣的差別會(huì)在反應(yīng)速率計(jì)算上產(chǎn)生達(dá)兩個(gè)數(shù)量級(jí)的誤差，從而在歷史上遺留下很多理論預(yù)測(cè)和試驗(yàn)結(jié)果大相徑庭的問題。挑戰(zhàn)的結(jié)果多次受挫論文曾屢屢被“斃”非平衡溶劑化理論從發(fā)展到廣泛應(yīng)用經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)，質(zhì)疑這樣一套完整的理論體系，需要從不同角度進(jìn)行論證，弄清不同科學(xué)家所發(fā)展的理論中存在的錯(cuò)誤以及其相互聯(lián)系。此外，新理論本身首先必須完美自洽，同時(shí)還應(yīng)能圓滿解釋實(shí)驗(yàn)事實(shí)。李象遠(yuǎn)、傅克祥的攻關(guān)直到年才算有了眉目，但他們并沒有如釋

31、重負(fù)般的輕松感，他們還需要將新理論介紹出去，讓全球化學(xué)界了解中國(guó)人的貢獻(xiàn)。他們沒想到的是，論文寄出去后，幾乎沒有發(fā)表的可能。原因是國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)刊物刊登論文，總是會(huì)找本領(lǐng)域的權(quán)威專家審稿，而化學(xué)界的“大腕”多數(shù)都對(duì)非平衡溶劑化理論有貢獻(xiàn)。曾為非平衡溶劑化理論作出過(guò)重要貢獻(xiàn)、目前在國(guó)際化學(xué)界炙手可熱的美國(guó)科學(xué)家牛頓（）后來(lái)告訴李象遠(yuǎn)，他就曾次“斃”了李象遠(yuǎn)、傅克祥的論文，因?yàn)樗J(rèn)為“這樣的論文不值一看”?？啾M甘來(lái)論文“榮登”頂級(jí)刊物據(jù)介紹，李象遠(yuǎn)、傅克祥等建立新理論體系的約篇研究論文已在重要國(guó)際期刊計(jì)算化學(xué)學(xué)報(bào)（）、化學(xué)物理（ ）等連載發(fā)表，研究成果也多次應(yīng)邀在美國(guó)化學(xué)會(huì)全國(guó)會(huì)議等國(guó)際會(huì)議上報(bào)告。

32、國(guó)際刊物理論與計(jì)算化學(xué)學(xué)報(bào)（）更是邀請(qǐng)李象遠(yuǎn)教授等就此新理論體系撰寫綜述文章在該刊發(fā)表，審稿人認(rèn)為這項(xiàng)成就“是中國(guó)科學(xué)家對(duì)整個(gè)理論化學(xué)界的重大貢獻(xiàn)?！睋?jù)悉，理論與計(jì)算化學(xué)學(xué)報(bào)今年月號(hào)將以多頁(yè)的篇幅刊載李象遠(yuǎn)等詳細(xì)介紹新理論的文章。挑戰(zhàn)的延伸學(xué)術(shù)爭(zhēng)論網(wǎng)上“敵人”成朋友學(xué)術(shù)的爭(zhēng)論永遠(yuǎn)不會(huì)停止。牛頓、費(fèi)沃德爾霍夫（美國(guó)）等國(guó)際溶劑化理論權(quán)威科學(xué)家同李象遠(yuǎn)等開展了大量平等而友好的多方學(xué)術(shù)討論和爭(zhēng)論。通過(guò)論文發(fā)表、學(xué)術(shù)報(bào)告和學(xué)術(shù)討論，計(jì)算化學(xué)研究室發(fā)展的新理論體系已經(jīng)得到了國(guó)際同行越來(lái)越廣泛的認(rèn)可。著名溶劑化理論專家、德國(guó)科學(xué)家凱爾特（）教授專門向李象遠(yuǎn)致信承認(rèn)自己“對(duì)非平衡化的處理是不合適的?！苯衲瓿?/p>

33、，牛頓主動(dòng)找到李象遠(yuǎn)索取更詳細(xì)的資料，并計(jì)劃近期來(lái)川大與李象遠(yuǎn)、傅克祥等進(jìn)行面對(duì)面的交流。新的問題原創(chuàng)者要攜手挑戰(zhàn)者通過(guò)學(xué)術(shù)交流，馬爾古斯與李象遠(yuǎn)、傅克祥成了好朋友，并在北京和韓國(guó)等地多次會(huì)面進(jìn)行探討。另外，牛頓、費(fèi)沃德爾霍夫、凱爾特等權(quán)威專家與李象遠(yuǎn)等在網(wǎng)上建立了密切的聯(lián)系，常常“群發(fā)”電子郵件進(jìn)行深入探討，希望更加完善新理論。現(xiàn)年已多歲的馬爾古斯承認(rèn)了新理論的觀點(diǎn)，但他還有一點(diǎn)沒有想通的是，年前蘇聯(lián)科學(xué)家曾用量子場(chǎng)論的方法做過(guò)類似研究，也得出了類似結(jié)論，“他們又錯(cuò)在哪里？”他也正積極與李象遠(yuǎn)一道進(jìn)行分析，希望能得出一個(gè)最終結(jié)論。挑戰(zhàn)的心態(tài)非為獲獎(jiǎng)望由此給中國(guó)人爭(zhēng)光最近，李象遠(yuǎn)、傅克祥更忙了

