化学百年回顾与展望——“国际化学年在中国”报告会隆重举行

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化学百年回顾与展望——“国际化学年在中国”报告会隆重举行
[size=+0]6月7日，作为国际化学年在中国的重要活动，由中国科学院化学部、北京大学、中国化学会、中国石油和化学工业联合会、中国化工学会和国际化学品制造商协会共同主办的化学百年回顾与展望-“国际化学年在中国”报告会，在北京大学百周年讲堂隆重召开。来自北京20余所科研院所、高等院校的科研骨干、大学生以及部分中学生代表1450余人参加了报告会。
[size=+0]本次报告会是庆祝联合国国际化学年的报告会，是我国化学界共同欢庆国际化学年的隆重聚会。中国科学院院长白春礼；中国石油和化学工业联合会会长李勇武；中国化学会理事长、国家自然科学基金委员会副主任姚建年等10位化学领域知名学者专家应邀从化学科研、工业、教育等领域，和大家一起回顾化学成就、畅谈化学未来。
[size=+0]今年是国际化学年，作为国际化学年“提案国”之一，中国积极相应联合国决议，在全国范围内发动开展了各式各样、丰富多彩的庆祝活动。本次报告会是“国际化学年在中国”的重要纪念性活动之一，同时也作为中国科学院学部“科技创新与战略决策”高端论坛开坛和北京大学“化学文化节”闭幕式。
[size=+0]报告会在中国科学院网站进行了全程视频直播。www.cas.ac.cn


[size=+0]白春礼：化学－发现和创造的科学
化学是研究物质的结构，性能和物质的科学，探索新物质，探索新应用的学科。回顾百年来化学的发展，化学已经建立了重要的理论体系，作为一门中心学科，推动了其他学科的发展，支撑了人类社会的可持续发展。
化学未来的发展，有四点趋势。第一个趋势是，化学将向更广度、更深层次的方向延伸。这体现在几个方面：未来对原子、分子的认识将更为深入，多层次分子研究更为系统，在创造新分子、新材料的基础上更加注重功能性。白春礼表示，超分子是一个分子结构与宏观性能的关键纽带，是产生更高级结构的基础，如何设计超分子结构和材料，对复杂生命体系的理解和模拟及调控都是前沿的课题。
第二，新工具的不断创造和应用促进化学创新发展。随着技术能力和仪器设备的不断进步，空前准确和灵敏的仪器不断被创造和应用，科学家不仅能在原子、分子甚至电子层次观察并研究微观世界的性质，而且能够对其物质结构和能量过程进行操控。
第三，绿色化学将引起化学化工生产方式的变革。绿色化学不仅是对现有过程的改进和新过程的研究，未来化学的研究将更加注重绿色产品设计的理念。绿色化学将经济、高效地制备与人类生活相关的物质。绿色化学不仅创造可持续的化学产品，还要变废为宝，将今天的废弃物变为明天有用的资源。这将引发化学化工的变革。
第四，化学在解决战略性，全局性，前瞻性重大问题当中继续发挥更大的作用。社会的不断发展，对化学发展提出新的需求，比如：能源危机要求我们如何像光合作用那样高效地利用太阳能；环境保护方面如何控制、降解、驱除污染；资源利用方面必须做到合理高效地利用资源；材料方面要绿色化及智能化，可再生循环利用；社会安全方面要防患于未然，比如易燃品，爆炸品的检查和防护。有很多工作需要化学家发挥更大的作用。


[size=+0]李勇武：坚持推动科学发展，加快转变发展方式
石油和化学工业是我国重要的能源和原材料工业，也是国民经济的支柱产业，对保证国家的能源安全和粮食安全，促进国民经济和社会健康发展都具有十分重要的意义。新中国成立以后，我们石油化学工业用短短的60多年走过了西方发达国家100多年的发展历程。总产值从1949年的1.71元增长到2011年的8.88万亿，成为世界石油和化学工业的第二大国。从仅能生产有限的基础化学燃料和初级的化学产品，到炼油基础化学原料，农药专用化学品，橡胶制品等50多个重要的子行业，6万多种产品，门类齐全，完整的工业体系，创造了世界石油和化工化学发展史上的奇迹。
“十二五”是我国全面建设小康社会的关键时期，是深入改革转变发展方式的攻坚时期，我国仍处与可以大有作为的重要战略机遇期，石油和化学工业面临难得的发展机遇，也面临一系列的挑战，我们面临石油和化学工业大国向强国的发展征途中，经济全球化深入发展，将进一步促进石油国际间的交流与合作，为我国企业走出去，统筹利用国际国内两个市场创造有利条件。石油和化工行业应把加快转变发展方式与保持行业经济平稳运行有机统一起来，通过技术、工艺和装备的升级改造，提高传统产业的节能降耗、安全环保、品种质量水平，增强传统行业的竞争优势。同时，发展壮大战略新兴产业，有序发展新型煤化工。
另外，必须加快推进技术进步与创新，创建一批世界知名品牌。大力推进节约安全清洁发展，初步形成绿色、低碳、安全的可持续性发展模式。以培育大型企业和企业集团为重点，构建大中小配套协调的行业企业体系。统筹“引进来”和“走出去”，提升对外开放层次和水平。


