化学学科发展报告（2014-2015） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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中国化学会 编

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• 化学
• 学科发展
• 报告
• 2014-2015
• 科研
• 学术
• 科技
• 中国化学
• 发展趋势
• 综述

出版社： 中国科学技术出版社

ISBN：9787504670809

版次：1

商品编码：11905902

包装：平装

丛书名： 中国科协学科发展研究系列报告

开本：16开

出版时间：2016-04-01

用纸：纯质纸

页数：236

字数：300000

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：相关研究人员
　　学科发展报告（2014—2015）由中国科协组织，全国学会进行编写，凝聚了33个全国学会、1200多位专家学者的研究成果。全书共分四个部分：第一部分综合分析了2014—2016年度本学科的发展情况，梳理、总结了本学科的主要进展，分析了学科发展总体趋势，对学科未来的发展提出了理性思考；第二部分为各分支学科的发展报告，介绍了各学科近年来的研究进展、国内外发展水平比较、各学科的发展方向与对策建议等；第三部分为学科发展报告主要内容的英文介绍；第四部分为与本学科进展有关的主要科技成果资料。

内容简介

　　本报告由“综合报告”和“专题报告”两部分构成。在综合报告中，为使读者更好了解化学学科的发展现状和国际地位，报告首次与Elsevier合作，以本学科科技论文为抓手，定量对比分析了学科发文、高被引文献、论文归一化影响因子和国际合作率等方面的内容；报告也首次对我国高等化学教育的发展现状和概况进行了调研和整理，以期为高等化学教育改革提供参考；综合报告中“化学学科国内*新重要进展”一节是执笔人根据各学科和专业委员会、有关专家以及编写组人员提供的部分资料编写而成的，文中共涉及国内科学家近年发表的论文516篇。
　　本报告的8篇专题报告是编写组根据专家座谈会的意见有选择地组织的，内容涉及与经济发展和民生相关的热点领域，以便使感兴趣的读者对这些方面的工作有更为具体的了解。由于这些报告写得非常详细，共引用了736篇参考文献，所以很多内容也就没有再在综合报告中复述。

作者简介

　　中国科学技术协会（CAST），是中国科学技术工作者的群众组织，由全国学会、协会、研究会和地方科协组成，组织系统横向跨越绝大部分自然科学学科和大部分产业部门，是一个具有较大覆盖面的网络型组织体系。1958年10月，经党中央批准，全国科联和全国科普合并成立中国科学技术协会。

内页插图

目录

序 / 韩启德
前言 / 中国化学会
综 合 报 告
化学进展 / 3
一、引言 / 3
二、以科技论文的视角，比较分析中国与国际化学学科进展 / 3
三、高等化学教育的发展 / 9
四、我国化学学科国内最新重要进展 / 11
五、我国化学学科发展趋势和展望 / 44
参考文献 / 49
专 题 报 告
金属有机框架材料研究进展 / 75
手性催化研究进展 / 93
绿色化学研究进展 / 119
仿生特殊浸润性多尺度界面材料研究进展 / 138
纳米碳材料研究进展 / 151
自组装研究进展 / 160
霾化学研究进展 / 183
化学基础教育研究进展 / 191

