最近十年，化学有哪些重大突破？
更新: 第一次收到这么多赞，表示这几天的柱子过得很开心哈哈。看了这几天的评论，在这里表达一下几个可能比较受关注的话题。 1. 有很多童鞋表示我说的化学更像是化工的作用。 我所理解的化工，就是化工的工艺设计。包括反应器的设计，适应反应的温度压力加料方式等条件；物料运送包括传质传热，管道流程设计；能量，热量，电力和自动控制等等。他们所需要解决的问题就是，如何将若干个化学反应大规模化，高效的实现反应条件并且解决其中因为质量增加而产生的动力学问题。 而化学呢，是以反应机理为出发点，从精确到化学键的角度来优化反应，基于对物质性质的理解来提供更高的产率，更温和的反应条件，更简单操作和更方便的纯化过程。和化工的出发点不一样，所需知识也不同。 2. 我自己以前做纳米，总觉得发了paper之后内心空虚的不行，后来转行做有机，直到现在做配位化学。难说没有心里落差，以前纳米实验室，管式炉热沉积静电纺丝semtem，仪器加起来不下2千万。后来转了行，买根新柱子都能高兴两天，可是却觉得很踏实，因为知道自己在做什么，为什么这么做，做了有什么用。 本科学化学的时候总想做最不毒的，最environmental friendly的，现在做有机够毒了，还特么做砷，砷都够毒了，还特么做放射性的砷。。真是做得一手好死。 3.这个问题之前排名第一的答案，让我这个化学狗看了情何以堪。他的观点认为化学的发展依靠cpu的发展。 我个人对于搞计算化学的人有很强烈的我反感。以前有个搞计算的小哥跟我说，嗨你看我这里有一个反应，根据计算结果应该产率回很高，这样就有了一个新型的合成方法，是不是很牛b！我说哎哟不错哦，这个屌！于是做了一个月什么都没做成，然后我去找他说，小哥你这个不行啊，我书读得少你不要骗我啊！小哥说，哦你看 这个反应不成功也是有原因的，计算结果里面也表明了他会出现这样的问题。。。 所以我觉得吧，不能因为做计算化学的在电脑前待得时间长，就觉得可以在网上代表所有搞化学的人了吧。 我可以完全不依靠任何理论计算结果，就完成一个独立的科学项目。怎么样我就是不懂数学，可我活好啊～ 同学应该是做计算化学的大神了，小伙伴们有问题可以问他。不过我觉得写回答b格太高了不好。那么多缩略词，谁看得懂你的答案。。说实话大家都是phd了，写点东西让所有人除了自己老板之外都看不懂，很随意嘛。但是不要忘了，scientific writing第一课就是不要用太多缩略词。而且在此声明，我们留学生之间讨论学术问题没有那么多缩略词。和外国人聊学术都是英语，说不清楚了就画画结构式都很正常，很少用缩略词。我们和中国小伙伴聊天都是这样：骚年最近柱子过得怎么样了？带的本科生瓶子洗的干不干净啊，现在还边做NMR边打dota了么？大家没事了用液氮互相泼着玩一下，帮心仪的妹子配点卸甲水啊，偶尔在家里开个酯化反应净化一下空气什么的，借同学的3d打印机给妹子做个mug什么的，小伙伴们的生活还是很有趣的，没有那么高大上啦。 ------------------------------------------------------------ 不请自来。 身为一个化学狗，从来都在各个学科里没什么存在感。看到这个问题，读了排名前几位的答案，含泪决定来这根据自己这么多年在化学领域的经验，把这个问题回答好。 先自我介绍吧。本科985化学系毕业，现在在美帝化学phd在读。 下面含泪讲讲我的化学血泪史。 题主问化学领域的发展。化学领域，不是生物化学，不仅是计算化学，更不是纳米科学。回到初中第一次接触化学，教材上的定义，化学是研究物质的学科。 一个chemist，应当致力于发现物质，了解物质，进一步合成物质。这才是真正的hard core chemistry。 化学界公认的顶级期刊是以下两个：journal of american chemical society, angewandte chemie。浏览一下就会发现，除过交叉学科的突破之外，真正纯化学领域的论文，无非就是说：我们可以更简单，更快，更高产率的合成一种物质。 化学家们存在感不高，因为科学进步往往不会是化学家直接的贡献。