【正文】 用的？生物固氮 —— 豆科植物的根瘤菌能打開非常穩(wěn)定的氮分子中的化學(xué)鍵，生成含氮小分子，再進(jìn)一步合成蛋白質(zhì)和核酸。 （ 4）納米尺度的基本規(guī)律 當(dāng)尺度在十分之幾到 10nm的量級(jí)，正處于量子尺度和經(jīng)典尺度的模糊邊界中，有許多新的奇異特性和新的效應(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。 21世紀(jì)化學(xué)的四大難題 39 21世紀(jì)物理學(xué)提出了五大理論難題 （ 1） 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。 （ 2）對(duì)稱性破缺問題。 （ 3）占宇宙總質(zhì)量 90%的暗物質(zhì)是什么的問題。 （ 4）黑洞和類星體問題。 （ 5）夸克禁閉問題等。 21世紀(jì)的生物學(xué)也有重大難題和奮斗目標(biāo)： （ 1）后基因組學(xué)和人類疾病的消除。 （ 2）蛋白質(zhì)組學(xué)。 （ 3）腦科學(xué)。 （ 4）生物如何進(jìn)化？生命如何起源等。 21世紀(jì)物理學(xué)和生物學(xué)的難題 40 3 21世紀(jì)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì) 人類社會(huì)的發(fā)展對(duì)化學(xué)的需求 (1)化學(xué)仍是解決食物和健康問題的主要學(xué)科之一 ?化學(xué)將支撐生物學(xué)在提供優(yōu)良品種，提供轉(zhuǎn)基因生物等方面作貢獻(xiàn) ?化學(xué)將在設(shè)計(jì)、合成功能分子和結(jié)構(gòu)材料以及分子層次闡明和控制生物過程的機(jī)理方面，為研究開發(fā)高效安全肥料、飼料、農(nóng)藥、農(nóng)用材料、生物肥料、生物農(nóng)藥打下基礎(chǔ) ?利用化學(xué)和生物方法增加動(dòng)植物食品的防病有效成分，提供安全的有防病作用的食品和食品添加劑，改正食品儲(chǔ)存加工方法，減少不安全因素，是化學(xué)研究的重要內(nèi)容 ? (2)化學(xué)在能源和資源的合理開發(fā)和高效安全利用起關(guān)鍵作用 ?要研究高效潔凈的轉(zhuǎn)化技術(shù)和控制低品位燃料的化學(xué)反應(yīng) （ 保護(hù)環(huán)境 ， 降低成本 ） ?開發(fā)新能源，太陽能以及高效潔凈的化學(xué)電源與燃料電池等將成為 21世紀(jì)的重要能源 ?要研究重要礦產(chǎn)資源（如稀土）的分離和深加工技術(shù)以及利用 41 (3)化學(xué)將繼續(xù)推動(dòng)材料科學(xué)發(fā)展 ?末來化學(xué)不僅要設(shè)計(jì)和合成分子而且要把這些分子組裝、構(gòu)筑成有特定功能的材料，從超導(dǎo)體到催化劑、藥物控釋載體、納米材料都要從分子以上層次研究材料的結(jié)構(gòu) ?20世紀(jì)化學(xué)模擬酶的活性中心已取得進(jìn)展，未來將會(huì)在可用于生產(chǎn)、生活和醫(yī)療的模擬酶的研究方面有突破 ?21世紀(jì)電子技術(shù)將向更快、更小、功能更強(qiáng)的方向發(fā)展，目前大家正在致力于量子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)、分子器件、生物芯片等新技術(shù)，標(biāo)志著分子電子學(xué)、分子信息技術(shù)的到來，需要設(shè)計(jì)、合成各種物質(zhì)和材料 . (4)化學(xué)仍是提高人類生存質(zhì)量和生存安全的有效保障 ?通過研究各種物質(zhì)和能的生物效應(yīng)（正面和負(fù)面）的化學(xué)基礎(chǔ)特別是搞清兩面性的本質(zhì)，找出最佳利用方案 ?研究開發(fā)對(duì)環(huán)境無害的化學(xué)品和生活用品，研究對(duì)環(huán)境無害的生產(chǎn)方式，這兩方面是綠色化學(xué)的主要內(nèi)容 ?研究大環(huán)境和小環(huán)境（如室內(nèi)環(huán)境）中不利因素的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)化和與人體的相互作用，提出優(yōu)化環(huán)境潔凈生活空間的途徑 ?從分子水平了解病理過程，提出預(yù)警生物標(biāo)志物的檢測(cè)方法，建議預(yù)防途徑，預(yù)防疾病 42 化學(xué)的基礎(chǔ)研究方法的發(fā)展 (1)微觀與宏觀相結(jié)合 非平衡態(tài)熱力學(xué) (普里高津 ， 1977年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) )的貢獻(xiàn)是教給化學(xué)家一把開啟從分子層次洞察生命過程的鑰匙 。 迄今還需要更好的理論和方法描述 實(shí)際開放系統(tǒng) (生物體 、 河流 、 大氣等 )的時(shí) 空動(dòng)態(tài)變化 。 預(yù)期未來 微觀與宏觀將會(huì)更深入更廣泛的結(jié)合 。 (2)靜態(tài)與動(dòng)態(tài) (過程 )相結(jié)合 停流技術(shù)的發(fā)展才使人們有可能研究快速反應(yīng)過程。交叉分子束實(shí)驗(yàn)技術(shù)的建立使微觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)有了重大突破。近年來單分子操作能夠用來觀察分子的動(dòng)態(tài)過程，計(jì)算機(jī)能夠模擬分子間相互作用的過程。 