| 章宗穰 |
| (2)开发用于保护公众免受恐怖主义、突发事故、犯罪活动及疾病袭击的新材料和测量器件。这方面的重要目标是开发对病原体、剧毒化学品和隐蔽爆炸物的快速和实用的检测方法及检测器件。化学家和化学工程师在制订面临包括恐怖主义及军事打击在内的突发事件威胁的应对策略时也应发挥独特作用。 (3)在不同时间标度上和各种分子尺寸范围内了解和控制分子间反应进程，并据此设计新的化学反应和生产工艺。在近一二十年内，化学家将应用大规模平行处理阵列进行分子运动的计算机模拟；对单个分子进行研究和调控；应用从超高速电子脉冲到X射线波长范围的光学脉冲，观察化学反应过程中的分子结构及其变化。这一进展将推动化学科学的研究与实际应用。 (4)设计和制造具有预期特性并可在制造前即对其性能进行调控和优化的新物质、新材料和分子器件。 (5)深入了解生命体系的化学特性。了解种类繁多的不同蛋白质、核酸和生物小分子如何组装成具有确定化学功能的复杂系统，明确了解活细胞中各种组份间的化学相互作用。用化学语汇解释生命过程的本质仍是未来时期的最大挑战，对人类思维和记忆活动背后的化学过程的了解则是最令人兴奋的挑战性课题。可以预期，当生物学愈来愈变得像化学时，化学将愈来愈靠近生命科学，二者的界限最终也将变得模糊不清。 (6)开发新药和新的治疗方法，用于目前尚无法治疗的各类疾病。尽管化学家在开发新药方面已取得很大的进展，工程师们也在新材料和药物输运介质的开发方面取得相当进展，但这一领域仍面临巨大的挑战。抗癌药物、抗病毒药物和治疗其他病症的药物的开发将造福人类。 (7)在复杂体系和材料的合成及制造中应用自组装技术。合理设计的化学组份的混合物能自动生成复杂的组合体系，其结构可从纳米尺度至宏观尺度，这一过程与生物组装甚为相似。将这一方法从实验室转移到实用的生产领域，会导致化工过程发生革命性变革。 (8)深入了解包括陆地、海洋、大气层和生物圈在内的地球化学现象的复杂性，以保护地球为人类所提供的可居住家园。这是化学所面临的根本性挑战，也是防止环境恶化的政策得以制订的关键。化学家将据此创造出处理环境污染和应付对地球构成威胁的诸多因素的新方法。 (9)通过能源生产、储存和传输的新途径来开发价格低廉和取之不尽的新能源，探寻真实的可持续发展道路。现时的能源生产和应用方式正消耗着有限的自然资源，同时产生着困扰人类的环境问题。利用不同方法生产的氢气为原料的燃料电池显现出令人兴奋的前景，并形成了令人鼓舞的以氢气为能量来源的氢经济(hydrogen economy)模式。社会和经济的发展将有望摆脱对存量有限的矿物燃料的依赖。 |
| 《科学》2003/05 |
21世纪分子科学的前沿（四）
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