工业化学论文范文

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工业化学论文

工业化学论文范文第1篇

化学工程技术支持着化工工业的前进与发展,化学工程技术从理论到实验,再到实践,最后投入生产成品,是必不可少的一个环节。然而,从实验室到工业生产,特别是大规模的生产,需要解决装置的放大问题,其直接影响企业工业生产规模的扩大及经济利益的增加,装置放大可以节省资金,减少不必要的消耗,节省劳动力。但是要考虑到,装置放大过程中,物流的一系列物理过程的相关条件很可能改变,达到的某些指标通常低于实验室的小型技术设备产生的结果。这种起源于放大过程的效应被笼统称为“放大效应”,包含很多已知及未知物理因素的影响。现代化工对于一套装置一年的产量,一般情况下按照目前的工业生产规模可以达到大于或者等于数十万吨,大规模的生产使其面临工程方面的问题,且在指标方面也有所降低,这对于工业而言会造成较大的资金损失。化学工程技术的进步,主要体现在新产品及工艺的不断创造,而这些都需要借助化工工业,除此之外,还需合理的经济和技术。就上述情况而言,凡是关于工业化的东西,一般情况下都归属于化学工程的研究范畴。在日常生活中,化学工程无处不在。如:烟筒排放物中的硫、氮氧化物等有害物质,需要经过严格的处理,才能对外排放,以防污染生态环境。在实验室达到要求后,要在工业规模中实现大量烟气的净化,就必须考虑大规模净化的经济性和可行性,要考虑的问题与实验室研究不同。又如,化工工业生产中,要求以十分纯净的产品为原料,对实验室操作来说,这比较容易达到。对大型生产装置的要求是,消耗低而且经济方面可行,这表明课题存在很大的不同之处。

2化学工程的研究对象及复杂性

化学工程是以物理学、化学和数学为基础,并结合工业经济基本法则,研究化学工业中的物理变化和化学变化过程及其有关机理和设备的共性规律,并将之应用于化工装置的开发、设计、操作、控制、管理、强化以及自动化等过程中,在化工工艺与化工设备之间起着承上启下的桥梁和纽带作用的一门工程技术学科。一般情况下,化学工程的对象的情况较为复杂,具体如下:首先,该过程自身具有一定的复杂特点,包括化学与物理,而且两者经常发生,彼此影响。其次,物系方面较为复杂,流体与固体,或者兼而有之。流体特质变化较大,如有低粘度和高粘度、牛顿型和非牛顿型等。最后,物系流动时边界复杂,由于设备的形状较为多样,而且其在填充物方面的形状也不正常,如催化剂、填料等,使得设备在流动边界方面的设置较为复杂而且在确定方面不准确。

3化工工业的现状及发展

目前从形式上看,现代的化学工业经历了单元操作和传递原理与化学反应这两个发展阶段,正准备走向一个新的阶段。但种类多样、制造过程复杂以及生产产品款式较多,造成排放物复杂、量多及危害大,因此,目前化工工业应重点关注污染问题。与此同时,在加工、贮存、运用或者处理化工产品时应防止操作对环境生态以及人类健康造成危害。在化工生产中应遵循国家可持续发展战略,制定正确的方案。随着我们国家科学技术的快速发展,各行各业进行生产都要接触化学工艺,涉及制药、石油、材料、能源等行业的发展和污染问题,这都是现代化学工业需要面对的问题。目前,我国的化学工业经过了半个世纪的发展,已经形成了门类比较齐全,品种大体配套并基本可以满足国内需要的化学工业体系。2001年全国国有及规模以上非国有企业的石油加工工业和化学工业总产值达到10990.6亿元人民币,占全国工业总产值的9.8%,实现利税747.8亿元,石油和化学工业企业13765个,资产总额13344.2亿元。我国化学工业获得长足进步的同时,环境保护工作也不断得到加强。但是化学工业在实施可持续发展战略过程中,仍存在不少问题和障碍,严重制约着我国化学工业的发展。

4二者的发展探究

综上所述,随着科学技术的发展和化学行业的不断进步,化学专业的研究重点已经从化学过程、设备等单一方面,转向化学行业与其他行业的融合方面,以最大限度地节约资源、能源,实现绿色化学目标,实现可持续发展。应最大限度地发挥化学工程技术对人们生活的巨大作用,探究化学工程技术的热点分析与发展趋势,通过对现有化学工程技术的分析,研究其技术热点,从而经过理论分析,判断未来化学工程技术的发展态势。化学工程技术与化工工业的结合,是化学工艺造福人类的前提,只有两者很好地结合,才可以推动社会进步。由于化学工程往往涉及污染问题,因此应从化学工程技术角度分析,从而最大限度地降低化工技术对环境的影响。

工业化学论文范文第2篇

《石油与天然气化工》(CN:51-1210/TE)是一本有较高学术价值的大型双月刊,自创刊以来,选题新奇而不失报道广度,服务大众而不失理论高度。颇受业界和广大读者的关注和好评。

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工业化学论文范文第3篇

关键词:索尔维制碱法;侯氏制碱法;科学共同体;中国化学共同体;中国化学会

文章编号: 10056629(2012)4007005 中图分类号: G633.8 文献标识码: B

自1840年到1900年间,中国的近代化学跨出了历史性的一步,这一步是由中国学者徐寿、徐建寅父子为代表的仁人志士们跨出的。他们首先系统译出西方近代化学名著,制定化学元素汉译名原则,促成了我国近代化学的系统化;同时,引进分析化学技术手段及其配套的化学仪器设备,促进了用科学实验的方法研究物质的化学变化,初步奠定了近代化学科学发展的实验基础。其次,格致书院及《格致汇编》的创办为培养科技人才和普及化学、物理等科技知识作了有益的探索与尝试。值得提及的还有徐寿父子最早(1874年)在江南制造局药水厂仿造铅室法制硫酸获得成功,开了近代化学工业和民族工业的先河。总之,这历史性的一步,实现了我国由经验化学转变到近代实验化学的跨越,同时使得我国近代化学(尽管是引进的)一开始就与世界近代化学相接轨。

诚然,这一步的意义是重大的,但是离开中国化学与世界化学的全面接轨和近代化学以至现代化学在中国的“本土化”,那还有很长的路要走。以后的历史轨迹表明,中国近现代化学要赶上世界潮流,不能止步于“引进来”,而且更要“走出去”,只有把两者结合起来,中国的化学才能真正融合进世界的化流。从1900到1950年期间,有志于中国科学发展的先辈们一批又一批地走出国门留学,他们中的不少精英学成归国后,为复兴中华科技事业作出了自己不懈的努力。其中富有代表性的人物之一是中国工业化学家、侯氏制碱法创始人侯德榜。

1 中国工业化学家侯德榜的历史性贡献

侯德榜(1890-1974)原名启荣,字致本,于1890年出生于福建省闽侯县坡尾村的一个农民家庭。年少气盛的侯德榜发奋求读,1907年,以优异的成绩毕业于福州英华书院,1909年,毕业于沪皖两省路矿学堂。踏上社会后,曾在津浦铁路充当练习生。1910年,考取清华留美预备学堂,1913年,23岁的侯德榜以特别优秀的成绩完成了预科学业并以公费生资格派往美国留学。

青少年时代的侯德榜正遇上中国近代科技史上的重大变革时期,当时发生3项标志中国真正开始起步迈向现代科学的事件:

(1)1898年,京师大学堂(北京大学的前身)的成立,并于1904年派出第一批留学生分赴西欧各国(共16人)和日本(共30人);

(2)1905年,沿袭千年的科举制度被废止;

(3)1896年到1898年间开始大批派遣学生东渡日本留学。到1907年约有1万名左右中国学生在日本留学。

几年后,留学浪潮蔓延到美国和欧洲。这些早期的留学生,在出国前没有多少机会接触现代科学,到了外国后,绝大多数没有攻读较高的学位。但是,正是这批学生才真正身体力行地开展了引进现代科学的工作,他们全面引进近代科学,并开始步入现代科学领域。他们回国后,很多做了教师,而这些教师的学生们就有机会在出国前接触到一些近现代的科学知识。轮到这些学生们有机会去外国留学时,他们便有能力学习前沿的科学,取得硕士或博士的学位。他们中的代表人物之一侯德榜,就是以此为契机步入了现代科学的殿堂。

侯德榜在8年留学美国期间,先后在麻省理工学院、柏拉图学院和哥伦比亚大学研究院学习或研究。当他到麻省理工学院求学时,放弃了原来学习的铁路工程专业而转入化学工程,决心献身于这门当时正处于方兴未艾的新科学,以便迎头赶上化工技术发展的新潮流。1916年,侯德榜获麻省理工学院化学工程学学士学位,1918年,获柏拉图学院制革化学师文凭,1919年,获哥伦比亚大学硕士学位,1921年,获该校哲学博士学 位。侯德榜8年的留学生涯,可以用“勤奋刻苦、孜孜不倦”来加以概括,它使得侯德榜在化学工程、工艺设计以及机械、电机、建筑工程等领域都成绩斐然、造诣深厚。这为他后来成为一名杰出的化学工程师和作出一系列重要的化学科学创新打下了坚实的基础。

1.1 近代无机化工技术的新潮流

侯德榜学成归国之际,正是近代化学工业兴起之时,他面临的将是人生奋斗目标的选择。从18世纪末到19世纪,以生产“三酸两碱”为基础的近代无机化学工业和以生产染料为先导的近代有机化学工业蓬勃兴起,与此相关的化工技术的发展,成为代表近代化工技术的新潮流。所谓“三酸”(即硫酸、硝酸、盐酸)和“二碱”(即纯碱、烧碱)是化学工业中最基本的化工原料,也直接或间接地作为其他工业的原料。尤其是纯碱(Na2CO3)的产量如同硫酸的产量一样,可作为衡量一个国家化学工业发展程度或水平的标志。

纯碱工业化生产的专利,1791年首先由法国医生兼工业化学家路布兰(Nicolas Leblanc,1742-1806)获得。他以食盐为原料制得了纯碱,是为“路布兰制碱法”;此法共分3步,先使氯化钠与硫酸反应生成硫酸钠:

由于历史原因,路布兰制碱法未能使法国受益,却在资产阶级工业革命最早兴起的英国得到充分的推广与发展,并以此法为核心发展其他无机化学工业,奠定了化学工业的基础。这个方法的成功不仅为工业发展提供批量纯碱,而且获得副产品盐酸,遂使化学产物可以通过人工合成生产,因而对化学与化工的发展以及人类对客观物质世界的认识,都起了重要的作用。

路布兰法制碱曾盛行一时,但此法存在不少缺点,主要是:化学反应的熔融过程在固相中进行,并需要高温,故对设备的腐蚀严重,生产过程中产生的硫化钙作为一种废弃物长期堆积造成环境污染,原料的利用不充分、生产工序复杂以及纯碱质量欠佳等。

鉴于路布兰法存在上述缺点,许多科学家竞相研究其他制碱新方法,其中脱颖而出的是比利时工业化学家索尔维(Ernest Solvay,1838-1922)所提出的“氨碱法”。该法以食盐、氨、二氧化碳为原料制得了碳酸钠,反应分3步进行:

氨碱法使生产实现了连续化,食盐的利用率得到提高、产品质量提增,因而被称为真正的“纯碱”。而其最大的优势还在成本低廉,纯碱的价格大为下降。1867年,索尔维设厂制造的纯碱产品在巴黎世界博览会上获得铜质奖章,此法亦被正式命名为“索尔维法”(又称氨碱法)。

消息传到英国,正在从事路布兰法制碱的英国哈琴森公司抢得先机,取得了两年独享索尔维法的专利。1873年,哈琴森公司改组为卜内门公司,建立了运用索尔维法大规模生产纯碱的工厂,后来,法、德、美等国相继建厂。这些国家发起组织带有垄断性质的“索尔维公会”,规定设计图纸只向会员国公开,对外绝对保守技术秘密。凡有改良或新发现,会员国之间彼此通气,并相约不申请专利,以防泄露。除了技术之外,营业份额和范围也有限制,他们采取分区售货的办法,例如中国市场由英国卜内门公司独占。由于如此严密的垄断组织方式,凡是得不到索尔维公会特许权者,根本无从问津氨碱法生产详情。多少年来,圈外许多国家想要探寻索尔维法奥秘的厂商,无不以失败而告终。