[size=+0]姚建年：化学走向“精准化”
化学与人类的生活息息相关，随着社会的文明发展我们对化学的要求就越来越严，希望在合成的过程里面有更好的选择性。我们对化学本身学科的发展，应该严格的要求自己，我们要提出化学的“精准化”。
能源问题、环境问题和健康问题已经被公认为是21世纪人类所面临的最严峻的三大挑战，这三大挑战和化学，尤其是合成化学非常密切。2009年，诺贝尔化学奖获得者野依良治提出未来化学的发展要求，即对合成化学反应的精准性控制。过去的十年终有三次诺贝尔化学奖授予了合成化学的精准控制直接相关的金属有机方法学，体现了社会对精准控制的苛求和期待。由于合成手段的局限，合成工业达不到理想的精准要求，发展更加绿色的，高效的，高选择性的合成方法迫在眉睫。现代合成的目标就是发展理想的新反应和新方法，寻找更加精准的新一代物质转化途径。
单分子，单原子操纵，是化学走向“精准化”的另一个方向。但同时也面临着很大的挑战，比如单原子成像，操纵技术提高与改进，原子的三维排列怎样更加有效，STM的图象和能级的理论计算，复杂的分析体系怎样通过进行控制反应。
自组装，是新一代的“精确”合成方法，自组装是指组装基元通过弱相互作用自发地行程有序结构的过程，是创造新物质和产生新功能的重要手段。自然界的自组装现象是很多的，大到细胞膜和细胞等都是自组装的例子，这些自组装体系是十分复杂，高度有序，它们的功能不再仅仅取决于构成这些体系的组装基元，而表现出更多的一种综合效应，各组装基元在自组装体的基元是精准的。2005年，自组装被列为二十一世纪将要解决的重大科学问题之一。


[size=+0]高松：我国高等化学教育的现状与思考
本科教学规模的急剧扩张，带来了基础设施、条件以及师资的问题，需要继续加大投入，改善办学条件，提高教育质量。
一是化学教育的目标，应该有多样化的培养模式和目标。对于研究型大学，普通大学和师范大学，不同类型的大学应该有自己的目标，课程体系和培养的模式。不应该都是一个模式的。在目标和定位方面我们应该有一些更加具体的目标，比如说清晰准确表达能力，独立的批判性的思考能力，推理判断能力。
二是实验课教学跟理论课的衔接和配合需要加强。通过这样的化学教育，化学学习是否能够使学生对化学有一个认识，比较全面的深刻的认识，是在一个分子层面对物质的研究，物质的组成，结构，性质和转化的研究，核心的概念和内容，不外乎分子间的，分子内的相互的作用，合成和反应，结构和性质。在化学教育里面通过认识化学怎样认识社会，认识自然，而且能够通过本科的教育对自身有一个正确的认识，自身到底是适合做什么，我的一生是适合做什么，应该在大学这个教育阶段来完成。
三是如何处理“教”和“学”的关系。以前教学改革更多的是在课程的结构，上什么课，不上什么课，讲什么内容方面讨论得比较多。在如何“学”上，还需要进一步的提倡教学研究，改进教学方法。从教的方面提倡讨论式的，对话式的，问题导向的教学。教学跟研究用一个合理的结构，对于促进学习新知识，加深理解，系统的梳理，相关领域的知识，深入浅出的传授知识，激发创造新知识都是有帮助的。适当的教学对研究是有促进作用的，因为我们现在很多的实验是由研究生承担的，应当加强研究生助教的培训。这是教的方面，如果是学习方面应该激发学生的兴趣，主动的学习，提倡小组式合作的学习，提倡通过探究的实验和科学研究进行学习，在教和学两方面在方法上还有很多可以改进的余地，希望能够和大家一起研讨。


