Ⅰ 如何把成就两个字合成一个
meiy
Ⅱ 人工合成胰岛素的成果
由于生物化学与分子生物学发展史上几个里程碑的工作都是以胰岛素为对象的,不少科学家因此而获得诺贝尔奖。例如,Banting和Best于1921年发现的胰岛素为第一个蛋白质激素,可作为治疗糖尿病的特效药物,因此获得诺贝尔奖。1966年,胰岛素工作发表后,也在国际上引起极大轰动,有上百名著名科学家来信祝贺。英国电视台在黄金时间播出了中国成功合成人工结晶胰岛素的消息,《纽约时报》也用大篇幅报道了这一消息。它被认为是继“两弹一星”之后我国的又一重大科研成果。
Ⅲ 1998年中国十大科技成果之一是合成了氮化镓钠米材料.已知镓(Ga)的原子结构示意图如图,则:(1)Ga的
(1)原子中,因为核外电子数=核内质子数,所以可求x的值为31,故填:31;
(2)元素的化学性质与最外层电子数有关,所以最外层电子数相同的元素化学性质相似;镓(Ga)元素与Al元素最外层电子数相同,所以形成的氧化物与氧化铝的性质相似,故填:①;
(3)镓元素的最外层电子数是3,在化学变化中易失去3个电子,化合价为+3,氯元素的化合价为-1,故其化学式为GaCl3,故填:GaCl3.
Ⅳ 主要成果认识
在充分收集前人研究资料和成果认识的基础上,在专题组全体成员的共同努力下,对陕西秦岭地区主要矿集区的成矿地质背景、典型铅锌、银、铜、金矿床的成矿环境、成矿规律、控矿因素、找矿标志、成矿特征、成矿机制、成矿模式及矿床成因等进行了较全面的研究,对秦岭造山带中高山地区铅锌、银、铜、金矿开展了物探、化探、遥感等综合勘查方法技术试验和有效性评价,建立了综合勘查模型,指出了成矿远景区,圈定了找矿靶区,并对重点找矿靶区实施了工程验证,获得了8个方面的重要进展和显著成果:
1)基于1:5万水系沉积物和1:2.5万沟系次生晕资料,对凤-太、柞-山、勉-略-宁三大矿集区的地球化学特征及其分布规律进行了重新认识、全面总结,开展了化探异常圈定和成图,并提出找矿预测区。
在凤-太矿集区圈定以Au、Ag、Pb、Zn、Cu为主的5个异常带和一个异常区,即苏家沟-老铁厂-黄柏塬异常带、长沟-洞沟异常带、双王-(八卦庙-铜岭沟)-南山异常带、双石铺-铅硐山-苇子坪-太白河狮子坝异常带、西坝-王家塄异常带和文家庄异常区;柞-山矿集区圈出以Au、Cu、Ag、As为主的3个异常带,即北部老林-营盘街-丰北河Au、Ag异常带、中部曹坪-上官坊Au-As异常亚带和马耳峡-穆家庄-元子街-马鹿坪Au-Cu-As异常亚带、南部二台子-板板山-龙王庙异常带; 在勉-略-宁矿集区圈出以Au、Zn、Ag、Cu(Ni、Co)为主的3个异常带,即郭镇-茶店异常带、代家坝-艾叶口异常带和巩家河-雪花太坪-陈家坝异常带。
2)选择凤-太矿集区典型铅锌、金矿床进行了物化探方法试验研究,并对这些物化探方法进行了有效性评价。
对典型铅锌、金矿床的物探方法有效性试验研究表明:①常规充电法适合于埋深200~500m的就矿找矿,应用前提是要求有较好的矿体天然露头或人工揭露见到矿体,应用充电方法在凤-太矿集区进行盲矿体追索效果极佳; ②TEM法有效探测深度可以达到500~700m以下,在圈定异常体的水平投影界线时准确性较高,但对推断异常体深度的误差较大,对含炭质岩层、含金属矿物的岩脉、断层及不同电性界面也会形成异常,对矿体形态判断不利;③可控源音频大地电磁测深(CSAMT)法是电阻率-频率测深,具有探测深度大、快捷、能及时提供视电阻率-频率拟断面图等优点,但也有静态效应、近场效应及场源附加效应,以及所测电阻率参数单一等不利因素增加了解释难度,推断异常体深度的误差较大; ④EH4方法具有较大的探测深度,由于工作频率的限制,深部采样间隔较大,使得该方法也有先天的明显缺陷,在已知矿区的试验结果与地质现象相反,勘查效果不佳。
1:2.5万沟系次生晕测量、1:1万(或1:5000)土壤地球化学测量和大比例尺岩石地球化学测量可有效圈定找矿靶区,评价不同地质体的含矿性。土壤金属活动态测量等化探新方法对于寻找隐伏矿体具有较好的指示性。
3)采用新方法、新技术,完成了凤-太矿集区柴蚂金矿、沈家湾金矿和柞-山矿集区池沟铜矿蚀变矿物的ASD填图试验。
对已知矿区的蚀变矿物填图试验研究认为:①ASD蚀变矿物填图方法是一种简单、快速、低成本的勘查方法,可以在平面上和剖面上判断蚀变类型和矿化分带,为勘探工程部署提供更充分的地质依据; ②ASD仅是对矿物的鉴定,而不能判断矿床成因;③ASD仪器对含羟基矿物的辨别比较准确和快捷,而对硅化和钠长石化的矿物成分难以区分;④开展ASD蚀变矿物填图工作,选择工作对象非常关键。对于与浅成-超浅成中酸性岩浆有关的金属矿床,由于岩浆热液所引起的蚀变带范围一般远大于矿体的范围,并且蚀变带中的矿物组合有一定的空间分布规律性,蚀变矿物填图效果往往比较明显,而对于沉积岩区或与区域变质有关的金属矿床,由于这些矿床在形成过程中不发育或仅发育小规模的蚀变,且蚀变矿物组合的规律性不明显,因此利用ASD仪器开展蚀变矿物填图,判断蚀变类型和矿化分带效果较不明显。
4)开展的大比例尺遥感图像解译指示性强,为找矿选区提供了信息支撑。
