Nº 4, 1995
Artículo especial
Sociedad de Economía Científica
Sociedad de Economía Científica
La función social de la química
Chen Zhu
Junkou, SumNo. No. 614, 1995
La química estudia principalmente la composición, estructura y propiedades de las sustancias (incluidas las propiedades físicas, las actividades biológicas, las propiedades de nuevas tecnologías y otras propiedades no químicas que estudian los niveles moleculares y atómicos de las sustancias); en diferentes estados agregados Las reglas de cambio y reacción, la relación entre la estructura y varias propiedades, así como los cambios estructurales, las relaciones de energía durante el proceso de cambio y reacción, y su impacto en varias propiedades. Según la relación entre la composición, estructura y propiedades de las sustancias, se sintetizan diversas sustancias necesarias.
Se puede esperar que la química alcance el nivel de diseño molecular e ingeniería molecular que la gente ha anhelado, permitiendo a las personas usar computadoras para diseñar compuestos con estructuras y propiedades específicas basadas en una gran cantidad de información. acumulado en química, y elegir la mejor ruta de síntesis para sintetizar y transformar diversas sustancias que las personas necesitan. Se espera que la interpenetración de la química y la biología alcance su punto culminante y se logren avances significativos en la fotosíntesis, las simulaciones químicas de enzimas y las simulaciones de membranas biológicas. La gente podrá comprender gradualmente los procesos de la vida a nivel molecular, tan esperados desde hace mucho tiempo. Al mismo tiempo, la utilización química de la energía solar y la adopción de algunos conceptos y tecnologías nuevos pueden conducir a algunos avances revolucionarios en los procesos catalíticos y las separaciones químicas. Estos avances cambiarán los estilos de vida de las personas y traerán felicidad a la humanidad. Estos avances revolucionarán la industria. Estos avances requieren los esfuerzos de los químicos y la comprensión y el apoyo de todos los sectores de la sociedad.
1. La industria química es un pilar importante de la economía nacional de varios países.
Debido a que la química puede satisfacer las necesidades de las personas, la industria química se ha convertido en un pilar importante de la economía nacional de varios países. Por ejemplo: Belleza
La industria química y de productos relacionados de China emplea a 1 millón de personas, con un volumen de exportación anual de 654.3875 millones de dólares estadounidenses. jg USA gana el campeonato anual.
El superávit comercial internacional es de aproximadamente 654.380.650 millones de dólares. En el Reino Unido, el valor de producción anual de la industria química es de aproximadamente 21 billones de libras (aproximadamente el valor de producción total del Reino Unido)
.9), el superávit comercial internacional de Japón en productos químicos industriales asciende a 46,1 mil millones de dólares estadounidenses, y el superávit comercial internacional en productos químicos industriales de la antigua República Federal de Alemania y Francia también alcanza 32,63 mil millones de marcos y 25,7 mil millones de francos respectivamente. Existencia
En la actualidad, la industria química de mi país se ha convertido en una de nuestras industrias pilares. Desde 65438 hasta 2008, el valor de producción total de la industria química representó la proporción del total industrial. 6. Sichuan, s. En 1991, se elevó a 8. [0
En segundo lugar, aumentar la producción de alimentos
Utilizar recursos limitados de tierra para alimentar a una población en crecimiento es una Grave problema que enfrenta la humanidad. Problema. Para China,
necesita el 7% del total de tierras cultivadas del mundo para alimentar al 22% de la población mundial. La población se ve gravemente afectada por enfermedades, plagas y enfermedades. El daño causado por las malas hierbas alcanza entre el 15 y el 30%, y el principal método de control de pesticidas es comprender la bioquímica de los organismos para limitar el comportamiento de las plagas y abrir formas de mantener una. equilibrio ecológico eficaz.
Road. La investigación sobre hormonas vegetales y reguladores del crecimiento, la investigación sobre hormonas vegetales y reguladores del crecimiento de insectos y la investigación sobre feromonas de insectos son signos importantes de la agricultura moderna. Si podemos simular plantas mediante procesos químicos, todos los alimentos que los humanos necesitan se pueden consumir en grandes fábricas.
