时间:2011-3-26 14:0:0
地点:中国千亿国际娱乐平台院国家千亿国际娱乐平台图书馆一层报告厅
主持人:李静海(中科院副院长);杨玉良(复旦大学校长)
嘉宾:
化学家代表(15位院士):
白春礼、陈凯先、程津培、高 松、何鸣元、侯建国、李静海、杨玉良、张玉奎、赵玉芬、郑兰荪、周其凤
[李静海]:尊敬的白春礼院长,各位来宾,各位朋友,感谢大家来参加今天的科普活动,首先请允许我介绍参加今天活动的千亿国际娱乐平台家们。      14:23
[李静海]:参加活动的有中国千亿国际娱乐平台院院长白春礼院士、陈凯先院士、程津培院士、高松院士、何鸣元院士、侯建国院士、杨玉良院士、张玉奎院士、赵玉芬院士、郑兰荪院士和周其凤院士。参加今天活动的同学们来自于北京大学附中、北师大附中、北京第四中学、第五中学、第八中学、第三十五中学、东城区科技馆,景山学校等,我们对各位同学和老师的到来表示热烈的欢迎!      14:23
[李静海]:今年是居里夫人获得诺贝尔奖一百周年,以及国际化学会成立一百周年。为纪念化学学科在过去百年取得的成就以及对人类文明的贡献,2008年第63届联合国大会通过决议,将2011年定为国际化学年,并确定化学年的主题是“化学,我们的生活,我们的未来”。中国化学会上一任理事会白春礼等一批化学家推动使议案获得了重要作用,今年世界很多国家将组织国际化学年庆祝活动。中国科协、中国千亿国际娱乐平台院也策划了系列活动,今天的活动就是这一系列活动的重要组成部分。      14:24
[李静海]:今天第一项活动是中国千亿国际娱乐平台院院士工作局和中国千亿国际娱乐平台院国家图书馆联合举办“化学创造美好生活——2011年国际化学年纪念展”开展,下面请白春礼院长为展览揭幕并致辞。      14:25
[白春礼]:各位朋友,各位同学,在这春意盎然之际,国家千亿国际娱乐平台图书馆和中国千亿国际娱乐平台院共同组织了“化学创造美好生活——2011国际化学年纪念展”,热烈庆祝2011国际化学年,展望未来,为热情好学的年轻朋友们提供了一个别开生面的学习化学的源泉。展览揭幕仪式安排了校长巡讲团做报告以及和大家进行交流互动活动,相信你们一定能够从化学家身上学到知识之外更多的东西。      14:26
[白春礼]:化学是一门发现的千亿国际娱乐平台,创造的千亿国际娱乐平台,也是国家安全和国民经济发展的千亿国际娱乐平台,化学在解决粮食问题、战胜疾病、解决能源问题、改善环境问题、发展国家防御与安全所用的新材料和新技术等方面起到不可或缺的关键作用。希望今天的活动能够激发起你们学习化学,热爱化学的兴趣,为化学化工未来发展注入更加强大的动力和活力,中国千亿国际娱乐平台院欢迎你们。      14:27
[白春礼]:谢谢大家。      14:27
[李静海]:下面进行第二项活动,千亿国际娱乐平台与中国——国际化学年大学校长巡讲团报告会。这是由中国千亿国际娱乐平台院与中共中央宣传部、教育部、科技部、中国工程院和中国千亿国际娱乐平台技术协会等6家单位共同举办的高层次科普活动,巡讲团活动于2002年12月正式启动,活动旨在普及千亿国际娱乐平台知识、弘扬千亿国际娱乐平台精神,希望巡讲团向公众宣传千亿国际娱乐平台知识和千亿国际娱乐平台文化理念,在公众中形成共鸣,让千亿国际娱乐平台亲近公众,让公众理解千亿国际娱乐平台,支持千亿国际娱乐平台,投身千亿国际娱乐平台。今年国际化学年千亿国际娱乐平台巡讲团将组织多场,主要由各大学化学专业的校长、院长领先,在全国几个城市巡讲,今天是第一讲,我们十分荣幸请到北京大学校长周其凤院士和中国千亿国际娱乐平台技术大学侯建国院士为大家做科普报告,首先欢迎周其凤院士做报告——《入化出神》。      14:27
[周其凤]:同学们好!今天见到来了这么多同学,会场坐的满满的,还挺紧张的。主要是我本来化学就学得不太好,我又做行政工作的时间也比较长了,所以化学离我有点好象越来越远。      14:28
