化學學科發展報告（2014-2015） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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中國化學會 編

圖書標籤:

• 化學
• 學科發展
• 報告
• 2014-2015
• 科研
• 學術
• 科技
• 中國化學
• 發展趨勢
• 綜述

齣版社： 中國科學技術齣版社

ISBN：9787504670809

版次：1

商品編碼：11905902

包裝：平裝

叢書名： 中國科協學科發展研究係列報告

開本：16開

齣版時間：2016-04-01

用紙：純質紙

頁數：236

字數：300000

正文語種：中文

編輯推薦

適讀人群 ：相關研究人員
　　學科發展報告（2014—2015）由中國科協組織，全國學會進行編寫，凝聚瞭33個全國學會、1200多位專傢學者的研究成果。全書共分四個部分：第一部分綜閤分析瞭2014—2016年度本學科的發展情況，梳理、總結瞭本學科的主要進展，分析瞭學科發展總體趨勢，對學科未來的發展提齣瞭理性思考；第二部分為各分支學科的發展報告，介紹瞭各學科近年來的研究進展、國內外發展水平比較、各學科的發展方嚮與對策建議等；第三部分為學科發展報告主要內容的英文介紹；第四部分為與本學科進展有關的主要科技成果資料。

內容簡介

　　本報告由“綜閤報告”和“專題報告”兩部分構成。在綜閤報告中，為使讀者更好瞭解化學學科的發展現狀和國際地位，報告首次與Elsevier閤作，以本學科科技論文為抓手，定量對比分析瞭學科發文、高被引文獻、論文歸一化影響因子和國際閤作率等方麵的內容；報告也首次對我國高等化學教育的發展現狀和概況進行瞭調研和整理，以期為高等化學教育改革提供參考；綜閤報告中“化學學科國內*新重要進展”一節是執筆人根據各學科和專業委員會、有關專傢以及編寫組人員提供的部分資料編寫而成的，文中共涉及國內科學傢近年發錶的論文516篇。
　　本報告的8篇專題報告是編寫組根據專傢座談會的意見有選擇地組織的，內容涉及與經濟發展和民生相關的熱點領域，以便使感興趣的讀者對這些方麵的工作有更為具體的瞭解。由於這些報告寫得非常詳細，共引用瞭736篇參考文獻，所以很多內容也就沒有再在綜閤報告中復述。

作者簡介

　　中國科學技術協會（CAST），是中國科學技術工作者的群眾組織，由全國學會、協會、研究會和地方科協組成，組織係統橫嚮跨越絕大部分自然科學學科和大部分産業部門，是一個具有較大覆蓋麵的網絡型組織體係。1958年10月，經黨中央批準，全國科聯和全國科普閤並成立中國科學技術協會。

內頁插圖

目錄

序 / 韓啓德
前言 / 中國化學會
綜 閤 報 告
化學進展 / 3
一、引言 / 3
二、以科技論文的視角，比較分析中國與國際化學學科進展 / 3
三、高等化學教育的發展 / 9
四、我國化學學科國內最新重要進展 / 11
五、我國化學學科發展趨勢和展望 / 44
參考文獻 / 49
專 題 報 告
金屬有機框架材料研究進展 / 75
手性催化研究進展 / 93
綠色化學研究進展 / 119
仿生特殊浸潤性多尺度界麵材料研究進展 / 138
納米碳材料研究進展 / 151
自組裝研究進展 / 160
霾化學研究進展 / 183
化學基礎教育研究進展 / 191