正因如此,我国所需的纯碱几乎都依赖英国进口。第一次世界大战期间,欧亚交通受阻,市场上更是缺乏纯碱,而以纯碱为重要原料的我国众多民族工业(如纺织印染、食品医药、造纸玻璃制皂等)难以生存。面对如此严峻境况,爱国的实业家范旭东(1884-1945,中国民族资本家,早年留学日本,一生以创办民族实业改善民生为己任)于1917年在天津塘沽创办永利碱业公司。他深知要取得成功,必须掌握先进的制碱技术和选用优秀的化工专家。1920年,范旭东委托赴美考察的陈调甫先生实地物色人才。陈设法在纽约寻访到了即将学成归国的侯德榜,陈把索尔维公会的封锁技术、卜内门公司的专横霸道、中国国内兴办制碱工业的重重困难以及范氏求贤若渴的急切心情一一向侯德榜作了介绍。此时的侯德榜已经获悉索尔维公会有关垄断制碱技术的行为,并对此十分反感和愤慨。现在听说祖国内地居然有了一个发展民族制碱工业而献身的机会,他便毅然决定接受永利碱业公司的聘请,于1921年启程回国,1922年就任天津塘沽碱厂的总工程师。

1.2 “侯氏制碱法”的变革创新之路

侯德榜深信,制碱技术决不是洋人的私有财产,凭 借中国人的聪明才智,一定能打破外国的技术垄断。他为自己写下了创办碱厂的座右铭:“勤能补拙”“勤俭立业”。在强烈爱国心激励下,侯德榜凭借自己扎实的学业功底和富有创造力的才智,为尽快揭开索尔维氨碱法的技术秘密而勤奋工作。经过不到两年的艰苦努力,侯德榜终于将索尔维法的各项生产技术要领摸索清楚并付之实施。

1924年8月,塘沽碱厂正式投产并取得成功,用氨碱法生产出了第一批纯碱。但不足之处是产品呈现出暗红色。经化验系铁锈造成。侯德榜设法往碳化塔内放入少量硫化钠,使与铁塔内层作用,在表面结成一层硫化铁保护膜,随之终于生产出雪白亮丽的纯碱。1926年,中国生产的红三角牌纯碱在美国费城举办的万国博览会上获得金质奖章。此后产品不但畅销国内,而且远销日本和东南亚,洋人索尔维公会的垄断被彻底打破了。化工专家侯德榜和实业家范旭东合作,为我国建立起了纯碱制造了这一项基础化学工业功不可没。

令人感叹的还不止于此,侯德榜探索出了索尔维制碱法的奥秘,当时如果他和永利碱业公司以高价出售专利的话,那肯定会赚大钱,发大财。但是令人意外的是范旭东赞成侯德榜撰写一部阐述索尔维制碱法的专著,把氨碱法的奥秘无偿地公诸于世,使工业落后的国家不再仰仗技术大国的鼻息,听从他们的摆布。侯德榜于1931年赴美国进修期间完成了《制碱》书稿(Mannfacture of Soda),1932年,由美国化学会刊印了英文版。该专著把索尔维法制碱工业的理论、技术和美国各大碱厂的内部技术设施一并公布,当时曾轰动了国际化工化学界,并成为美国企业界广泛重视的畅销书,大大提高了中国学者在国际科学技术界的声誉和地位。

面对成功和荣誉,侯德榜没有止步。因为他深知,他现在做的还只是迎头赶上,接下去要做的则是如何超越。他着手进行两方面的工作:一方面拓展以制碱工业为核心的我国基础化学工业,另一方面针对索尔维法的缺点(原料盐利用率低、大量氯化物以废液方式排弃等),试图进行制碱新法的设计。

从1932年起,永利制碱公司着手筹建硫酸(铵)厂――永利宁厂,这就是现在的南京化学工业公司化肥厂的前身。侯德榜担任该公司的总工程师,全权负责该厂的选址与设计。他对各国的产品、部件作了缜密的调查研究,切合自己整体设计的实际需要,择优选购不同国家的部件与设备,并将引进的外国专利结合中国国情作了改革。在侯德榜的主持和组织下,这座规模宏大的设有硫酸、硝酸、合成氨及硫酸铵等分厂的永利宁厂,于抗日战争前夕的1937年2月全部建成,并且一次试车成功投产。

依照原先规划,随着永利宁厂的建成就应该着手准备制碱新法的设计,拟用将原料综合利用的方法以解决和克服索尔维法自身带来的缺点和矛盾。但就在永利宁厂开工不到半年之际,就遭到日本军国主义侵华战火的威胁。由于永利宁厂生产的硝酸等产品和国防军火生产密切相关,所以日本军方多次威逼永利宁厂与其合作。侯德榜和范旭东等表现了中华民族的爱国气节,决心“宁肯给工厂开追悼会,也决不与日军合作”。为保存这个来之不易的民族企业并为抗日战争效力,侯德榜临危受命带领公司技术人员和部分工人,历经千辛万苦把工厂的大部分设备迁往内地。1938年初,侯德榜等一行辗转到达四川,并立即开始在川西五通桥地区筹建永利川厂。由于制碱的主要原料海盐在战时已断绝来源,而当时的自贡井盐需从深井提取卤水,五通桥一带的卤水浓度甚稀,必须先经熬制浓缩方可用作制碱原料。因此造成井盐生产成本大为提高。而这样一来,又与本来食盐利用率偏低、食盐转化率仅达70 %的索尔维法制碱的矛盾更加尖锐。为此必须另找提高食盐利用率的制碱新工艺。此时的侯德榜清醒地意识到:应该变压力为动力,为加快制碱新法设计的步伐,侯德榜再次远涉重洋赴美国纽约,开始构想制碱新法的设计思路。

侯德榜设想将索尔维制碱工业和氮气工业结合起来,同时可生产出纯碱和氯化铵,这样既可以提高食盐原料的综合利用,又可以解决氯化物废液的处理问题。当时探索制碱新法的条件是相当艰难的,试验室设在香港,侯德榜则在美国纽约搜集资料、遥控指挥试验。到1939年底已全部摸清了制碱新法的各项工艺条件。紧接着的扩大试验,分别在当时的上海法租界、美国哥伦比亚大学和四川五通桥永利川厂三地同步进行。经过近3年的实验室试验研究和半工业性的扩大中间试验,并总结出最佳工艺条件,于1941年初确定了制碱新法的整个工艺流程。这样制碱新法研究终于取得成功。新法的要点是:在氨碱法的滤液中加入食盐,使它达到饱和,然后冷却到10 ℃以下,即有氯化铵结晶析出。母液又可重新回到生产中作为氨碱法的制碱原料,循环使用。这样不但使原料食盐得到充分利用,还可生产出化肥氯化铵。诚然制碱新法需要冷冻机,但因操作温度低,设备腐蚀不严重。总之制碱新法的总反应式可归纳为: 制碱工艺上的新突破,在1943年3月16日,永利川厂厂务会议上,决定将新的联合制碱法命名为“侯氏(联合)制碱法”。同时向当时还在美国进行研究的侯德榜致信祝贺。但侯德榜没有满足已有的成功,他认为新法尚未完善,仍需继续改进。经过又一番的努力提高,新的联合制碱法生产在1943年11月永利川厂正式试车成功。新法把食盐利用率提高到98 %以上,节省三分之一的设备及许多辅助原料,还能实现连续化生产,生产能力大为提高。其技术水平已优于索尔维法制碱的技术。1943年12月,在五通桥召开的十一届中国化学会年会上确认了关于“侯氏制碱法”的命名,并迅速得到公认和受到国际化学化工界的重视和关注。侯德榜荣获英国皇家学会、美国化学会和工程师学会等荣誉会员以及美国机械工程学会终身荣誉会员的称号。1943年12月8日,在永利川厂召开的庆祝大会上,范旭东高度评价侯德榜的成就:“永利所以在化工界能够有些许成就,中国化工能够踏上世界舞台,侯先生之贡献,实当首屈一指。”侯德榜以自己不懈的努力,实现了对索尔维制碱法的历史性超越。

2 中国化学共同体的形成及其社会价值

20世纪的上半叶(1900-1950),近现代科学的精神和内容都急速地渗入中国,其主要方式有二类:一类是富有爱国心的莘莘学子留学归国带来科学的新风和行动纲领,另一类是中国科学界的同行们为构建科学共同体所作的努力。这类科学共同体以共同的价值观念和行为规范把科学工作者和群体跟整个社会紧密相连并充分发挥其社会功能。这两类方式的出现,一定程度上标志着中国现代科学的起步。具体反映在化学化工领域,除了上述的以侯德榜为代表的个体和群体的行动和贡献外,那就是中国化学共同体的形成。

所谓“化学共同体”,它是以对于化学研究的共同的价值观念和行为规范作为显著特征的,而增长与扩展确证无误的化学知识并使其转化为生产力,则是化学共同体内科学工作者们追求的一致目标。以1932年8月中国核学会(Chinese Chemical Sociely)创立为契机,中国化学共同体开始逐步形成,其主要标志如下:

2.1 有一定的化学信息交流渠道

化学期刊方面(包括会志与期刊),如有:《理化杂志》、《中华化学工业会会志》、《中国化学会会志》、《化学》、《化学工程》及《化学通讯》等在1932年前后相继创刊。化学论著方面(包括编译与论文、专著),诸如:侯德榜的《制碱》、曹元宇的《中国古代金丹家的设备和方法》、吴宪的《物理生物化学原理》、丁绪贤的《化学史通考》、郑贞义的《化学命名原则》、陈国符的《道藏源流考》等。化学学术活动方面(包括定期和不定期的年会),主要有:中华化学工业会年会、中国化学会年会等。

2.2 有比较一致的行为规范和价值取向

具体反映在中国化学会会志、简章及年会活动宗旨之中。例如,中国化学会宗旨就表明:本组织旨在“联络国内外化学界同仁共图化学在中国之发展及应用”以及“检讨过去、策划未来、宣读论文、砥砺学术、友朋聚晤、游览参观”。就中国化学会建会来说,就是在当时教育部为讨论化学译名、国防化学及化学课程标准等3大问题召开的化学研讨会过程中发起和成立的。来自全国各地曾经留学欧、美、日的化学学者组成的全体发起人都积极参与上述3方面的活动,而在中国化学会成立后则进一步开展这方面的工作。

2.3 有一定的化学组织形式(或化学学术团体)

占重要地位的有中国化学会欧洲支会、中国化学会、中华化学工业会和中国化学工程学会等。还有一定的训练、培育化学人才的模式或机构。作为这方面的代表有:创立中央研究院化学研究所、建立化学基础课教学的实验室(东南大学张子高、王等)、先后成立化学系科(北京大学、厦门大学、南开大学、南京大学、清华大学、四川大学、浙江大学及武汉大学等)。

正是这种相对具体和自主的组织――化学共同体的形成及其发展,开始把中国化学家个体和群体跟整个社会紧密地联系起来并发挥其特有的功能,从而显示出了中国化学共同体的社会价值。这种社会价值概括起来有以下几个方面:

(1)中国化学共同体是一种科学交换系统,它的形成和发展开拓和加强了中国化学家之间以及他们与国际化学家之间的信息交流,从而促进了国民化学知识的增长和中国化学科学的发展过程。全面地认识与评价中国化学共同体的形成与发展,是一条从化学内部之社会因素去考察中国化学发展的分析途径。从中可得出关于中国化学共同体的社会价值所具有的鲜明特色(民族的大众的)。

(2)中国化学共同体以一种需要不断完善的科学奖励系统,推动整个中国化学科学体制的正常运行,这种奖励系统的主要类型有:发表化学家的论文、尊重和承认他们的发现、以化学家名字命名其某项发现(如侯氏制碱法、黄鸣龙还原法等)以及一种特殊形式的尊重――职业上的承认。这种奖励系统实质上是一种建立在价值标准基础之上的利益交换,它既是一种动力机制又是一种制约机构。正是这种奖励系统使得化学共同体内的化学家们在行为规范与价值取向上力求一 致,从而推动整个化学科学体制的正常运行。至于这种体制的具体运行模式究竟如何,需联系中国整个国家的科学体制、乃至整个中国社会文化背景来考察。

(3)中国化学共同体以它的各种组织形式(正式的和非正式的、官方的和民间的)扩散化学信息、培养化学人才,使化学的社会运行得以延续和发展。化学共同体不是一种固定不变的组织形式,它将随着化学科学发展的趋向和社会的增长需要而不断变革与完善。

综上所述,在20世纪50年代以前,随着近现代科学的精神与内容急速地渗入中国,包括现代化学在内的中国现代科学开始起步,在中国社会产生重大的和历史性的影响。但据此就认为,近现代科学在中国已经“本土化”了还为时尚早。总体来说,现代科学的精神和内容渗入的程度还不深、迈进的步子还不大、有不少的领域还举步维艰。这可见于下列各因素:涉足科学的人数仍然不多,涉及科学的层面仍然不广,缺乏坚实的工业基础,难以支持深入的科学研究等。主要原因是连年的战祸(军阀混战、抗日战争和国共内战等),导致不能为科学研究提供一个稳定的社会、政治和经济环境。随着1949年中华人民共和国的建立,以上不利因素才被一一清除。现代科学开始有了飞速发展,终于在中国大地上逐步开始“本土化”。

参考文献:

[1]杨振宁.近代科学进入中国的回顾与前瞻[J].科学,1995,(1).