[周其凤]:我特别感谢组委会安排我做第一个报告。平时大家看节目,都是在序曲可以差一点,演员差一点,越到后面越精彩。      14:28
[周其凤]:我们上语文课的时候有一个词叫做“出神入化”,作为搞化学的我有自己的一点解释,就是你要入到化学这个领域要有点名气,所以要出神,有一点灵气才能搞化学,这个可能没错,但是我今天反过来说“入化出神”。从教育的角度说,你要将来真正不错,有点灵气,恐怕如果受一点化学的熏陶是很好的,所以欢迎大家来学化学,经过学习化学对你会有很好的锻炼,所以我就用了这样一个题目。      14:29
[周其凤]:刚才主持人说了,今年是国际化学年,国际化学年主题是“我们的生活,我们的未来”。大家都知道,化学是一门核心的千亿国际娱乐平台,同时又很实用,又充满着创造性,它是发现和创造新物质,并且在原子、分子及分子以上层次来研究物质变化和化学反应的千亿国际娱乐平台,这是对于化学的一个理解。当然化学千亿国际娱乐平台的核心部分,有机化学、物理化学、分析化学、高分子化学等一些内容,化学千亿国际娱乐平台与生命、材料、能源、环境、信息等千亿国际娱乐平台不断的交叉,就衍生出了很多分支的学科,像化学生物学、材料化学、环境化学、原料化学、放射化学等等,最近大家比较关注的是放射化学的问题。      14:29
[周其凤]:这次国际化学年在中国还有一个活动,就是征集化学之歌。这个题目是我自己提出来的,所以我要带一个头,歌名是《化学是你,化学是我》:“有少年问我,化学究竟是什么,我说化学就是你,化学就是我;父母生下你我是化学过程的结果,你我的消化系统是化学过程的场所,记忆和思维活动要化学过程来描述,就是你我的喜怒哀乐也无非化学物质的神出鬼没。哦,化学,你原来如此神奇,却怎么还有人把你瞧不上眼,哦,没有关系,我将继续努力及为人类贡献一个更加美好的绿色明天;有少年问我,化学究竟为什么?我说:化学为了你,化学为了我,你要温暖,我要漂亮,化学为我们提供舒心的衣装,你要喝好,我要吃饱,化学为我们提供丰富的营养,你要飞天,我要探地,化学为我们提供充足的动力……”      14:45
[周其凤]:因为我们有一点追求,就是绿色化学,所以我是这样写的。我把这个歌词送给一个行家,他说你写的不好,他就改成了这样,比较符合歌词,也更加押韵一点。今天我给大家报告完全是抛砖引玉,因为我们讨论国际化学年的时候,我提出来我们是不是可以征集歌曲,我就带了这个头,我希望大家能够响应千亿国际娱乐平台化学部和中国化学会的号召,大家来创作化学的歌曲。现在这个作为一个“砖头”,我希望今后大家能够更多的来参与,特别是我们的同学们发挥你们的聪明才智。      14:46
[周其凤]:下面我结合我自己了解的一些情况做个介绍。因为我主要是学高分子化学的,所以主要介绍这个方面。      14:46
[周其凤]:大家都知道,药物可以为健康保驾护航,比如大家都熟悉的阿司匹林。这个东西是非常神奇的东西,它能够对我们的健康有很多的帮助。医药是化学发挥作用的非常重要的场所。      14:47
[周其凤]:还有服务于信息技术的化学。以液晶显示为例,大家都有手机或者是家里有液晶显示电视或者电脑等,化学在这里起到的作用非常大。有一种非常听话的分子,加一个电场可以驱动它,让它站起来或者是摔下去,通过化学家的设计和合成,做成配方来进行应用,这样就发挥了它的显示作用。这是化学在信息科技里的一个例子。      14:51
[周其凤]:现在大家特别关心我们生存环境的问题,我这里也举一个例子,是服务于环境保护的化学。以燃料电池为例,电池就是用化学家合成的材料。这个电池主要的组件是以高分子的材料来做的,要用到多孔的聚合物,也要用到作为离子导体的聚合物等等,这是在做燃料电池方面一个简单的例子。      14:51
[周其凤]:通过这几个例子来告诉大家,化学在各个领域都可以充分发挥它的作用。      14:52