通过对凤太地区1:5万和1:1万遥感影像数据的处理和解译,认为:①在秦岭中高山强覆盖地区开展大比例尺遥感影像解译,Aster数据和IKONOS数据均能够满足分辨率方面的要求,采用彩色合成、数据融合等手段进行数据处理,能够有效地增强数据的可分辨程度; ②采用Aster数据的多光谱特性在1:5万层次进行特征矿物蚀变信息的提取较ETM/TM数据具有较高的优越性;③利用Aster数据开展1:5万层次影像解译,遥感信息提取成果及地质解译与已知地质要素吻合程度较高;④利用IKONOS数据开展1:1万层次影像制作,在微观地质单元的解译方面具有明显优势,如对小面积的碳酸盐岩(及其褶皱构造)分布区域以及人类采矿形迹能够达到详细解译的程度,遥感解译与地质吻合程度较高,对于找矿选区可提供指示信息。
5)建立了三大矿集区中典型矿床的成矿模式和找矿模型,提出了秦岭造山带多数金属矿床的“两期/二元成矿控矿”模式。
通过对研究区内典型矿床的地质特征、地球化学特征、成矿规律、矿床成因及最新测试数据的综合分析,建立了凤-太矿集区八方山-二里河铅锌矿床、八卦庙金矿床,柞-山矿集区银洞子银铅多金属矿床、穆家庄铜矿床,勉-略-宁矿集区煎茶岭金矿床、铜厂铜(铁)矿床等典型矿床的成矿模式和找矿模型,并提出找矿标志。区域成矿规律研究发现,秦岭造山带中的多数金属矿床,经历了早期初始富集成矿和后期构造改造就位的成矿过程,从关键控矿因素分析,造山带中的多数矿床具有明显的“两期/二元成矿控矿”规律,即同一区域的矿床既受某一特定构造时期的成矿环境及其成矿建造控制,具有特定的成矿元素组合,同时又受印支期或燕山晚期构造岩浆改造作用控制,多数矿床的最终就位主要受区域晚期造山构造岩浆作用控制。根据这一共性控矿规律,秦岭造山带矿床往往具有变质热液矿床和岩浆热液矿床的基本特征,矿床的富集空间主要为断裂构造、褶皱虚脱部位和印支-燕山期侵入体内外接触带。
6)对山阳池沟铜矿进行了地质学、地球化学、地球物理学、同位素年代学、矿产勘查学及遥感等多学科系统研究,获得了矿床成岩成矿年龄,认为该矿床为斑岩型铜矿。
系统的LA-ICP-MS测年研究表明,Ⅰ号岩体结晶年龄为(146±1)Ma,Ⅱ号岩体年龄为(148±1)Ma,Ⅲ号岩体年龄为(141±1)Ma,Ⅳ号岩体年龄为(144±1)Ma,V号岩体年龄为(140±1)Ma,Ⅵ号岩体年龄为(146±1)Ma,池沟小岩体形成于140~148Ma。该矿床辉钼矿Re -Os测年显示,矿石的形成时代为148Ma,与岩体的形成时代一致,表明岩体的侵入与矿化存在时、空和成因联系,矿床属斑岩型铜矿床。
7)初步建立了秦岭中高山地区Pb、Zn、Ag、Cu、Au矿床快速勘查评价技术方法组合体系和隐伏矿床的综合勘查模型。
快速勘查评价技术方法组合为:①预查选区阶段,主要方法组合为综合研究+水系沉积物测量+激电剖面+地质地化剖面; ②普查阶段,主要方法组合为地质填图+沟系次生晕加密+高精度磁测+TEM/CSAMT +工程控制; ③详查阶段,主要方法组合为地质填图+大功率激电+井中/井地充电+工程控制。以上方法组合依据不同的矿种、矿床类型和成矿环境等有所区别,但地质和综合研究工作贯穿于所有方法的整个应用过程中。
综合勘查模型为:地质、物探、化探、遥感综合研究确定找矿远景区→TEM、激电和或CSAMT物探方法与化探沟系次生晕加密确定勘查靶位→钻探、坑探或槽探发现矿体→坑道或钻孔充电确定矿体走向和延伸,指导探矿工程布设→系统勘查,控制矿体,圈定估算资源量。
8)找矿勘查验证取得重大进展和发现。
通过成矿理论预测选区,依据综合勘查模型选择投入有效的找矿方法组合,实施工程验证,新获得铅锌332+333+3341资源量28.7×104t,铜332+333+3341资源量20×104t,实现了产学研密切结合推动地质找矿突破的重要目标。
在秦岭造山带风-太矿集区取得了铅锌矿找矿重要成果,在白杨沟、东塘子铅锌矿区深部找矿取得了良好效果,白杨沟铅锌矿新增铅锌332+333+3341资源量4.3×104t,东塘子铅锌矿新增铅锌332+333+3341资源量24.4×104t。
在柞-山矿集区取得了斑岩铜矿重大发现,勘查发现了山阳池沟斑岩型铜矿。该矿床主要由池沟隐伏钼矿化带、Ⅰ号铜钼矿化带、付桑沟矽卡岩铜矿化带和Ⅳ号铜矿化带组成。综合研究认为,铜矿化与石英闪长岩关系密切,在已控制岩体和围岩中黄铁矿化和黄铜矿化发育。初步预测硫化物富集于Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ号岩体中。岩体形态复杂,产状陡立,Ⅳ号岩体尚未控制到根部,判断岩体沿东西方向侵入。通过地表和深部工程,池沟铜矿预获铜333+3341资源量14.7×104t。
在勉-略-宁矿集区取得了铜矿勘查重大进展,在铜厂矿床西延部位勘查发现了徐家沟铜矿床。地表目前共圈出3条铜矿化蚀变带,根据工程控制程度,现已在Ⅰ号矿化蚀变带中圈定出11个铜矿体,Ⅱ号矿化蚀变带中初步圈定出2个铜矿体,预获铜332+333+3341资源量5.4×104t。另在徐家沟铜矿外围圈定两个找矿预测区:徐家沟南矿带和黄泥梁矿带,预测这两个成矿带远景资源量在(10~15)×104t间。
Ⅳ QQ飞车和成果三级宝石的进来,求合成宝石的秘籍!