[2]袁翰青,费礼文.化学重要史实[M].北京:人民教育出版社,1989:464~471.

工业化学论文范文第4篇

量子概念自诞生后,经历了5年的“沉闷”,直到1905年3月,爱因斯坦发表了他的《关于光的产生和转化的一个启发性观点》这篇文章,才逐渐引起了物理学界对“量子”的关注,但这只限于德语国家和地区科学家的关注。1911年10月,在布鲁塞尔举行的第一届索尔维物理学会议使量子理论突破了德语国家和地区的界限,开始走向世界物理学舞台。

一、索尔维物理学会议缘起

恩斯特・索尔维是比利时著名的工业化学家、实业家和社会改革家。1861年,索尔维获得了关于用氨制纯碱的专利。索尔维制碱法的成功促使索尔维成为比利时乃至世界上最富有的人之一。对索尔维的一生来说,财富的追求并不是他的最终目的,晚年的索尔维同瑞典的“炸药大王”诺贝尔一样,扮演了科学资助人的角色。他一生淡薄名利,不奢侈也不看重荣誉。而他的美德和工作态度给后人留下了永久的回忆,尤其是在他资助下召开的索尔维会议,更是令后人永远铭记。索尔维国际物理学会议的召开对促进世界科学事业的发展起了重要作用。每次都邀请当时世界最著名的物理学家,讨论物理学发展重大的关键性问题,如当时著名的相对论和量子论与经典物理的严重不协调问题等。1911年10月29日,索尔维邀请了洛伦兹、普朗克和居里夫人在内的当时世界上杰出的科学家们,在布鲁塞尔大都会饭店举行招待会,第二天举行了正式会议。主持人是荷兰著名物理学家洛伦兹,主题是辐射与量子理论,探讨物理学发展中尚待解决的重大问题。主要的与会人员有能斯特、维恩、爱因斯坦、金斯、郎之万和德布罗意等人。爱因斯坦应邀作闭幕讲话,他利用这个机会表达了他对电磁辐射的量子理论的看法,索尔维会议突破了过去量子力学只在德国得到关注的情形,打破了德语的界限,在法国和英国同样引起了科学家们的关注和兴趣,这对量子力学的进步,乃至物理学的进步都有着重要的意义。

索尔维会议每3年召开一届,由索尔维的基金会提供经费。第1届索尔维会议于1911年在布鲁塞尔召开后,虽然一度被第一次世界大战所打断,但从1921年再行恢复,前17届都在布鲁塞尔举行,第18届会议在美国举行,美籍华裔物理学家杨振宁应邀出席。除了提供会议资助之外,索尔维是一个很像诺贝尔的人,本身既是科学家又是实力雄厚的实业家,大笔积攒的家财大都捐给了科学事业。诺贝尔设立了以自己名字命名的科学奖金,以索尔维命名的奖项也形成了很大的影响。索尔维科学奖是比利时科学研究基金会设立的一项奖励,这是为了纪念他在工业化学方面作出的巨大贡献。每5年颁发一次,授给在人类科学领域中取得杰出成就的科学家。索尔维科学奖的奖金数额为750,000比利时法郎。

二、索尔维物理学会议的影响与量子知识的传播

在洛伦兹的帮助下,索尔维创建了一个有效期30年的基金组织,定名为国际物理学协会,并于1912年5月1日成立。他创办这个协会的目的是激励那些能够扩展和深化自然现象知识的研究,主要涉及物理学和物理化学的进展,以及一些相关的科学问题。无疑,索尔维物理学会议成为20世纪物理学界交流的一个重要平台。一批优秀的物理学家参加索尔维会议,他们“为参加索尔维会议精心准备着计划中的重要议题,并毫无疑义地会精确地阐明各种困难问题,并且提出了解决它们的办法……”;“当各国科学家在这样一个极好的讨论机会共同努力时,就会提供找到处理大数目分子问题途径的极好机会”。可见,20世纪的索尔维会议对物理学的发展有着重要意义,并不断迎接新的挑战和提出解决的方法。

索尔维物理学会议对在世界范围内产生了重大的影响。会后编纂的《辐射理论和量子,在E・索耳未先生赞助下,从1911年10月30日至11月3日再布鲁塞尔会议期间的报告和讨论汇集》是由郎之万和莫里斯・德布罗意编辑的。这是第1届索尔维物理学会议的会议录,于1912年在巴黎以法文出版,1913年又出版了德译本。这本书使“量子概念从四面八方突破了德语世界的边界,而成为一个在法国和英国一样使人感兴趣的问题”。当时在法国科学家中,流行着一种看法,纯粹数学的地位是高于理论物理学的,甚至有人称理论物理学为“应用数学”。法国国内的理论物理教授只有郎之万、布里渊和彭加勒。在索尔维会议之前,法国科学家支持量子论的却只有郎之万一人。在第1届索尔维物理学会议结束后,郎之万一到巴黎就占用了两次会议时间向法国科学院报告了1911年索尔维物理学会议上所提交的全部论文。而彭加勒则在1911年的12月4日(即第1届索尔维会议结束一个月左右),向科学院提交了一篇描述量子论的长篇论文的缩写本;此后,彭加勒又在另一篇文章中指出,量子论“无疑是自牛顿以来自然哲学所经历的最伟大、最深远的革命”。彭加勒的论文引起学术界对量子力学的关注,也有助于量子论在科学界的传播。

在英国,金斯和瑞利勋爵曾从经典物理的观念出发来评判普朗克的辐射理论,J・J・汤姆孙认为,他能根据经典物理学的理论来解释原子的稳定性问题。卢瑟福原子核理论也只是停留在经典理论范围内,虽然他得到了一个很好的实验结果。但卢瑟福还没有认识到量子论对原子问题的重要性,他一直侧重于原子结构的实验研究。值得注意的是,在彭加勒的影响下,英国天体物理学家尼科耳森于1912年6月将量子概念应用于原子结构的研究上。1913年9月,金斯已明确表示支持量子理论。总之,在第1届索尔维物理学会议结束后,量子力学终于引起了科学家的广泛注意。

三、结语――历史的启示

索尔维会议在物理学发展史上具有里程碑的意义。长期以来,索尔维会议一直走在物理学发展的最前端,激励着物理学家攀登科学高峰,也对科学知识的传播起到了重大影响。在第5届和第6届索尔维会议上,量子力学成为会议的讨论焦点,并演变成为以爱因斯坦和玻尔为代表的两派之间的“世纪论战”。“世纪论战”不仅涉及了关于量子力学的基本结构、认识方式和物理图像等根本问题,更重要的是它表现出现代物理学和经典物理学的根本区别。熟悉科学史的人都知道,爱因斯坦喜欢单打独斗,谱写出“过五关、斩六将”的雄壮威武的篇章,而玻尔则创建出一支强大的学派――哥本哈根学派,主导着量子科学的发展的方向。正是有了爱因斯坦与玻尔的长期激烈争论,才大大推动了量子力学的发展。同时,这种辩论也反映科学精神的本质:理性的和批判性的精神。历史发展到现在,我们可以明确的表示:科学的发展既离不开竞争,也离不开科学家之间的合作。首先,科学家要敢于争论,不受旧的理论束缚,敢于向权威提出挑战,这样才能去创造新的观念和新的理论。其次,在科学研究过程中,科学家之间的合作也是非常必要的。没有哥本哈根学派内部科学家的合作,量子力学是不会快速发展的。最后,爱因斯坦和玻尔所表现出来的优良科学品质是值得我们学习的。他们都对物理学的发展做出了重要贡献,虽然一直在争论,但他们都是品德高尚的人,从来没有互相诋毁和攻击,只会把真理辩论得更加清楚。

人们在介绍索尔维时通常提到他的3个名号:工业化学家、实业家和社会改革家。其实,我们还可将索尔维视为一位“科学传播家”。正是索尔维会议,量子知识的传播使量子物理学成为20世纪科学研究的主流,并吸引了大批年轻人不断参加到量子研究之中;而且索尔维会场也一度成为量子理论讨论和交流的一个主要平台。各种量子观点的交锋,不只是使论战双方能将自己的观点和盘托出,而且还将新的观点尽可能加大了传播的范围,进而推动了量子理论与实验研究。因此,我们应该把索尔维看作一位名副其实的科学传播家。索尔维认识到科学技术在推动社会发展上的重要作用,他利用自己的财力和威望,积极资助科学研究活动,这也是他倡议召开索尔维物理学会议和建立基础化学物理研究所的初衷之一。索尔维认为,公众教育的普及可以视为关心全民利益的教育制度的创建,是社会公正原则的先导。

在科技创新驱动经济社会发展的今天,科学技术与经济社会、社会生活之间的关系日益密切。在提倡慈善、奉献爱心的中国,一些实业家是否能学学索尔维,在作慈善的同时,也对科学发展与普及施加一些助推力,在科技史上留下美名,何乐而不为呢?

参考文献:

[1]杨庆余.索尔维物理学会议的起源及其影响[J].大学物理,2004,(2):49-52.

[2]M・H・Patmahck.埃・索尔维诞辰150周年[M].宝娣,译.纯碱工业,1989,(2):59-60.

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[4]魏凤文,申先甲.20世纪物理学史[M].南昌:江西教育出版社,1994:134-141.

[5]中国科学院自然科学史研究所.二十世纪科学技术史[M].北京:科学出版社,1985:49-58.

[6]爱米里奥・赛格雷.从X射线到夸克―近代物理学家和他们的发现[M].夏孝勇,杨庆华,庄重九,杨益庆,译.上海科学技术文献出版社,1984:151-152.