34、！“不斷地介紹，不斷地完善，我們必須找出其他暗藏的問題?！彼麄冞€需要在學(xué)術(shù)界不斷地爭(zhēng)論，“現(xiàn)在幾乎干不了其他事！”按照推理，李象遠(yuǎn)、傅克祥“摧毀”了一個(gè)曾經(jīng)獲得諾貝爾獎(jiǎng)的成果，他們是否可以因此獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)？李象遠(yuǎn)說(shuō)：“想都沒想過(guò)！”他還打了一個(gè)形象的比喻殺害肯尼迪的人并不能因此成為美國(guó)總統(tǒng)。李象遠(yuǎn)說(shuō)，自己只滿足于追求科學(xué)真理過(guò)程中的快樂，并希望由此能給中國(guó)人爭(zhēng)光，僅此而已！真情寄語(yǔ)強(qiáng)國(guó)須發(fā)展基礎(chǔ)理論李象遠(yuǎn)多次告訴記者：“我們運(yùn)氣比較好！”盡管國(guó)際上有人曾懷疑過(guò)舊理論體系，但最終沒有做。他還將成功歸功于“遇見了傅克祥這樣的好伙伴！”有人曾給李象遠(yuǎn)開玩笑：“馬爾古斯都多歲了，你干嗎要折磨好人？

35、”馬爾古斯在學(xué)術(shù)界不僅威望極高，而且是公認(rèn)的“好人”，非常慈祥、平易近人。李象遠(yuǎn)說(shuō)，這就是科學(xué)的殘酷，我們都追求真理，必須還科學(xué)一個(gè)本來(lái)面目。李象遠(yuǎn)的辦公室非常普通，窗明幾凈的辦公室內(nèi)，除了沙發(fā)和一張大大的辦公桌外，幾乎別無(wú)它物，辦公桌上也僅僅是一臺(tái)手提電腦而已。談到我國(guó)在基礎(chǔ)理論研究領(lǐng)域的落后狀況，他顯得十分著急。他說(shuō)：“你可以翻一翻書，近代以來(lái)，有幾個(gè)公式是以中國(guó)人的名字命名的？”他認(rèn)為，盡管我們?cè)趹?yīng)用科學(xué)方面取得了一些成果，但國(guó)力強(qiáng)盛，科技的真正騰飛，還必須依賴于基礎(chǔ)理論研究的發(fā)展。本報(bào)記者周波非平衡溶劑效應(yīng)理論電子轉(zhuǎn)移和光譜等“快過(guò)程”的溶劑效應(yīng)涉及溶劑低頻響應(yīng)滯后的問題，即所謂非平衡

36、溶劑化問題。上世紀(jì)年代，馬爾古斯用可逆功方法建立了非平衡自由能的表達(dá)式，奠定了非平衡溶劑效應(yīng)的理論基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)牛頓美國(guó)、海恩斯（，法國(guó)?雪、托瑪斯（，意大利、凱爾特德國(guó)等一批國(guó)際知名理論化學(xué)家的發(fā)展，逐漸形成了一套“近乎完善”的非平衡溶劑化理論體系，建立起了電子轉(zhuǎn)移溶劑重組能的馬爾古斯“雙球模型”，液相光譜頻移的模型等一系列被理論和實(shí)驗(yàn)化學(xué)家廣泛使用的解析表達(dá)式以及利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的多種數(shù)值計(jì)算方法，主導(dǎo)了非平衡溶劑效應(yīng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究近年。馬爾古斯教授由于在電子轉(zhuǎn)移及其溶劑效應(yīng)理論方面的貢獻(xiàn)，獲得了年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。中國(guó)科學(xué)家打造鉑金“納米皇冠”中新網(wǎng)3月12日電 在中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委“納米科