3 21世紀(jì)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì) 43 (3)多學(xué)科的綜合 未來化學(xué)研究模式將體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：從實(shí)際問題中抽出化學(xué)基本問題來研究；吸收其他學(xué)科的新理論和新結(jié)果 ， 孕育化學(xué)生長(zhǎng)點(diǎn)；與其他學(xué)科融合 ， 開拓化學(xué)新領(lǐng)域；把握動(dòng)向和時(shí)機(jī) ， 提出新的思路和新的研究方向；重視化學(xué)學(xué)科自身發(fā)展與整體科學(xué)技術(shù)的發(fā)展相結(jié)合 。 3 21世紀(jì)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì) 44 化學(xué)學(xué)科一些可能的發(fā)展方向 ?運(yùn)用現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)方法和理論計(jì)算及模擬手段，探索和闡明化學(xué)鍵的斷裂和形成之基本規(guī)律，揭示物質(zhì)形成于轉(zhuǎn)化的內(nèi)在規(guī)律。 ?以綠色化學(xué)為目標(biāo)，發(fā)展分子物質(zhì) (材料 )合成的新概念、新反應(yīng)、新試劑和新方法，使化學(xué)學(xué)科更好地服務(wù)于社會(huì)的可持續(xù)性發(fā)展。 ?發(fā)展新型分子物質(zhì) (材料 )合成與制備的催化體系，特別重視不對(duì)稱催化，提高合成與制備反應(yīng)的效率和選擇性，為分子物質(zhì) (材料 )合成與制備提供高效、低耗的先進(jìn)方法。 ?發(fā)展包括碳 氯鍵、碳 碳鍵和碳 氫鍵等非活性鍵的小分子活化方法，發(fā)展新的基于基本點(diǎn)石油產(chǎn)品的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)，建立物質(zhì)合成與備的新體系 ?發(fā)展基于生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)的新的生物催化體系，將生物催化體系與金屬催化劑及其他反應(yīng)相結(jié)合，拓展生物技術(shù)催化反應(yīng)體系，運(yùn)用現(xiàn)代化學(xué)的理論與方法，結(jié)合生物技術(shù)手段來揭示生命過程的本質(zhì)，并為實(shí)現(xiàn)對(duì)生物體系和過程的調(diào)控提供理論依據(jù)。 3 21世紀(jì)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì) 45 ?研究外場(chǎng) (如超臨界流體、離子液體等 )中的特殊反應(yīng)，探索物質(zhì)合成和制備中新的現(xiàn)象和規(guī)律。 ?發(fā)展合成方法學(xué)，合成具有特定功能的目標(biāo)分子，實(shí)現(xiàn)新型無機(jī)化合物和高分子化合物、新的凝聚態(tài)和凝集態(tài)體系，以及具有可控性能和形態(tài)的新材料的合成與制備。 ?發(fā)展分子識(shí)別和分子自組裝的原理，實(shí)現(xiàn)分子間相互作用的精確調(diào)控，構(gòu)筑功能超分子材料和分子 (電子 )器件，創(chuàng)造病毒、單細(xì)胞等某些低級(jí)的生命形式。 ?揭示分子與生物大分子問的相互識(shí)別和相互作用，及生物活性小分子誘導(dǎo)的生物大分子的構(gòu)象以及功能的變化和生物活性小分子與細(xì)胞的相互作用及所引起的功能變化規(guī)律，發(fā)展新一代治療方法與藥物化學(xué)。 ?探索并建立新的分離、分析測(cè)試?yán)碚撆c表征分析技術(shù)，為材料科學(xué)和生命科學(xué)的發(fā)展提供技術(shù)支持，為人口與健康、國(guó)家安全等領(lǐng)域提供強(qiáng)大的技術(shù)保障。 ?結(jié)合我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及全面建設(shè)“小康社會(huì)”的需要，在能源、資源、環(huán)境、材料、重大疾病防治、農(nóng)業(yè)、國(guó)家安全等方面取得一大批創(chuàng)新的、具有我國(guó)自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成果，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活的提高做出重大貢獻(xiàn)。 ?發(fā)展與化學(xué)相關(guān)的新興交叉學(xué)科新領(lǐng)域，如化學(xué)生物學(xué)、化學(xué)信息學(xué)、納米化學(xué)等，占領(lǐng)前沿和交叉學(xué)科領(lǐng)域制高點(diǎn)。 46 4 化學(xué)學(xué)科前沿介紹 超分子化學(xué) 綠色化學(xué) 47 結(jié) 語 21世紀(jì)化學(xué)仍將是一門中心的、實(shí)用的和創(chuàng)造性的科學(xué)，它將幫助我們解決人類所面臨的一系列重大問題，與此同時(shí)，化學(xué)本身將得到進(jìn)一步發(fā)展。有理由相信 21世紀(jì)的化學(xué)將更加繁榮興旺，化學(xué)將迎來它的黃金時(shí)代！ 21世紀(jì)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展需要更多優(yōu)秀的人才，你們是未來化學(xué)家的領(lǐng)路人！ 21世紀(jì)化學(xué)的輝煌需要我們化學(xué)教育工作者的共同努力！ 48 49 演講完畢，謝謝觀看！