工业化学论文范文第5篇

1926年他在加州理工学院毕业后即去麻省理工学院深造。为了抓紧时间学习,他在去麻省的途中,还进威斯康辛大学暑期学校,选学了“微分方程”和“有机制备”两门课。1928年1月,他在麻省理工学院获硕士学位后,即去俄亥俄纸厂任化学工程师,后任麻省理工学院应用化学研究室助理研究员。

1930年,他在麻省理工学院获博士学位,升为副研究员,并继续在那里做研究工作。当时美国中部一州立大学拟聘他任助理教授,但要求加入美国籍,他拒绝了这一聘请。他只有一个心愿:“我是中国人,学成后为祖国的富强效力。”1931年张洪沅回国后,有人请他去化工厂,希望他成为化工企业家,但他选择了“教育救国”的道路。他认为一个国家要强大,就要有自己的人才,而人才的培养离不开教育,于是他先后在南京中央大学化工系、南开大学任教授。成立学会创办杂志

1929年初,张洪沅在美国麻省理工学院发现该校图书馆内陈列有各国化工期刊,唯独没有中国的期刊。他深受触动,决心要成立一个学会,创办具有一定水平的化工期刊,使中国跻身于国际学术之林。于是他和顾毓珍等一些中国留学生发起成立学会,很快得到我国化工界的热烈支持和赞助。1930年2月“中国化学工程学会”在美国正式成立,理事会由5人组成,他成为第一届理事,并担任会刊委员和名词委员会主席。学会成立后,张洪沅为创办中国《化学工程》杂志,历尽艰辛。1931年回国后继续努力奋斗,几经周折,《化学工程》创刊号终于1934年8月在天津出版。为了便于国际学术交流,扩大刊物的影响,自1935年起《化学工程》用英文刊登文章,开始向国外发行。他的辛勤劳动换来了丰硕成果,刊物得到社会各界的广泛关心、支持,不仅国内稿件丰富,就连法国、德国化工学界的一些专家学者也寄来论文,希望能在中国出版的刊物上发表。纽约市一家经营期刊的书店,曾来函要求给予在国外独家经营的权利,并寄来为介绍《化学工程》所印刷的宣传品。以后国外交换及订阅者日益增多,《化学工程》在国际上产生了引人注目的影响,中国在国际化工界的学术地位也得到了承认和提高。

抗日战争爆发后,刊物由京津移至成都。重庆坚持出版,直到抗战后期,由于多方面的原因被迫停刊。国家非常重视这一刊物,不仅重印了从创刊号到停刊时的各期刊物,而且还将刊名改为《化工学报》继续出版。张洪沅先后担任主编、编委。《化工学报》至今仍是国内外影响较大的学术刊物之一。

张洪沅回国后的第二年,即1932年,参与发起并成立了“中国化学学会”,并担任过该会理事长。新中国成立后,1956年,“中国化学工程学会”和“中国化学学会”合并,并成立了“中国化工学会”,张洪沅为此大为振奋,以更加饱满的热情投身到学会各项工作之中,长期担任化工学会的理事,积极参与全国和地方各级化工学会的组建。例如四川省化工学会的组建工作就倾注了张洪沅先生的大量心血,历任该学会的理事、副理事长、理事长和名誉理事长。张洪沅几十年如一日,热心学会工作,为中国化工学会的发展壮大、交流化工科学技术,为我国化学工业的发展作出了卓越的贡献。

致力科研 重视教育

张洪沅毕生致力于化工科学领域的研究和化工教育的发展,在业界与我国制碱大师侯德榜齐名,素有“北侯南张”之称。早在20世纪50年代赴美留学期间,张洪沅就对接触法制硫酸的反应速率进行了开拓性研究,他在麻省理工学院完成的博士论文《接触法硫酸反应速度的研究》,为接触法硫酸生产设备的合理化奠定了理论基础。这一理论迄今为止仍是制酸界的经典,极大地促进了硫酸生产工业的迅速发展。这项研究成果受到全世界学者的高度重视,罗吉尔(Rogers)在他所著《工业化学手册》(Manualof industry chemistry)一书中对张洪沅的研究成果做了转载,并将其中所得的公式称为“张氏公式”。此后几十年间,仍有不少为国友人来函探讨相关问题。

张洪沅善于组织科技力量,发挥人才专长,不断开拓。他积极创建与化工生产相结合的化工研究机构,进行开拓性的科学实验研究工作。早在南开大学任教期间,他就和张克忠教授一起共同主持南开应用化学研究所的工作,并兼任副所长;在四川大学理学院时,他主持创办了四川大学应用化学研究所;在重庆大学时又创办了应用化学研究室,均由他兼任主任。他先后主持的3个研究机构,在当时极端困难的条件下,实行“科研与生产相结合”的方针,面向社会,为工矿企业服务,为企业分析原料,化验成品,以及对与生产相关的问题进行研究、设计等,对我国橡胶、制盐、制药、制糖、酿造等行业的发展,起了重要作用。在这期间,他研究发表了《由棉籽废油裂解制汽油》、《温度对流体阻力的影响》、《芦苇纸浆》、《大豆乾酪素之提取》等论文,并发表了一些具有指导性的综述性文章,如《相似论在化学工业中的应用》、《化学反应工程学的发展近况》等。中华人民共和国成立以后,他亲自参加和指导了多项科研项目,发表了《气液传质》、《塔设备》、《液一液苹取》、《搅拌》等方面的论文10余篇,尤其对硫酸工业发展做出的重要贡献为国际化工界所公认,在国内化工领域享有“侯碱张酸”之美誉。

发展大学 报效祖国

重庆大学因反对重庆国民政府关于并校的决定于1941年9月初被勒令解散后,是年底,张洪沅受命担任重庆大学整理委员会主任,恢复了重庆大学。

1942年2月他正式出任重庆大学校长。他到任后,首先组织行政会议和校务会议,加强对学校的领导,并在教授、副教授中按一定的比例由教授会选出代表参加校务会议,使一般教授都能发表意见,直接参加学校管理。为了扩充教师队伍,加强各级领导,提高教学质量,他特别注意聘用海内外具有真才实学的专家学者,还聘请了一批有名的教授。与此同时,他对学校校风、纪律进行了整顿,发现学风不正、舞弊现象,坚决加以纠正,明令禁止考试舞弊,对无视校纪者予以开除处分,有后台的学生也不例外,从而扭转了重庆大学校风,开始稳步发展、有步骤地开展科研和教学活动。张洪沅依靠社会,面向生产,从1942年起,先后建立了应用化学研究室和公路工程实验室。应用化学研究室由化学系、化工系共同举办,张洪沅亲兼主任,积极开展社会服务。其宗旨是:“接受社会各界人士关于化工之一切咨询、设计及代为化验等业务,并应社会需要从事生产调查及研究。”为了服务工业生产,该室还为四川自流井富荣试验盐工改进操作,由张洪沅、金锡如、杜长明合作设计制造了真空制盐机,大大提高了工作效率,减轻了工人的劳动强度,取得了可喜的研究成果。

为了改善重庆大学办学的经济条件,提高教学质量,张洪沅和全校师生一道为将重庆大学由省立改为国立进行了不懈的努力。他们多次上书重庆国民政府教育部,据理力争。1942年秋,张洪沅亲自去成都会见当时的四川省政府兼主席张群,进一步阐明改重庆大学为国立的理由,促省政府致函教育部。最后于1943年1月3日获准将重庆大学改为国立,实现了重庆大学师生多年来的愿望,使重庆大学步入了全国高等学府行列,并不断进步发展。

在张洪沅任重庆大学校长期间,学校的规模有很大的发展,由原来的3个学院12个系及2个专修科发展为6个学院20个系,3个研究所和1个专修科,成为西南地区院系比较齐全的有名望的高等学府。张洪沅工作繁忙,但他从不脱离教学、科研工作,一直担任本科学生的教学工作,并兼任化工系主任,还担任研究生导师,培养了一批化学工程研究生。

老骥伏枥 志在千里

张洪沅先生学识渊博、才思敏捷,他编写的各类学术著作对后学多有嘉惠,在国内外均享有较高的学术地位。但张洪沅先生始终坚持学习,不断充实提高自己,常以“学无止境”来激励自己和后辈学人。张洪沅精通英语,熟悉德语、法语。1953年,张洪沅先生已年过五旬,却为了能够直接阅读俄语书刊,毅然由泸州亲自前往重庆,参加重庆大学举办的俄语培训班,回校后继续勤学苦练,直至能够熟练使用俄语阅读、翻译文献资料。1956年,他主持并参加翻译出版了苏联化工专著《干燥作业》,他还参加编著出版了《化工操作原理与设备》。除了完成大量的教学、科研工作外,张洪沅先生十分重视化工教材的建设。1934年与谢明山教授共同主编出版了我国第一本用中文撰写的化学工程教材《化学工程机械》,对化学工程的内容、性质及其所用机械等均作了详细介绍。该书出版后,学界反响强烈,赞誉接踵;1954年主编出版我国第一本用中文编写的《化工原理》教材;1956年与丁绪维、顾毓珍两位教授合著我国第一本高校统编《化学工业过程及设备》教材;1964年,在总结多年教学经验的基础上编写出版的《化学过程及设备教学参考》一书中,张先生对“化工过程及设备”各教学环节的有关教学问题作了较为详细的阐述和讨论,对于一般任课教师,尤其是青年教师的教学,具有很高的参考价值。

十一届三中全会以后,张洪沅先生虽逾七十高龄,仍满怀热情投身于化工科学的研究和高校化工教育的发展。此后十余年中,张洪沅先生一直关心指导着我国化学工程教材的建设工作,担任多种教材主编、主审工作。1979年,他参加全国统编教材《化学工程》的主审工作;其后又负责主审了谭天恩等人所编著的《化工原理教材》,该书在他亲自审稿后交付出版,当年4月全国发行,并与1991年再版。1990年,年近九旬高龄时,他还对原成都科技大学编写的《化工原理设计导论》一书进行了深入细致的审定,提出了不少宝贵的修改意见。

工业化学论文范文第6篇

1965年,台湾科技主管部门在台湾大学设立“化学研究中心”(后更名为“化学研究推动中心”),开启了岛内有组织地从事化学研究、培育化学人才的初始阶段。当时化学研究中心的工作重点是协助岛内各高校设立化学系和化学研究所、培训教师和研究人员、扩充教学和研究设备、举办各种研讨会、吸引海外专家回台湾讲学、补助研究人员出席国际会议等。

到1985年,台湾几乎所有理科类大专院校都成立了化学系,共有13所公私立大学设立了化学研究所,拥有副教授以上化学教学和研究人员300多人,每年约培养50余名化学博士。

1985年,台湾科技主管部门鉴于岛内资源及研究人力有限,长期面临发达国家庞大先进科技的压力,以及岛内发展化学工业对科技的迫切需要,认为若要持续且有效地促进全台湾化学研究活动的快速发展,不论在横向或纵向方面,都要建立积极交流及合作联系,以免导致研究力量的分散及仪器设备的重复投资,希望集结岛内有限化学资源,以团队的力量共同推动化学研究。

为此,台湾科技主管部门召开多次座谈会和协调会,讨论基础化学的研究方向,并调查岛内各学术机构的研究现况、人力及设备,以此作为参考依据,制定出纲领性化学学科规划,选择三项重点研究方向:新合成方法的开发及其在合成化学上的应用;激光在光谱及化学反应研究上的应用;分析方法的发展及分析仪器设计与自动化的研究。然后,主动邀请岛内相关化学研究人员,组成各重点推动小组,拟定出更具体的整合性研究计划,分别为:有机合成-环化反应整合研究,微量分析方法的发展整合研究,激光光谱学及激光化学整合研究,利用资助的“杠杆”加以引导。

两年后,台湾科技主管部门又根据实际计划执行情况及效果,决定以区域性整合计划为主,并配合主持人意愿,制定出新的“几何特异之多环非天然的合成探讨”、“非对称性环化反应”、“海水中微量物质的分析方法”、“激光光谱与光化学”、“气态金属实验室”及“大气化学实验”等整合性研究计划。结果证明,其成效非常好,无论在研究成果的质与量方面皆有大幅度的进展。

到上世纪90年代,台湾已建立以实验为主的基础化学,其研究领域也由最早的理论化学逐渐扩充至天然物化学、合成化学、有机金属化学、无机构造化学、激光化学、微量分析化学、分子模拟及计算化学、清洁工业化学、材料化学、医药化学等新兴学科。台湾科技主管部门1995年修订后的化学学科规划,其重点研究方向增加为:分子模拟与计算化学;超微量分析方法发展;新材料合成与特性研究;生物医药化学的研究;合成化学;激光化学与同步辐射光源的应用。

进入21世纪后,随着科技的快速发展,新兴学科的出现更是层出不穷。台湾科技主管部门2005年再次修订化学学科规划,其重点研究方向包括:先进分析方法与理论化学,含新理论模型建立、新测量方法、纳米物质性质测量、分子结构与活性解析、复杂系统的模拟;先进材料化学,含光电材料、纳米材料、功能性材料、生物材料、表面及自组装材料;环境化学与能源化学,含环境污染监测、新环保制程开发(环保化学)、新能源的利用与开发;生物及医药化学,含新型药物设计、分子设计化学、合成生物物质、蛋白质化学、核酸化学、醣化学、生物无机化学、生物系统的探测(分子辨识)等。