37、技重大研究計(jì)劃”以及中國(guó)科學(xué)院“百人計(jì)劃”的支持下，中國(guó)科學(xué)家運(yùn)用分子納米技術(shù)打造出了一頂新穎的鉑金“納米皇冠”。 中新網(wǎng)3月12日電 在中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委“納米科技重大研究計(jì)劃”以及中國(guó)科學(xué)院“百人計(jì)劃”的支持下，中國(guó)科學(xué)家運(yùn)用分子納米技術(shù)打造出了一頂新穎的鉑金“納米皇冠”。 據(jù)中國(guó)科學(xué)院消息，日前出版的國(guó)際著名化學(xué)期刊德國(guó)應(yīng)用化學(xué)報(bào)道了中國(guó)科學(xué)院化學(xué)所高分子物理與化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室于澍燕研究員領(lǐng)導(dǎo)的研究組在自組裝納米結(jié)構(gòu)方面取得的重要進(jìn)展。該工作報(bào)道了一系列尺寸可調(diào)、功能化的“納米皇冠”，并發(fā)現(xiàn)了這些自組裝體系在水介質(zhì)中對(duì)陰離子的特征選擇鍵合作用，以及在陰離子納米傳感器、模擬酶和綠色化

38、學(xué)等方面的應(yīng)用前景。 據(jù)介紹，金屬在材料、蛋白酶、醫(yī)藥以及催化等領(lǐng)域中都起著非常重要的作用。根據(jù)新的概念，他們自組裝出了前人一直探索但沒有突破的“金屬杯芳烴”類似物。有機(jī)杯芳烴是一類具有開放結(jié)構(gòu)和誘導(dǎo)性質(zhì)的杯狀超分子，在超分子科學(xué)的諸多領(lǐng)域，如超分子催化、仿生、人工模擬酶、物質(zhì)分離與分析以及納米結(jié)構(gòu)自組裝等方面都具有相當(dāng)誘人的應(yīng)用前景。 消息說(shuō)，作為中科院“百人計(jì)劃”入選者的于澍燕研究員，在2001年12月回國(guó)后，短短的一年時(shí)間里，提出了“金屬矢量”以及“金屬原子的矢量操縱”新概念，并成功地運(yùn)用于自組裝以及分子納米技術(shù)研究中。富勒烯C60/C70的制備化學(xué)自1985年Kroto等在激光汽化石墨

39、實(shí)驗(yàn)中偶然發(fā)現(xiàn)C60/C70以來(lái)1，為尋找高產(chǎn)率大量C60的制備方法，人們進(jìn)行了廣泛的探索，直到1990年Kratschmer等使用電弧放電裝置生產(chǎn)出mg量的產(chǎn)品，才有了突破性的進(jìn)展。目前，g量級(jí)的富勒烯已被制備出來(lái)。富勒烯制備方法的進(jìn)展促進(jìn)了其物理、化學(xué)性質(zhì)的深入研究及應(yīng)用研究的廣泛開展。目前世界上不少著名科學(xué)家和一流研究機(jī)構(gòu)正致力于C60/C70制備技術(shù)的研究，預(yù)計(jì)這一技術(shù)在不遠(yuǎn)的將來(lái)會(huì)有重大突破。本文旨在對(duì)過(guò)去10年中富勒烯的制備技術(shù)的演進(jìn)作一回顧，對(duì)各種方法加以歸納和評(píng)述，并探討了較大規(guī)模生產(chǎn)的可能性。 1、石墨激光汽化法 最初于室溫下He氣流中用脈沖激光技術(shù)蒸發(fā)石墨導(dǎo)致了C60的發(fā)現(xiàn)

40、，碳蒸氣的快速冷卻導(dǎo)致了C60分子的形成。由時(shí)間飛行質(zhì)譜檢測(cè)到的C60存在1。但它只在氣相中產(chǎn)生極微量的富勒烯，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)C60可溶于甲苯。隨后的研究表明其中還包含著分子量更大的富勒烯。此后發(fā)現(xiàn)在一個(gè)爐中預(yù)加熱石墨靶到12000C可大大提高C60的產(chǎn)率3，但用此方法無(wú)法收集到常量的樣品。 2、石墨電弧放電法 1990個(gè)由Kratschmer和Huffman等人報(bào)道2的電阻熱放電技術(shù)是第一個(gè)產(chǎn)生出常量富勒烯的方法，這一技術(shù)仍然是目前知道的較高產(chǎn)率制造方法之一。許多研究小組對(duì)此方法加以改進(jìn)，獲得了可溶性富勒烯通常可占蒸發(fā)石墨的20%，有時(shí)可達(dá)30%以上46。對(duì)該方法主要的改進(jìn)包括精確控制電極的縫間