Con la producción industrializada, los humanos resolveremos fundamentalmente el problema del suministro de alimentos, aunque este proceso de investigación requerirá un tiempo. mucho tiempo.
p>三
1994-2012 China Academic Journal Electronic Press Todos los derechos reservados htφ://www.cnki.r
Pero químicos. cada vez más cerca de este objetivo, las investigaciones actuales nos muestran la luz.
En tercer lugar, aumentar la energía
La energía es uno de los tres pilares de la sociedad actual. En la actualidad, el 95% de la energía humana depende del petróleo, el gas natural y el carbón.
Y uranio. Con la expansión de las actividades económicas humanas, estas fuentes de energía, especialmente el petróleo y el gas natural, siempre se agotarán.
Un día será declarado seco. Desde la década de 1970, las crisis energéticas han golpeado a los países occidentales una y otra vez, y así será en el futuro.
La crisis de origen se convertirá en un problema importante para la humanidad. En China, la escasez de suministro de energía ha durado más de 20 años desde 1980.
Desde su creación, alrededor del 25% de la capacidad de producción industrial del país no ha podido funcionar debido a la falta de energía, lo que ha afectado un valor de producción de casi 654,38 billones de yuanes.
Las industrias monetaria y energética se han convertido en industrias "cuellos de botella" que restringen el desarrollo económico de China.
El consumo de energía comercial per cápita de China es de 800 kilogramos de carbón estándar, lo que representa sólo un tercio del promedio mundial; el consumo de energía por unidad de PIB es el doble que el de otros países en desarrollo, lo que lo convierte en el más alto del mundo; el mundo. Por lo tanto, los graves problemas a los que nos enfrentamos son la escasez de energía, la baja eficiencia de utilización, los graves residuos y la contaminación. Y las soluciones a los problemas a menudo provienen de la química.
Existen dos formas de aumentar la energía. El primero es mejorar la tasa de utilización del "desbordamiento de energía de la corteza terrestre" existente, como los medios, el petróleo y el gas natural. El segundo es desarrollar nuevas fuentes de energía, como la energía solar, la energía de biomasa, la fisión ósea y la energía de fusión, así como la utilización eficaz y limpia de carbones peligrosos como el carbón y los combustibles de bajo poder calorífico. En China, el carbón es el recurso energético más abundante y más utilizado, pero actualmente alrededor del 84% del carbón de China se utiliza para la combustión directa y utilización de su energía térmica, con una tasa de utilización de sólo el 28%, lo que no sólo causa desperdicio, sino También causa una grave contaminación al medio ambiente. Carbón
La muela de carbón es una roca carbonosa que debe eliminar sustancias nocivas como el azufre antes de poder convertirla en energía limpia y eficiente.
Actualmente, nuestros químicos tienen la tarea de encontrar un proceso industrial económicamente sólido y sintetizar y detectar catalizadores radiactivos de alto nivel.
El aceite de tercer grado utiliza los métodos de extracción actuales. Muchas zanjas no se pueden explotar. La minería primaria depende principalmente de la presión de seguridad. Sólo se pueden explotar entre 10 y 20 reservas naturales. En la segunda etapa, la mina se resucita mediante inyección de agua, inyección de gas e inyección de vapor, de modo que se puedan extraer un máximo de 35. La recuperación terciaria requiere nuevos métodos químicos para llegar a los recursos valiosos restantes, y la composición del petróleo recuperado mediante la recuperación primaria y secundaria también es ideal. Pero una vez agotada esta fracción óptima, nos encontramos ante un crudo pesado, de alto peso molecular, bajo contenido de hidrógeno y otros componentes nocivos como el nitrógeno y compuestos organometálicos. La tecnología de refinación necesita una revolución.
Energía de biomasa
Las zonas rurales de China sufren especialmente escasez de energía y hay escasez de energía para la producción40. Obligados a ganarse la vida, los agricultores recurrieron a cualquier medio para encontrarlo.
La tala de materiales combustibles provoca una tala excesiva, destrucción de la vegetación, aumento de la erosión del suelo y la incapacidad de devolver los tallos de naranja a los campos, creando un círculo ecológico vicioso.
Las bacterias pueden descomponer la biomasa para producir onicomicosis en condiciones de hipoxia. Tiene una alta proporción de hidrógeno a carbono y se estima que cada año se libera a la atmósfera aproximadamente 1r.