重要化学研究机构

目前,尽管台湾100多所高校中大都设有化学系或化学研究所,但真正能够申请台湾科技主管部门研究计划,开展化学研究的仍属少数。从每年的数量看,依序为台湾大学、新竹清华大学、新竹交通大学、台湾科技大学、成功大学、政治大学、阳明大学、“中央”大学、中兴大学、中山大学、中正大学、台北大学、海洋大学、台北科技大学、云林科技大学、东华大学、宜兰大学、嘉义大学、高雄第一科技大学、高雄应用科技大学、虎尾科技大学、勤益科技大学、高雄海洋科技大学、屏东科技大学等。

台湾中研院化学研究所的在台“复建”,有赖于另一位来自大陆的科学家魏岩寿。他是中国著名微生物学家和应用化学家,毕业于日本京都大学化学工程科,主修化学和微生物学,期间进行了真菌学的研究,回国后就职于国立卫生实验所任研究员,30年代担任中央大农业化学系主任,是中国首位从发酵器械中分离出第一批工业微生物菌种的科学家,也是首位在Science杂志上的中国微生物学家。此后,他致力于用近代生物化学方法研究中国传统发酵食品的制作工艺,曾兼任中国酒精厂总工程师,试验用甘薯生产酒精,通过筛选酵母品种,采用良种纯种酵母发酵,大大提高了发酵效率,成为我国可再生能源生产研究的先驱。40年代,魏岩寿担任国民政府资源委员会酒精工业总工程师,主持在在四川省和云南省创建内江、泸州、昆明酒精厂,保障了抗战时期稀缺的能源供应。

抗战胜利后,魏岩寿奉命赴台接管台北帝国大学,并出任台湾大学工学院院长兼化学工程系主任,同时还在台大农业化学系授课,主讲微生物学,期间曾开展紫色花蜜腺酵母菌的研究,通过在紫外线下观察微生物,成功地鉴定了从植物蜜腺中分离的用肉眼难以区分的红酵母。在上世纪50年代初,他还用较多时间研究过藻类单细胞蛋白,包括绿藻的生长、代谢和培养方法的研究。此外,他还研究过柠檬酸、谷氨酸等的发酵生产和海水中的非硫细菌。1957年,魏岩寿应胡适邀请,担任新成立的中研院化学研究所所长。他主要采用自己在台大教学期间培养的一批助手和学生为班底,包括陈朝栋、林渭川、彭旭明、周大纾等人,初期研究方向以微生物学家和应用化学为主,以后工作领域逐步扩充,在纯化学及应用化学的范畴里奠立起有机、食品、电化学及海洋化学研究的基础。

这一时期,魏岩寿主要开展霉菌和细菌的淀粉酶之联合作用研究,揭示了中国白酒酿造中用粮食制成的酒曲是结合采用了霉菌和细菌的淀粉酶,可以协同地完成淀粉的液化和糖化过程。这一成果不仅从酶学水平总结和提高了传统东方酿造工艺中的复式发酵过程,而且后来被成功地应用于印染工业的退浆工艺中去。

从1959年开始,他主持编纂《应用微生物图谱》,这部著作在中研院化学研究所年报中分15次连续刊登了11年,从中反映出他对各类微生物认识和驾驭的高深造诣,成为工业微生物领域的重要参考书籍。

魏岩寿是迄今为止研究腐乳最系统和深入的科学家。从上世纪20年代后期开始,他就对中国传统发酵豆制品――腐乳进行深入研究,一直延续到60年代后期,他在1968年完成的腐乳研究的《技术总结报告》,从微生物学和生物化学方面进行了深入分析探讨,在当时具有最高水平,直到今天也是有关方面的重要参考资料。这些成就和在他临终那年出版的《高粱酒》一书,表明他对于中国传统发酵技术所具有的深刻理解,也体现着他重视总结提高中华民族的优秀科学遗产,并从中吸取其精华加以发扬光大的责任感。

魏岩寿担任台湾中研院化学研究所所长直到去世的前一年(1972年),除在化学领域从事多方面研究,如进行一些化合物的化学合成、建立了放射性元素钍的微量分析方法、研究从海水中提取铀和制备感光乳剂等外,还为筹划和建设该所付出了许多精力,为台湾培养出一大批优秀化学人才。他的学生于上世纪70年代在美国建立了“魏岩寿教授基金会”,每年在美国新泽西州州立罗特盖尔斯大学定期组织学术活动迄今。

目前,台湾中研院化学研究所仍是岛内化学界的核心,其科研实力也最雄厚,拥有几十种先进的大型试验设备和仪器,如3KW级X光发生器、低能量表面功函数测量仪、原子吸收光谱仪、全自动生物感测系统、CCD单晶X光绕射仪、低温操作系统、光化学电流电位分析仪、高压式扫描式热分析仪、动态光散射光谱仪、元素分析仪、电子顺磁共振光谱仪、荧光半衰期测量系统、傅利叶红外线显微分光仪、气相层析质谱仪、高效能液相层析仪、高解析磁场式质谱仪、液相层析质谱分析系统、液相层析电洒游离法质谱仪、基质辅助激光脱附游离飞行时间质谱仪、停流反应分析仪、原子力扫描显微镜、非线性光学光谱仪、核磁共振频谱仪、粉末X光绕射仪、扫描式电子显微镜、超导量子干涉磁量仪、表面积及孔径分析仪、穿透式电子显微镜、高效能紫外光荧光分析仪、光电子能谱仪及欧杰电子能谱仪等。

该所现任代所长为陶雨台,所内有28位研究人员,包括特聘研究员2人、特聘讲座1人、研究员12人、副研究员8人、助理研究员4人,主要研究领域为:材料化学、催化反应、化学生物学及合成方法,每年发表SCI论文100篇以上。

台湾中研院生物化学研究所于1977年建立,最初设在台湾大学校园内,1995年迁至台北市南港区现址,但仍保留了在台大的部分设施,维持与台湾大学生化科学研究所的合作关系及支持该所研究教学。

工业化学论文范文第7篇

过程装备与控制工程专业在国民经济和社会发展中起着极其重要作用。首先,化工、石油化工、能源、动力是国家的支柱产业,这些行业的发展以工艺过程为先导,以先进的装备和控制技术为保障,而过程装备与控制工程正是这些产业的支柱。我国过程装备与控制工程专业的前身是化工机械专业,成立于二十世纪五十年代初期,基本上参照原苏联的模式。1951年大连工学院首先成立“化学生产机器与设备”专业,1952年天津大学、浙江大学、华东化工学院等先后成立“化学生产机器与设备”专业,简称为“化机”专业。在此后的几十年里,该专业在国民经济中发挥了无可替代的作用,尤其在化工、石油化工、轻工、制药等行业作用尤为明显。该专业主要特点是“化工”和“机械”的交叉与复合。既可以处理化工类的问题,又可以处理机械类的问题,还可以解决化工和机械的综合问题,而后一类问题在过程工业中非常普遍,实现了化工与机械的复合,曾被誉为“万金油”专业。这正是“化机”专业生存以及“化机”专业人才一直受到社会青睐的根本原因。近几年“化机”专业数量迅速扩大,目前我国已有140余所高校设置了该专业。然而,进入20世纪90年代,社会对“化机”专业人才的要求发生了改变。主要是由于过程装备越来越趋向大型化、精细化和自动化,流程参数(如压力、温度、流量等)与过程的进行必须实施精确的自动控制,将“过程”、“装备”与“控制”三个相关学科紧密有机地结合在一起,实现“化-机-电一体化”,这是“化机”专业改革的必然[1]。根据教育部1998年颁布的《普通高等学校本科专业目录》,辽宁工业大学将“化工设备与机械”本科专业正式更名为“过程装备与控制工程”专业。本专业不是一个独立的学科,实际上是将机械工业和控制工程经发展和改造,使之能服务于过程工业。因此,过程装备与控制工程是一个融“过程”、“机械”和“控制”为一体,将“化工”、“机械”和“信息”学科紧密结合而形成的“化—机—电”一体化的多科型、交叉型专业[2]。

二、专业建设的指导思想

过程装备与控制工程专业建设的基本思路是“以过程装备设计为主体,以过程原理与装备控制技术应用为其两翼(简称‘一体两翼’)”的复合型专业[3],培养以工程师为主的应用型人才。专业发展方向:了解工艺过程,熟悉机械基础,突出过程装备及控制。研究内容包括:过程装备设计与制造、高效节能装备的开发、成套装置的开发与设计、成套工程、设备结构及强度理论、过程安全理论技术与装备、流程参数控制理论与技术、粉体理论与技术等。主要服务对象定位能在化工、石油化工、能源、轻工、制药、制冷、动力、环保、生化、食品、机械和劳动安全等行业从事过程装备与控制的设计、研究、运营、技术开发与及管理工作。三、专业建设的主要措施

(一)专业培养目标的定位

参照过程装备与控制工程专业教学指导委员会制订的总体框架,专业的培养目标重新定位为:培养具备化学工程、机械工程、控制工程和管理工程等方面的知识;能在化工、石油、能源、轻工、环保、医药、食品、机械及劳动安全部门从事工程设计、技术开发、生产技术、经营管理以及工程科学研究等方面工作的高级工程技术人才。本专业学生主要学习化学工程、机械工程及控制工程等方面的基础理论,掌握过程装备设计的基本概念、基本理论及基本方法,具备工程师的基本素质,能够运用基本理论研制、开发、制造及生产组织管理等[4]。教学计划体现了“一体两翼”的专业总体构架,实现了化学工程、机械工程和控制工程多学科交叉。

(二)建设高素质专业师资队伍

建立一支高素质、结构合理的师资队伍,是专业建设的关键。目前,该专业已形成一支学历层次高(博士占25%,硕士占75%)、年龄结构和职称结构比较合理(45岁以下占65%、高级职称占75%)、专业素质水平较高的教师队伍[1]。为弥补原“化机”专业教师过程控制方面理论知识的欠缺,我们引进二位博士来做过程控制带头人。

(三)更新教学方法及手段

在教学方法上,采用互动式、启发式教学,讲课突出重点[1]。对容易理解掌握的内容要求学生以自学为主,教师只起督促、答疑质疑和考核作用,让学生自学和教师讲授、指导、解难答疑相结合。促进了学生学习的积极性,使学生获取知识的能力大大增强。在教学手段上,利用先进教学技术,采用多媒体(CAI)和教学模具教学。如过程装备制造、过程设备设计、过程机械和化工原理等课程,使用三维课件加图片资料讲解,增加动态演示效果,看到了只能下厂实习才能看到的设备结构、工作过程,形象生动真实。加深了学生对制造过程、设备结构和工作原理的理解,提高了教学效果。解决了黑板甚至挂图也难以表达的问题。激发了学生学习的兴趣。

(四)调整和优化课程体系

根据辽宁工业大学的实际情况,以培养目标为指导、以知识结构为框架、以培养规格为尺度,进行理论教学与实践教学内容的合理配置。在教育思想上由传授知识转变为能力培养;在课程内容上按照“加强基础、砍掉重复”的原则进行重组,并充分注意各课程的分工、衔接、协调与补充[2]。在教学计划和课程体系方面,以过程装备为主体,以化工过程和过程控制为两翼,具体地说:过程的主体是化工装置,包括化工单元设备及设备成套技术,且必须以工艺技术(化工过程)和过程控制为补充,从而使之成为培养工程型人才的摇篮。贯彻厚基础、宽专业、强能力、高素质的基本原则[2]。结合辽宁工业大学的实际情况,过程装备与控制工程专业课程体系如下:

1.精炼化工方面课程、加重机械方面课程、强化控制方面课程。由于过程装备与控制专业是复合专业,即化机电的集成,它不可能将三个专业方向的课程全部照搬,故根据我校情况,在教学计划中只设置了工业化学及化工原理两门化工方向的课程,将普通化学砍掉;又因为过程装备与控制工程专业是以机械为主体,故在课程设置上格外突出机械方向的课程。如:按传统设置了机械制图、工程力学、机械原理、机械设计、互换性与技术测量、工程材料、过程设备设计和过程机械等;在此基础上添加了过程工业必需的基础课程,我们设置了粉体力学、工程热力学、工程流体力学等课程。此外,为加强过程装备的自动控制,实现机电一体化,我们认为最核心部分是控制原理和控制方法的应用。为此,设置了电子技术基础、机械控制工程基础、PLC技术基础和过程装备控制技术应用等课程,从根本上实现了化机电的复合。

2.加强专业实验,强调工程实践,注重动手能力培养。实验教学是本科教学的重要组成部分,它与理论教学同样重要,对提高学生的综合素质,培养创新精神与实践能力具有重要作用。“过控”专业实验室主要承担“过控”的专业实验,过去大多是化工机械方向的实验,与“过控”专业要求很不相适应。为此对专业实验进行了全面整合,按照过程装备与控制工程专业人才培养目标的要求,坚持“厚基础,重实践”的人才培养思想,补充了过程装备控制项目的实验。实验类型由单一的验证性实验,增加了综合性实验和设计性实验。例如:新增了过程装备与控制多功能综合实验,多容液位控制系统综合实验等。搭建实践教学,科研平台。实验数据采集、测量、控制与数据处理系统大部分实现计算机控制,提高了学生的实践和创新能力。同时,将实验仿真和实际实验结合起来,提高学生学习兴趣、增加学生参与性、扩大学生知识面。目前可为本科生开设20余个实验,供学生自由选择。为学生实践能力、科研能力和综合素质能力的培养提供了实验教学基地,并对教师的科研工作提供了一定的实验支持,同时还可为社会承担科研与开发任务。

3.充实和丰富实习环节内容,实现实习模式的多样性。实习是工科学生完成工程师基本训练极其重要的实践性环节,也是目前高校整个教学过程中的薄弱环节[6]。其内容与实施方式安排的好坏直接影响学生素质与知识面。经多年教学经验,我们感到培养一支具有丰富实践经验的实习指导教师队伍是确保实习质量的关键。因此应该加强专业教师到校外实训的建设,聘任在生产一线工作的具有高级专业技术职称的专业人员来参与实习指导,从而提高实习指导教师的整体实践水平[6]。其次,还要强化实习基地的建设。实习基地包括校内实习基地和校外实习基地。校外实习使学生开阔眼界、增长见识,学到校内无法学到的先进生产技术与科学管理经验。建立校外实习基地必须是互惠互利,这就要求我们必须与企业建立良好的合作关系,为企业无偿或有偿地提供一些技术咨询和科研服务,从而使企业愿意与我们合作,为学生实习奠定基础[6]。即使这样,也不可能一遇到问题就到企业去实践,对于一些简单的或特别复杂的问题,可将过去去校外实习的单一模式改为在校内实习模式。通过仿真软件的训练,提高学生工程意识和动手能力,既经济、方便,又能达到实习目的。校内实习基于计算机、网络、多媒体课件和仿真软件,由人工建造的模拟工厂操作与控制或工业过程设备为工具,用实时运行的动态数字模型代替真实工厂的仿真实习,缓解由于实习经费紧张,造成实践教学质量滑坡的压力,并可以学到校外实习难以学到的知识;在仿真实习中,学生的主动性得到充分发挥,对化工过程,设备性能及控制参数有了更深理解。这种校内校外相结合的实习模式既缓解了实习压力,又丰富了实习内容,受到了学生的欢迎。

4.改革毕业设计(论文)的模式,从单体化工设备为主转向成套装置设计。毕业设计(论文)是学生在校期间的最后一个实践性教学环节,是培养学生综合运用所学知识解决工程技术问题,是完成工程师素质基本训练的一个关键性教学实践活动。根据企业的要求,修订了毕业设计(论文)大纲和毕业设计(论文)指导书,指导教师依据培养目标从工程实际或纵(横)向科研课题选好题目(不设虚拟题目)后,采用双向选择方式。毕业设计(论文)内容以工程设计为主线,计算机为结合点,把机械、化工及控制技术三个学科的知识交叉、渗透、集成,考察和训练学生的综合能力,有利于培养学生对过程装备系统性和大工程概念的理解,改变了原来传统的单体化工设备设计模式[2]。学生在确定自己毕业设计(论文)题目后,采用计算机软件(AUTOCAD、CAXA和Word)绘制工程图样并输入和输出毕业设计(论文)说明书,从中得到了真刀实枪的训练。掌握科学研究的方法和提高处理工程实际问题的能力,使学生从过去单一的独立设计模式转变为部分独立项目与部分协作项目设计模式,培养了学生协同工作能力。扩大了学生的知识面,提高了学生毕业后的就业机会。

5.加强能力培养,以体验为手段,学研互动,让学生在参与中提高创新能力。教学计划有2个创新学分,其目的是帮助学生树立崇尚科学的思想,培养学生创新能力。具体的做法由科研能力较强的教师把自己的科研成果、科研工作体会、工程实践经验传授给学生,把工程案例带进课堂。这些知识的传授必然能够启发学生思维[5]。然后学生自己申报创新实验的题目或参与老师的科研项目,以实验室(实验装置或过程设备拆装)或工厂为平台,以教学模型或实物为道具,让他们在动眼、动脑、动手过程中认识基本结构,了解基本原理、让技术还原[5],从而激发学习兴趣和主动性,获得创新意识和创新能力,从中受到初步的科研训练。最后,学生将成果以专利、发表科技论文、参与教师科研项目和创新实验报告的形式申报,经评审合格获取1~2创新学分。

四、专业建设的成果

工业化学论文范文第8篇

根据香奈儿透露,全世界每30秒就会卖掉一瓶“5号香水”。然而,欧盟消费者安全科学委员会却认为,香奈儿5号可以被取代。他们的研究报告显示,香水中使用的12种成分可能导致人体过敏反应,应该受到严格限制,其中就包括香奈儿5号所用的树苔。

据香料业内人士鲁先生介绍,树苔是一种天然香料,是很好的定香剂,在香料工业中使用比较普遍。但是,它与花粉一样,可能会导致人群中1%~3%的人过敏。

文/中国广播网

中移动国际漫游资费已下调

中国移动从11月1日起,再次下调美国、印度尼西亚、菲律宾、奥地利、瑞典5个方向的国际漫游出访业务资费,平均降幅约52.35%。

据悉,中国移动本次资费调整中,客户使用较多的“拨回中国大陆语音”、“国际漫游被叫”、“漫游数据流量”三项业务资费均有大幅下调。

据中国移动相关负责人介绍,本次资费调整还将5个国家内所有合作运营商的漫游出访业务资费进行了统一,即中国移动客户漫游出访至美国、印度尼西亚、菲律宾、奥地利、瑞典5个国家时,无需再手动选择当地的优惠运营商网络即可享受到优惠资费。 文/新快报

联合国报告:中国科技发展水平

与世界强国差距正在缩小

“‘十一五’期间,中国研发支出以年均20%的速度增长,成为推动亚洲研发支出增长的主要力量。中国的科技发展水平与世界科技强国的差距正在逐渐缩小。”

11月6日,在中国科技会堂的《联合国教科文组织科学报告》中文版如是评价。

联合国教科文组织自然科学助理总干事卡隆基表示,中国确立了到2020年建成创新型国家的目标。近年来,中国政府科技投入的持续增长和“给力”的政策制定令世界瞩目。

《报告》称,全球研发版图加速向多极化转变,欧盟、美国和日本在全球研发总支出所占份额明显呈现下降趋势。其主导地位正受到新兴经济体特别是中国、印度等亚洲国家的挑战。

文/新华社

亚马逊Kindle

最快本月入华

11月9日,国外科技网站的种种证据显示,亚马逊即将在中国大陆推出Kindle系列电子阅读器和平板电脑,最早本月上市。

亚马逊本周四推出的5.3.0版Kindle Paperwhite软件刚刚增加了简体中文的支持。另据科技网站TechWeb报道,部分用户也发现中文版的Kindle用户手册提到了亚马逊中国的域名,包括和。

与此同时,中国国家无线电检测中心网站的信息显示,亚马逊今年已经向该机构提交了4款Kindle设备进行检测。一名亚马逊中国内部人士透露,这些设备最早将于本月登陆中国大陆。另有知情人士称,这些设备目前处于测试阶段。

电子书在中国广受欢迎,很多中国读者通过手机阅读,但是专用电子阅读器占有率不大。Kindle系列进入中国或将给读者新的选择。

文/新浪科技

中国航母将

首次试飞战斗机

11月8日,中国首艘航母的—名设计师称,“辽宁”舰可能最快于本月就能做好首次战斗机起降试飞的准备。

今年9月,“辽宁”舰正式交接入列,10月份完成海试。但到目前为止,它只进行过模拟起降试飞训练,即战斗机仅轻触甲板,并不着陆。

据报道,中船重工701研究所国家航母工程副总设计师吴晓光表示,“辽宁”舰即将进行实战降落测试。媒体援引吴晓光的话说:“还会有些更好的消息告诉国人。”他表示,起降试飞可能会于本月或下个月开始。

北京军事专家李洁说:“只有当‘辽宁’舰成功完成了歼-15舰载战斗机的起降试飞,它才能成为真正意义上的航母,否则只能算是一个海上移动平台。”

文/南华早报(香港)

奶瓶中的双酚A

不必过分恐惧

近年来,双酚A这个名词逐渐被人们所熟知,在婴儿奶瓶等容器中都含有这种化学物质。许多科学论文质疑其安全性,不过在近日的“解读双酚A的迷思”媒体研讨会上,德国拜耳工业化学品产品运营及管理部负责人Gisela Stropp博士称,双酚A对人体产生危害的证据不足,在正常使用条件下,它是安全的,公众不必恐慌。

对于那些仍存有顾虑的消费者而言,Gisela Stropp博士说,做到以下三点可以减少接触双酚A:第一,塑料容器在底部都有循环使用代码,代码为3或者7的,可能是以双酚A为原料生产的;第二,不要把非常烫的,甚至沸腾的液体倒入由双酚A生产的塑料容器内;第三,不要丢弃有划伤的瓶子,因为划伤可能导致细菌增多,双酚A释放增加。 文/记者 吴洣麓

电信、联通将于年底开售iPhone 5

中国电信和中国联通将于年底之前开售苹果iPhone 5,这对提振苹果新一财季的业绩和恢复中国区的市场份额无疑是个利好消息。

中国电信董事长王晓初11月9日在参加中共十的间隙向《华尔街日报》表示,中国电信将于11月底或12月初开始向市场投放苹果公司的iPhone 5手机。中国联通董事长常小兵也对路透社表示,联通有望于今年年底之前开始推出苹果的iPhone 5手机。

iPhone 5年底之前在大陆地区的开售,预计对提升苹果在中国大陆的销售业绩助力颇多。但中国大陆用户对iPhone 5的接受程度目前尚不明晰。

文/财新网

中俄建生态廊道

跨国保护东北虎

11月8日,黑龙江省已经启动了“老爷岭”、“完达山”两处东北虎自然保护区的建设,将把俄罗斯锡霍特山脉的东北虎群与位于中国完达山山脉的东北虎群统一保护起来,保护区内还将搭建3至4条与俄罗斯相连的跨国生态廊道。

据世界自然基金会东北项目办公室虎豹项目协调员张常智介绍,俄罗斯现在有东北虎400多只,无论是密度和数量都远远高于中国。想要恢复中国东北虎种群,成本最低、最有效而简单的方式,就是将俄罗斯的现存种群作为种群来源,保护中俄边境的野生东北虎栖息地、增加有蹄类动物的数量、减少猎套、捕杀等人为干扰。

中国工程院院士马建章在接受记者采访时介绍,黑龙江现有野生东北虎主要分布在完达山东部、老爷岭南部和张广才岭。目前野生东北虎面临的主要问题就是“种族隔离”,只有为野生东北虎建立生态廊道,才能恢复野生东北虎种群。