[周其凤]:以高分子为例,曾经有一个家庭做一个演示,就是请他们把家里凡是由高分子做的东西拿出来,看看他们家里还剩下什么东西。从家里衣服到小孩的玩具,到厨房的器具,到电视、微波炉等等都得搬出来,主人觉得他们自己也得出来,要不然他们就得脱光了,所以他们也就都出来了。当然这只是化学家通过化学的方法合成出来的材料,因为我们人体自身也有由化学物质天然的高分子材料在里面发挥作用。由此可以看到化学家和高分子材料在我们的生活里所起的作用。      14:52
[周其凤]:这是高分子材料主要的用途,比如用在包装、家具、交通、电器等等,全球高分子材料总的产量是超过两亿吨的规模。      14:52
[周其凤]:这是一个很方便的方面,大家为什么喜欢高分子材料,就是拿塑料的包装来做比较,塑料的包装要方便很多,纸也是天然的高分子材料,这是天然高分子材料和合成高分子材料的比较。      14:59
[周其凤]:另外有一个表格说明用化学合成高分子材料可以比钢铁还要强,大家都知道炼钢的过程也包含着化学的过程,因为化学合成的高分子一般都是有机的物质,它不仅仅可以做很柔软的轮胎、包装的薄膜,同样可以拿来非常好的材料,比钢还强的高分子。我这个片是很老的片子,就是现在合成高分子材料的性质比这个还要好很多。      15:0
[周其凤]:图中蓝色部分是无机的材料,其中包括钢丝,用钢做的纤维它的力学性能,它的强度,它的身长,其他的都是人工合成高分子的材料,它的性能比用钢做的纤维要好的多。我们在座的杨玉良教授在这方面有巨大的贡献,大家如果有问题的话一会还可以问他,因为他一会要主持下面的讨论,有什么问题可以请他回答。      15:0
[周其凤]:化学进步靠很多的需求,我这里讲的是市场推手,化学进步首先很重要的是千亿国际娱乐平台家们的兴趣,这是非常重要的。市场的需求,比如现在特别需要减少化学燃料的使用,另外要环境友好,而且在医学方面也要降低成本,另外提高这些化学品高分子材料,化学品的性能,当然要特别考虑它的价格等这些方面。      15:0
[周其凤]:以高分子为例,这里有一个片子,可以把它看作是几代的高分子。最底下很大的一块是通用高分子,通用高分子相对的它的知识含量比较低一点,所以它的性能也差一些,它市场的价钱也就比较低;在这个基础上,发展出的工程应用的材料,工程的高分子材料,它所含的知识含量也更高,当然它的市场价格也更高。最后是特种高分子,特种高分子是指各种各样有特别性能能够满足各种特殊需要的高性能的高分子材料,它的知识含量是更高,它在市场的价格当然也更高。      15:1
[周其凤]:要使得高分子有更好的发展,得到性能更好的材料,毫无疑问,需要各个学科的配合,高分子本身是化学一个分支,它需要跟化学其他的学科有交叉,但是同时也需要跟生命千亿国际娱乐平台、信息千亿国际娱乐平台、纳米千亿国际娱乐平台等等交叉,才能够进一步的推动高分子千亿国际娱乐平台的发展,能够置备出符合日益增长需要的高分子的材料。      15:1
[周其凤]:因为现在大家都特别关心纳米材料,这个片子就是化学跟纳米千亿国际娱乐平台结合的一个例子,从原理上可以给同学们一个基本的概念。这是用一个化学气象的方法,把原料加入炉子里,通过升温,通过有一个模具,比如由铝做的模板,通过这样就可以得到纳米高分子材料。高分子材料是可以跟纳米科技方法结合起来,事实上高分子本身对于纳米科技的发展是起了作用,因为高分子本身在分项的过程里,它往往是在纳米级的水平上,所以高分子本身也可以做有些纳米材料的模板。当然,高分子同时跟纳米科技的结合可以制备出各种纳米级高分子的材料。      15:1
[周其凤]:这是一个例子,就是做成场致发射,这是一个导电的纳米高分子材料,利用它的发射效应来制成场致发射器件。还可以做得更复杂一点,在纳米材料里比如金纳米,可以有高分子导电的性质,通过这种用在场发射或者是其他器件里的性能。这个例子是怎么样把金的纳米颗粒和纳米的高分子材料复合在一起,然后用他们来做器件。这个片子就是告诉我们用这种材料确实是得到材料有很好的场致发射的性质。      15:2
