劉威(江漢大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,湖北 武漢 430000)
化學(xué)是科學(xué)技術(shù)中最為重要的一個學(xué)科分類。它滲透在人們?nèi)粘I畹拿恳粋€方面。同時化學(xué)工程的發(fā)展也是一個國家提升國際地位的必不可少的關(guān)鍵領(lǐng)域。掌握好化學(xué)工程技術(shù)可以有效的促進本國基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展,可以促進本國其他各個行業(yè)的繁榮。信息化時代使得所有學(xué)科都向著專業(yè)化的趨勢發(fā)展,化學(xué)技術(shù)也應(yīng)當(dāng)如此,隨著研究的不斷深入。研究化學(xué)的專業(yè)人員越來越多,外部條件的帶動使得化學(xué)保持了持久的活力[1]。想階段化學(xué)領(lǐng)域形成了專業(yè)的化學(xué)工程技術(shù),隨著研究的深入,這些工程領(lǐng)域出現(xiàn)了一些研究的熱點,對這些研究熱點的分析可以幫助我們深入的把握化學(xué)的發(fā)展趨勢。
化學(xué)工程是新時代的發(fā)展產(chǎn)物,稱之為工程是因為其實某一化學(xué)技術(shù)的深入分析,使此種技術(shù)單獨成為一門工程。這種工程是以基礎(chǔ)的化學(xué)理論為指導(dǎo)集實驗、設(shè)備、操作、管理為一體的系統(tǒng)性工程?;瘜W(xué)工程領(lǐng)域涉及的主要有無機、有機等,化學(xué)工程對我國的經(jīng)濟建設(shè)具有至關(guān)重要的作用,也是社會發(fā)展的不竭的動力,是科技時代的強有力的發(fā)展“燃料”[2]。化學(xué)工程目前處于一個自動化、集成化、專業(yè)化的發(fā)展趨勢?;瘜W(xué)工程同人們的生活和人類的發(fā)展具有非常密切的聯(lián)系,因此化學(xué)工程的發(fā)展體現(xiàn)了人類的進步程度。21世紀(jì)以來任何科學(xué)都在接受在來自外部的挑戰(zhàn),來自不同國家的挑戰(zhàn),專業(yè)化的工程問題也變成了化學(xué)領(lǐng)域的研究熱點,這些研究熱點促進了各國化學(xué)家的理論思維能力,也提高了各國對化學(xué)知識的掌握程度。認(rèn)真研究化學(xué)技術(shù)的發(fā)展新趨勢,認(rèn)真借鑒國內(nèi)外的優(yōu)秀發(fā)展成果可以有效的促進我國的化學(xué)工程水平的提升。
在過去的幾十年里,人類社會一直在追求高效率的發(fā)展經(jīng)濟水平,不惜一切代價的發(fā)展本國的經(jīng)濟。然而隨著經(jīng)濟的發(fā)展,越來越多的問題也開始出現(xiàn)。正如馬克思所說的:“大自然開始報復(fù)人類”。過去由于人們不同的利用科學(xué)技術(shù)來挖掘自然資源,同時大量化學(xué)物品的使用使得地球的環(huán)境問題和資源問題都日益突出。綠色化學(xué)將從一開始就把污染扼殺在搖籃里,讓污染不復(fù)存在。這幾年來綠色化學(xué)逐漸流行起來,如何在化學(xué)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)綠色的發(fā)展也成為所有化學(xué)家都致力于研究的一個熱點。
分離技術(shù)也是目前化學(xué)工程領(lǐng)域的一大研究熱點。過去,傳統(tǒng)的化學(xué)分離技術(shù)是利用不同物質(zhì)的沸點不一樣,從而進行物質(zhì)分離。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,許多化學(xué)家研究出一些新的分離技術(shù)。然而這些技術(shù)還停留在實踐方面沒有能夠形成系統(tǒng)的理論。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,分離技術(shù)得到了大幅度的提升,化學(xué)家可以利用軟件對分離過程進行模擬和控制,因此就大大的提高了研究的效率和適用性。
熱力學(xué)定律也成為了研究的熱點,熱學(xué)研究現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為獨立的一門枝干,具有良好的發(fā)展前景,目前,納米技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)取得了舉世矚目的成就,因此從微小尺度來研究化學(xué)熱定律也成為一個熱點,并且這一領(lǐng)域的研究已經(jīng)取得了一系列頗有水平的成就。談到化學(xué)工程技術(shù)的熱點就不能忽略超臨界化學(xué)反應(yīng),超臨界是指液體的P、T都在臨界值以上,此時物質(zhì)處于液體和氣體兩種狀態(tài)。目前,這種研究技術(shù)還剛剛起步,還有很大的發(fā)展前景,也值得我們不斷關(guān)注。
21世紀(jì)是一個信息化的時代,計算機對于各種研究來說都成為了必不可少的輔助工具。計算機技術(shù)的利用使得過去很多的化學(xué)計算問題和分析問題都得到了完美的解決,同時也大大的節(jié)省了效率、提高的研究的準(zhǔn)確性。在化學(xué)工程中廣泛的使用計算機技術(shù),是化學(xué)工程領(lǐng)域一個重要的發(fā)展趨勢,廣大的化學(xué)研究者應(yīng)該不斷的加強對計算機技術(shù)的學(xué)習(xí),從而推動化學(xué)工程的發(fā)展。
系統(tǒng)論一直以來也是非常重要的工具。化學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展同樣離不開系統(tǒng)論,過去許多化學(xué)技術(shù)都是單獨的進行分析研究,這就導(dǎo)致每個環(huán)節(jié)得不到很好的匹配。目前整體性、系統(tǒng)性已經(jīng)成為化學(xué)工程領(lǐng)域的發(fā)展趨勢,利用系統(tǒng)的方法對化學(xué)工程進行研究可以使得非常復(fù)雜的問題變得簡單化、整體化。
綜上所述,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,化學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展也處于一片生機盎然的趨勢。深入研究化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域的熱點與發(fā)展趨勢可以幫助我們更好的深入研究化學(xué)技術(shù),不斷的對傳統(tǒng)的化學(xué)技術(shù)進行修正、調(diào)整,使其朝著有利于發(fā)展的趨勢前進。
[1]中國科學(xué)院化學(xué)學(xué)部,國家自然科學(xué)基金委員會化學(xué)科學(xué)部.Perspectives on the 21st Chemical Engineering(展望21世紀(jì)的化學(xué)工程).Beijing:Chemical Industry Press,2004.
[2]Kwauk Mooson(郭慕孫),Li Jinghai(李靜海).Transport,reac?tion and multi-scale.Progress in NaturalScience(自然科學(xué)進展),2000,10(12):1078-1082.