41、距，調(diào)節(jié)電源種類和強(qiáng)度、稀釋氣體種類和壓力、裝置的最佳熱對(duì)流、碳棒尺寸、反應(yīng)器大小及萃取劑的抽提效率等因素。踞遺憾的是由于內(nèi)在原因，根本上限制了所使用碳棒的直徑必須在3mm以內(nèi)，因此只能小量生產(chǎn)。主要的困難是碳棒中部溫度最高，碳的蒸發(fā)速度也最快，很快變細(xì)直到斷裂，運(yùn)行中斷。此外，快速蒸發(fā)的溫度很高（30000C），整個(gè)碳棒黑體的輻射能量損失也大，經(jīng)濟(jì)上也不合算。 3、利用太陽(yáng)能加熱石墨法 富勒烯的發(fā)現(xiàn)者之一Smalley等用聚焦太陽(yáng)光直接蒸發(fā)碳高產(chǎn)率制備了富勒烯8。為了提高富勒烯和摻雜金屬富勒烯的產(chǎn)率，在廣泛的探索中他們發(fā)現(xiàn)電弧光對(duì)富勒烯的光化學(xué)破壞可能是碳電弧技術(shù)中碳棒放大尺寸的主要障礙。據(jù)

42、此，考慮了數(shù)種排除光化學(xué)分解，同時(shí)增加碳棒尺寸以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的方式后，他們認(rèn)為最好的方法是利用太陽(yáng)光。Smalley等認(rèn)為：采用大型太陽(yáng)爐裝置也許是大量生產(chǎn)富勒烯的唯一途徑，它不僅避免了強(qiáng)紫外線輻射對(duì)富勒烯的光化學(xué)破壞作用，同時(shí)使碳蒸氣到達(dá)緩冷區(qū)之前不會(huì)形成凝塊，解決了石墨電弧或等離子體法中遇到的產(chǎn)量限制問題。 4、石墨高頻電爐加熱蒸發(fā)法 1992年P(guān)eter和Jansen等10利用高頻電爐在27000C，150KPaHe氣氛中于一個(gè)氮化硼支架上直接加熱石墨樣品，得到產(chǎn)率為8%12%的煙灰。這是一種直接加熱石墨的方式，它與太陽(yáng)能加熱石墨法的共同點(diǎn)是：石墨尺寸比原先KratschmerHuffm

43、an法允許大得多。但是兩者的輻射能量利用率和產(chǎn)率都不能與石墨電弧放電法競(jìng)爭(zhēng)。5、苯火焰燃燒法 在火焰中對(duì)多面體碳離子形成的觀測(cè)證實(shí)了富勒烯可能在燃燒中形成的設(shè)想。1991年麻省理工學(xué)院的Howard等從苯/氧火焰中發(fā)現(xiàn)了鑒定了C60和C70的存在11。最近的研究12進(jìn)一步明確了壓力、C/O比值、溫度稀釋氣體的種類和濃度等因素對(duì)預(yù)混合的苯/氧層流火焰也產(chǎn)生富勒烯，但比苯燃燒產(chǎn)率低。從苯/氧火焰可得到較大量的C60/C70，得到產(chǎn)率高達(dá)20%的煙灰，按原料消耗計(jì)可得到0.5%的C60和C70。C60/C70的最大生成速率出現(xiàn)在9199Pa壓力、C/O=0.989、25%氦稀釋氣體。燃燒合成法不僅提

44、供了一條新的大量制備富勒烯的方法，而且能夠在很大范圍內(nèi)控制產(chǎn)物的分布，還在火焰中發(fā)現(xiàn)了富勒烯亞穩(wěn)態(tài)的異構(gòu)體。苯火焰燃燒法有可能成為大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)富勒烯的方法，由此可制備出不同種類的富勒烯。6、有機(jī)合成法富勒烯C60/C70具有球面大電子體系的芳香性碳籠結(jié)構(gòu)，它的發(fā)現(xiàn)也向有機(jī)合成化學(xué)家提出了艱巨的合成挑戰(zhàn)。經(jīng)過(guò)一段短暫的沉默和思考，合成化學(xué)家開始從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面探求化學(xué)全合成分子C60/C70的可能性和途徑。C60的化學(xué)合成進(jìn)展盡管尚不能與電弧放電法相比，但化學(xué)全合成研究對(duì)于C60等富勒烯的形成機(jī)理，C60的籠內(nèi)外修飾是有重要意義的。有機(jī)合成的高難度和長(zhǎng)途徑是明顯的，首先，與石墨電弧放電法的高