El esmalte de uñas libera aproximadamente 427 millones de barriles de petróleo. Este método de descomposición de las bacterias aeróbicas de Shenqing puede descomponer basura, desechos agrícolas u otros desechos.
Este material se convierte en quemaduras de uñas. La dificultad es que el proceso es lento y demasiado sensible a la acidez de la solución. Estudiar la maquinaria química de la quema de uñas
Considerar la bioquímica de la materia orgánica ayudará a sugerir estrategias para superar estos problemas.
Energía solar/Energía solar
Hasta ahora, la forma más importante de utilizar la energía solar en la naturaleza es a través de la fotosíntesis: las plantas utilizan la energía solar para convertir el dióxido de carbono.
Sintetiza compuestos orgánicos (que contienen carbono) con agua y libera oxígeno molecular. Si este proceso pudiera imitarse con éxito en el laboratorio, sería una gran victoria. En la actualidad, aunque se han logrado muchos avances en la investigación de la fotosíntesis, todavía está lejos de alcanzar el objetivo del éxito. Fabricación
Otra contribución destacada en la utilización de la energía solar es el uso de dispositivos electroquímicos para convertir directamente la luz solar en energía eléctrica o energía química.
Cuatro
1994-2012 Prensa electrónica de la revista académica de China. Copyright ki.r
Energía nuclear
Cuando los físicos y químicos trajeron las bombas atómicas al mundo, también proporcionaron energía atómica a la humanidad. Como fuente de energía,
parece interminable. La investigación química abarca todos los aspectos de la producción de energía nuclear, así como la eliminación de residuos radiactivos. Ikai
Al principio, la prospección de depósitos de uranio requería geoquímica. En segundo lugar, se requiere separación química durante todo el ciclo de producción de combustible nuclear.
Para los contenedores que almacenan temporalmente residuos nucleares y necesitan ser reciclados, es necesario estudiar la química de la corrosión en condiciones de fuerte radiación. Esto
Además, nuestras técnicas analíticas deben aumentar considerablemente su sensibilidad para que sea posible detectar nuevos depósitos de uranio y trazas de sustancias nocivas en el medio ambiente.
Monitorear, descubrir posibles problemas y prevenir desastres. Finalmente, no estamos familiarizados con la química relacionada con los accidentes de reactores
Ahora necesitamos ampliar este conocimiento, debemos anticipar que a alta presión (unas 150 atmósferas), alta temperatura (unas
3000K) vapor, fuerte campo de radiación, una vez destruido un dispositivo cerámico, ¿a qué velocidad se escaparán los productos de fisión?
Energía de fusión
En un reactor de fusión, la corrosión en la superficie de la pared interior determina cuántas impurezas se pueden inyectar en el plasma. Esta pared soporta altas temperaturas.
Gradientes de grados, arcos unipolares, daños por neutrones e interacciones violentas ion-superficie. Todos estos se eliminan mediante métodos químicos o físicos.
Excepto la superficie. Los materiales que podían adaptarse a los componentes de los reactores de fusión se probaron primero con materiales refractarios recubiertos. Simulación experimental
El entorno creado por el plasma F tuvo éxito en algunos aspectos a través de los intentos, pero no pudo replicar todo el entorno bajo estudio.
Las reacciones físicas y químicas en la interfaz entre el plasma y los componentes del reactor a altas temperaturas, incluidos algunos efectos sinérgicos, son extremadamente importantes.
Puede proporcionar conocimientos sobre la selección de materiales, lo que sin duda será valioso para aplicaciones prácticas de la energía de fusión.
En cuarto lugar, desarrollar nuevos materiales
Los materiales son uno de los tres pilares de la sociedad moderna. "Los materiales que necesitamos para vivir, comer, beber y vivir cambiarán significativamente en las próximas dos décadas. La química desempeñará un papel cada vez más importante en todas las disciplinas. Porque el progreso requiere que adaptemos nuevos materiales, incluidos los polímeros, para reemplazar los tradicionales o materiales escasos”.
Los polímeros como materiales estructurales
Los polímeros tienen un gran potencial como materiales estructurales. Los materiales de construcción químicos tienen propiedades como impermeabilidad, anticorrosión, peso ligero, alta resistencia, aislamiento acústico y atenuación del sonido.
