【正文】 浪費(fèi)和污染的典型例子。 在第 二 個(gè)角色 大職能中，聚合物在 減少飛機(jī)，火車，汽車 的質(zhì)量方面 仍然存在著巨大的機(jī)會(huì) 。 在能源領(lǐng)域，聚合物將至少有三大職能：作為組件在新能源發(fā)電和存儲(chǔ)系統(tǒng)， 作為 重量輕結(jié)構(gòu)材料，以減少燃料消耗，特別是在交通運(yùn)輸 方面和 作為分離技術(shù)更有效的平臺(tái)。為了滿足這些不同的社 會(huì)需求，先進(jìn)的高分子材料的使用將擴(kuò)展到更多以傳統(tǒng)材料為主的領(lǐng)域。這種多功能性的應(yīng)用直接源于聚合物多功能的物理特性。 社會(huì)挑戰(zhàn)和高分子科學(xué)的作用 該小組確 定了對(duì)社會(huì)需求帶來(lái)巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)，并且聚合物科學(xué)必須發(fā)揮關(guān)鍵作用的五個(gè)廣泛領(lǐng)域；能源，可持續(xù)發(fā)展，衛(wèi)生保健，信息安全，國(guó)家防衛(wèi)。這些點(diǎn)代表了創(chuàng)作者們的觀點(diǎn)，正如從報(bào)告全文所獲悉的。報(bào)告本身也在聚合物領(lǐng)域的教育，宣傳，擴(kuò)大參與并保持競(jìng)爭(zhēng)力方面詳述了非常有益的建議；我們?cè)谶@里不解決這些問(wèn)題。這篇透視的目的不是取 代或重復(fù)報(bào)告的全文， 而是 對(duì)可能的更廣泛的受眾 突出它的存在，并再次強(qiáng)調(diào)的一些顯著的結(jié)論 。 Engineering（ 跨學(xué)科的全球領(lǐng)先的聚合物科學(xué)與工程 ）報(bào)告可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲?。ǐ@取網(wǎng)址： 勵(lì)讀者利用這一匯集集體智慧的資源。在 Chris Ober 的主持下，并與 組織委員會(huì) 包括 Stephen Cheng，Paula Hammond， M. Muthukumar， Elsa Reichmanis 和 Karen Wooley，超過(guò) 50 人（見(jiàn)附錄）進(jìn)行了激勵(lì)的討論，交換了意見(jiàn)，并編寫(xiě)了一份書(shū)面報(bào)告，這份報(bào)告 詳盡的說(shuō)明大家對(duì)未來(lái)十年集體預(yù)見(jiàn)的挑戰(zhàn)， 目標(biāo)和戰(zhàn)略 。 認(rèn)識(shí)到這些巨大的挑戰(zhàn)和相應(yīng)的機(jī)遇，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì) 2022 年 8 月在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)總部通過(guò)聚合 物計(jì)劃司的材料研究所主辦為期三天的研討會(huì)。在所有這些領(lǐng)域，新的高分子材料，新工藝生產(chǎn)的聚合物和聚合物復(fù)合材料將發(fā)揮關(guān)鍵的作用。與此同時(shí)，社會(huì)所面臨全 球性的挑戰(zhàn)。在許多領(lǐng)域中的驚人的重要進(jìn)步驅(qū)動(dòng)了高分子科學(xué)的發(fā)展。高分子科學(xué)的研究：未來(lái)十年的挑戰(zhàn)與機(jī)遇 C. K. Ober,? S. Z. D. Cheng,? P. T. Hammond,167。 M. Muthukumar,| E. Reichmanis,⊥ K. L. Wooley, and T. P. Lodge*,? 材料科學(xué)與工程學(xué)院，康奈爾大學(xué)，伊薩卡，紐約 14853；高分子科學(xué)系，阿克倫大學(xué)，俄亥俄州，阿克倫 44325；化學(xué)工程部，麻省理工學(xué)院，馬薩諸塞州，坎布里奇 02139；高分子科學(xué)與工程系，馬薩諸塞大學(xué)，麻省 阿默斯特 01003；化學(xué)與生物分 子系，佐治亞理工學(xué)院，佐治亞州亞特蘭大市 30332；化學(xué)與放射學(xué)系，華盛頓大學(xué)，圣路易斯，密蘇里 63130；化學(xué)與化學(xué)工程系，明尼蘇達(dá)大學(xué)，明尼蘇達(dá)州，明尼阿伯里斯 55455 導(dǎo)言 高分子科學(xué)的廣闊領(lǐng)域從未如此充滿活力。這些進(jìn)步包括：（一）聚合方法；（二）理論，模擬與建模；（三）對(duì)新的物理現(xiàn)象的了解認(rèn)識(shí)；（四）表征技術(shù)的進(jìn)步；（五）利用自組裝和生物手段生產(chǎn)復(fù)雜的多功能結(jié)構(gòu) —— 這個(gè)領(lǐng)域研究活動(dòng)繼續(xù)擴(kuò)大并吸納許多其他學(xué)科的從業(yè)人員。