[周其凤]:纳米级导电高分子材料也可以做光电导的材料,因为它具有光电导的性质,这个地方就是复合纳米高分子的管子是怎么样在光的照射下表现出来光电导性质的例子。      15:2
[周其凤]:另外制纳米级高分子材料不仅仅是用刚才的例子,还可以有其他的方法来做,可以用电纺的技术,把高分子材料纺成纳米级的纳米线、纳米管子、纳米的纤维。在天然高分子或者是具有医学生物性质的高分子领域里有很好的用途。      15:2
[周其凤]:这是另外一个材料,也是通过电纺的办法来做,这是所谓透明质酸做的东西。这个材料在血管再生方面能够起到很好的作用。这是电纺得到纤维尺寸的情况。      15:2
[周其凤]:这也是一个天然的高分子材料,可以通过电纺的办法来做,可以把高分子材料跟药物复合在一起,通过电纺的办法就可以直接纺到你的伤口上,可以很好的来修复皮肤。      15:3
[周其凤]:这就是为什么用这些材料有它很好的性质,最关键的是它没有毒性的,对人体非常友好,而且又有一定的强度,而且用完了以后,适当的通过生物化学的过程可以降解掉。      15:12
[周其凤]:大家都知道DNA,DNA在生命千亿国际娱乐平台里发挥着非常重大的作用,化学家也有考虑用DNA做一些材料的尝试,因为DNA本身也是一个天然的高分子,这张片子用的是日本北海道的数据。北海道是产鲑鱼最出名的地方,它是一个主要产鲑鱼的地方,这里会有鲑鱼精,就是一个渔场按照一年15000吨的鲑鱼精来算,DNA就有1200吨,这些DNA通过化学家的努力,可以在信息科技或者是生命医学领域做一些用途。       15:12
[周其凤]:这是纯的DNA粉末的情况,通过化学的方法可以做成DNA的薄膜或者是DNA的纤维,根据你的需要,可以加进一些有用的东西,或者是用它来做治疗的话,可以有一些药物加进去;或者是在信息科技领域,可以把燃料的东西加进去,这就是在DNA里加燃料分子的示意图,是用来做发光的器件。我不敢说这个东西将来一定能够成为什么工业的用途,就是给同学们一个启示,化学家是做各种的想像,各种的探索,包括平一般人不会想像的DNA也拿来跟显示器件联系起来,同学们可以进一步发挥自己的想像。      15:12
[周其凤]:前面讲到了一些高分子化学家怎么把高分子的千亿国际娱乐平台跟纳米千亿国际娱乐平台,跟生命千亿国际娱乐平台结合起来,发展一些新的材料的尝试。现在大家也特别关心的是化石燃料的问题,将来化石燃料没有了,是不是可以利用其他的能源,大家考虑比较多的是太阳能。若干年前有美国千亿国际娱乐平台家做过一点研究,他是设想如果每年的化石材料,用植物生物制来代替可不可以?就算了在美国有多少个英亩的农田来生产各种的作物,大概有4.3300亿土地是可以生长作物的,主要作物占了25000亿,美国消耗了多少的原油,折算以后,美国原油都用生物制来代替的话,需要生产主要作物2亿多英亩农田都来做这个,这个显然会有问题,因为大家都得吃饭,完全靠生物制作这个可能问题比较大。      15:13
[周其凤]:但是我要告诉大家的是,包括高分子在内的化学品,就是我们在原油里只有2%左右来做精细化工的,包括高分子材料,它所占农田的比例比较好600万公顷土地就可以满足精细化工的要求。可能要特别花力气的不是来做燃油,因为做燃油烧掉的话,跟人抢口粮的问题会非常严重。但是,如果能够把它发展来做机器化工品还是非常有前途的,但是这是非常困难,需要化学家们巨大的努力。这个研究结果告诉我们,对做精细化工来说是可以以生物制完全替代化石燃料。生物燃料就是用太阳能,只不过通过生物合成的办法来做的。我们都知道二氧化碳加水,有太阳能的情况下就合成糖或者油脂类的东西,这些通过化学家们的努力可以转换成乳酸,糖和油的作用也可以变成聚合物。      15:13
