世界因化学而精彩

世界因化学而精彩

2011-02-23——记国际化学年首场专题报告会

2月19日，‚国际化学年在中国‛科普活动在中国科技馆启动，国际化学年官方网站正式开通，‚触摸化学，感受魅力‛2011国际化学年全国趣味化学实验设计大赛也同时启动。化学是一门什么样的科学？为什么化学是当代生活和美好未来的重要支柱？在应对21世纪人类共同面临的粮食、能源、环境等诸多挑战中，化学肩负着什么样的责任？在现代社会可持续发展中，化学能起到什么作用？化学的前景怎样？请见《国际化学年专辑》，本期主题：世界因化学而精彩。 2月19日，中国科技馆，著名化学家、中国科学院院士、南京大学教授陈懿饱含热情，做了题为‚化学－让生活更美好‛的国际化学年首场科普报告。化学研究什么？其独特之处在哪里？没有化学，世界将如何？化学的未来会怎样？年近八旬的陈懿院士，在历时2小时10分钟的专题报告中，以轻松、睿智的生花妙语，对这些基本而重大的命题进行了深入浅出的解读，勾勒出一幅化学创造美好生活的绚丽图景。

化学创造了一个新世界

○化学家在100年里合成或分离了近2300万种物质

○化学合成技术登上‚珠穆朗玛峰‛

○原子能领域的6个诺贝尔奖中，有4个化学奖

美国有机化学家、有机合成之父伍德沃德曾经说过，‚在上帝创

造的自然界旁边，化学家又创造了另一个世界‛。关于化学研究，陈懿院士说：‚顾名思义，化学就是研究变化的学问，是在研究物质性质、组成、结构和应用的基础上，控制其朝着人们希望的方向去变化。化学的独特之处，在于创造新的、自然界不存在的物质。‛陈院士给出的数字令人惊叹：1900～2000年的100年间，化学家们合成或分离的化合物从55万种增加到2340万种，成为人类衣食住行、健康和生活的重要支撑。

‚应该说，现在化学家能够创造的物质，已经达到了非常高的水平。‛他以腔肠动物海葵中提取分离出的海葵毒素为例，这种物质的毒性比河豚毒素还要大10倍，异构体数目多达2的71次方个，合成工作极具挑战性。哈佛大学基什（Kishi）教授领导的研究小组经过8年努力，最终于1989年完成了海葵毒素的全合成。这是迄今为止，通过化学合成的最大天然产物分子，被誉为‚化学合成中攀登珠穆朗玛峰的杰作‛。

然而，化学的贡献常常被低估。《自然》杂志曾在2001年出版的一期刊物上指出，化学的形象被其交叉学科的成功所埋没。陈院士举例说，人们通常认为原子能是物理学的贡献，而事实上，在这一领域先后被授予的6个诺贝尔奖中，有4个化学奖、2个物理奖。人们通常认为，C60与碳纳米管的发现只是应用物理或纳米科学的贡献。事实上，正是因为发现了C60结构，斯莫利（Smally）被授予1996年的诺贝尔化学奖。

‚化学——我们的生活，我们的未来‛是‚国际化学年在中国‛

科普活动秉承的理念，主办方希望通过科普活动的举办，向全社会更广泛、更形象地展示化学的作用和魅力。图②为国际化学年在中国‛科普活动启动仪式现场。

没有化学世界难以想象

○合成纤维年产量1500万吨，远超天然纤维

○抗菌药物磺胺的问世，开创了合成药物时代

○奠定现代农业基础的合成氨，也许将出现第四个诺贝尔奖

陈院士深情地说：‚人们的生活已经被合成材料、合成药物、农化产品等‘20世纪最重要的发明’所包围，今天及以后的日子都要靠化学来支撑，没有化学的世界是难以想象的。‛为了让大家对此形成更深刻的认识，他举了几个家喻户晓、不止一次获得诺贝尔奖、在理论和应用方面作出划时代贡献的实例，来说明化学对当今世界的支柱作用。