前言/序言

　　總序
　　黨的十八大以來，習近平總書記就科技創新作齣瞭一係列重要論述，進一步深化發展瞭科學技術是第一生産力的思想，把科技創新在國傢發展全局中的戰略地位提升到一個新的高度。黨的十八屆五中全會、國傢“十三五”規劃都對科技創新進行瞭戰略部署，提齣要發揮科技創新在全麵創新中的引領作用，推動戰略前沿領域創新突破，為經濟社會發展提供持久動力。
　　要在科技創新中贏得先機，明確科技發展的重點領域和方嚮、優化科技資源、培育具有競爭新優勢的戰略支點和突破口十分重要。從2007 年開始，中國科協所屬全國學會發揮自身優勢，聚集全國高質資源和優秀人纔隊伍，持續開展學科發展研究，通過對相關學科在發展態勢、學術影響、代錶性成果、國際閤作、人纔隊伍建設等方麵的最新進展的梳理和分析，以及與國外相關學科的比較，總結學科研究熱點與重要進展，提齣各學科領域的發展趨勢和發展策略，引導學科結構優化調整，推動完善學科布局，促進學科交叉融閤和均衡發展。至2013 年，共有104 個全國學會開展瞭188 次學科發展研究，組織編寫係列學科發展報告186 捲，先後有1.8 萬名專傢學者參與瞭學科發展研討，有7000餘位專傢執筆撰寫學科發展報告。學科發展研究逐步得到國內外科學界的廣泛關注，得到國傢有關決策部門的高度重視，為國傢超前規劃科技創新戰略布局、搶占科技發展製高點提供瞭重要參考。
　　2014 年，中國科協組織33 個全國學會分彆就其相關學科或領域的發展狀況進行係統研究，編寫瞭33 捲學科發展報告（2014 —2015）以及1 捲學科發展報告綜閤捲。從本次齣版的學科發展報告可以看齣，近幾年來，我國在基礎研究、應用研究和交叉學科研究方麵取得瞭突齣性的科研成果，國傢科研投入不斷增加，科研隊伍不斷優化和成長，學科的國際閤作與交流成果喜人，學科結構正在逐步改變，學科優勢和特色顯著，實力和水平不斷提升。同時，本次學科發展報告也顯示齣我國學科發展存在一些問題，包括對基礎研究重視不夠，缺乏重大原創性科研成果；公眾理解科學程度不夠，圍繞科學成果和技術創新的一些爭議給學科建設帶來負麵影響；科研成果轉化存在體製機製障礙，創新資源配置碎片化和效率不高；學科製度的設計不能很好地滿足學科多樣性發展的需求；等等。需要從人纔、經費、製度、平颱、機製等多方麵采取措施加以改善，以推動學科建設和科學研究序的持續發展。
　　中國科協所屬全國學會是我國科技團體的中堅力量，學科類彆齊全，學術資源豐富，匯聚瞭跨學科、跨行業、跨地域的高層次科技人纔。近年來，中國科協通過組織全國學會開展學科發展研究，逐步形成瞭相對穩定的研究、編撰和服務管理團隊，具有開展學科發展研究的組織和人纔優勢。學科發展報告（2014 —2015）凝聚瞭33 個全國學會1200 多位專傢學者的研究成果。衷心感謝各有關學會的大力支持，感謝各學科專傢的積極參與，感謝付齣辛勤勞動的全體人員！同時希望中國科協及所屬全國學會緊緊圍繞科技創新要求和國傢經濟社會發展需要，堅持不懈地開展學科研究，持之以恒地齣版學科發展報告，建立開展學科發展研究的支撐體係，成為我國學科發展研究的重要力量，做到齣成果、齣思想、齣人纔，為我國科技創新夯實基礎。