[size=+0]史献平：化学工业在应对未来挑战中可发挥的作用
石化工业中，和人类在未来所面临的挑战可归为四种：第一是能源和资源的不足，第二是气候和生态的恶化，第三是食物短缺，第四是城镇化压力的加大。
要解决能源短缺问题，首先要寻找新的能源，其次要提高现有能源的利用效率。在发展新能源方面，石化应该是重要的基础。气候变化的挑战中石化也将发挥不可替代的作用，化工可以通过推广绿色化学，开展清洁生产，降低本行业的排放当量来作出对本行业的贡献。应对食品短缺中化工发挥的作用，化工要发挥自己的作用，来满足人类在粮食生产方面不断增长的需求。首先要发展高效、低能耗的肥料和各种调节剂，还要研究作物养分需求和代谢机理，促进作物对养分的吸收，应用化学和生物传感技术监控作物和土壤中养分组成变化，适时，适量，精准施肥，还要减少病虫害的威胁。除了粮食生产过程中化工可以发挥作用，还可以在粮食的加工储存中发挥作用，提高过程效率和减少浪费，减少粮食的不必要损失。应对城镇化的挑战，化工可以在发展绿色建筑方面作出贡献，可以提供保温材料，采光材料，密封材料和建筑涂料。生态建筑的建设投资比普通建筑会提高15%，但是节能会使使用成本大大降低，只用8年就可回收投资。


[size=+0]蒋惟明：化工行业的转型和可持续发展
中国是全世界化工行业最大的国家，一个企业牵扯到千家万户的产品，企业也是一个大家庭，中国有很多大的国有企业，也有很多的私营企业，企业的行为和准则对整个化工行业的发展将起到非常重要的作用。
化工行业发展有三条路必须做好：第一条是刚才讲的节能减排。中国的能源利用率，就是说每单元的能源产生的GDP在全世界是非常低的。传统的产品经过工艺改造和完善完全可以减少大量的排放，第二点很重要的是要关注新兴能源的开发，如生物质能，这是比较具有争议的话题。对于化工人士，对化工企业，开拓新能源，开拓新技术，来考量新能源是非常重要的。第三点是我们如何把化工产品做成新型的化工产品，新型的材料。
全世界化工协会有一个指标，叫做责任关怀，作为化工企业要满足政府和社区、员工的要求，我认为这是最基础的，如果没有这些基础的责任关怀，大家很难生存，我们也不应该再破坏当地的环境，破坏当地的生存条件，我们必须要做好这点。实际上真正的可持续发展绝对不能停留在那，应该不断的创造新产品，创造新的价值链，我们相信通过价值链，通过再生能源的开发，化工行业，生物化工行业有非常远大的发展空间，有美好的生活发展愿景。


[size=+0]江桂斌：水环境污染与新型化学污染物
我国是缺水的国家，资源不足，水资源分布不均匀，水资源的利用率很低，水质污染严重，包括化学污染，同时，水生态系统退化，大江，大河，湖泊的功能在退化。
[size=+0]污染源的控制很重要，有物理的方法，化学的方法，生物的方法，这些方法都是比较有效的，但建立长期的机制还是存在问题的。生态修复技术是一个长期的技术，通过生态的修复可以为我们做很多的工作，是用化学和生物，物理的方法做不到的。我们发明了多水塘体系，是目前比较提倡的生态技术。综合治理的技术，考虑恢复，排放和降解。
我们要在国家层面有严格的法规控制水污染，这块我们做得是不够的，尽管我们有水专项，做了一百多亿，但是收效甚微，与我们的心里想象的高度还有很大的差距。要正确的评价我们的工作，不能乐观的工作，也不能盲目的乐观，这是我国工业经济发展的过程，要尽量的缩短这个过程，要都可持续发展的道路。从国家的层面，我们是九龙治水，这是一个很大的问题，水利部负责一块，城乡建设保护部负责一块，海洋局管海洋，环保部管的不知道是哪一块，所以说九龙治水是很大的问题。资源共享，信息共享，人才共享都做得不好，如果这些问题解决了，我国的水污染治理工作会有突飞猛进的发展。


[size=+0]丁奎岭：合成我们的未来
合成化学为人类社会做出了巨大的贡献。信息技术，生物技术及核科学与核武器技术，航空航天与导弹技术，激光技术和纳米技术，无不需要合成化学的新材料。如果没有合成化学创造的抗生素和药物人类的健康就不能达到现在的水平，没有合成氨，维持70亿人口地球，粮食的问题就会有很大的问题。如果没有合成化学提供的材料，很难想象今天的生活能够达到这样高的水平。
进入二十世纪以后的诺贝尔化学奖四次授予了合成化学，反映了这个学科的创造力和活力，以及对人类社会的贡献。合成化学已经达到了非常空前的水平。未来合成化学的挑战是什么，野伊良治有一个很好的描述，未来的合成化学必须是经济的，安全的，环境友好的，以及节省资源和能源的化学，化学家需要为实现完美的反应化学而努力，百分之一百的选择性和百分之一百的收率，只生成需要的产物而没有废物的产生。要让合成化学走向精准，合成化学的未来需要与其他学科融合，需要高水平的科学创造力和洞察力。合成化学的未来依然将会在人类健康，在现代农业，新材料，生命科学等领域作出更多的贡献。
目前，在社会上，一讲到化学总是给高污染，高耗能，耗水，跟不健康联系在一起。这需要我们全体的化学家共同努力，进行宣传，改变化学在公众的形象。从合成化学家来讲，解铃仍须系铃人，由化学产生的问题应该由化学解决，从源头上解决。要创造一个可持续发展的社会，在很大程度上要依靠全社会共同努力，合成化学一定能够为我们的明天，为我们美好的生活发挥出无限的创造力，作出新的更大的贡献。