Aislamiento térmico y fácil elaboración y moldeo. El desarrollo de materiales de construcción químicos tiene un efecto significativo en el ahorro de madera y la reducción del consumo de energía. Los plásticos de ingeniería tienen alta resistencia mecánica, estabilidad dimensional, buenas propiedades autolubricantes y alta eficiencia de procesamiento. Pueden usarse en aviones, fabricación de automóviles, maquinaria e instrumentos.
Relojería, electrónica, textil y otros departamentos. Los materiales compuestos inorgánicos se pueden utilizar en construcción naval, vehículos químicos, etc.
Las propiedades mecánicas de los polímeros se pueden derivar teóricamente a partir de datos moleculares originales, enlaces químicos y el principio de ciruela.
Vamos. La elasticidad de los enlaces poliméricos se puede calcular basándose en las constantes de torsión experimentales de las cadenas medidas utilizando tecnología de enlaces poliméricos, ángulos de enlace y espectroscopia infrarroja.
Sal. En teoría, la resistencia a la tracción del polímero se puede aumentar hasta cinco veces. De hecho, es necesario mejorar las propiedades de los polímeros.
Trabajos de investigación relevantes para desarrollar esta posibilidad.
Nuevos materiales ópticos
Fibras ópticas
Al igual que en la industria electrónica moderna, los pulsos de luz emitidos por fibras ópticas transparentes pueden transmitir información, que es similar a los electrones en los alambres de cobre son exactamente iguales.
Los pulsos pueden transmitir información. Se prepararon fibras estacionales altamente transparentes utilizando un nuevo método de deposición química de vapor (CVD). En principio
La nueva fibra podría, en principio, transportar señales luminosas a través del Pacífico sin necesidad de estaciones repetidoras. Sin embargo, todavía quedan muchos problemas prácticos por resolver.
Interruptores ópticos
Además del desarrollo de nuevos materiales y nuevos procesos para producir fibras ópticas, la química también juega un papel importante en la síntesis de dispositivos ópticos "activos".
Función. Estos dispositivos pueden activar, amplificar y almacenar señales ópticas del mismo modo que los dispositivos basados en silicio pueden procesar señales eléctricas. Ojo
El antiguo dispositivo óptico se basa en aserrar y fundir aluminio. Este último nació de la industria electrónica y tiene muchos materiales.
Cinco
1994-2012 Prensa electrónica de la revista académica de China. Copyright htφ: //www.cnki.r
Tiene extraordinarias propiedades ópticas de moléculas orgánicas, cristales líquidos, polietilenglicol, etc. Ambos son más satisfactorios que el comportamiento óptico en ácido de sierra. Existe
En esta área, existe un gran potencial para aplicaciones prácticas.
Nuevos materiales conductores
Se están descubriendo muchas familias nuevas de sólidos conductores, y sólo los químicos tienen la capacidad de clasificar y controlar estas familias.
Estructura molecular local y características moleculares. Estas familias contienen compuestos tanto inorgánicos como orgánicos.
El polietilenglicol se trata con los químicos adecuados, como el australiano, el chino y el pentafluoruro (lo que los físicos llaman dopantes).
El compuesto tiene un brillo metálico y es más conductor que muchos metales (aún menos que el cobre). anuda esta sustancia.
Los estudios estructurales muestran que su conductividad está relacionada con el control de su estructura molecular (la conductividad de la estructura trans es similar a la de la estructura cis)
Simplemente no - me gusta) . El punto más sorprendente y destacado es que Poly (B) está estructuralmente ajustado () | civil o trans) y es adecuado.
Después del dopaje, su conductividad puede llegar a 1014. La química orgánica tiene ahora la capacidad de combinar la conductividad con los polímeros.
Otras propiedades, como resistencia estructural, termoplasticidad, flexibilidad, etc. Polietileno: se puede incorporar muy rápidamente a semiconductores tipo p.
Como resultado, también se han preparado semiconductores orgánicos y transistores orgánicos. Las propiedades ópticas de los semiconductores orgánicos también pueden orientarse al espectro solar.
Diseño. Por lo tanto, es posible utilizar polímeros para crear células fotovoltaicas orgánicas baratas y convertir la energía solar en electricidad.
Materiales utilizados en condiciones extremas
Muchas tecnologías de suspensión modernas suelen estar limitadas por los materiales de su construcción y no pueden realizar plenamente sus funciones. Los motores a reacción y los coches se pusieron en marcha.
