中央国家机关公务员-点钞方法

化学校本课程题目
在21世纪化学对人类作出的巨大贡献是什么？
崔光临


教学目标：1、认识未来化学研究的方向，以及对人类的作用。
2、培养对化学的兴趣，认识到化学的重要性。
教学过程：
化学向其他学科的渗透 趋势在21世纪将会更加明显。更多的化
学工作者会投身到研究生命，研究材料的队伍中去，并在化学与 生物
学、化学与材料的交叉领域大有作为。化学必将为解决基因组工程、
蛋白质组工程中的问题 以及理解大脑的功能和记忆的本质等重大科
学问题做出巨大的贡献。

化学 的发展已经、并将会进一步带动和促进其他相关学科的发
展，同时其他学科的发展和技术的进步会反过来 推动化学本身的不断
前进。从微观看，化学家已经能够研究单分子中的电子过程与能量转
移过程 ，从宏观看，化学家能探讨分子间的作用力和电子的运动。化
学家不但能够描述慢过程，亦能跟踪超快过 程，而这些研究将有助化
学家在更深层次揭示物质的性质及物质变化的规律。化学家还不断地
汲 取数学、物理学和其他学科中发展的新理论和新方法，非线性（即
non-linear 是指输出输入 既不是正比例也不是反比例的情形。如宇
宙形成初的混沌状态。）理论和混沌理论（
混沌理论< br> :是系统从有序
突然变为无序状态的一种演化理论,是对确定性系统中出现的内在

“随机过程”形成的途径、机制的研讨。）等将对多元复杂体系的研
究产生影响。

化学研究的深入，还将带动我国仪器仪表工业发展。因为仪器仪
表既是一个很大的行业 ，也是国家发达与否的标志之一。我国过去曾
忽视对仪器的研制，导致了分析仪器依赖进口的局面。经过 我国科学
界和工业界等的共同努力，2010年我们将看到自己研制、生产的分
析及测试仪器， 如微型气相色谱仪、新型毛细管电泳仪、电化学传感
器，还可能出现多功能组合仪器、智能型色谱等，我 国的仪器仪表工
业将进入一个蓬勃发展的时期。
国民生活质量的提高将得益于。化 学的发展我国人口在21世纪
上半叶将达到16亿，保持我国农业的持续发展是我们面临的艰巨任
务。农业发展的首要问题是保证全民族的食物安全和提高食物品质；
其次是保护并改善农业生态环境， 为农业持续发展奠定基础。化学将
在创制高效肥料和高效农药、特别是与环境友善的生物肥料（生物肥< br>料分以下几种:1.固氮菌肥,是分离土壤中的固氮细菌制成的细菌肥
料.2.根瘤菌肥,是根瘤 菌经过培养制成的细菌肥料.3.磷化菌肥,是
用磷化菌制成的细菌肥料.4.菌根菌肥,是真菌类,寄 生在苗木的根上,
形成菌丝套,包围苗木的细根.）和生物农药（生物农药是指利用生物
活体或 其代谢产物对害虫、病菌、杂草、线虫、鼠类等有害生物进行
防治的一类农药制剂，或者是通过仿生合成 具有特异作用的农药制
剂。关于生物农药的范畴，目前国内外尚无十分准确统一的界定。按

照联合国粮农组织的标准，生物农药一般是天然化合物或遗传基因修
饰剂，主要包括生物化学 农药(信息素、激素、植物调节剂、昆虫生
长调节剂)和微生物农药(真菌、细菌、昆虫病毒、原生动物 ，或经遗
传改造的微生物)两个部分，农用抗生素制剂不包括在内。我国生物
农药按照其成分和 来源可分为微生物活体农药、微生物代谢产物农
药、植物源农药、动物源农药四个部分。按照防治对象可 分为杀虫剂、
杀菌剂、除草剂、杀螨剂、杀鼠剂、植物生长调节剂等。就其利用对
象而言，生物 农药一般分为直接利用生物活体和利用源于生物的生理
活性物质两大类，前者包括细菌、真菌、线虫、病 毒及拮抗微生物等，
后者包括农用抗生素、植物生长调节剂、性信息素、摄食抑制剂、保
幼激素 和源于植物的生理活性物质等。但是，在我国农业生产实际应
用中，生物农药一般主要泛指可以进行大规 模工业化生产的微生物源
农药。）以及开发新型农业生产资料诸方面发挥巨大作用。我国化学
家 还将在克服和治理土地荒漠化、干旱及盐碱地等农业生态系统问题
方面做出应有的贡献。科学家利用各种 最先进的手段，有望揭示光合
系统高效吸能、传能和转能的分子机理及调控，建立反应中心能量转
化的动力学模型和能量高效传递的理论模型，从而达到高效利用光能
为农业增产服务的目的。
21世纪化学将在控制人口数量，克服疾病和提高人的生存质量
等人口与健康诸方面 进一步发挥重大作用。未来的10年中，化学工
作者将会发现和创造更安全和高效的避孕药具。在攻克高 死亡率和高
致残的心脑血管病、肿瘤、高血脂和糖尿病以及艾滋病等疾病的进展