[size=+0]王建国：煤的清洁高效利用
说到煤炭能源，大家都认为是劣质的能源，我虽然在搞煤炭，我也不认为这是一个优秀的能源。和所有的能源一样，煤炭是使用各种各样能源过程里面一个过渡的阶段。中国是世界上产煤的大国，也是使用煤炭的大国。目前，我国的煤炭能源面临的问题主要是三个方面的问题，一个是要提高效率的问题，怎样把少烧煤多发电提高效率。第二个是降低污染的排放，我们过去硫的问题，硝的问题，二氧化碳的问题，汞的问题，重金属的问题等等。国家对洁净煤技术非常重视，企业非常关注这样的技术，几十年来国家主要围绕这样的路线图开展工作，上面看到的是超临界发电，低温段越高及低温段越低效率越高，就是要把温度提高到一个尽可能高的温度，这样发电的效率就会大幅度的提高。
汽化是把煤和空气、水进行反应，里面的化学成份打乱，有了这两个做基本原料，重新组合以后可以合成一系列的液体燃料和化学品。可以直接把煤液化成液体燃料，神华鄂尔多斯108万吨/年煤直接液化装置，制有汽油，柴油，石脑油和其他材料。间接液化是把煤和氧气，水反应，变成一氧化碳氢气，在催化剂的作用下面生成各种各样的产品，间接液化是要得到柴油，得到石脑油和石油液化气，LPG，
煤炭和人一样有一些煤是年轻的有一些煤是年老的，不同年龄的煤的碳氢的比例不一样，有机物的含量不一样。年轻的煤就是褐煤的低电质的烟煤，水分比较高，有机物比较多，碳化的程度不很高，我国的煤炭里面占55%以上，挥发程度非常高，稍微加热，五六百度之后里面的有机物就会跑出来，如果燃烧就全部浪费掉了，如果汽化把里面的化学成份打乱，重新组合起来效果很好，必须采用分级转化的概念处理。整体的方案针对低阶煤拿出20%的油气，进行分离加工以后就是很好的油品和化学品，再进行燃烧和发电就会有很好的效率。


[size=+0]严纯华：机会与挑战共存中的我国稀土科学和产业
我国的稀土不仅地域分布广，资源丰富，并且便于开采。这样便于开采，资源丰富给我们带来了便利，同时给我们带来了麻烦，过去改革开放30多年的历史中，我们的自然资源随着社会经济和人类生存需求的快速发展，这样的一个资源也遭到了不同程度的浪费和损坏。如何能够把这样一个老祖宗留下来的，不多的，同时又是非常重要的资源在我们，或者我们下一代，或者下下一代的手里面，依然能够使用，能够享受，能够改善，或者是便利于我们的生活，这就是我们现在面临的一个非常重要的问题。
在过去的三四十年的时间当中，以北京大学的徐光宪先生为代表的几代科学家，经过了长期的努力，使得我们解决了从资源的开采，分离以及加工当中的最关键的问题，形成了我们国家从稀土的资源大国进入到生产大国的飞跃。1988年我国替代了美法日成果全球稀土最大的供应国。我国的稀土是资源第一，生产第一，出口第一，应用第一。
稀土的应用领域非常广泛，包括在国家的安全，以及尖端技术方面，都具有非常重要的。我们的家电、通讯以及绿色能源当中具有非常重要的作用。正因为如此，2015到2020年国家中长期发展规划，稀土都是作为重中之重。最近的几年，中央政府提出了要转变经济增长模式，培育战略型新兴产业，稀土也是作为材料领域当中的一个培育点。
随着人类对环境要求的提高，随着人类对生态环境要求的提高，过去的这些工艺往往也不能满足现在的要求，分离过程的绿色，高效，无害化是重要的发展方向。今年5月，国家颁布了关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见，这就是我们的机会，同时也是我们的挑战。中央强调要用5年左右的时间，整顿这个行业，用15年左右的时间发展和壮大这个行业，这就是我们要做的。

报告会现场