Las máquinas, los reactores nucleares, los generadores magnetohidrodinámicos y los revestimientos protectores de las naves espaciales entran en esta categoría. Investigando nuevos materiales para que puedan soportar temperaturas más elevadas
Las temperaturas tienen una gran importancia económica.
Existen muchas técnicas de síntesis excelentes para producir nuevos materiales refractarios. Los ejemplos incluyen implantación de iones, síntesis de combustión, fusión de suspensiones, epitaxia de haz molecular y deposición química de vapor de plasma. La tecnología láser también ha logrado recientemente grandes éxitos en la síntesis.
Otros materiales funcionales
Materiales biológicos funcionales, materiales aislantes eléctricos, nuevos materiales de embalaje, materiales selladores adhesivos, materiales fotosensibles para impresión, etc. , todos
tienen importancia y valor importantes.
En quinto lugar, bueno para la salud
La química puede hacer importantes contribuciones a la fisiología y la medicina. En los últimos años, los métodos teóricos como la aplicación de la química cuántica y las fuerzas moleculares para explorar los mecanismos de acción de los fármacos y las relaciones estructura-actividad a nivel molecular y electrónico han recibido una atención cada vez mayor. Estos principios
Esta investigación proporciona una base teórica y nuevas ideas para la modificación estructural de sustancias bioactivas naturales o sintéticas y el diseño molecular de fármacos.
Se espera que mediante la combinación de investigación teórica e investigación experimental se abra gradualmente un camino para encontrar nuevos fármacos.
Cada vez se desarrollan técnicas químicas más avanzadas que pueden permitir la exploración de sistemas fisiológicos cuyas funciones y mecanismos no se han entendido hasta ahora.
En muchos casos se puede identificar alguna anomalía bioquímica que provoca la enfermedad sin ningún tratamiento. Esto
Sin embargo, abre una fase de investigación en la búsqueda de agentes terapéuticos eficaces. Ahora es posible aislar trazas y pines de compuestos autoprotectores extremadamente complejos.
Pureza de compuestos bioactivos y elucidación de sus estructuras mediante técnicas espectroscópicas avanzadas. Las técnicas analíticas han evolucionado para permitir la medición.
La secuencia de ácido nucleico de un gen y la estructura de la proteína biológicamente importante obtenida del gen.
Verbos intransitivos para mejorar el medio ambiente
Una de las principales cosas a las que la gente está prestando atención actualmente es el aumento de la población mundial, la creciente densidad de población (urbanización) y la creciente cantidad de de agua doméstica.
En condiciones de mejora continua, proteger y mejorar el medio ambiente gravemente contaminado y esforzarnos por mantener la ecología que nos rodea.
Equilibrio.
Las estrategias efectivas para proteger y mejorar el medio ambiente requieren un conocimiento suficiente y una comprensión profunda de los siguientes temas:
¿Qué contaminación se ha producido en nuestro aire, agua, suelo y alimentos? ¿Cuáles son los potenciales no contaminantes?
¿Sustancia popular?
1994-2012 Prensa electrónica de la revista académica de China. Copyright htφ://www.cnki.r
¿De dónde provienen estas sustancias?
¿Existe alguna forma de controlar estas contaminaciones o reducirlas y controlarlas?
Para responder a estas preguntas, la química es la primera en responder.
Siete. Fortalecimiento de la Defensa Nacional
La seguridad nacional depende de la capacidad de la nación para defenderse y disuadir y prevenir la confrontación armada. En estos aspectos, la química es la primera.
"Xinxue" también juega un papel decisivo.
Materiales estratégicos y materiales de necesidad urgente
Cuando una aplicación es importante para nosotros Cuando una respuesta es decisiva para nuestra defensa nacional, los materiales necesarios se denominan materiales estratégicos. Cuando un uso juega un papel decisivo en nuestra fuerza industrial, los materiales necesarios se denominan materiales urgentes. Una parte importante de la seguridad nacional es identificar suministros estratégicos. y los suministros urgentemente necesarios que pueden verse restringidos o cortados debido a acontecimientos políticos extranjeros y las áreas de investigación básica en la producción de materiales alternativos aumentan nuestras opciones para la investigación en esta área.