[周其凤]:这是微生物在它的体内储藏碳源的方式,在它的体内可以合成这一类高分子材料的,因此我们也可以通过这个办法来利用光的太阳能,通过生物化学这样的方法来合成高分子的材料。      15:13
[周其凤]:这里就涉及到大量化学的问题,也包括生物化学的问题,包括基因组的问题,我们需要通过基因组的方法来筛选出生物合成的煤。生物催化剂,使得在微生物的体内增加产生这种聚合物的能力,或者让它改变,给它吃不同的葡萄糖、或者是植物油、甚至汽油,让它们按照化学家们设计好的物质来满足我们的需要。      15:14
[周其凤]:这是一个例子,通过基因的重组能够来改变微生物合成聚合物的本质。这个例子告诉我们,对于某一种细菌来说,第一代只能在它的体内产生大概30%重量的聚合物,但是通过基因重组以后,得到的微生物它的体内可以聚集80% 的聚合物,所以这个效率是很高的,如果在一个细胞里有80%的聚合物,对它的提纯和产量都是非常重要的,当然化学家还在努力,一个是提高产量,一个是控制产物的结构。      15:14
[周其凤]:这也是一个例子,两组经过基因重组以后的微生物的豆油,吃豆油以后就变成一个聚合物,这个地方是一个共聚物。另外吃葡萄糖得到另外结构的聚合物。      15:15
[周其凤]:前面跟大家说的是化学家、高分子千亿国际娱乐平台家和生命千亿国际娱乐平台家的合作,怎么能够通过改变,通过基因的重组来改变微生物的性质,它能够帮助我们来利用太阳能和二氧化碳水合成我们所需要的东西。而且这些东西可以做成我们平常需要的材料,比如做成薄膜、纤维,或者是生物医用的材料。      15:15
[周其凤]:这里的红色的部分就是用微生物方法合成的聚酯,用它做成的纤维。蓝色是涤纶,这是现在产量特别大的,在我们服装里用的特别多的。当然不只是服装了,也可以用在其他的方面,包括饮料瓶子等。这方面不必过多的解释,我标出来的性能,从力学性能强度的角度来说,数值越高越好,我们从生物的方法,利用太阳能,利用二氧化碳和水,合成出来的性质比涤纶性质还要好,如果做成服装的话会更加耐穿。      15:22
[周其凤]:这些材料都是生物相容,可以做修复人体,这是脊椎系统可以用人工合成的示意图,在我们人体里,很多的部位都可以利用人工合成高分子材料进行修复。      15:22
[周其凤]:这都是高分子化学家们的努力,他们从第一代的高分子努力推出第二代的高分子、第三代的高分子、第四代高分子、第五代高分子等等。一开始我就讲了,化学是一个创造性的千亿国际娱乐平台,从高分子的例子就可以看到,最早他是利用天然高分子,比如做轮胎开始,然后做到人工高分子,橡胶或者是纤维等等,然后再来做工程塑料等等,化学家们包括高分子千亿国际娱乐平台家们正在继续努力做这些事情。      15:22
[周其凤]:这是给同学们一点建议,要成为一个好的化学工作者,还是需要有比较广的基础训练,包括各个方面基础的知识。另外要有兴趣,将来要选择你喜欢的领域,这些领域应该是充满着希望的新生的领域,而且不管怎么样,你要非常欣赏你追求的过程。有时候我们经常讲过程是更重要的,当然还要有一点耐心,任何千亿国际娱乐平台技术上要有所成就都是需要付出艰苦的努力。另外要特别关注交叉学科的发展。      15:23
[周其凤]:我大概就说这些,我上面讲的这些东西都是引自我的朋友或者是学者的一些材料,也包括我们学部给我提供的帮助,特别感谢大家。      15:23
[周其凤]:谢谢。      15:23
[李静海]:谢谢周校长,我们后面还安排了一些跟千亿国际娱乐平台家对话的活动,到时候大家再提问。下面请中国千亿国际娱乐平台技术大学校长侯建国作报告,他的题目是《纳米千亿国际娱乐平台技术的前沿》。      15:24