前言/序言

　　总序
　　党的十八大以来，习近平总书记就科技创新作出了一系列重要论述，进一步深化发展了科学技术是第一生产力的思想，把科技创新在国家发展全局中的战略地位提升到一个新的高度。党的十八届五中全会、国家“十三五”规划都对科技创新进行了战略部署，提出要发挥科技创新在全面创新中的引领作用，推动战略前沿领域创新突破，为经济社会发展提供持久动力。
　　要在科技创新中赢得先机，明确科技发展的重点领域和方向、优化科技资源、培育具有竞争新优势的战略支点和突破口十分重要。从2007 年开始，中国科协所属全国学会发挥自身优势，聚集全国高质资源和优秀人才队伍，持续开展学科发展研究，通过对相关学科在发展态势、学术影响、代表性成果、国际合作、人才队伍建设等方面的最新进展的梳理和分析，以及与国外相关学科的比较，总结学科研究热点与重要进展，提出各学科领域的发展趋势和发展策略，引导学科结构优化调整，推动完善学科布局，促进学科交叉融合和均衡发展。至2013 年，共有104 个全国学会开展了188 次学科发展研究，组织编写系列学科发展报告186 卷，先后有1.8 万名专家学者参与了学科发展研讨，有7000余位专家执笔撰写学科发展报告。学科发展研究逐步得到国内外科学界的广泛关注，得到国家有关决策部门的高度重视，为国家超前规划科技创新战略布局、抢占科技发展制高点提供了重要参考。
　　2014 年，中国科协组织33 个全国学会分别就其相关学科或领域的发展状况进行系统研究，编写了33 卷学科发展报告（2014 —2015）以及1 卷学科发展报告综合卷。从本次出版的学科发展报告可以看出，近几年来，我国在基础研究、应用研究和交叉学科研究方面取得了突出性的科研成果，国家科研投入不断增加，科研队伍不断优化和成长，学科的国际合作与交流成果喜人，学科结构正在逐步改变，学科优势和特色显著，实力和水平不断提升。同时，本次学科发展报告也显示出我国学科发展存在一些问题，包括对基础研究重视不够，缺乏重大原创性科研成果；公众理解科学程度不够，围绕科学成果和技术创新的一些争议给学科建设带来负面影响；科研成果转化存在体制机制障碍，创新资源配置碎片化和效率不高；学科制度的设计不能很好地满足学科多样性发展的需求；等等。需要从人才、经费、制度、平台、机制等多方面采取措施加以改善，以推动学科建设和科学研究序的持续发展。
　　中国科协所属全国学会是我国科技团体的中坚力量，学科类别齐全，学术资源丰富，汇聚了跨学科、跨行业、跨地域的高层次科技人才。近年来，中国科协通过组织全国学会开展学科发展研究，逐步形成了相对稳定的研究、编撰和服务管理团队，具有开展学科发展研究的组织和人才优势。学科发展报告（2014 —2015）凝聚了33 个全国学会1200 多位专家学者的研究成果。衷心感谢各有关学会的大力支持，感谢各学科专家的积极参与，感谢付出辛勤劳动的全体人员！同时希望中国科协及所属全国学会紧紧围绕科技创新要求和国家经济社会发展需要，坚持不懈地开展学科研究，持之以恒地出版学科发展报告，建立开展学科发展研究的支撑体系，成为我国学科发展研究的重要力量，做到出成果、出思想、出人才，为我国科技创新夯实基础。