45、溫和混亂相比較，有機(jī)合成要在較低的溫度下完成，要有明確次序的合成路線；其次，建設(shè)不含氫、封閉成球的富勒烯分子，要克服完全脫氫環(huán)稠合時(shí)存在張力的難題，有機(jī)合成的方向性和選擇性控制問題及合成步的產(chǎn)率問題；然后，C60/C70分子和與其相關(guān)的現(xiàn)有合成基礎(chǔ)、現(xiàn)有合成物的差距甚遠(yuǎn)。合成路線是較長(zhǎng)的，產(chǎn)物分離也是個(gè)難題。顯然，需要一個(gè)高度出色的藝術(shù)化的合成特技，合理簡(jiǎn)潔的合成路線設(shè)計(jì)顯得尤為重要。7、結(jié)語(yǔ)由于富勒烯的來(lái)源和價(jià)格對(duì)富勒烯化學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用起著制約作用，各國(guó)對(duì)富勒烯制備的研究愈加重視。目前主要還是通過(guò)石墨電弧法來(lái)獲得富勒烯的，制備時(shí)并伴有更大的團(tuán)簇分子的生成，在某些條件下還得到巴基管、巴基蔥等。

46、蒸發(fā)石墨法特別是太陽(yáng)能加熱石墨法雖然研究得不夠完善，但為富勒烯的大量制備展示了良好的前景。如果將火焰燃燒法、熱解萘法、有機(jī)合成法所獲得的進(jìn)展結(jié)合起來(lái)考慮，有理由相信，在不遠(yuǎn)的將來(lái)作為一個(gè)有機(jī)制備過(guò)程的產(chǎn)品，大批量的富勒烯會(huì)被合成出來(lái)，并且成為高新技術(shù)產(chǎn)品的基本原料。別把納米炒成“科學(xué)謊言”納米雖是一個(gè)尺度單位，但卻成為近年來(lái)最時(shí)髦的商業(yè)炒作噱頭，“納米空調(diào)”、“納米水”、“納米服裝”盛行一時(shí)，但9月5日在南京大學(xué)召開的第十二屆“小顆粒與無(wú)機(jī)團(tuán)簇系列國(guó)際會(huì)議”上，大會(huì)主席、南京大學(xué)王廣厚教授表示，納米技術(shù)真正民用起碼還有20年的路要走。 此次會(huì)議是國(guó)際學(xué)術(shù)界關(guān)于納米領(lǐng)域最高水平的盛會(huì)，也是第一次

47、在中國(guó)召開。由于納米材料的特殊性，本次大會(huì)成為一個(gè)物理、化學(xué)、材料、信息、環(huán)境、生物、能源等多學(xué)科交叉的學(xué)術(shù)論壇，內(nèi)容涉及納米科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)問題和前沿領(lǐng)域（團(tuán)簇和小顆粒是納米科技的基礎(chǔ)和前導(dǎo)）。國(guó)內(nèi)外納米研究領(lǐng)域的權(quán)威學(xué)者將在這次盛會(huì)上重點(diǎn)審議目前所取得的最新成果，探討納米科學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用方法，從而推動(dòng)納米科技的發(fā)展。 針對(duì)我國(guó)市面上出現(xiàn)的眾多“納米產(chǎn)品”，本次大會(huì)主席、南京大學(xué)王廣厚教授表示，從科學(xué)角度說(shuō)，所有產(chǎn)品都應(yīng)經(jīng)過(guò)科學(xué)驗(yàn)證后才能對(duì)它的效果作出判斷。他個(gè)人以為，其中有一部分產(chǎn)品的宣傳至少有夸大的成分。作為納米研究專家，他實(shí)在想不出廣為炒作的“納米水”、“納米浴”是什么東西，他希望有關(guān)部

48、門在條件成熟時(shí)成立技術(shù)監(jiān)督機(jī)構(gòu)，對(duì)市場(chǎng)上的產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)證和規(guī)范。 王廣厚教授說(shuō)，縱觀全球，納米技術(shù)的研究正在向應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化努力。雖然“納米晶體管”在美國(guó)已出現(xiàn)，相當(dāng)于一塊方糖大小的存儲(chǔ)器可以存下整個(gè)國(guó)家圖書館的資料，但僅是實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品，目前真正的納米家電產(chǎn)品都只局限于實(shí)驗(yàn)室，還不能用于大規(guī)模生產(chǎn)，原因在于改造的成本過(guò)于昂貴、產(chǎn)品的可靠性和耐久性難以驗(yàn)證。 納米研究還在起步階段，納米產(chǎn)品卻早已充斥市場(chǎng)，商家利用普通消費(fèi)者的無(wú)知，把普通產(chǎn)品包裝成誘惑公眾的時(shí)髦概念，納米這一嚴(yán)肅的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)變得“低俗化”，甚至成為人們心中的又一個(gè)“科學(xué)謊言”。 王廣厚認(rèn)為，目前世界上納米概念的爆炒不僅不會(huì)加速納米時(shí)代