科学家们在解释自己的发现多么牛逼的时刻，化学家们在默默的将想法实现。从这个角度想，任何科学，首先需要化学家讲研究对象做出来，再把研究对象从一堆杂质中分离开来，这是科研的基石之一。 如果说数学在一个领域应用的程度，体现了这个领域发展的程度，那么化学在一个领域应用的程度，体现了这个领域离变成现实的距离。并且，化学无法用数学来体现发展程度。对于某一种物质来说，化学家可以想出无数种手段来合成他，并且在动手之前，可能本本不需要任何理论计算对合成做出预测。 That being said,化学家都是务实者。没有废话，没有吹牛，没有那些纷繁复杂的假大空概念理论，也没有那些键盘侠们种种假设讨论。化学家们默默的让人们穿到更舒服的衣服，吃到更好吃的食物，享受更便宜的药，让一切想法的实现变的更简单，让这些复杂如shi的物质变的不再神秘，甚至可以人工复制。 化学家们没法装逼吹牛，we make things and get things done. 这TM才是真正的化学。 下面来说突破。 作为一个基础学科，不与其他学科合作，已经很难再有重大的突破了。数学，物理这些基础学科都面临一样的问题。一个高阶偏微分方程，现在的数学家们并不能比200年前的数学家们解的更好。物理界，爱因斯坦之后不知会有多少年,才能有改变人们世界观的突破。要讨论突破，就离不开交叉学科。说小一点，和我同届毕业的化学生，投身科研的不少，绝大多数我的同学要么投身纳米材料，要么投身生物蛋白，只剩下我一个人还在啃着金属配位这个传统的hardcore chemistry。下面逐一分析各交叉学科。 生物领域。生物研究具有直接性，研究对象可以直接到一个生物体，也可以直接到一个蛋白质，一个核酸分子。而化学具有精确性。精确到一个化学键，一个原子甚至一个电子。 而化学的突破对于生物领域，我认为最会对整个学科发展有推动作用的有以下几个方面。 1. 蛋白质合成。化学手段利用氨基酸合成蛋白质，受成本等的影响，发展受到限制。而从氨基酸出发化学合成蛋白质，很难能够还原蛋白质二级和三级结构，而蛋白的活性往往藏在这里。传统的蛋白合成方法是利用基因技术，培养细胞让其定向表达蛋白。就像是养不同的奶牛产不同的奶。这种方法周期长，所合成的蛋白领域不广没有普适性。人工化学合成蛋白的重大突破可以直接简化人们对蛋白质的了解，从而在生物大分子作用领域激发重大突破。 2. 特定溶液环境的化学反应。细胞里的各个位置，特定的生物环境和化学环境不同，产生的化学反应往往离开特定环境就会失效。而这些化学反应往往与抗癌等生物课题密切相关。对环境可控化学反应的研究，会让人们对生物过程了解的更深刻，更准确。 3. 大分子结构的预测。前面计算化学的仁兄谈到了，不在赘述。 纳米科学领域。纳米领域不断涌现出的新型材料正在一点点的改变这个世界。20nm技术已经让硅电路板做的不能再小，石墨烯等碳基材料有可能会带来计算机科学的革命，但是化学能在其中起什么作用呢。 1.可控纳米材料的合成。纳米材料之所以神奇，是因为其特定尺寸的微结构能将表面性能改善甚至根本改变。化学家的本事，就是可以通过改变合成条件，控制材料的形貌，从而改变性质。我作为一个化学家，来问问做纳米材料的同仁：你们做纳米材料的时候，到底特么知不知道为什么某个条件能长成某个特定形貌？！化学家的介入，或许可以介入一个体系。在对机理充分研究的前提下，可以随心所欲控制条件来控制材料形貌。that's the dream fellows! 2.材料规模化生产。纳米材料牛是牛。前两天上日报的一个答案，讲的是cvd法合成铝电池的突破性研究。好文章也发了，牛逼也吹了，那我来问问你们，cvd法的成本，你们怎么解释。哇哈哈哈cvd的成本可不是偏高哦亲，是特么高的离谱，为什么企业家们没钱投产做规模化，为什么做纳米的找不到企业里的工作，你们想想看啊！这时候就需要化学家来拯救世界了。让反应条件更温和，让产率更高，让周期更短，化学家们让世界更美，也让读纳米的phd们能在工业界找得到工作，迎娶白富美走上人生巅峰。 今天更新到这里，有更多化学问题我们可以继续讨论。纯手机码字，嫌有错别字就别看。