[侯建国]:各位同学,大家下午好,刚才周其凤老师已经介绍了化学年整个的启动情况,以及化学学科整体的情况。我今天下午和大家交流报告的是我想通过一个技术领域,纳米千亿国际娱乐平台技术前沿物理化学大家所关心的千亿国际娱乐平台技术问题,来和大家看看化学领域所关心的问题和它发展的前景。      15:41
[侯建国]:今年是化学年,化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律,创造新物质、新材料的千亿国际娱乐平台。刚才周老师已经为我们介绍了,我们化学家在过去一个世纪里为人类创造了各种各样的材料,我们现在的生活基本上离不开这些化学合成的材料。      15:41
[侯建国]:人类社会发展总是在不断的进步,我们都希望有更好的生活,但是同时能源是有限的,环境也是非常脆弱的,所以对于我们未来科技的挑战以及我们的期待又非常多,具体到材料上来说,我们就希望以后能够制造出能够像纸一样轻,同时又像铁一样坚硬的复合材料。现在人类都离不开电子器件,包括计算机、手机,这些计算机都是由一系列的电子元件所构成。我能不能继续的把电子器件尺寸做的更小,使得能耗更小,同时功能强大。还有,现在的能源是大家都谈论的问题,我们能不能制造出一些新的化学剂,新的化学方法,直接利用太阳能从海上获取氢气,为人类提供不解的能源。      15:41
[侯建国]:纳米科技,研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用,和传统材料不一样的特点就是它由量子效率所控制的,所以它有非常重要的特性。      15:41
[侯建国]:量子力学,量子力学有两个基本的原理,一个是测不准原理,也就是一个电子,它的热量和位置是一个常数,同时还有很重要是它有波粒二象性。电子在力学世界里,任何态只有一个状态,不能具有死和活的状态,这些都是很复杂,就是给大家介绍的是量子力学和宏观世界非常不一样,是金属在纳米粒子的颜色是多彩的,如果我们把金属颗粒,比如金和银做成纳米尺寸大小,由于电子自由受限制,如果电子自由承担大于给他粒子的尺寸,因此它的边界就会受到限制,受到限制就受到量子力学的因素。      15:42
[侯建国]:比如碳原子,这是构成生命体和自然界最重要的元素,碳的元素在化学周期表是第六号,原子核有六个质子,有六个中子,六个质子和六个中子形成碳的原子核,原子核周围有2个IS电子,它的轨道是球心对称分布的。这是第一层电子。第二层电子能量更高一点,所以它的活动半径更大一点,但是它也是球心对称的分布。同时还有2个2P电子,把不同的碳原子组装起来,就是5个碳原子是一个纳米的大小。由于轨道外的电子形成S轨道是对称的,P轨道是亚伦状的。不同的原子放在一起,不同原子电子就会相互作用,会形成各种各样的化学介,也是电子多函数在空间有不同的分布和对称的形式。由于各种各样的电子化学介,我们有可能把化学周期表不同的元素作为一个基本的结构单元来创造出我们所需要的各种各样的物质。我们通过利用不同的城建方式可以创造出自然界里不同的材料,具有完全不同的特性。比如像石墨,是一层一层的,每一层是六个碳原子组成一个六角形的结构联起来,它是一个城状的。金刚石是最坚硬的自然物体,石墨是很好的导电材料,但是用手一撕就可以撕开。      15:42
[侯建国]:这是碳纳米管,把石墨管卷起来形成碳纳米管,在管内和管外电子介的状态也不一样,管大小也不一样,也形成了同样是一个碳纳米管,但是它是半导体性质的。这些就是化学家过去构建不同材料一些基本的原理。      15:42
[侯建国]:分子尺度上的量子调控实际就是能级与波函数工程,怎么调整能量分立能级在核外分布的形式,能够把电子放在不同的能级上,如果没有掺杂的话就是一个绝缘体,掺杂就是到底。如果把两个原体形成分子,实际是进行波函数的改造,对它的承接方式进行改造,能够创造各种不同的材料。      15:43
[侯建国]:能级与波函数工程过去就有,但是那个时候不是主动的,现在我们能不能主动的来控制化学材料的合成,来设计化学合成的方法,制造出我们所需要的各种各样的材料。      15:43