化學學科發展報告（2016-2017） 導言：新時代的化學前沿與挑戰 2016年至2017年，全球化學科學與工程領域經曆瞭深刻的變革與蓬勃的發展。在可持續發展、能源轉型、生命健康以及信息技術深度融閤的時代背景下，化學學科不再是孤立的基礎科學，而是成為驅動現代社會進步的核心引擎。本報告旨在全麵、深入地梳理和分析這一時期全球範圍內化學研究的最新趨勢、重大突破、關鍵技術進展及其麵臨的戰略性挑戰，為政策製定者、科研人員及教育工作者提供一個清晰的圖景。 第一章：基礎化學研究的範式轉變 1.1 理論化學與計算化學的飛躍 在這一階段，先進的量子化學方法和高精度多尺度模擬技術取得瞭顯著進步。密度泛函理論（DFT）的進一步完善，尤其是在處理復雜體係（如過渡金屬催化、光化學反應機理）中的非局域效應方麵，提供瞭更可靠的預測能力。大規模並行計算能力的提升，使得從頭算方法能夠應用於更大、更復雜的分子體係。特彆值得關注的是，機器學習（ML）和人工智能（AI）開始深度融入計算化學領域，用於加速勢能麵的構建、預測材料性質以及優化反應路徑，極大地縮短瞭從理論設想到實驗驗證的周期。 1.2 新型分子結構與反應動力學 基礎有機閤成化學的焦點進一步轉嚮高選擇性和高效率。C-H鍵活化技術，尤其是惰性C-H鍵的選擇性官能團化，在溫和條件下實現瞭分子骨架的復雜重構，為新藥研發和精細化學品閤成提供瞭強大工具。不對稱催化領域，手性催化劑的設計愈發精巧，不再局限於傳統的貴金屬催化，有機小分子催化和酶催化在立體控製上的錶現更為突齣。此外，對瞬態化學物種（如自由基、激發態中間體）的超快光譜學研究，揭示瞭許多傳統上難以觀測的反應步驟和能量轉移過程，深化瞭對反應機理的理解。 1.3 物理化學新邊界：量子材料與界麵現象 物理化學的研究熱點集中在低維材料和復雜界麵的精細調控上。二維材料（如石墨烯、過渡金屬硫化物）的化學功能化研究達到新的高度，通過錶麵修飾和層間耦閤來調控其電子特性和催化活性。在電化學領域，對固-液、固-固界麵的電荷轉移機製和電荷存儲/釋放動力學的深入理解，是解決電池性能瓶頸的關鍵。新型傳感器件的開發也依賴於對分子識彆和信號轉導機製的精確物理化學描述。 第二章：化學工程與材料科學的融閤創新 2.1 催化科學：邁嚮可持續與精準製造 催化依然是化學工程的核心。2016-2017年間，對非貴金屬催化劑（如鐵、鎳、銅基催化劑）的研究取得瞭突破性進展，以期替代昂貴的鉑族金屬。重點在於設計具有明確活性位點、高穩定性和高周轉頻率的單原子催化劑（SACs）和高熵閤金催化劑。在能源轉化方麵，二氧化碳（CO2）捕獲與轉化（CCU）技術受到極大關注，開發高效電催化或光催化體係將CO2轉化為高附加值化學品成為重要方嚮。此外，麵嚮工業化需求的反應器工程，特彆是微反應器技術在傳質傳熱效率提升方麵的應用，加速瞭新工藝的放大進程。 2.2 先進功能材料的理性設計 材料化學的發展體現齣“按需設計”的趨勢。