這個(gè)挑戰(zhàn)正在進(jìn)入其明確的焦點(diǎn) —— 對(duì)廣大新的和可持續(xù)的能源來(lái)源的需要；對(duì)潔凈空氣，水和食品供應(yīng)的需求；對(duì)補(bǔ)充，再利用，并取代以石油為原料的高分子材料需要；對(duì)加強(qiáng)雙方在療效和負(fù)擔(dān)能力的衛(wèi)生保健模式的要求；提高安全和防衛(wèi)的技術(shù)。事實(shí)上，當(dāng)今聚合物無(wú)疑是最重要的一類材料；它們的多重可調(diào)屬性使得它們擴(kuò)大使用最先進(jìn)的技術(shù)平臺(tái)。這次專題研討會(huì)的協(xié)辦方有空軍科研辦公室，陸軍研究辦公室，能源部（基礎(chǔ)能源科學(xué)），美國(guó)國(guó)家航空航天局，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（美國(guó)國(guó)立生物醫(yī)學(xué)成像和生物工程），國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所和美國(guó)海軍研辦公室。這份完整的 120 頁(yè) Interdisciplinary GloballyLeading Polymer Science amp。 (硬拷的這份報(bào)告可以通過(guò)向 Chris Ober 的郵箱 發(fā)送請(qǐng)求獲取 )。我們?cè)谶@的關(guān)注點(diǎn)是專門的研究課題和擺在我們面前的令人振奮的機(jī)遇。我們也希望強(qiáng)調(diào)在這篇透視中涉及的各點(diǎn)。不能夠因?yàn)樗欠裼匈Y金支持而把它視為藍(lán)圖，也不能夠由于忽略了某些特定的議題就意味著經(jīng)過(guò)深思熟慮的判斷是不受人關(guān)注的或不重要的。事實(shí)上，超過(guò)其他任何一類材料，聚合物有能力服務(wù)于許多不同的領(lǐng)域，從重大的結(jié)構(gòu)性組成部分（例如，即將投入使用的波音 787“ 夢(mèng)想飛機(jī) ”所用的材料 80％ 為碳纖維增強(qiáng)熱固性樹(shù)脂）到精細(xì)的高附加值材料（例如，光刻，藥物釋放）。這反過(guò)來(lái)也集體的進(jìn)步在高分子的合成與設(shè)計(jì)，在分子結(jié)構(gòu)和材料的反應(yīng)關(guān)系方面的認(rèn)識(shí)，和有效地處理步驟。這種趨勢(shì)將持續(xù)，快速的發(fā)展，這是聚合物科學(xué)可以提供的。在第一 大職能中， 光伏 薄膜 、 燃料電池膜 、 電池隔膜 這 所有 的 領(lǐng)域 都具有 濃厚 的 興趣 ，尤其是當(dāng) 便攜 性 成為重要的時(shí)； 然而，大量材料的挑戰(zhàn)有待克服 。在第三大職能中， 工業(yè)規(guī)模液體和氣體的分離 通常 是能源密集型 的， 新一代聚合物膜應(yīng) 能 大量節(jié)省 能源的消耗。環(huán)保聚合物行業(yè)不僅將提供可生物降解的材料，而是一整套全面的高分子材料為基礎(chǔ)的可再生原料 。 即使石油為基礎(chǔ)的聚合物 ，這種 目前和不久的將來(lái)高分子材料 的主體在 合成與加工 過(guò)程中更加環(huán)保。 社會(huì)的挑戰(zhàn)和聚合物科學(xué)的角色 該專家小組確定了五個(gè)廣泛領(lǐng)域 :能源 .可持續(xù)發(fā)展 .衛(wèi)生保健 .安全和情報(bào) ,國(guó)防和保護(hù) .在其中社會(huì)需求展示了巨大的技術(shù)挑戰(zhàn) ,并且聚合物科學(xué)必須在其中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。這種在應(yīng)用上的多樣性直接源于其物理性能的多樣性，而這反過(guò)來(lái)又反映了在分子合成和設(shè)計(jì)上，在分子結(jié)構(gòu)和材料響應(yīng)的關(guān)系上，并且在有效的處理手段上的整體的先進(jìn)性。因此，成功需要繼續(xù)，聚合物科學(xué)能帶來(lái)快速的發(fā)展。第一個(gè)作用，光電，燃料電池膜和蓄電池隔板是吸引人們有濃厚興趣研究的所有領(lǐng)域。然而，大量材料的挑戰(zhàn)仍然有待克服。第三，液體和氣體工業(yè)規(guī)模上的分離往往是能源極其緊張的，新一代聚合物膜應(yīng)能帶來(lái)大量的節(jié)約。一個(gè)更綠色環(huán)保的聚合物工業(yè)，不僅提供能生物降解的材料，而且是廣泛的一套亦可更新的原料為基礎(chǔ)的聚合物材料。甚至現(xiàn)在和不遠(yuǎn)的將來(lái)大分子材料的支柱 —— 以石油為基礎(chǔ)的聚合物，從其合成和處理加工方面能做到更環(huán)保，例如，通過(guò)除去易揮發(fā)的有機(jī)溶劑，通過(guò)在利用和修復(fù)催化劑，通過(guò)更火博得催化劑，還可以通過(guò)更綠色環(huán)保的路線提取單體。 然而，更多種多樣和更復(fù)雜的應(yīng)用的