49、的到來(lái)，反而會(huì)誤導(dǎo)公眾對(duì)納米的正確認(rèn)識(shí)，阻礙納米技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。他預(yù)計(jì)，納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化今后最有可能在信息、生物兩大領(lǐng)域有所突破，那時(shí)它的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益將不可估量。我國(guó)研究成功“萬(wàn)能”納米技術(shù)建第一條生產(chǎn)線中國(guó)科研人員運(yùn)用納米材料、等離子體、真空、機(jī)電一體化等綜合技術(shù)，研究成功了可以制造多種金屬及其化合物的納米材料，并且適合于工業(yè)化生產(chǎn)的“萬(wàn)能”納米技術(shù)。以這種技術(shù)為中心，目前已經(jīng)在甘肅省建立了第一條納米材料生產(chǎn)線。目前，世界上制造納米材料主要采用物理、化學(xué)、機(jī)械方法，真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的很少。蘭州大學(xué)等離子體與金屬材料研究所所長(zhǎng)閆鵬勛教授研制的“約束弧等離子體制備金屬納米粉體裝置”，把

50、高頻和直流放電有機(jī)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)等離子體大功率穩(wěn)定放電，對(duì)混合氣體產(chǎn)生的高溫?zé)岬入x子體進(jìn)行空間約束，形成高溫、高電離度和高能量密度的熱等離子體，與低溫收集裝置實(shí)現(xiàn)超高溫和低溫的有機(jī)結(jié)合。 目前，已經(jīng)運(yùn)用這種裝置生產(chǎn)出了鎳、鋁、鋅、銅、鐵等多種金屬的納米粉體，這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量高；制備出的納米粉體純度高、形狀規(guī)則、分散性好、表面光潔、顆粒分布均勻；適合長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)、大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)?？蒲腥藛T介紹，納米粉體是由幾十個(gè)或上百個(gè)原子抱成原子團(tuán)簇形式的物質(zhì)，它能吸收光波、雷達(dá)波等，可以用于戰(zhàn)斗機(jī)的隱身材料；能把細(xì)菌氧化，涂在衣服或器具表面可以殺菌；作為催化劑添加在火箭推進(jìn)劑中，可以提高燃燒率。納米粉體材

51、料的附加值很高，一噸鎳錠可以賣多萬(wàn)元，但做成納米鎳粉后，價(jià)格就會(huì)猛漲到多萬(wàn)元。 目前“萬(wàn)能”納米技術(shù)已經(jīng)在甘肅金昌市實(shí)現(xiàn)了初步產(chǎn)業(yè)化，以這種技術(shù)為基礎(chǔ)甘肅省內(nèi)外家客商聯(lián)合投資萬(wàn)元在金昌組建了金昌納米材料有限公司，第一條生產(chǎn)線已經(jīng)達(dá)到了克小時(shí)的產(chǎn)量中國(guó)超分子配位聚合物研究進(jìn)入國(guó)際前沿 華聲報(bào)訊：日前從中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所獲悉，最近美國(guó)出版的納米科學(xué)與納米技術(shù)百科全書（十卷叢書），收入了中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所吳新濤院士及其研究組人員應(yīng)邀撰寫的評(píng)述性論文超分子配位聚合物，這表明中國(guó)超分子配位聚合物研究領(lǐng)域已進(jìn)入國(guó)際前沿。該文以占幅19書頁(yè)的專章形式被收入，據(jù)介紹，該叢書其所“囊括”的全

52、部章節(jié)均由“世界頂級(jí)科學(xué)家提供”。納米是近年來(lái)發(fā)展很快的尖端科技領(lǐng)域，構(gòu)筑超分子和超分子配位聚合物研究意義重大。這一領(lǐng)域在結(jié)構(gòu)化學(xué)方面有結(jié)構(gòu)多樣性，并在功能材料等方面具有巨大的潛在應(yīng)用前景。超分子配位聚合物這一章主要評(píng)述零維、一維、二維和三維幾個(gè)方面的納米結(jié)構(gòu)材料，評(píng)述國(guó)內(nèi)外這方面的前沿研究進(jìn)展，特別是詳細(xì)介紹了中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所吳新濤、洪茂椿兩位院士分別領(lǐng)導(dǎo)的研究組的工作。據(jù)介紹，納米科學(xué)和納米技術(shù)百科全書是世界上第一部關(guān)于納米科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域的百科全書。它在概括了近20年來(lái)有關(guān)開拓性研究成果的同時(shí)，填補(bǔ)了納米科技基礎(chǔ)和應(yīng)用方面基本信息的空白；是自從納米技術(shù)領(lǐng)域開辟以來(lái)唯一的一部由該