多孔材料方麵，金屬有機框架（MOFs）和共價有機框架（COFs）的研究從基礎結構探索轉嚮實際應用。研究者們通過調控孔徑、錶麵功能團和晶體結構，使其在氣體分離、藥物緩釋和異相手性催化中展現齣優異性能。 在能源材料方麵，鋰離子電池的安全性、能量密度和循環壽命是主要挑戰。固態電解質的研發成為焦點，特彆是對固態電池界麵阻抗和離子傳導機製的研究。同時，下一代儲能技術，如鈉離子電池、液流電池的電化學性能也在快速提升。光電轉換領域，鈣鈦礦太陽能電池的研究熱度不減，但研究重點開始轉嚮提高其長期穩定性和環境友好性。 2.3 聚閤物科學的新視野 功能高分子的設計不再滿足於傳統的機械性能，而是聚焦於響應性、自修復性和生物相容性。活性/可控聚閤技術（如RAFT、ATRP）的成熟應用，使得精確控製聚閤物的分子量、拓撲結構和官能團分布成為可能。這些新型聚閤物在生物醫學工程（如靶嚮藥物輸送係統、生物相容性植入材料）和柔性電子設備中找到瞭關鍵應用。 第三章：化學與生命科學的深度交匯 3.1 化學生物學與疾病機製研究 化學生物學在理解生命過程中發揮著不可替代的作用。通過設計和閤成新型分子探針（如熒光探針、生物正交反應試劑），研究人員得以實時、原位追蹤細胞內的生命活動，解析復雜的信號通路。藥物化學領域，小分子抑製劑的設計更加依賴於對蛋白質靶點三維結構的精準模擬和高通量篩選技術。特彆是靶嚮蛋白質-蛋白質相互作用（PPIs）的抑製劑開發，為癌癥、神經退行性疾病的治療提供瞭新思路。 3.2 閤成生物學與化學閤成的交叉 閤成生物學的發展也開始反哺化學閤成。利用工程化的微生物細胞工廠來生産高附加值的天然産物或非天然氨基酸，是綠色化學的重要方嚮。通過代謝工程改造微生物途徑，實現傳統化學閤成難以完成的復雜立體選擇性轉化，正逐步展現齣工業潛力。 3.3 生物材料與組織工程 在生物材料領域，研究集中於開發具有精確生物活性的支架材料，以引導細胞的增殖、分化和組織再生。水凝膠作為一類重要的生物相容性材料，其機械性能、降解速率和細胞相容性的精確調控，是組織工程和再生醫學取得突破的關鍵。 第四章：麵臨的挑戰與未來展望 盡管化學學科取得瞭顯著進展，但仍麵臨多重挑戰。首要挑戰是實現真正的可持續化學。如何在不犧牲性能的前提下，全麵減少化學過程對有毒試劑和高能耗的依賴，仍然是工業界和學術界共同努力的方嚮。其次是數據科學與化學的深度融閤。如何建立統一、開放的化學數據平颱，開發齣能夠有效處理和解釋海量實驗數據的智能分析工具，是提升科研效率的關鍵瓶頸。最後，在新興交叉領域（如量子計算對化學模擬的影響、生物界麵的精準化學修飾），需要培養具備多學科背景的復閤型人纔，以應對未來復雜的科學問題。 總而言之，2016年至2017年是化學學科嚮更精準、更高效、更可持續方嚮加速轉型的關鍵時期。基礎理論的突破為工程應用提供瞭堅實基礎，而應用需求的反哺又驅動著基礎科學的不斷深化。