其实合成宝石大多是要靠运气,说什么100%成功根本不可能,在每天22点以后内合成可能合成的几容率会大一点,本人的3级宝石是在23点左右和成功的,毕竟这些要看人品,再有就是电脑最好不要卡,也不要一登陆就合,我的建议就是这些,希望能帮到你,祝你合宝石成功~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~纯手打
Ⅵ 100年来有机合成方面的重大成就
20世纪化学的辉煌成就
20世纪人类对物质需求的日益增加以及科学技术的迅猛发展,极大的推动了化学学科自身的发展。化学不仅形成了完整的理论体系,而且在理论的指导下,化学实践为人类创造了丰富的物质。从19世纪的经典化学到20世纪的现代化学的飞跃,从本质上说是从19世纪的道尔顿原子论、门捷列夫元素周期表等在原子的层次上认识和研究化学,进步到20世纪在分子的层次上认识和研究化学。如对组成分子的化学键的本质、分子的强相互作用和弱相互作用、分子催化、分子的结构与功能关系的认识,以至1900多万种化合物的发现与合成;对生物分子的结构与功能关系的研究促进了生命科学的发展。另一方面,化学过程工业以及与化学相关的国计民生的各个领域,如粮食、能源、材料、医药、交通、国防以及人类的衣食住行用等,在这100年中发生的变化是有目共睹的。过去的100年间化学学科的重大突破性成果可从历届诺贝尔化学奖获得者的重大贡献中获悉
历届诺贝尔化学奖获奖简况
获奖年份获奖者国籍获奖成就
1901J. H. van’t Hoff荷兰溶剂中化学动力学定律和渗透压定律
1902E. Fisher德国糖类和嘌啉化合物的合成
1903S. Arrhenius瑞典电离理论
1904W. Ramsay英国惰性气体的发现及其在元素周期表中位置的确定
1905A. von Baeyer德国有机染料和氢化芳香化合物的研究
1906H. Moissan法国单质氟的制备,高温反射电炉的发明
1907E. Buchner德国发酵的生物化学研究
1908E. Rutherford英国元素嬗变和放射性物质的化学研究
1909W. Ostwald德国催化、电化学和反应动力学研究
1910O.Wallach德国脂环族化合物的开创性研究
1911M.Curie波兰放射性元素钋和镭的发现
1912V. Grignard
P. Sabatier法国
法国格氏试剂的发现
有机化合物的催化加氢
1913A. Werner瑞士金属络合物的配位理论
1914Th. Richards美国精密测定了许多元素的原子量
1915R. Willstatter德国叶绿素和植物色素的研究
1916无
1917无
1918F.Haber德国氨的合成
1919无
1920W. Nernst德国热化学研究
1921F. Soddy英国放射性化学物质的研究及同位素起源和性质的研究
1922F. W. Aston英国质谱仪的发明,许多非放射性同位素及原子量的整数规则的发现
1923F. Pregl奥地利有机微量分析方法的创立
1924无
1925R. Zsigmondy德国胶体化学研究
1926T. Svedberg瑞士发明超速离心机并用于高分散胶体物质研究
1927H. Wieland德国胆酸的发现及其结构的测定
1928A. Windaus法国甾醇结构测定,维生素D3的合成
1929A.Harden
H. von Euler-Chelpin英国
法国糖的发酵以及酶在发酵中作用的研究
1930H. Fischer德国血红素、叶绿素的结构研究,高铁血红素的合成
1931C.Bosch
F. Bergius德国
德国化学高压法
1932J. Langmuir美国表面化学研究
1933无
1934H. C. Urey美国重水和重氢同位素的发现
1935F. Joliot-Curie
I. Joliot-Curie法国
法国新人工放射性元素的合成
1936P. Debye荷兰提出了极性分子理论,确定了分子偶极矩的测定方法
1937W. N. Haworth
P. Karrer英国
瑞士糖类环状结构的发现,维生素A、C和B12、胡萝卜素及核黄素的合成
1938R. Kuhn德国维生素和类胡萝卜素研究
1939A.F. J. Butenandt
L. Ruzicka德国
瑞士性激素研究
聚亚甲基多碳原子大环和多萜烯研究
1940无
1941无
1942无
1943G. Heresy匈牙利利用同位素示踪研究化学反应
1944O. Hahn德国重核裂变的发现
1945A. J. Virtamen荷兰发明了饲料贮存保鲜方法,对农业化学和营养化学做出贡献
1946J. B. Sumner
J. H. Northrop
W. M. Stanley美国
美国
美国发现酶的类结晶法
分离得到纯的酶和病毒蛋白
1947R. Robinson英国生物碱等生物活性植物成分研究
1948A. W. K. Tiselius瑞典电泳和吸附分析的研究,血清蛋白的发现
1949W. F. Giaugue美国化学热力学特别是超低温下物质性质的研究
1950O. Diels
K. Alder德国
