第1楼2005/12/11
第一,我看到分析化学的地位,越来越重要了。我觉得一门学科的定位是与时俱进的。恩格斯把19世纪的化学定位为原子的科学,因为化学变化是原子的几何位置移动,而原子本身不变的变化。20世纪的化学被定位为分子的科学,因为在这一世纪中化学家合成了二千多万种新分子和化合物。
我在2004年6月18日,查了CAS Reg No 登录的分子数共有6669万个,平均每天增加20000个,其中合成新的有机和无机化合物2345万个,识别的生物分子序列(biosequences)4324万个。识别和创造的分子数之比是2:1。所以我觉得21世纪的化学可以定位为“创造和识别泛分子的科学”。
第2楼2005/12/11
以前我认为化学的核心是合成化学,现在看来化学的核心任务应该有二个:合成化学与广义的分析化学(包括分子识别和序列测定、结构分析、形貌分析。粒度分析和物质成像等)。分析化学的地位已上升到前所未有的高度。化学的主要应用领域也有二个:材料化学与生命化学,此外还有环境化学和能源化学等。
近20年来,国内外产生了淡化化学的思潮。“Chemistry is to a large extent invisible in newspapers, news magazines, TV and radio” (引自《Beyond Molecular Frontier》, p 184,中译本《超越分子前沿》,147页,科学出版社,2004)。不少社会人士认为化学已是一二百年的老科学,提不出重大的奋斗目标和振奋人心的大计划。其实20世纪最伟大的科学工程之一,报刊上广为宣传的“人类基因计划”,实质上是“人类基因的化学测序计划”。这一计划虽是生物学家提出来的,却是分析化学家完成的。但分析化学家非常谦虚,很少在报刊上宣传。
第3楼2005/12/11
现在到了21世纪,平均每天要分析和识别13000多个生物分子序列,这是分析化学家很大很光荣的任务。生命分析化学在后基因组学、蛋白质组学、代谢组学等生命科学的前沿领域中非常重要。我希望化学家、分析化学家要Aggressive,要提出能引起社会重视、领导关注的重大任务、目标和计划来。
我的第二点看法是:有少数人认为化学是一堆白菜,提不出世纪难题来。其实根据上述化学的两大核心任务和两大应用领域,就可提出21世纪化学的四大难题:1)合成化学难题-化学反应和自组装规律、合成方法学、分离理论及方法。2)分析化学难题。3)材料化学难题-广义结构(包括构型、构象、手性、粒子尺度、形状和形貌等)和广义性能(包括物理、化学和功能性质,生物和生理活性等)之间的关系,其中包含纳米尺度和性能关系的特殊规律。4)生命化学难题-生命现象的化学机理。
第4楼2005/12/11
物理化学、理论化学、计算化学要与合成和分析化学密切结合,为解决这四大难题做出重大贡献。
关于分析化学的难题,是我要向分析化学专家请教的问题。从理论层次上,我想分析化学的难题是:原子、分子、泛分子和电磁场(光子)、电场、磁场,超声场、离心重力场、以及其他各种外场相互作用的规律。因为各种分析或识别分子的手段,大部分是依靠物质与场的相互作用来实现的。充分了解这些规律,就可为发现新的分析方法和改进现有分析方法提供基础。另有一大类分析方法是先对样品中的组份进行分离,再加检测的方法,例如各种色谱分析、电泳、质谱分析等。所以分离方法和理论既是合成化学也是分析化学需要解决的问题。
第6楼2005/12/11
第三类是原子、分子和电子束、中子束、离子束、分子束等相互作用,或再外加激光束。其中物质与电子束相互作用的仪器称为电子光学仪器,如透射电镜、扫描电镜、电子探针、电子能谱仪等。物质与中子束相互作用的如中子衍射仪。物质与离子束相互作用的称为离子光学仪器,如无机质谱、有机质谱、生物质谱、同位素质谱、离子探针等。以及各种显微镜,如原子力显微镜[AFM],激光力显微镜[LFM],静电力显微镜[EFM],弹道电子发射显微镜[BEEM],扫描隧道电位仪[STP],扫描离子电导显微镜[AICM],扫描近场光学显微镜[SNOM],光子扫描隧道显微镜[PSTM],扫描探针显微镜[SPM]等。
第四类是利用物质的不同组份在各种填料介质(或再外加电场)中不同的扩散速度进行分离,再分别测定的色谱分析法,如气相、液相色谱、纸上色层、毛细管电泳、薄层扫描色谱、离子色谱等。