53、領(lǐng)域核心知識(shí)和最新進(jìn)展相結(jié)合的科學(xué)著作。諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者Richard.E.Smalley教授評(píng)價(jià)說(shuō)：“這部百科全書是專業(yè)研究人員、技術(shù)投資人員和開發(fā)人員查找科學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)等學(xué)科有關(guān)納米技術(shù)的最新信息所不可缺少的參考書。它將鼓舞未來(lái)幾代致力于開發(fā)新的納米材料和器件的學(xué)術(shù)研究和工業(yè)應(yīng)用研究的人們?！绷硪晃恢Z貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者Jean-MarieLehn教授亦高度評(píng)價(jià)該書“對(duì)納米科技的發(fā)展將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，必將成為廣大科學(xué)家獲取科學(xué)信息和精神鼓舞的源泉?！敝凶优c中子彈 1999年5月25日，以美國(guó)眾院政策委員會(huì)主席考克斯為首的調(diào)查委員會(huì)，無(wú)端指責(zé)中國(guó)竊取了美國(guó)尚未部署的中子彈。這完全是使用謊言加

54、捏造編制出來(lái)的。 有的讀者看到這里也許會(huì)問：中子彈是一種什么武器？它與核武器有什么不同？ 原子彈和氫彈，我們大家都很熟悉了，原子彈、氫彈、中子彈是核武器家族中的3個(gè)重要成員。為了了解中子彈，我們有必要了解一下什么叫“中子”。 中子是構(gòu)成物質(zhì)原子核的基本粒子之一，它的質(zhì)量與質(zhì)子相同。中子不帶電，從原子核分裂出來(lái)的中子很容易進(jìn)入原子核，人們利用中子的這個(gè)特性，用它轟擊原子核來(lái)引出核子反應(yīng)。這就是中子彈。中子彈在爆炸釋放大量的高能中子，是以高能中子輻射為主主要?dú)男⌒蜌鋸棥?我們知道，每一種武器都具有和輻射、沖擊波、光輻射等殺傷力，中子彈也有核武器的這些特性，但是中子彈的殺傷特性主要不是在這些方面

55、，中子彈主要是靠中子的輻射起到殺傷作用，它可以在有效的范圍內(nèi)殺傷坦克裝甲車輛或建筑內(nèi)的人員。如果有一個(gè)100噸TNT（即黃色炸藥）當(dāng)量的中子彈，在距離爆炸中心800米的核輻射劑量，是同等當(dāng)量的裂變核武器的幾十倍，但是她爆炸時(shí)產(chǎn)生的沖擊波對(duì)建筑物的破壞半徑只有300米400米。也就是說(shuō)，如果有一枚千噸級(jí)當(dāng)量的中子彈在戰(zhàn)場(chǎng)上爆炸，那么800米范圍內(nèi)的人員會(huì)被殺傷，被殺傷的人員并不是馬上死去，而是慢慢地非常痛苦第死去，受傷者最長(zhǎng)可以拖過(guò)7天的時(shí)間。在中子彈爆炸的300米范圍之外的建筑和設(shè)施，可以毫發(fā)不損，可是建筑物中的人員卻不能幸免于難。中子彈的這種特性，很適合在戰(zhàn)場(chǎng)上作為戰(zhàn)術(shù)核武器使用。 中子彈是

56、什么時(shí)候誕生的呢？它誕生于50年代，是由美國(guó)加州大學(xué)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)而成的。隨后，掌握了核武器的國(guó)家紛紛開始研制中子彈。1981年，卡特總統(tǒng)批準(zhǔn)了中子彈的生產(chǎn)計(jì)劃。里根總統(tǒng)上臺(tái)后，下令生產(chǎn)長(zhǎng)矛導(dǎo)彈的中子彈頭和可以用榴彈炮發(fā)射的中子彈頭。美軍現(xiàn)在已經(jīng)有了203毫米榴彈炮的中子彈頭和155毫米中子彈的彈頭。這兩種用炮彈發(fā)射的中子彈是目前世界上當(dāng)量最小的中子彈。目前中子彈并沒有在戰(zhàn)場(chǎng)上投入使用。 中子彈可以用飛機(jī)、導(dǎo)彈、榴彈炮來(lái)發(fā)射。美、英、法、俄的許多戰(zhàn)斗機(jī)經(jīng)過(guò)改裝都可以發(fā)射帶有中子彈頭的對(duì)地導(dǎo)彈。 目前世界上有哪些國(guó)家具備了生產(chǎn)中子彈的能力呢？可以毫不夸張地說(shuō)，凡是擁有氫彈的國(guó)家，都具備了生產(chǎn)中