Proporcionan un lugar adecuado para la inversión en defensa. Las posibilidades de nuevos sistemas de defensa y armas dependen en gran medida de la invención y el desarrollo de nuevos materiales utilizados para fabricarlos.
Las armas avanzadas tendrán que ser más ligeras, más fuertes y más ligeras que los materiales existentes, más duros y baratos. Los nuevos materiales y la investigación química están inextricablemente vinculados; ambos requieren comprender el comportamiento de los materiales a nivel molecular y sintetizar otros nuevos. >
El procesamiento eficiente de nuevos materiales requiere el desarrollo de técnicas de análisis químico en línea
Vigilancia. e inteligencia
Muchas aplicaciones importantes de los procesos químicos son la prevención o alerta lo más temprano posible en conflictos armados. Por ejemplo: desarrollar sensores para identificar cohetes que emiten humo o fenómenos altamente explosivos utilizando datos de emisiones de neutrones y R; instrumentos y tecnología para el monitoreo anti-E para garantizar que los materiales nucleares sean prevenibles.
Análisis de la dispersión de materiales y control de desechos de incidentes nucleares; desarrollo de un método que pueda identificar trazas químicas específicas producidas por una variedad de materiales; de posibles procesos químicos
relacionados con el ejército. Estas tecnologías claramente tienen sentido en la vigilancia y se producen
El trabajo analítico y de modelado de los estudiantes tiene un fuerte impacto en nuestra postura de defensa para prevenir armas.
Energía nuclear y armas nucleares
Un ejemplo importante es el estudio químico de los elementos transuránicos: Explosivos y combustibles
La síntesis mejorada de combustibles y explosivos para Los propulsores y las municiones son de gran importancia para la seguridad de la defensa nacional de nuestro país.
Las nuevas fronteras de la defensa nacional y las nuevas direcciones de la defensa nacional incluyen el aumento de las siguientes prioridades de investigación: detección precisa, armas de defensa confiables que compitan con otras armas oficiales, Armas de alta tecnología, incluidos los láseres químicos. La química juega un papel importante en estos desarrollos, como las soluciones de detección basadas en espectroscopia, los materiales ligeros a base de polímeros, los recubrimientos y los recubrimientos antiláser.
VIII.
Conclusión
La química es una ciencia central que juega un papel importante a la hora de proporcionar alimentos para toda la humanidad, desarrollar nuevas fuentes de energía, proporcionar ropa y refugio, proporcionar alternativas renovables a materiales cada vez más escasos o escasos, beneficiar la salud y conquistar enfermedades, monitorear y proteger el medio ambiente, mejorar nuestras capacidades de defensa y mantener la seguridad nacional.
La industria química es una industria de muy alta tecnología que se basa en procesos de producción modernos, los equipos más avanzados y las ideas más novedosas. La competitividad del mercado de los productos de la industria química de mi país en el mercado internacional depende principalmente de si puede mantener su posición de liderazgo en la ciencia química. Ninguna otra área de la ciencia básica ofrece inversiones más seguras para el futuro de la nación que la energía química. El progreso de la industria química depende de la fundación, aplicación e investigación del desarrollo de nuevos productos y del cultivo de talentos en la comunidad académica química. Desde la síntesis, la investigación de la estructura y el rendimiento de nuevos compuestos hasta la selección de nuevos fármacos, desde la síntesis de nuevos pesticidas hasta la producción de amoníaco y ácido nítrico para fabricar fertilizantes, desde nuevos compuestos orgánicos para pantallas LCD en calculadoras y relojes hasta el reprocesamiento. de compuestos de uranio para crear nuevos combustibles para la industria de la energía nuclear. Desde la síntesis, la estructura y la investigación del rendimiento de nuevos catalizadores hasta nuevos procesos de ingeniería química, desde la investigación de instrumentos químicos hasta el análisis en línea de la producción de la industria química, etc., todos abarcan el todo el alcance de la disciplina química integral. Aunque el tiempo requerido para la investigación académica es relativamente rápido, y se necesitan varios años desde una invención científica hasta su aplicación práctica, e incluso en algunos casos, la base científica pura en la que se basa la industria avanzada está muy oculta, sin esta base, no habrá no El progreso de la industria química moderna y la civilización social moderna.