德国发现了双烯合成反应,即Diels-Alder反应
1951E.M. Mcmillan
G. Seaborg美国
美国超铀元素的发现
1952A.J. P. Martin
R. L. M. Synge英国
英国分配色谱分析法
1953H. Staudinger德国高分子化学方面的杰出贡献
1954L. Pauling美国化学键本质和复杂物质结构的研究
1955V. . Vigneand美国生物化学中重要含硫化合物的研究,多肽激素的合成
1956C. N. Hinchelwood英国
苏联化学反应机理和链式反应的研究
1957A. Todd英国核苷酸及核苷酸辅酶的研究
1958F. Sanger英国蛋白质结构特别是胰岛素结构的测定
1959J. Heyrovsky捷克极谱分析法的发明
1960W. F. Libby美国14C测定地质年代方法的发明
1961M. Calvin美国光合作用研究
1962M. F. Perutz
J. C. Kendrew英国
英国蛋白质结构研究
1963K. Ziegler
G. Natta德国
意大利Ziegler-Natta催化剂的发明,定向有规高聚物的合成
1964D. C. Hodgkin英国重要生物大分子的结构测定
1965R. B. Woodward美国天然有机化合物的合成
1966R. S. Mulliken美国分子轨道理论
1967M. Eigen
R. G. W. Norrish
G. Porter德国
英国
英国用驰豫法、闪光光解法研究快速化学反应
1968L. Onsager美国不可逆过程热力学研究
1969D.H. R. Barton
O. Hassel英国
挪威发展了构象分析概念及其在化学中的应用
1970L. F. Leloir阿根廷从糖的生物合成中发现了糖核苷酸的作用
1971G. Herzberg加拿大分子光谱学和自由基电子结构
1972C .B. Anfinsen
S. Moore
W. H. Stein美国
美国
美国核糖核酸酶分子结构和催化反应活性中心的研究
1973G.Wilkinson
E. O. Fischer英国
德国二茂铁结构研究,发展了金属有机化学和配合物化学
1974P. J. Flory美国高分子物理化学理论和实验研究
1975J. W. Cornforth
V. Prelog英国
瑞士酶催化反应的立体化学研究
有机分子和反应的立体化学研究
1976W. N. Lipscomb, Jr.美国有机硼化合物的结构研究,发展了分子结构学说和有机硼化学
1977I. Prigogine比利时研究非平衡的不可逆过程热力学
1978P. Mitchell英国用化学渗透理论研究生物能的转换
1979H.C. Brown
G. Wittig美国
德国发展了有机硼和有机磷试剂及其在有机合成中的应用
1980P. Berg
F. Sanger
W. Gilbert美国
英国
美国DNA分裂和重组研究,DNA测序,开创了现代基因工程学
1981Kenich Fukui
R. Hoffmann日本
美国提出前线轨道理论
提出分子轨道对称守恒原理
1982A. Klug英国发明了“象重组”技术,利用X-射线衍射法测定了染色体的结构
1983H. Taube美国金属配位化合物电子转移反应机理研究
1984R. B. Merrifield美国固相多肽合成方法的发明
1985H. A. Hauptman
J. Karle美国
美国发明了X-射线衍射确定晶体结构的直接计算方法
1986李远哲
D. R. Herschbach
J. Polanyi美国
美国
加拿大发展了交叉分子束技术、红外线化学发光方法,对微观反应动力学研究作出重要贡献
1987C. J. Pedersen
D. J. Cram
J-M. Lehn美国
美国
法国开创主-客体化学、超分子化学、冠醚化学等新领域
1988J. Deisenhoger
H. Michel
R. Huber德国
德国
德国生物体中光能和电子转移研究,光合成反应中心研究
1989T. Cech
S. Altman美国
美国Ribozyme的发现
1990E. J. Corey美国有机合成特别是发展了逆合成分析法
1991R. R. Ernst瑞士二维核磁共振
1992R. A. Marcus
美国电子转移反应理论
1993M. Smith
K. B. Mullis加拿大
美国寡聚核苷酸定点诱变技术
多聚酶链式反应(PCR)技术
1994G. A. Olah美国碳正离子化学
1995M. Molina
S. Rowland
P. Crutzen墨西哥
美国
荷兰研究大气环境化学,在臭氧的形成和分解研究方面作出重要贡献
1996R. F. Curl
R. E. Smalley
H. W. Kroto美国
美国
英国发现C60
1997J. Skou
P. Boyer
J. Walker丹麦
美国
英国发现了维持细胞中钠离子和钾离子浓度平衡的酶,并阐明其作用机理
发现了能量分子三磷酸腺苷的形成过程
1998W. Kohn
J. A. Pople美国发展了电子密度泛函理论