首先，是促使人类告别天然材料时代、构成现代社会支柱的三大合成材料。在高分子聚合物领域，德国的施陶丁格（H.Staudinger）、齐格勒（K.Ziegler）和意大利的纳塔（ G.Natta）三位科学家，先后因理论及应用方面的研究突破被授予诺贝尔化学奖。在合成纤维领域，由高聚物合成的‚六大纶‛，使人们结束了依赖天然纤维做衣服的日子。目前，世界合成纤维年产量约1500万吨，远超天然纤维产量。合成橡胶是名副其实的战略物资，现在使用的橡胶60%是人工合成。据测算，一家8万吨/年合成橡胶厂的产量，相当于145万亩橡胶园产出的天然胶量。

其次，是结束了人类单纯依靠天然药物历史的合成药物。德国多马科（G.Domagk）发现的抗菌药物——磺胺，治好了英国前首相邱吉尔的肺炎和美国前总统罗斯福之子的细菌感染，从而开创了合成药物的时代，被授予1939年的诺贝尔生理/医学奖。另一种合成药物青霉素，与雷达并列为二战时期英国的两大科学贡献。1946年，成功提取出青霉素的英国人弗洛里（H.W.Florey）和德国的钱恩（E.B.Chai）获诺贝尔生理/医学奖；1964年，用X射线测定出青霉素的结构，推动一系列抗菌素合成的英国人霍奇金（D.Hodgkin）获颁诺贝尔化学奖。

再次，是结束人类完全依靠天然肥料的历史，奠定现代农业基础的合成氨。1909年，德国人哈伯（F.Haber）在600℃、200个大气压下成功合成了氨，被授予1918年的诺贝尔化学奖；1913年，德国博施（C.Bosch）建成世界第一座合成氨工厂并实现商业化，被授予1931年的诺贝尔化学奖；2007年，德国埃特尔（G.Ertl）阐明了合成氨相关表面反应机理，获得当年的诺贝尔化学奖。‚合成氨领域也许还将出现第四个诺贝尔奖，因为它的影响实在是太大了。‛陈院士预测道。

启动仪式上，由中国科学院化学部常委会18位院士提议举行，将面向全国广泛征集趣味化学实验设计方案的‚触摸化学感受魅力‛2011国际化学年全国趣味化学实验设计大赛也正式启动。

应对挑战化学无可替代

○未来养活73亿～107亿人口有赖化学突破

○解决污染问题离不开化学方法和手段

○是最古老的科学，也是最新的科学

陈院士指出，人类社会发展到今天，正日益面临人口增长、能源资源匮乏、环境污染三大挑战，这些问题的解决需要很多部门协同作战，但其方法和手段绝对离不开化学。‚化学已经并正在作出不可替代的重要贡献，在应对21世纪人类共同面临的挑战中依然肩负重任。‛他对此坚信不疑。

据预测，2050年，世界人口总量将由眼下的60亿增长到73亿～107亿，如何养活这么多人？联合国粮农组织就此指出，发展中国家的粮食增产55％来自化肥，今后若干年仍将如此。面对能源与资源的短缺，需要开发煤炭的洁净利用与多联产技术，提高现有原油的采收率和利用率，掌握天然气资源的优化利用技术，同时发展清洁而可再生的新型能源。显然，这些努力能否奏效，在很大程度上依赖化学研究的突破。

对于举世关注的环境污染问题，陈院士强调说：‚不可否认，化学品在生产制备的过程中会产生这样或那样的问题，有的具有毒性，有的污染环境。但是，同时我们也应该问一下，污染产生的原因是什么？污染该如何治理？事实上，化学品导致的环境污染，有很多都是在解决重大社会问题的过程中产生的，而认识到污染问题后的解决过程，仍然要依靠化学方法和手段。‛

为了贴近听众，陈院士坚持走下讲台做报告。他肯定地说：‚迎接发展中的挑战和机遇，化学是无可替代、大有可为的。无可替代，