工业化学论文范文第9篇

一、合成生物学:新千年的科学技术

新的研究格局在世纪之交已经呈现,其中生物科学的地位日益凸显,数十年前还不敢想象的技术现在似乎可以实现。但是,新世纪面临着新挑战。世界人口日益增加,气候变化、粮食和能源需求增加、疾病传播等一系列新的问题随之出现。许多科学家和工程师认为,可以通过合成生物学这一新兴而又具有变革潜力的学科应对新世纪面临的部分挑战。

合成生物学是一门将科学和工程方法相结合进行生物学研究和操控的新兴学科。虽然合成生物学还处在“幼年期”――其核心研究内容主要局限于寻找和提炼可执行具体基因功能或生物化学功能的生物元件,并改善DNA合成和构建的方法――但目标远大。合成生物学家们希望设计并构建人工合成的生物系统,最终用于工业制造、粮食生产,并提高全球健康水平。

一般而言,合成生物学是指运用工程学原理,设计和构建新的生物元器件和系统,并重新设计现有的、天然的生物系统,用于有益目的。它源于生物学及相关领域一个世纪的研究成果,但离不开工程学、计算科学、信息技术等领域的重大突破。

合成生物学具有以下重要特点:(1)它是生物学研究的新颖方法。与传统的生命机制探索方法完全相反,合成生物学注重生产定制化的细胞、有机体和生命体。(2)应用工程学方法生产生命体。合成生物学通常应用工程学原理设计执行特定功能的简化的生物元素。(3)依赖于非等级化的科研和商业化网络。合成生物学向着横向的、全球化的研究方式发展,通过社交网络,它吸引了世界各地的年轻科学家。(4)需要响应社会关切。合成生物学是新兴的学科和技术,需要充分考虑该技术的伦理、法律和社会影响,以及人们对其生物安全、监管和知识产权问题的关切。

二、合成生物学发展战略

1.中国。中国认为合成生物学将带来技术推动的新一轮经济增长,因此努力成为该领域的国际领先者。目前,中国每年对合成生物学的研发投资达到2.6亿元,每年发表合成生物学论文400余篇,约占世界总量的10%,论文被引次数居全球第7。中国已经制订了合成生物学战略路线图,规划了技术、工业应用、医学和农业等方面的中长期目标。未来5年,将建立标准元件数据库,形成设计生物元器件的计算能力;形成化学品和生物材料的模块化设计和生产能力;对可增强植物耐旱性和耐碱性的生物元件进行验证设计。未来10年,将扩大标准元器件数据库,形成设计生物系统的计算能力;商业化生产某些化学品和生物材料;对合成固氮器件进行验证设计。未来20年,将形成生物系统设计、建模和验证一体化平台;商业化生产众多自然化合物、药品、化学品和生物燃料;临床应用生物元件和系统,用于检测、控制和治疗主要疾病;创造人工微生物。

2.英国。英国政府把合成生物学视为非常有商业前景的革命性平台,热切期望在合成生物学领域占据世界领先地位。英国政府决定成立合成生物学领导委员会,促进各领域的讨论与公私合作,由部长和资深业界人士担任联合主席。英国计划开展合成生物学投资如下:公共投资5000万英镑,其中多达650万英镑用于鼓励产业投资;英国工程与自然科学研究理事会投资600万英镑,鼓励大学探索新产品商业化;将合成生物学研发和相关的伦理、法律及社会影响研究的资助整合起来;生物技术与生物科学研究理事会支持16个机构从事5个跨国研究项目;拨款1亿英镑,用于未来3-5年对10万名患者进行全基因组测序。

3.美国。美国很早就是合成生物学领跑者。美国政府每年向合成生物学研究投入约1.4亿美元,其中美国国家科学基金会投入约7200万美元。2008年美国国家科学基金会投入1600万美元资助合成生物学工程研究中心。美国国防部力图将合成生物学提升为一种制造平台,美国能源部也围绕合成生物学启动了一些行动。不过,美国联邦政府还没有制订合成生物学投资或管理的整体规划。本届政府的《国家生物经济蓝图》虽然提到了合成生物学,但没有提出具体的行动计划。2010年,美国总统奥巴马指示总统生物伦理问题研究委员会对合成生物学进行评估,并制定伦理指南,意在使风险最小化的同时实现公共利益最大化。

三、合成生物学带来的机遇

合成生物学会带来新一轮产业发展浪潮。产业界大量投资合成生物学,认为伴随着基因组学和系统生物学的不断进步,合成生物学将通过生物制造给产品和物质开发带来革命性影响。到21世纪头十年的中叶,全球就约有3000家生物技术公司,其中基因合成公司遍及五大洲,每年生产约5万条基因。生物产品在经济上举足轻重。2010年,美国的生物经济(包括转基因作物、生物产品和工业生物技术)产值约为3000多亿美元,超过美国GDP的2% 。据市场研究公司BBC Research估计,2011年合成生物学(包括支撑技术、生物元件及其组合产品)全球市场价值为16亿美元,2016年将达到108亿美元。

企业纷纷投资颇具前景的人工改造的生物产品,包括微生物、植物橡胶、生物基丙烯酸树脂、产于生物废料的绿色化学品、维生素以及用可再生碳水化合物生产的生物柴油。美国安伦捷科技公司副总裁达琳・所罗门认为,合成生物学是产业发展的新一轮浪潮,生物制造将以可持续原料取代传统原料,从而改变所有产品的生产工艺,使全球经济更为可持续。

合成生物学的大规模应用及市场推广要耗费数十年时间,不过DNA测序、计算技术等相关技术的齐头并进会缩短这一进程。专家们预计:未来5年,将会形成数个全球性的合成生物学研究平台;未来10年,合成生物产品产值将达200亿美元,生产细胞以制造大宗化学品和精细化学品将成为常态;未来20-30年,将理性地合成多细胞组织或器官,细胞计算系统将得到广泛应用,新颖的生物制造工艺将被应用于生产非生物产品。

四、合成生物学发展面临的挑战

要充分释放合成生物学的潜力,需要克服技术、监管、知识产权等诸多挑战。

1.技术挑战。发展合成生物学在元件及应用、互操作、度量、量产成本控制、工具及软件等方面面临挑战。在元件及应用方面,开发一大批标准化、模块化、行为可预测、可广泛应用的生物元器件是近在眼前的挑战。尽管有数以千计的生物元件已编目,但可重复且可靠的生物元件并非广泛可用。在互操作方面,合成生物学发展的关键之一是开发出标准化的生物元件,像模块一样可靠地组装,视情调整。为了得到普遍认可和应用,生物器件和系统的每个元件以及数据库、度量单位和可扩充系统在不同尺度和水平上都要兼容。在度量方面,准确度量系统性能是合成生物学面临的迫切挑战,有必要形成能支持多种度量类型的基础设施,而且未来全球统一的度量单位与度量本身一样重要。在量产成本控制方面,经济合算地生产工业化学品需要工程化生产高效微生物株,然而,现在开发含有合成生物元件的可行产品仍是一项艰巨的任务。在工具和软件方面,改进数据收集工具、软件和硬件对于合成生物学发展也很重要。除了可降低合成生物元件成本的自动化工艺外,专业化计算工具(如计算机辅助设计和建模工具)的缺乏也阻碍了合成生物学的发展。

2.监管问题。科学进展往往快于政策制定,同时合成生物学的界限也在不断变化,因此在早期就应关注与合成生物学治理和监管相关的问题。

3.知识产权问题。构建新的生物元件带来了一系列问题:对生物元件的权利是否应私有?如何进行生物元件登记?是否应对其申请专利?不同的知识产权和分享安排如何影响合成生物学的进步与创新?目前各国专利法规定不一。合成生物学在现有或新的知识产权体系下能否蓬勃发展是研究人员关注的一个重大问题。鉴于已经开发的合成生物元件数量巨大,并且企业对商业化产品开发有浓厚的兴趣,解决知识产权问题异常重要。

4.包容问题。合成生物学是交叉性学科,既产生于多个学科,又回馈于这些学科。持续包容对于合成生物学的持续发展十分重要。一方面,要与产业界、监管和政策制定机构交流合作,使技术推动与市场拉动相结合。另一方面,还要使更多的公众参与合成生物学对话,了解其可能存在的内在风险,讨论有关的生物安全和伦理问题。

(作者:贾 伟,中国科学技术信息研究所副研究员,主要研究方向为国外科技政策与发展战略。

刘润生,中国科学技术信息研究所助理研究员,科技参考研究室负责人,主要从事科技战略与政策研究。)

链接:

合成生物学(synthetic biology),最初由Hobom B.于1980年提出来表述基因重组技术,随着分子系统生物学的发展,2000年E. Kool在美国化学年会上重新提出来,2003年国际上定义为基于系统生物学的遗传工程和工程方法的人工生物系统研究。

“合成生物学”更早可追踪到波兰科学家Waclaw Szybalski采用“合成生物学”术语,以及目睹分子生物学进展、限制性内切酶发现等可能导致合成生物体的预测。“系统生物学”则可追踪到贝塔朗菲的“有机生物学”及定义“有机”为“整体或系统”概念,以及阐述采用开放系统论、数学模型与计算机方法研究生物学。

随着计算机、生物信息、基因合成与基因测序等技术的进展,使计算机辅助设计、全基因乃至基因组人工合成成为可能,使生物工程产业化的技术瓶颈可能突破,使生物产业能够进入工程化与设计化的产业发展,导致了有如“系统科学与自动通讯技术”之间的理论研究与技术转化互动,系统科学与生物技术、系统生物学与合成生物学之间的密切互动,也将导致系统生物技术的基础研究向应用开发的转化(转化科学、转化生物学)距离迅速缩短。

工业化学论文范文第10篇

关键词 留日学生;近代;主流科学学科

中图分类号N949 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2015)137-0117-03

清末民初,政府意识到西方发展迅速是依赖于先进的科学技术。决定实行实业救国,派遣官员出国考察实业,参观工厂,引进机械设备。通过考察,政府将发展实业与近代科学技术紧密联系在一起。政府派遣的留学生学习技术和科学知识,成为国内实业发展的技术人才。留日学生见证了日本在实业技术上取得的成功,认为“师日之长技”的必要性,并潜心学习日本先进的

技术。

近代留日学生所学专业涉及范围广泛,在自然科学方面取得了显著的成就,主要体现在以下几个方面。

1 数学方面

清末民初,留学运动带动中国近代自然科学的发展。中国近代数学的发展从此开始。20年代中期以后,大部分数学专业的留学生回国后成为著名数学家和数学教育家,他们硕果累累,为中国近现代数学发展做出重要贡献。

辛亥革命前,中国近代数学界取得成绩者鲜少。如留美的秦汾、郑之蕃、王辅仁。辛亥革命后,大批留日学生学成回国,为数学学科发展做出巨大贡献,取得可喜的成就。1913年,留日学生冯祖荀作为北京大学的数学教授,和秦汾等探索出一套中国现代大学数学系的办学模式,为北京大学数学系的建设做出突出贡献。1917年,北京大学数学系的课程逐步完善,主要课程有:解析几何,微积分,物理与物理实验,化学与化学实验,函数论等。至20年代末,又陆续增设了天文学、高等平面曲线、微分几何、积分方程、集合论、变分法、无穷级数、椭圆函数及椭圆模。在教学方面,冯祖荀擅长分析学方面的研究。他多次在期刊杂志上发表其学术成果。1919年1月在《北京大学月刊》创刊号上发表“以图象研究三次方程之根之性质”的论文。1930年在《自然科学季刊》2卷l期发表了“论模替换式之母”①。曾在北京高师学生组织的《数理杂志》上连载长篇著述微分方程式论,对普及我国早期微分方程起了积极的作用。除此以外,对于学生的科研活动给予帮助和支持。发起统一数学术语命名的数学名词审定活动。我国近代科学是从西方移植过来的,译者不同,翻译也不同,使得这些学术名词不够规范。学术术语的混乱,阻碍了学术交流。经过几年的努力,统一了七千多个数学名词的翻译和界定,推进了学术交流。