发展了量子化学计算方法
1999A. H. Zewail美国飞秒技术研究超快化学反应过程和过渡态
1)放射性和铀裂变的重大发现
20世纪在能源利用方面一个重大突破是核能的释放和可控利用。仅此领域就产生了6项诺贝尔奖。首先是居里夫妇从19世纪末到20世纪初先后发现了放射性比铀强400倍的钋,以及放射性比铀强200多万倍的镭,这项艰巨的化学研究打开了20世纪原子物理学的大门,居里夫妇为此而获得了1903年诺贝尔物理学奖。1906年居里不幸遇车祸身亡,居里夫人继续专心于镭的研究与应用,测定了镭的原子量,建立了镭的放射性标准,同时制备了20克镭存放于巴黎国际度量衡中心作为标准,并积极提倡把镭用于医疗,使放射治疗得到了广泛应用,造福人类。为表彰居里夫人在发现钋和镭、开拓放射化学新领域以及发展放射性元素的应用方面的贡献,1911年被授予了诺贝尔化学奖。20世纪初,卢瑟福从事关于元素衰变和放射性物质的研究,提出了原子的有核结构模型和放射性元素的衰变理论,研究了人工核反应,因此而获得了1908年的诺贝尔化学奖。居里夫人的女儿和女婿约里奥-居里夫妇用钋的射线轰击硼、吕、镁时发现产生了带有放射性的原子核,这是第一次用人工方法创造出放射性元素,为此约里奥-居里夫妇荣获了1935年的诺贝尔化学奖。在约里奥-居里夫妇的基础上,费米用曼中子轰击各种元素获得了60种新的放射性元素,并发现中子轰击原子核后,就被原子核捕获得到一个新原子核,且不稳定,核中的一个中子将放出一次衰变,生成原子序数增加1的元素。这一原理和方法的发现,使人工放射性元素的研究迅速成为当时的热点。物理学介入化学,用物理方法在元素周期表上增加新元素成为可能。费米的这一成就使他获得了1938年的诺贝尔物理学奖。1939年哈恩发现了核裂变现象,震撼了当时的科学界,成为原子能利用的基础,为此,哈恩获得了1944年诺贝尔化学奖。
1939年费里施在裂变现象中观察到伴随着碎片有巨大的能量,同时约里奥-居里夫妇和费米都测定了铀裂变时还放出中子,这使链式反应成为可能。至此释放原子能的前期基础研究已经完成。从放射性的发现开始,然后发现了人工放射性,再后又发现了铀裂变伴随能量和中子的释放,以至核裂变的可控链式反应。于是,1942年费米领导下成功的建造了第一座原子反应堆,1945年美国在日本投下了原子弹。核裂变和原子能的利用是20世纪初至中叶化学和物理界具有里程碑意义的重大突破。
(2)化学键和现代量子化学理论
在分子结构和化学键理论方面,鲍林(L.Pauling, 1901-1994)的贡献最大。他长期从事X-射线晶体结构研究,寻求分子内部的结构信息,把量子力学应用于分子结构,把原子价理论扩展到金属和金属间化合物,提出了电负性概念和计算方法,创立了价键学说和杂化轨道理论。1954年由于他在化学键本质研究和用化学键理论阐明物质结构方面的重大贡献而荣获了诺贝尔化学奖。此后,莫利肯运用量子力学方法,创立了原子轨道线性组合分子轨道的理论,阐明了分子的共价键本质和电子结构,1966年荣获诺贝尔化学奖。另外,1952年福井谦一提出了前线轨道理论,用于研究分子动态化学反应。1965年R.B.Woodward,和R.Hoffman提出了分子轨道对称守恒原理,用于解释和预测一系列反应的难易程度和产物的立体构型。这些理论被认为是认识化学反应发展史上的一个里程碑,为此,福井谦一和Hoffman共获1981年诺贝尔化学奖。1998年科恩因发展了电子密度泛函理论,以及波普尔因发展了量子化学计算方法而共获了诺贝尔化学奖。
化学键和量子化学理论的发展足足花了半个世纪的时间,让化学家由浅入深,认识分子的本质及其相互作用的基本原理,从而让人们进入分子的理性设计的高层次领域,创造新的功能分子,如药物设计、新材料设计等,这也是20世纪化学的一个重大突破。
(3)合成化学的发展
创造新物质是化学家的首要任务。100年来合成化学发展迅速,许多新技术被用于无机和有机化合物的合成,例如,超低温合成、高温合成、高压合成、电解合成、光合成、声合成、微波合成、等离子体合成、固相合成、仿生合成等等;发现和创造的新反应、新合成方法数不胜数。现在,几乎所有的已知天然化合物以及化学家感兴趣的具有特定功能的非天然化合物都能够通过化学合成的方法来获得。在人类已拥有的1900多万种化合物中,绝大多数是化学家合成的,几乎又创造出了一个新的自然界。合成化学为满足人类对物质的需求作出了极为重要的贡献。纵观20世纪,合成化学领域共获得10项诺贝尔化学奖。
1912年格林亚德因发明格氏试剂,开创了有机金属在各种官能团反应中的新领域而获得诺贝尔化学奖。1928年狄尔斯和阿尔德因发现双烯合成反应而获得1950年诺贝尔化学奖。1953年齐格勒和纳塔发现了有机金属催化烯烃定向聚合,实现了乙烯的常压聚合而荣获1963年诺贝尔化学奖。人工合成生物分子一直是有机合成化学的研究重点。从最早的甾体(A.Windaus,1928年诺贝尔化学奖)、抗坏血酸(W.N.Haworth, 1937年诺贝尔化学奖)、生物碱(R.Robinson,1947年诺贝尔化学奖)到多肽(V..Vigneand,1955年诺贝尔化学奖)逐渐深入。到1965年有机合成大师Woodward由于其有机合成的独创思维和高超技艺,先后合成了奎宁、胆固醇、可的松、叶绿素和利血平等一系列复杂有机化合物而荣获诺贝尔化学奖。获奖后他又提出了分子轨道对称守恒原理,并合成了维生素B12等。
