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【学科前瞻三十年】张志成:揭示原子化学本质 促进学科交叉融合
来源:交大新闻网 日期 2019-05-12 10:15 点击:

二十一世纪以来,随着科学技术的快速发展和各种分析测试技术的突飞猛进,各学科深度交叉融合。作为中心学科之一的化学,既涉及到各种前沿基础理论的研究和建立,又为人类日常生活提供了自然界所不具有的丰富新物质;既能为深入探索物质世界提供方法和指导,也为人类在思维、意识等方面奥秘的探索奠定基础。未来以下领域的重点发展和突破异常迫切:

首先,如何利用单分子的操控直接展示化学反应分子机理和过程,实现化学分子的精准合成,是真正实现原子、分子化学的根本。发掘化学反应中的量子本质,明晰其对化学反应的控制机理,对于从微观粒子角度认识和设计化学反应具有重大突破意义。

其次,人工光合作用实现碳水化合物的高效率制备是有机合成化学的圣杯,高效率光催化裂解水制取氢气等,太阳能在化学中的直接利用是解决未来能源、粮食等危机的重要途径之一。

第三,脑科学是二十一世纪人类尚未攻克的最具挑战性的课题之一,揭示意识在人脑中的产生机制和生命信息传递的化学分子学原理,对于人类自身的进化及各种先天性疾病的根治具有重要意义。

第四,化学与材料科学的交叉融合,从纳米尺度上建立化学与材料科学的衔接,发展具有新奇特性的纳米新材料以及纳米结构可控制备新技术,通过化学/物理新技术的研发,发展具有超性能的各种特种材料,这是满足国家重大需求的物质基础。

第五,化学能与电能、太阳能、风能、磁能、热能之间的高效转变、存储、综合利用等领域中涉及到诸多化学机理、新物质,化学在能源方面的突破是解决涉及国计民生的重大科学技术难题的根本。

第六,生态污染行之有效的治理新技术、各种污染物的无害化处理及资源化利用是当务之急。各种高分子材料的可控降解回收再利用,其关键是化学键的可控断裂,如何通过高效催化体系的发展以及化学工艺的设计来实现是基础。各种绿色合成技术的发展,从源头上发展环保的无溶剂、无废弃物、可回收降解的新体系是根本。

第七,各种生物活性分子的设计合成、全新分析检测技术和仪器的发展,为化学分析提供了新的发展机遇,为各种恶性疾病的诊治提供解决方案。各种功能分子的传感技术在工业自动化、人工智能、智慧穿戴等领域中也具有巨大需求,设计发展新的活性分子以及新的传感技术是国民经济发展的重要领域。

张志成,理学院教授、副院长、化学学科主任(兼),教育部新世纪优秀人才。1995-1999、1999-2002年分别在西安交通大学获得学士、硕士学位,2005年在中国科学院化学研究所取得博士学位,后于2005-2008在美国宾夕法尼亚州立大学材料系进行博士后研究工作。2008年5月加入西安交通大学理学院工作。围绕新型含氟聚合物的合成改性、介电性能调控及应用等开展系统研究,发表SCI论文120余篇,第一(通讯)作者80余篇,被引用1800余次,H因子26。授权中国发明专利8项,主持国家自然科学基金3项,其他国家/省部级项目10余项。获西安交通大学伯乐奖、王宽诚育才奖。

文字:张志成
编辑:朱萍萍

 
 
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