化学学科发展报告（2016-2017） 导言：新时代的化学前沿与挑战 2016年至2017年，全球化学科学与工程领域经历了深刻的变革与蓬勃的发展。在可持续发展、能源转型、生命健康以及信息技术深度融合的时代背景下，化学学科不再是孤立的基础科学，而是成为驱动现代社会进步的核心引擎。本报告旨在全面、深入地梳理和分析这一时期全球范围内化学研究的最新趋势、重大突破、关键技术进展及其面临的战略性挑战，为政策制定者、科研人员及教育工作者提供一个清晰的图景。 第一章：基础化学研究的范式转变 1.1 理论化学与计算化学的飞跃 在这一阶段，先进的量子化学方法和高精度多尺度模拟技术取得了显著进步。密度泛函理论（DFT）的进一步完善，尤其是在处理复杂体系（如过渡金属催化、光化学反应机理）中的非局域效应方面，提供了更可靠的预测能力。大规模并行计算能力的提升，使得从头算方法能够应用于更大、更复杂的分子体系。特别值得关注的是，机器学习（ML）和人工智能（AI）开始深度融入计算化学领域，用于加速势能面的构建、预测材料性质以及优化反应路径，极大地缩短了从理论设想到实验验证的周期。 1.2 新型分子结构与反应动力学 基础有机合成化学的焦点进一步转向高选择性和高效率。C-H键活化技术，尤其是惰性C-H键的选择性官能团化，在温和条件下实现了分子骨架的复杂重构，为新药研发和精细化学品合成提供了强大工具。不对称催化领域，手性催化剂的设计愈发精巧，不再局限于传统的贵金属催化，有机小分子催化和酶催化在立体控制上的表现更为突出。此外，对瞬态化学物种（如自由基、激发态中间体）的超快光谱学研究，揭示了许多传统上难以观测的反应步骤和能量转移过程，深化了对反应机理的理解。 1.3 物理化学新边界：量子材料与界面现象 物理化学的研究热点集中在低维材料和复杂界面的精细调控上。二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）的化学功能化研究达到新的高度，通过表面修饰和层间耦合来调控其电子特性和催化活性。在电化学领域，对固-液、固-固界面的电荷转移机制和电荷存储/释放动力学的深入理解，是解决电池性能瓶颈的关键。新型传感器件的开发也依赖于对分子识别和信号转导机制的精确物理化学描述。 第二章：化学工程与材料科学的融合创新 2.1 催化科学：迈向可持续与精准制造 催化依然是化学工程的核心。2016-2017年间，对非贵金属催化剂（如铁、镍、铜基催化剂）的研究取得了突破性进展，以期替代昂贵的铂族金属。重点在于设计具有明确活性位点、高稳定性和高周转频率的单原子催化剂（SACs）和高熵合金催化剂。在能源转化方面，二氧化碳（CO2）捕获与转化（CCU）技术受到极大关注，开发高效电催化或光催化体系将CO2转化为高附加值化学品成为重要方向。此外，面向工业化需求的反应器工程，特别是微反应器技术在传质传热效率提升方面的应用，加速了新工艺的放大进程。 2.2 先进功能材料的理性设计 材料化学的发展体现出“按需设计”的趋势。多孔材料方面，金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）的研究从基础结构探索转向实际应用。研究者们通过调控孔径、表面功能团和晶体结构，使其在气体分离、药物缓释和异相手性催化中展现出优异性能。 在能源材料方面，锂离子电池的安全性、能量密度和循环寿命是主要挑战。固态电解质的研发成为焦点，特别是对固态电池界面阻抗和离子传导机制的研究。同时，下一代储能技术，如钠离子电池、液流电池的电化学性能也在快速提升。光电转换领域，钙钛矿太阳能电池的研究热度不减，但研究重点开始转向提高其长期稳定性和环境友好性。 2.3 聚合物科学的新视野 功能高分子的设计不再满足于传统的机械性能，而是聚焦于响应性、自修复性和生物相容性。活性/可控聚合技术（如RAFT、ATRP）的成熟应用，使得精确控制聚合物的分子量、拓扑结构和官能团分布成为可能。这些新型聚合物在生物医学工程（如靶向药物输送系统、生物相容性植入材料）和柔性电子设备中找到了关键应用。 第三章：化学与生命科学的深度交汇 3.1 化学生物学与疾病机制研究 化学生物学在理解生命过程中发挥着不可替代的作用。通过设计和合成新型分子探针（如荧光探针、生物正交反应试剂），研究人员得以实时、原位追踪细胞内的生命活动，解析复杂的信号通路。药物化学领域，小分子抑制剂的设计更加依赖于对蛋白质靶点三维结构的精准模拟和高通量筛选技术。特别是靶向蛋白质-蛋白质相互作用（PPIs）的抑制剂开发，为癌症、神经退行性疾病的治疗提供了新思路。 3.2 合成生物学与化学合成的交叉 合成生物学的发展也开始反哺化学合成。利用工程化的微生物细胞工厂来生产高附加值的天然产物或非天然氨基酸，是绿色化学的重要方向。通过代谢工程改造微生物途径，实现传统化学合成难以完成的复杂立体选择性转化，正逐步展现出工业潜力。 3.3 生物材料与组织工程 在生物材料领域，研究集中于开发具有精确生物活性的支架材料，以引导细胞的增殖、分化和组织再生。水凝胶作为一类重要的生物相容性材料，其机械性能、降解速率和细胞相容性的精确调控，是组织工程和再生医学取得突破的关键。 第四章：面临的挑战与未来展望 尽管化学学科取得了显著进展，但仍面临多重挑战。首要挑战是实现真正的可持续化学。如何在不牺牲性能的前提下，全面减少化学过程对有毒试剂和高能耗的依赖，仍然是工业界和学术界共同努力的方向。其次是数据科学与化学的深度融合。如何建立统一、开放的化学数据平台，开发出能够有效处理和解释海量实验数据的智能分析工具，是提升科研效率的关键瓶颈。最后，在新兴交叉领域（如量子计算对化学模拟的影响、生物界面的精准化学修饰），需要培养具备多学科背景的复合型人才，以应对未来复杂的科学问题。 总而言之，2016年至2017年是化学学科向更精准、更高效、更可持续方向加速转型的关键时期。基础理论的突破为工程应用提供了坚实基础，而应用需求的反哺又驱动着基础科学的不断深化。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，就像是进行了一次精彩的化学知识“速成班”。我之前对化学的认知大多停留在基础课本的层面，而这本书则将我直接带到了学科的最前沿。它不仅仅是一份年度报告，更像是一位博学多才的向导，带领我在化学世界的广袤天地里探索。我尤其欣赏书中对不同研究团队和科学家们工作的细致描绘，这让我能够了解到具体的研究细节和背后的故事，而不仅仅是空洞的理论。无论是关于新型催化剂的开发，还是对复杂分子结构的解析，亦或是环境污染治理的新思路，书中都给予了详尽的介绍，并且往往会点明其潜在的应用前景和对社会的影响。这种将科学研究与实际应用紧密结合的叙述方式，让我深刻理解了化学的价值所在。这本书的结构清晰，逻辑严谨，即使在涉及大量信息时，也始终保持着易于理解的风格。它让我明白，化学并非只是实验室里的试管和烧杯，而是驱动着我们现代生活和社会发展的强大引擎。