中，化学工作者将不断创制包括基因疗法在内的新药物和新方法。此
外，由于人口高速老龄化，老年病在 21世纪初会成为影响我国人口
生存质量的主要问题之一。化学将会在揭示老年病机理、开发和创制诊断和治疗老年性疾病药物和提高老年人的生活质量方面做出贡献。
相信在21世纪初，我国化学家 和药物化学家在针对肿瘤和神经系统
等重要疾病的创新药物研究中，能发现和优化数个新药候选化合物，
建立具有自主知识产权的新药产业。中医药是我国的宝贵遗产，化学
研究将在揭示中医药的有效 成分、揭示多组分药物的协同作用机理方
面发挥巨大作用，从而加速中医药走向世界，实现产业化，成为 我国
经济的新的增长点。
在化学的支撑下，我国的国民经济将更上一个新的台阶。
化学将会在解决能源这一人类面临的重大问题方面做出贡献。目
前我国的经济持续稳定 增长，使能源开发利用面临需求增大和环境污
染的双重压力。而能源利用效率低，环境污染严重是我国亟 待克服的
重要问题。发展新能源及其储能材料在受到化学家重视的同时，也引
起政府部门的关注 ，科学研究和产业化研究正相伴而行。我国化学家
可望在未来几年里创制和开发出多种新型催化剂，使我 国的煤、天然
气和煤层气的综合优化利用取得优异成绩，从而减缓我国的能源紧张
和环境污染的 压力。21世纪我国核能利用将进一步发展，而化学研
究涉及到核能生产的各个方面，化学工作者必将为 核能的安全利用做
出应有的贡献。此外，化学家在大规模、大功率的光电转换材料方面
的探索研 究将导致太阳能的开发利用。化学家从事的新燃料电池的催

化剂、新电池的研究可能在2 1世纪初出现突破，电动汽车将向实用
化迈出一大步，这将改变人类能源消费的方式，同时提高人类生态 环
境的质量。
展望21世纪我国的材料科学与工业的发展，化学必将发挥关键作用。首先，化学将不断提高基础材料如钢铁、水泥和通用有机高分
子材料及复合材料的质量与性能 ；其次，化学工作者将创造各类新材
料，如电子信息材料、生物医用材料、新型能源材料、生态环境材料
和航天航空材料等，化学工作者将利用各种先进技术，在原子、分子
及分子链尺度上对材料组织 结构进行设计、控制及制造。特别要指出
的是，晶体材料的设计理论和方法研究，是我国化学发展的一个 重要
且富有成效的领域，在21世纪它将会有更大的发展，一些有价值的
具有新功能的晶体和大 尺寸的新型非线性光学晶体、重要激光晶体、
闪烁晶体及铁电陶瓷晶体研究将达到实用和开发水平。另一 方面，我
国是世界稀土资源（周期系ⅢB族中原子序数为21、39和57～71的
17种化学 元素的统称。其中原子序数为57～ 71的15种化学元素又
统称为镧系元素。稀土元素包括钪、钇、 镧、铈、镨、钕、钷、钐、
铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥。通常把镧、铈、镨、钕、钷、
钐、铕称为轻稀土元素；钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇称为
重稀土元素。稀土元素是历史遗留 下来的名称，通常把不溶于水的固
体氧化物叫做土，而在18世纪 ，这17种元素都是很稀少的尚未被
大量发现，因而得名为稀土元素。现已查明，它们并不稀少，特别是
中国的稀土资源十分丰富， 有开采价值的储量占世界第一位。从1794

年芬兰J加多林从瑞典斯德哥尔摩附近的于 特比镇发现钇开始，一直
到1947年美国JA马林斯基从铀的裂变产物中分离出钷，共经历150多年。
已经发现的稀土矿物有250种以上，最重要的有氟碳铈镧矿
[（Ce ，La）FCO3]、独居石[CePO4，Th3（PO4）4]、磷钇石（YPO4）、
黑稀金矿[ (Y，Ce，Ca) (Nb，Ta，Ti)2O6]、硅铍钇矿（Y2FeBe2Si2O10）、
褐 帘石[（Ca，Ce）2(Al，Fe)3Si3O12]、铈硅石[（Ce，Y，Pr）
2Si2O7 ·H2O]。）大国，总储量占世界的80%，产量占世界的70%，
然而其中一大半是以资源或初级产 品方式出口国外，这种局面在未来
的几年中将转变，我国化学家在2010年前将在稀土分离理论和高纯
稀土分离、新型稀土磁学材料、发光材料（物体在紫外线光、太阳光
或普通灯光照射后，该物体 在黑暗的环境中具有一定的发光性能，称
这种物体叫光致发光材料。也有叫长余辉发光材料和蓄能发光材 料。
它们的发光强度和延缓时间的长短与该物体的材质有关。光致发光材
料有多种，长见的有长 磷光荧光体和稀土长余辉荧光体。长磷光荧光
体是用硫化锌与铜制成的荧光体，此种荧光体成本低，但因 硫化物性
质不稳定、易潮解、抗老化性差、余辉延时时间短等缺点。稀土长余
辉荧光体是在铝酸 盐荧光体的基上添加上二价的稀土铕和镝做成的
长余辉荧光体，荧光延时可达十二个小时以上。光致发光 材料无需电
源并可在夜间起到标记作用，它有多种用途，用它可以制成街道路标、
楼房门牌标号 、消防安全标志、广告牌等。使用稀土长余辉荧光体制
成的标记，荧光发光强度高，荧光延时时间长，具 有广阔的应用前途。）

等方面的研究中，取得一批具有国际领先水平、明确应用前景和独 创
性的基础研究成果和具有自主产权的重大关键技术，使我国的资源优
势转化为产业优势。

在世纪之交，展望未来10年化学事业的发展和化学对人类生活
的影响，我 们充满信心，亦倍感兴奋。化学是无限的，化学是至关重
要的，它将帮助我们解决21世纪所面临的一系 列问题，化学将迎来
它的黄金时代！