在数学分析上,陈建功于1921年在日本发表了《关于无穷乘积的一些定理》的论文,引起国际数学界的极大关注。1928年,他将日本洼田忠彦有关普拉斯级数的求和的结果作了改进。在其导师藤原松三郎的鼓励下,他写的《三角级数论》是世界上最早的关于这方面的专著之一,代表了当时世界最新的成就。之后,陈建功又把拉特马赫有关勒贝格函数的估值问题重新作了修改。他的《直交函数级数的和》、《实函数论》等著作,开创了我国研究拟似共形映照的新领域。陈建功不断进取与创新,在国内外学术刊物上先后发表数学论文60多篇,专著译著9部。他还是数学教育家,他让学生掌握最新文献,接近学科的最前沿。这样的培养方法是行之有效的,为我国培养了很多数学人才。直接受他指导的研究生就有40多位,他们大多成为数学教授,有的称著于世界。陈建功及他的学生,为发展中国的数学研究做出了不朽的贡献。

在微分几何学上,苏步青教授是中国微分几何学派创始人,他在这一领域成就斐然。他在国际上被誉为“东方国度灿烂的数学明星”与“东方第一几何学家”。1928年开始,苏步青在关于仿射微分几何的研究中取得了一系列的成果,发现了仿射铸面、仿射旋转面和某些特殊族的曲面;1932年后,又对射影曲面论、射影曲线论、射影共轭网论进行了深入的研究,取得了一大批优秀成果。此外,他在空间微分几何学、几何外型设计等取得了突出成绩。“苏步青发表学术论文150多篇,出版专著和教材20多部。”①他的研究成果得到国际数学界的认可,推动了现代数学的发展。

这些数学家存在着一些共同的特点。他们都献身于数学教育事业中,为我国数学界培养后继人才。此外,他们不断钻研数学,并将他们研究的最新成果发表于国内外期刊上,供国内外学者学习交流。中国近代数学不仅是从西方引进,而且以最快的速度为国际数学界奉献力量。留学人才所取得的成就大大缩短了中国与西方国家之间的差距。

2 物理学方面

张贻惠毕业于京都帝国大学数理系。回国后,张贻惠受聘于北京高等师范学校,教授物理学、数学、化学等课程。因物理方面师资匮乏,他还在北京大学、农科大学等校任职。张贻惠参与物理系的筹备、规划和创建工作。他为物理系选拔和培养人才、普及科学等方面做了大量工作。他是当时中国高等学校中开设原子物理学第一人。他的课堪称北平各高校物理学教学中高水平、高质量课程。他经常介绍国外最新的物理理论,如爱因斯坦的相对论等,对传播近代先进物理理论做出突出

贡献。

张贻惠为宣传、推动全国度量衡的统一工作做出了不小贡献。20世纪30年代,社会上对度量衡名称的使用非常混乱,中国物理学会提议规范命名及定义。张贻惠撰文阐述了度量衡的由来、发展、历史、统一度量衡的重要意义,“订一较完全之系统。则于实用上,科学研究上将更见整齐划一,无扦格不通之弊矣。”②他的建议对统一度量衡命名起着指导作用;为此获得工程技术界和物理学界的赞同。

3 化学方面

西方化学知识在鸦片战争后开始传入中国,到20世纪20年代,国内化学研究机构如雨后春笋一般的出现了。著名的有中央研究院化学研究所;吴蕴初创办的中华工业化学研究所;北平研究院化学研究所,重点研究无机化学、理论化学和应用化学等。到1932年,全国约有9个化学研究机构。近代化学研究也因此取得了一系列的成果。

在留日学生中,理工科的人数不少。“在这数量众多的理工科生中,一些自然科学专门人才脱颖而出,其中化学化工及和化学化工相关专业并回国的留日学生约30多人”③,中国近现代化学发展的奠基人代表有郭承基、郭和夫、江英彦、罗雄才、苏子蘅、杨秀夫、郑贞文等,而范旭东、李烛尘、张少铭、张新吾等更是推动中国近现代化学工业发展的典范。

郑贞文抱着科学救国的志向,考取了日本东北帝国大学攻读理论化学专业。毕业回国后,他为传播近代化学做出重大贡献。担任商务印书馆理化部编辑,负责化学及其他自然科学图书的编审工作,编译出版了大量的理化书籍。据有关资料统计,“在1935年以前,中国出版了136种化学书籍,其中商务印书馆占61种。商务印书馆出版的化学书籍大部分是由郑贞文担负编辑出版的。”④为了在国内广泛传播近代化学知识,他译介一系列著作介绍化学科学的新进展,如翻译《化学本论》、《化学与量子》等著作。他还编辑化学教科书,以传播化学基础知识。自编或合编了《化学》、《有机化学》、《化学》、《化学变化》、《元素之研究》、《有机化学概要》、《营养化学》等书籍,还编订了元素周期表。他编译的这些教科书,激发了学生的学习兴趣,开拓了学生的知识面。为了近代化科学在我国发展,便于国内学术交流,郑贞文意识到统一化学名词的重要性。他主持编写《化学命名原则》,此原则公布后,我国化学界就有了共同遵循的标准,这五种元素统一称为氢、氧、氮、氟、氯,且一直沿用至今。为统一化学名词做出典范,减少乱用现象,便于加强学术交流。

郑贞文还编纂了一部综合性的工具书《自然科学词典》,该书收录了物理学、化学、天文学、地学等自然科学名词8000余条,书中名词注有外文、插图,附有中外文的索引18种,检索非常方便。该书对于传播普及科学知识,发挥了积极的作用。

4 地质学方面

地质学是中国近展较早也是发展较为成熟的学科,它在二、三十年代更是取得了巨大的成就。

中国近代地层学及大地构造理论方面。1922年,葛利普在地质学会的常会上宣读了论文《论震旦纪》。葛利普先后出版了《中国地层》上、下册,奠定了中国地层学的基础。在葛利普的指导下,中国一批地质学家如李四光、丁文江、章鸿钊等,从1924-1926年对南方震旦系、北方寒武系、南方寒武系、南方奥陶系、鄂西志留系、南方二迭系、贵州广西石炭系、湖南和广西泥盆系等的分层做了大量的调查研究,在我国地层学上取得一系列重大成果。

大地构造理论方面,中国地质学家先后提出了一系列的假说,创造了较为完整的理论,如李四光、丁文江等陆续提出了许多造山运动的专有名词,如怀远运动、淮南运动、昆明运动等。最突出的是李四光创立了地质力学理论,用力学原理研究地壳运动。他还确立新华夏构造体系概念,成功预测了中国存在油田。1929年,李四光发表了《东亚一些构造型式及其对大陆运动问题的意义》一文,阐述了运用力学方法解释东亚大地构造的原理,并提出了构造体系的概念。1939年,编著的《中国地质学》详细论述了他对大地构造理论研究的成果,促进了地质力学的发展。

5 生物学方面

中国近代生物学研究在二、三十年代是一个兴旺发达的学科,取得了极为全面而重要的研究成果。

在植物学方面,20-30年代是中国近代植物学从单纯采集标本向近代植物学各个领域发展的重要阶段。“首先在中国扎根生长起来的是植物分类学。”①1918年后,植物学界就出版了一系列如武昌、广东、广西、江苏、浙江等省区植物名录以及《中国木本植物名录净》。1928年国内陆续出现了许多植物图谱和植物志,如《中国植物图谱》、《中国森林植物志》等。30年代后,罗宗洛等对植物营养生理、细胞生理领域进行研究;丁颖等从事植物生长发育的研究,赵^黄对植物化学方面的研究等等,各个方面都取得了重要进展。国内植物学家不再局限于标本采集,而开始对植物生理本身研究,打破了传统思维的限定,新的观念引导他们探索植物界的奥秘,推进我国植物学的发展。他们在生物学界做出多方面的成就,积极参与国际学术交流。

在动物学方面,董聿茂是我国甲壳动物研究的奠基人之一,也是我国动物学会创始人之一。他毕业于帝国大学大学院,攻读甲壳动物学,获得博士学位。他编著的《东海深海甲壳动物》记录了大量的新物种,为我国深海渔业资源的开发做出贡献,填补了我国深海甲壳动物研究的空白。他主编《浙江动物志》是中国第一套门类较为齐全的地方动物志。为浙江省博物馆事业的创建和发展做出重要贡献。1935年他又与秉志、陈桢等一起创办了我国第一本动物学研究刊物――《中国动物学杂志》,为动物科学研究及学术交流做出了贡献②。他积极投身教育事业,为我国培养了新一代动物学人才。他的学生们为国家动物学领域积极奉献,成为新一代科研和教育的主力军。董聿茂将自己的一生奉献到动物学研究领域和教育生涯中,为祖国的科学事业发展鞠躬尽瘁死而后已。

费鸿年,我国海洋学、生态学、鱼类学的早期研究者之一。费鸿年毕业于日本东京帝国大学动物系。回国后,他曾在北京大学、广东大学、广西大学任教,为广东大学和广西大学创办了生物系。他的研究成果非常丰富,早期代表著作有:《鲇鱼呼吸生理之研究》、《动物生态学》、《动物学纲要》、《晦洋学纲要》等。他参与组织对黄河流域水产资源考察,为开发和研究黄河流域的水产资源奠定了基础。之后,他主持了南海北部底层拖网鱼类资源调查,主编调查报告5册,获得1978年全国科学大会奖。从1965年开始,从事运用数学模型研究水产资源数量变动规律,是中国该领域研究的主要创始人和领军人物。另外,在微生物学和工业微生物学方面也取得了许多有价值的研究成果。

魏鞘偈俏夜近代工业微生物学的开拓者之一。1922年他在京都大学学习化学和微生物学,对真菌学进行研究。他在发酵和生产酒精领域的贡献显著。30年年代,他任国立中央大学农业化学系教授兼系主任,并开始研究我国传统的发酵食品。他兼任中国酒精厂总工程师期间,利用甘薯生产酒精,开创我国可再生能源生产研究的先河。是迄今为止研究腐乳最系统和深入的科学家。从20年代后期开始对腐乳进行研究,长达40年之久。他在《技术总结报告》中详细说明从微生物学和生物化学方面进行了有关腐乳的研究,这对今天的研究仍具参考价值。

30年代,魏鞘俣啻卧谌毡尽斗⒔托会志》上发表他通过紫外线照射观察青霉素、根霉素、酵母菌的研究结果。1953年他发表的《紫色花蜜腺酵母菌之研究》一文,成功地鉴定了从植物蜜腺中分离的红酵母。此外,他还用较多的时间研究“藻类单细胞蛋白、绿藻的生长、代谢和培养方法,并取得了一定的成果。”③他进行了化学研究,建立了放射性元素钍的微量分析方法。在长期的科研和教学过程中,开拓了我国近代工业微生物学的研究,取得丰硕的科研成果,并培养出一大批青年才俊。

我国近代科学蓬勃发展是在20世纪二三十年代。留日学生在学有所成,纷纷回国,致力于祖国科学文化建设的事业中。他们主要通过两种途径奉献力量:一是,他们艰苦的进行科研活动,创新科研成果;二是通过教育,为国家科学事业培养接班人。也正是他们锲而不舍的努力,我国近代科学技术才得以迅速发展,这也是他们爱国民族精神的体现。在科学学科建设中,起初留日学生在社会自然科学方面硕果累累。随着实业救国意识的增强,以及政府奖励实业发展,留日学生也开始向理工类学科迈进。20世纪20-30年代,留日学生在近代自然科学上的成就斐然。从介绍自然科学知识,向自主参与科研成果过渡。他们的研究成果达到国际顶端水平,受到国际科学界的赞同。在创办近代企业方面,留日学生科学救国思想浓厚。他们回国后创办了许多成功的近代民族工业,尤其是在化工、纺织、医药、农业方面。留日学生组建的科学团体在传播近代科学技术,引进先进的生产经验方面有着举足轻重的作用。他们将大量的技术运用到国内实业生产中,将技术化为生产力。不少留日学生回国后纷纷投入到实业创建中。如由留学生发起的中国工业会,传播科学理论,推广先进经验,普及领先的生产技术。这些实业家除了创办工厂,还通过教育培养了新一代技术人才。

参考文献

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[7]山田庆儿.科学と技术の近代[M].东京:朝日新闻社,1982.

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