评分☆☆☆☆☆

这本书以一种令人耳目一新的方式，将过去两年化学学科的蓬勃发展娓娓道来。作为一个对此领域充满好奇的普通读者，我发现自己被书中丰富的细节和清晰的逻辑所吸引。作者巧妙地避开了晦涩难懂的专业术语，而是用通俗易懂的语言，为我们描绘出一幅幅生动的化学图景。从新材料的突破性进展，到生命科学领域的交叉融合，再到环境化学的深刻洞察，这本书几乎涵盖了化学研究的方方面面。它不仅仅是知识的堆砌，更是一种思维的引导，让我们看到化学是如何渗透到我们生活的点滴之中，又是如何驱动着社会进步的。书中对一些前沿课题的深入探讨，即使是初学者也能从中窥见其精妙之处，仿佛置身于一个充满智慧与创新的化学世界。更令人称道的是，作者在介绍复杂概念时，常常会穿插一些生动有趣的案例，让抽象的化学原理变得鲜活起来，极大地激发了我的阅读兴趣。我尤其喜欢书中关于可持续化学的部分，它让我深刻体会到化学在应对全球挑战中的重要作用，也让我对未来的化学发展充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书在我看来，是一份极具启发性的化学学科年度“剧透”。它以一种旁征博引、深入浅出的方式，为读者呈现了过去两年化学领域波澜壮阔的发展图景。我作为一个对科学有着浓厚兴趣的普通读者，在这本书中找到了许多惊喜。作者并没有简单地罗列数据和成果，而是通过对研究背景、方法和意义的详细阐述，让我们得以深入了解那些前沿科学的魅力。从新材料的惊人发现，到生命科学与化学的深度融合，再到对环境问题的化学解决方案，书中几乎涵盖了所有重要的化学研究方向。我特别欣赏书中对于一些复杂科学概念的解读，作者能够用生动形象的语言，将它们变得通俗易懂，让即便是初次接触的读者也能有所收获。这本书让我看到，化学不仅仅是一门基础学科，更是推动社会进步和解决全球性挑战的关键力量。它让我对化学的未来发展充满了信心和期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉，就像是在参加一场化学领域的思想盛宴。我从未想过，一份学科发展报告可以写得如此具有吸引力。作者用一种充满激情和洞察力的方式，为读者呈现了2014-2015年度化学领域最令人瞩目的进展。我从书中看到了化学研究的活力与创造力，感受到了科学家们在探索未知世界时的执着与热情。它不像一般的教科书那样枯燥，而是充满了故事性和启发性。书中对一些关键性科研突破的解读，既有深度又不失广度，让我能够从宏观上把握化学学科的发展脉络，又能从微观上领略到具体研究的精妙之处。我尤其被书中关于绿色化学和可持续发展的部分所吸引，它让我意识到化学在环境保护和资源利用方面所扮演的关键角色。读完这本书，我感觉自己的视野得到了极大的拓展，对化学这门学科的理解也进入了一个全新的层面。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像是一次对化学领域最新思想的深度漫游，让我这个非专业人士也感到受益匪浅。我原本以为这样一本学科报告会是枯燥乏味的，但事实恰恰相反，作者以一种引人入胜的叙事方式，将复杂的科学研究转化为引人深思的故事。书中对于化学研究的年度回顾，不仅仅是对已取得成就的罗列，更是对未来趋势的敏锐捕捉。我看到了化学在能源、医药、环境等关键领域的创新脉络，也感受到了科学家们为解决人类面临的重大问题所付出的不懈努力。那些关于纳米技术、生物化学、计算化学等章节，虽然内容深奥，但通过作者的生动阐释，我仿佛能“看见”那些微观世界的奇妙变化，感受到化学的力量。书中对不同研究方向之间相互联系和促进的分析，也让我对化学学科的整体性有了更深的认识。它并非孤立的学科，而是与其他科学领域协同发展，共同推动着人类文明的进步。这本书无疑为我打开了一扇新的窗口，让我对化学这门看似遥远的学科产生了浓厚的兴趣。