信息化学实验导论

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插图：纯度是化学家追求的目标之一，然而不纯所造成的复杂性却为实际应用带来了广阔前景。半导体及1986年以来的高温超导体都是在纯度上做文章，由于不纯“连续”变化，有可能在性能上出现新的“大起大落”。这样一来，在新材料开发方面，不纯比纯更成为研究的方向。当然，问题不是盲目地撞大运，而是能有效地控制“杂质”，半导体（包括导电高分子）的历史说明了这点。事实上，过去的材料从金属材料、无机材料到有机高分子材料及其复合材料，都是在技术上改进质量控制和生产过程控制，距离“科学”很远。材料科学与技术取得发展并成为独立学科后，为实现某项技术要求的材料功能，将有关组分按一定比例与方式组合。在各组分功能已知的情况下，新功能的实现就仅是这些组分的合理配伍了。在这个领域中，配方的设计对于复合材料性能产生巨大影响，成为信息化学与分子工程学研究的一项内容（高分子反应采用反应动力学数学模型方法模拟，高分子形态主要用Monte Carlo方法模拟）。设计具有特定优异性能的高分子材料（如航天材料）还有相当难度，是分子设计的一个方向。环境科学向化学提出的基本问题，已从早期的分析监测方法和环境治理方法转向环境过程研究。①环境过程化学：环境化学过程的跟踪、分析、模拟与预测。②环境生物化学：研究天、地、生物间相互作用的基本化学反应，尤其是人和生物对外来物质与能量所做的应答，以及人类生活、生产活动对环境影响的化学评价。生态环境中，往往有种类繁多、形态复杂、性质各异、含量极微的化学物质。这些活性化合物间相互作用错综复杂，既有线性变化，又有非线性变化，或介乎于线性与非线性间的变化；既有化学变化，又有生物变化。