维生素B12
此外,Wilkinson和Fischer合成了过渡金属二茂夹心式化合物,确定了这种特殊结构,对金属有机化学和配位化学的发展起了重大推动作用,荣获1973年诺贝尔化学奖。1979年Brown和Wittig因分别发展了有机硼和Wittig反应而共获诺贝尔化学奖。1984年Merrifield因发明了固相多肽合成法对有机合成方法学和生命化学起了巨大推动作用而获得诺贝尔化学奖。1990年Corey在大量天然产物的全合成工作中总结并提出了“逆合成分析法”,极大的促进了有机合成化学的发展,因此而获得诺贝尔化学奖。
现代合成化学是经历了近百年的努力研究、探索和积累才发展到今天可以合成像海葵毒素这样复杂的分子(分子式为C129H223N3O54, 分子量为2689道尔顿,有64个不对称碳和7个骨架内双键, 异构体数目多达271个)。
海葵毒素
(4)高分子科学和材料
20世纪人类文明的标志之一是合成材料的出现。合成橡胶、合成塑料和合成纤维这三大合成高分子材料化学中具有突破性的成就,也是化学工业的骄傲。在此领域曾有3项诺贝尔化学奖。1920年H.Staudinger提出了高分子这个概念,创立了高分子链型学说,以后又建立了高分子粘度与分子量之间的定量关系,为此而获得了1953年的诺贝尔化学奖。1953年Ziegler成功地在常温下用(C2H5)3AlTiCl4作催化剂将乙烯聚合成聚乙烯,从而发现了配位聚合反应。1955年Natta将Ziegler催化剂改进为-TiCl3和烷基铝体系,实现了丙烯的定向聚合,得到了高产率、高结晶度的全同构型的聚丙烯,使合成方法-聚合物结构-性能三者联系起来,成为高分子化学发展史中一项里程碑。为此,Ziegler和Natta共获了1963年诺贝尔化学奖。1974年Flory因在高分子性质方面的成就也获得了诺贝尔化学奖。
(5)化学动力学与分子反应动态学
研究化学反应是如何进行的,揭示化学反应的历程和研究物质的结构与其反应能力之间的关系,是控制化学反应过程的需要。在这一领域相继获得过3次诺贝尔化学奖。1956年Semenov和Hinchelwood在化学反应机理、反应速度和链式反应方面的开创性研究获得了诺贝尔化学奖。另外,Eigen提出了研究发生在千分之一秒内的快速化学反应的方法和技术,Porter和Norrish提出和发展了闪光光解法技术用于研究发生在十亿分之一秒内的快速化学反应,对快速反应动力学研究作出了重大贡献,他们三人共获了1967年诺贝尔化学奖。
分子反应动态学,亦称态-态化学,从微观层次出发,深入到原子、分子的结构和内部运动、分子间相互作用和碰撞过程来研究化学反应的速率和机理。李远哲和Herschbach首先发明了获得各种态信息的交叉分子束技术,并利用该技术F+H2的反应动力学,对化学反应的基本原理作出了重要贡献,被称为分子反应动力学发展中的里程碑,为此李远哲、Herschbach和Polany共获了1986年诺贝尔化学奖。1999年Zewail因利用飞秒光谱技术研究过渡态的成就获诺贝尔化学奖。
(6)对现代生命科学和生物技术的重大贡献
研究生命现象和生命过程、揭示生命的起源和本质是当代自然科学的重大研究课题。20世纪生命化学的崛起给古老的生物学注入了新的活力,人们在分子水平上向生命的奥秘打开了一个又一个通道。蛋白质、核酸、糖等生物大分子和激素、神经递质、细胞因子等生物小分子是构成生命的基本物质。从20世纪初开始生物小分子(如糖、血红素、叶绿素、维生素等)的化学结构与合成研究就多次获得诺贝尔化学奖,这是化学向生命科学进军的第一步。1955年Vigneand因首次合成多肽激素催产素和加压素而荣获了诺贝尔化学奖。1958年Sanger因对蛋白质特别是牛胰岛素分子结构测定的贡献而获得诺贝尔化学奖。1953年J.D.Watson和H.C.Crick提出了DNA分子双螺旋结构模型,这项重大成果对于生命科学具有划时代的贡献,它为分子生物学和生物工程的发展奠定了基础,为整个生命科学带来了一场深刻的革命。Watson和Crick因此而荣获了1962年诺贝尔医学奖。1960年J.C.Kendrew和M.F.Perutz利用X-射线衍射成功地测定了鲸肌红蛋白和马血红蛋白的空间结构,揭示了蛋白质分子的肽链螺旋区和非螺旋区之间还存在三维空间的不同排布方式,阐明了二硫键在形成这种三维排布方式中所起的作用,为此,他们二人共获了1962年诺贝尔化学奖。1965年我国化学家人工合成结晶牛胰岛素获得成功,标志着人类在揭示生命奥秘的历程中迈进了一大步。此外,1980年P.Berg、F.Sanger和W.Gilbert因在DNA分裂和重组、DNA测序以及现代基因工程学方面的杰出贡献而共获诺贝尔化学奖。1982年A.Klug因发明“象重组“技术和揭示病毒和细胞内遗传物质的结构而获得诺贝尔化学奖。1984年R.B.Merrifield因发明多肽固相合成技术而荣获诺贝尔化学奖。1989年T.Cech和S.Altman因发现核酶(Ribozyme)而获得诺贝尔化学奖。1993年M.Smith因发明寡核苷酸定点诱变法以及K.B.Mullis因发明多聚酶链式反应技术对基因工程的贡献而共获诺贝尔化学奖。1997年J.Skou因发现了维持细胞中Na离子和K离子浓度平衡的酶及有关机理、P.Boyer和J.Walker因揭示能量分子ATP的形成过程而共获诺贝尔化学奖。