57、子彈的能力。迷人的太空工廠 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使人類的生產(chǎn)領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大到太空。無(wú)論是在“太空站”還是在宇宙飛船，人們都可以充分利用太空中的特異條件，生產(chǎn)在地球上無(wú)法獲得的新型產(chǎn)品。目前，這樣的工廠已經(jīng)涉及到制藥、冶金、電子和機(jī)械制造等領(lǐng)域，而且正在向更為廣闊的方向發(fā)展。 失重下制取新型藥物 科學(xué)家研究成果表明，在太空中失重的條件下，液體中會(huì)含有大量的氣泡，微生物也不會(huì)沉淀。這樣，就會(huì)使微生物的死亡數(shù)量減少，培養(yǎng)的質(zhì)量提高。許多微生物的生長(zhǎng)速度要比在地面上提高一倍以上。在這樣的環(huán)境中，可以培養(yǎng)出許多在地面上不能培養(yǎng)的微生物標(biāo)本，制取更多的新型優(yōu)良藥物。 美國(guó)的巴蒂爾實(shí)驗(yàn)室，在太空中進(jìn)行骨膠原

58、的生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)已展開。骨膠原可以用來(lái)作為人造皮膚和人造膜治療燒傷病人，也可以用于心血管和整形手術(shù)。然而，目前人們對(duì)骨膠原的制取卻是十分困難的。它要從人體組織中提取和復(fù)制，而在地面上進(jìn)行這樣的工作，由于地球上的重力作用，很容易使人體組織中的蛋白質(zhì)纖維固化，這樣制得的骨膠原則會(huì)呈現(xiàn)不均勻的狀態(tài)，使用起來(lái)難以達(dá)到理想的效果。若是在太空失重條件下，由于重力的影響十分微弱，很容易制造出質(zhì)量?jī)?yōu)異的骨膠原，供給急需的患者使用。 醫(yī)藥科學(xué)提出的“電泳法”，是利用電場(chǎng)作用把質(zhì)量和電荷比重不同的物質(zhì)顆粒分離開來(lái)的方法。它可以把細(xì)胞和蛋白質(zhì)分開，也可以把衰老的細(xì)胞與新生的細(xì)胞分離，還可以把癌細(xì)胞和健康的細(xì)胞區(qū)分開，有

59、著神奇的作用和誘人的魅力。但是，在地面上由于重力的影響，在電泳分離過(guò)程中，包括微生物及細(xì)胞在內(nèi)的所有物質(zhì)顆粒，同時(shí)受到電場(chǎng)力和重力的作用。而細(xì)胞和細(xì)胞培養(yǎng)液在電場(chǎng)作用下加熱時(shí)，又要同時(shí)產(chǎn)生對(duì)流和沉淀兩種現(xiàn)象。所以，當(dāng)重力大于電場(chǎng)力的時(shí)候，沉淀就要起主要作用。而當(dāng)電場(chǎng)力大重力時(shí)，對(duì)流將起到主要作用。這樣一來(lái)，原來(lái)已經(jīng)分離的成分就會(huì)重新聚合在一起，使分離效果大大降低，“電泳法”的功能難以發(fā)揮。在太空中，由于排除了重力的作用，人們就可以自如地采用“電泳法”來(lái)提取在地面上無(wú)法提取的疫苗和干擾素，制造出更多新藥品。 據(jù)報(bào)道，美國(guó)和前蘇聯(lián)在進(jìn)行“聯(lián)盟阿波羅”飛船對(duì)接時(shí)，成功地進(jìn)行了電泳法分離實(shí)驗(yàn)，從大約的

60、腎細(xì)胞中分離出了尿激素。這是溶解血栓或凝血塊的一種特效藥，以往在地面上制造，工藝非常復(fù)雜，成本十分昂貴。在太空中生產(chǎn)效率提高，成本降低，普及推廣就要容易得多。 不久前，俄羅斯發(fā)射的“光子”衛(wèi)星，成功地進(jìn)行了生物工藝實(shí)驗(yàn)，用“電泳法”完成了自由液體環(huán)境生物體的分離和提純，取得了良好的效果。 現(xiàn)在，一些技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家，已經(jīng)著手把藥品的開發(fā)和生產(chǎn)，作為設(shè)計(jì)和建造“太空城”工程其中的一部分。到那時(shí)，許多地面上難以生產(chǎn)的疫苗和無(wú)法提取的人體細(xì)胞，都將在太空制藥廠里得以實(shí)現(xiàn)，給人類的健康帶來(lái)新的福音。宇宙冶金 對(duì)金屬進(jìn)行熔煉，大約已有幾千年的歷史了。然而，隨著航天技術(shù)的發(fā)展，在太空進(jìn)行金屬冶煉，那可以稱得上