評分☆☆☆☆☆

這本書就像是一次對化學領域最新思想的深度漫遊，讓我這個非專業人士也感到受益匪淺。我原本以為這樣一本學科報告會是枯燥乏味的，但事實恰恰相反，作者以一種引人入勝的敘事方式，將復雜的科學研究轉化為引人深思的故事。書中對於化學研究的年度迴顧，不僅僅是對已取得成就的羅列，更是對未來趨勢的敏銳捕捉。我看到瞭化學在能源、醫藥、環境等關鍵領域的創新脈絡，也感受到瞭科學傢們為解決人類麵臨的重大問題所付齣的不懈努力。那些關於納米技術、生物化學、計算化學等章節，雖然內容深奧，但通過作者的生動闡釋，我仿佛能“看見”那些微觀世界的奇妙變化，感受到化學的力量。書中對不同研究方嚮之間相互聯係和促進的分析，也讓我對化學學科的整體性有瞭更深的認識。它並非孤立的學科，而是與其他科學領域協同發展，共同推動著人類文明的進步。這本書無疑為我打開瞭一扇新的窗口，讓我對化學這門看似遙遠的學科産生瞭濃厚的興趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書以一種令人耳目一新的方式，將過去兩年化學學科的蓬勃發展娓娓道來。作為一個對此領域充滿好奇的普通讀者，我發現自己被書中豐富的細節和清晰的邏輯所吸引。作者巧妙地避開瞭晦澀難懂的專業術語，而是用通俗易懂的語言，為我們描繪齣一幅幅生動的化學圖景。從新材料的突破性進展，到生命科學領域的交叉融閤，再到環境化學的深刻洞察，這本書幾乎涵蓋瞭化學研究的方方麵麵。它不僅僅是知識的堆砌，更是一種思維的引導，讓我們看到化學是如何滲透到我們生活的點滴之中，又是如何驅動著社會進步的。書中對一些前沿課題的深入探討，即使是初學者也能從中窺見其精妙之處，仿佛置身於一個充滿智慧與創新的化學世界。更令人稱道的是，作者在介紹復雜概念時，常常會穿插一些生動有趣的案例，讓抽象的化學原理變得鮮活起來，極大地激發瞭我的閱讀興趣。我尤其喜歡書中關於可持續化學的部分，它讓我深刻體會到化學在應對全球挑戰中的重要作用，也讓我對未來的化學發展充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺，就像是在參加一場化學領域的思想盛宴。我從未想過，一份學科發展報告可以寫得如此具有吸引力。作者用一種充滿激情和洞察力的方式，為讀者呈現瞭2014-2015年度化學領域最令人矚目的進展。我從書中看到瞭化學研究的活力與創造力，感受到瞭科學傢們在探索未知世界時的執著與熱情。它不像一般的教科書那樣枯燥，而是充滿瞭故事性和啓發性。書中對一些關鍵性科研突破的解讀，既有深度又不失廣度，讓我能夠從宏觀上把握化學學科的發展脈絡，又能從微觀上領略到具體研究的精妙之處。我尤其被書中關於綠色化學和可持續發展的部分所吸引，它讓我意識到化學在環境保護和資源利用方麵所扮演的關鍵角色。讀完這本書，我感覺自己的視野得到瞭極大的拓展，對化學這門學科的理解也進入瞭一個全新的層麵。

評分☆☆☆☆☆

這本書在我看來，是一份極具啓發性的化學學科年度“劇透”。它以一種旁徵博引、深入淺齣的方式，為讀者呈現瞭過去兩年化學領域波瀾壯闊的發展圖景。我作為一個對科學有著濃厚興趣的普通讀者，在這本書中找到瞭許多驚喜。作者並沒有簡單地羅列數據和成果，而是通過對研究背景、方法和意義的詳細闡述，讓我們得以深入瞭解那些前沿科學的魅力。從新材料的驚人發現，到生命科學與化學的深度融閤，再到對環境問題的化學解決方案，書中幾乎涵蓋瞭所有重要的化學研究方嚮。我特彆欣賞書中對於一些復雜科學概念的解讀，作者能夠用生動形象的語言，將它們變得通俗易懂，讓即便是初次接觸的讀者也能有所收獲。這本書讓我看到，化學不僅僅是一門基礎學科，更是推動社會進步和解決全球性挑戰的關鍵力量。它讓我對化學的未來發展充滿瞭信心和期待。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，就像是進行瞭一次精彩的化學知識“速成班”。我之前對化學的認知大多停留在基礎課本的層麵，而這本書則將我直接帶到瞭學科的最前沿。它不僅僅是一份年度報告，更像是一位博學多纔的嚮導，帶領我在化學世界的廣袤天地裏探索。我尤其欣賞書中對不同研究團隊和科學傢們工作的細緻描繪，這讓我能夠瞭解到具體的研究細節和背後的故事，而不僅僅是空洞的理論。無論是關於新型催化劑的開發，還是對復雜分子結構的解析，亦或是環境汙染治理的新思路，書中都給予瞭詳盡的介紹，並且往往會點明其潛在的應用前景和對社會的影響。這種將科學研究與實際應用緊密結閤的敘述方式，讓我深刻理解瞭化學的價值所在。這本書的結構清晰，邏輯嚴謹，即使在涉及大量信息時，也始終保持著易於理解的風格。它讓我明白，化學並非隻是實驗室裏的試管和燒杯，而是驅動著我們現代生活和社會發展的強大引擎。