20世纪化学与生命科学相结合产生了一系列在分子层次上研究生命问题的新学科,如生物化学、分子生物学、化学生物学、生物有机化学、生物无机化学、生物分析化学等。在研究生命现象的领域里,化学不仅提供了技术和方法,而且还提供了理论。
(7)对人类健康的贡献
利用药物治疗疾病是人类文明的重要标志之一。20世纪初,由于对分子结构和药理作用的深入研究,药物化学迅速发展,并成为化学学科一个重要领域。1909年德国化学家艾里希合成出了治疗梅毒的特效药物胂凡纳明。20世纪30年代以来化学家从染料出发,创造出了一系列磺胺药,使许多细菌性传染病特别是肺炎、流行性脑炎、细菌性痢疾等长期危害人类健康和生命的疾病得到控制。青霉素、链霉素、金霉素、氯霉素、头孢菌素等类型抗生素的发明,为人类的健康做出了巨大贡献。具不完全统计,20世纪化学家通过合成、半合成或从动植物、微生物中提取而得到的临床有效的化学药物超过2万种,常用的就有1000余种,而且这个数目还在快速增加。
(8)对国民经济和人类日常生活的贡献
化学在改善人类生活方面是最有成效、最实用的学科之一。利用化学反应和过程来制造产品的化学过程工业(包括化学工业、精细化工、石油化工、制药工业、日用化工、橡胶工业、造纸工业、玻璃和建材工业、钢铁工业、纺织工业、皮革工业、饮食工业等)在发达国家中占有最大的份额。这个数字在美国超过30%,而且还不包括诸如电子、汽车、农业等要用到化工产品的相关工业的产值。发达国家从事研究与开发的科技人员中,化学、化工专家占一半左右。世界专利发明中有20%与化学有关。
人类之衣、食、住、行、用无不与化学所掌管之成百化学元素及其所组成之万千化合物和无数的制剂、材料有关。房子是用水泥、玻璃、油漆等化学产品建造的,肥皂和牙膏是日用化学品,衣服是合成纤维制成并由合成染料上色的。饮用水必须经过化学检验以保证质量,食品则是由用化肥和农药生产的粮食制成的。维生素和药物也是由化学家合成的。交通工具更离不开化学。车辆的金属部件和油漆显然是化学品,车厢内的装潢通常是特种塑料或经化学制剂处理过的皮革制品,汽车的轮胎是由合成橡胶制成的,燃油和润滑油是含化学添加剂的石油化学产品,蓄电池是化学电源,尾气排放系统中用来降低污染的催化转化器装有用铂、铑和其他一些物质组成的催化剂,它可将汽车尾气中的氧化氮、一氧化碳和未燃尽的碳氢化合物转化成低毒害的物质。飞机则需要用质强量轻的铝合金来制造,还需要特种塑料和特种燃油。书刊、报纸是用化学家所发明的油墨和经化学方法生产出的纸张印制而成的。摄影胶片是涂有感光化学品的塑料片,它们能被光所敏化,所以在暴光时和在用显影药剂冲洗时,它们就会发生特定的化学反应。彩电和电脑显示器的显象管是由玻璃和荧光材料制成的,这些材料在电子束轰击时可发出不同颜色的光。VCD光盘是由特殊的信息存储材料制成的。甚至参加体育活动时穿的跑步鞋、溜冰鞋、运动服、乒乓球、羽毛球排等也都离不开现代合成材料和涂料。
Ⅶ 科技创新成果
有校科技创新和校级挑战杯
Ⅷ 最新科技成果
1.日本研制出防瞌睡座椅提高驾驶安全性
极度疲劳往往会使人在驾驶过程中打瞌睡,而这会大大增加交通事故的发生率。东京大学的一个研究小组最近研制出一种防瞌睡座椅,有助于解决这一问题。
据当地媒体报道,研究人员在观察人打瞌睡时的血液流动和呼吸状态后发现,在进入瞌睡状态前,人体末梢血管的血流量会出现一定程度的增加。这种座椅利用安装在靠背内的电磁传感器和压力传感器可从驾驶者背部测出这一变化,并发出警告。
研究人员指出,与打瞌睡前人体发生变化类似,人在饮酒后血液的流动和呼吸状态等也会出现某些变化。今后研究小组还准备根据这一原理,开发在饮酒状态下无法发动汽车的“防酒后驾车座椅”。
2.美国科学家制出“仿生眼”助盲人恢复视力
美国科学家说,将可在两年内提供“仿生眼睛”植入手术,帮助数百万盲人恢复视力。
美国的研究人员已获准于两年内在五个治疗中心为50到70名病人安装这种“仿生眼睛”。
以希腊神话中百眼巨人阿古斯(Agrus)命名的“阿古斯二型”系统利用一个安装在眼镜上的照相机,把视觉信号传送到眼睛里的电极。
以前接受不够先进的人工视网膜移植手术的病人能够“看到” 光线、影像和物体的运动。但图像不够清晰。
一名失明者在1999年接受了这种手术,现在他上街时能够避开长的或较低的树枝,但看人时好像是看到一团黑影。
不过美国加州大学的科学家说,他们研造的“仿生眼睛”尝试从相机取得实时的图像,然后把它们变成微弱的电信号,输送到一个接收器后,在通过电极,刺激视网膜的视觉神经向大脑发出信号,让失明者能够“看到”景物。
这种新的装置比传统的人工视网膜更细小,但拥有多达60个电极,使解像度更高。而且面积只有一平方毫米,植入手术也更容易。
3.全球首台量子计算机在加拿大诞生
加拿大温哥华D-Wave公司首席技术官基尼-罗斯宣布,该公司已成功研制出一个具有16量子比特的“猎户星座”量子计算机。他透露,D-Wave公司将于2007年2月13日和2月15日分别在美国加州和加拿大温哥华展示他们的量子计算机。
量子计算机是物理学家费曼在19世纪80年代提出的概念。量子位可以同时表示1和0,因此能够携带更多的信息,更快地解决问题。量子计算机希望利用量子现象来增加计算的速度,最大特点是N个储存位可以同时储存2N个数据。不过量子计算机最大的问题是只要受到任何微干扰,例如过热,马上会关机。目前为止,量子计算机在实验室中只能成功运算数千次,稳定度仍然不够。D-Wave公司目前设计的16量子比特计算机是用贵金属铌制成,并且须在零下273K下运行。
有专家认为,D-Wave公司的尝试只是一种原理性检验,虽很有必要,却必须首先纠正量子计算中不可避免的错误,否则这个量子计算机将无法运行。许多科学家认为,量子计算机广泛商业化还需20年时间。但罗斯认为,2008年他们将制成世界第一台具有1000个量子比特的量子计算机。
4.美国科学家制出“仿生眼”助盲人恢复视力
美国科学家说,将可在两年内提供“仿生眼睛”植入手术,帮助数百万盲人恢复视力。
美国的研究人员已获准于两年内在五个治疗中心为50到70名病人安装这种“仿生眼睛”。
以希腊神话中百眼巨人阿古斯(Agrus)命名的“阿古斯二型”系统利用一个安装在眼镜上的照相机,把视觉信号传送到眼睛里的电极。
以前接受不够先进的人工视网膜移植手术的病人能够“看到” 光线、影像和物体的运动。但图像不够清晰。
一名失明者在1999年接受了这种手术,现在他上街时能够避开长的或较低的树枝,但看人时好像是看到一团黑影。
不过美国加州大学的科学家说,他们研造的“仿生眼睛”尝试从相机取得实时的图像,然后把它们变成微弱的电信号,输送到一个接收器后,在通过电极,刺激视网膜的视觉神经向大脑发出信号,让失明者能够“看到”景物。
这种新的装置比传统的人工视网膜更细小,但拥有多达60个电极,使解像度更高。而且面积只有一平方毫米,植入手术也更容易。
5.消失模铸造技术
项目内容及应用领域:消失模铸造技术是将泡沫塑料(EPS)制成的模型埋入无粘结剂的干砂中造型,采用微震加负压紧实,在没有芯子甚至没有冒口的情况下浇入液态金属,在浇铸和凝固过程中继续保持一定的负压使泡沫塑料气化继而被金属取代形成铸件的一种新型铸造方法.它具有一次成型,尺寸精度高; 大大改善铸造车间的环境条件,易实现无污染生产;铸件形状、结构不受限制,为制品设计提供了充分的自由度; 生产制造成本低,设备投资小等优点。
6.纳米二氧化硅
纳米二氧化硅微粉技术在我国是一项刚刚起步的新兴技术。由于其表面积大,吸附力强,表面能大,因此该微粉具有特殊的性能,在众多学科及领域内独具特性,有着不可取代的作用。世界发达国家对超细材料的研究工作十分活跃,并已取得了一定的成果。
它以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性,在橡胶、涂料、医药、造纸、日化等诸多领域得到广泛应用,并为其相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证,享有“工业味精”、“材料科学的原点”之美誉。自问世以来,已成为当今世界材料学中最能适应时代要求和发展最快的品种之一。发达国家已经把高功能、高附加值的精细无机材料作为本世纪新材料的重点加以发展。
原本国内生产氧化硅微粉采用气相法工艺路线,所用原料以SiCl4 ,Si(CH3)n为主,因来源紧张,价格昂贵,收率低,使得其产品的生产成本较高,而普通沉淀法虽采用廉价原料,但也只能生产颗粒较大的微粉,其产品粒径在30—45μm之间,达不到超精微粉的级别,难以满足市场的需要。但现在,一些公司,通过分析研究,提出一种新的工艺路线---化学直接合成法。在这个方法中,采用的为改良沉淀法,即在沉淀过程中,通过分散剂控制粒子生长的方法控制关键的反应阶段及操作数据来生产氧化硅微粉。
纳米二氧化硅微粉能使材料和产品改善并提高其固有的物理属性和化学性能。几乎所有行业提高产品质量指标所需要的。目前国内外大量生产的是粒径较大的二氧化硅。因此本项目的研制成功,填补国内空白,为我国生产纳米二氧化硅产品开辟了一条新路,对我国新材料行业的发展具有十分重要的作用。
7.空气汽车
空气汽车最高时速已达100-120公里,加速能力0-50公里为6秒,行车距离230公里或12小时,在加气站添加“燃料”只需2分钟,售价大约在6-7万港币。现在,MDI已设立设计工作室,利用电脑,改进外观设计,适应时尚需求。
空气发动机是空气汽车的关键部件,从外观上看近似一种直列的小型内燃机,它有曲轴、活塞、阀门、进气管,排气管、定时皮带等等,但它具有自己独特的运行规则
Ⅸ 什么叫科技成果集成
将一项以上小的科技成果集合成一个大的成果,或者同时应用在产业化过程中