[侯建国]:1959年,美国千亿国际娱乐平台家在美国物理学会上曾经做过一个很重要的演讲,如果人们能够按照自己的意志来安排一个原子,将会产生怎么样的奇妙景象,当时59年还带有千亿国际娱乐平台幻想的预见,但是今天我们逐步正在接近这种目标,虽然还有很多的困难克服,但是我们已经看到了解决这些问题的曙光。      15:43
[侯建国]:我们要分子和原子的尺度上来控制电子态的形式和波函数形成的结构,首先我们必须具备在原子和分子的层面上对电子态进行观察的工具以及操纵的工具,也就是说在纳米世界里需要我们的眼睛和手。      15:43
[侯建国]:在2006年千亿国际娱乐平台家发明了一个机器,叫做扫描隧道显微镜,就使得我们人类第一次不仅能够直接看到电子波函数,看到原子的分子轨道在空间的分布形式,还可以对原子外的分子化学介进行一些控制和剪切。      15:43
[侯建国]:这是STM工作模式示意图,保证要有一个针尖,要非常细,有几个原则作为你探测的手段,也就是说眼睛和手。STM不仅使人类真正看到单个原子,也能够直接操作单个原子,IBM千亿国际娱乐平台家用金属的原子在金属表面摆出一个IBM,这是最小的字。同时把铜原子在铁的表面摆一圈,把表面电子波放在里面,电子波受到限制,在里面产生了像水波钢设计的条文,第一次真正给我们展示了电波波函数的设计。      15:44
[侯建国]:过去化学家了解分子的结构通过光谱的方式,比如把材料进行晶体,用X光或者是电子显微镜,形成染色的图象来推测材料里面的结构和性质,以及通过红外光谱来了解由于分子合成以后会有振动,振动谱就像一个特殊分子的指纹一样,然后来分析分子结构是什么样子,通过分子推算它有什么样的振动谱。      15:44
[侯建国]:STM这个工具使得我们能够在一些特定的碳的体系里可以直接看到分子化学界形态,从时空的角度,这个图象是化学电子分布图象,这里有五边形和六边形的形态,这是导弹电子云的图象,这样可以把分子的结构确定下来。      15:45
[侯建国]:除了对于单个分子识别以外,同时可以利用分子进行手性识别,自然界产生手性来控制我们整个世界。一个分子分位左旋份子和左旋分子,从结构上很难区分出来,但是在性质上会发生很大的变化,比如氨基酸是生命体重要元素,氨基酸都是左旋的,右旋对人体是有害的。很多药物左旋的药物是有用的,化学家发明不对称的反映方法可以自别出左旋和右旋。怎么样进行手性识别,由于手性的分子结构基本完全一样,只是静态对称的繁衍,所以在很多的光谱和结构的表征上是很难直接来进行分别。按照我们可以通过探测显微镜的方式来测分子波函数的分布,利用轨道波函数的分布就可以把手性的分子左旋和右旋确定出来。      15:45
[侯建国]:除了可以直接看到表面的分布,电子波函数的分布之外,我们还可以做的更多。X光可以穿透人体,然后把骨骼显现出来。一类分子是碳82的笼子,里面有一个重金属的元素被包围在笼子里,如果正常拍它的图形是看不到里面是不是有一个金属的原子在里面,如果我们通过对分子能量的扫描,可以把里面的重金属元素通过透视的方法确定出来,这是一个表征的方式。      15:45
[侯建国]:除了看到分子形态和电子波函数的轨道以外,我们还更希望能够控制这些原子和分子,然后实现特定的功能。比如负微分电子的效率,是50年代很著名的千亿国际娱乐平台家提出的效率,单个分子由于量子力学效率是分离的,在一定的电压下轮机之间存在共振的睡窗。这是一个最小的负微分电子效率。      15:45
[侯建国]:最小的二级管是多大呢?二级管就是单向导电,电流只能沿着一个方向走,所有电子都填埋在几代下面,导弹是空的,但是我们可以通过化学的方法在环境当中通过一些反映方式把碳原子上面其中一个用氮原子来取代,一旦取代了以后,我们就相当于在两个轮机之间…,所以是一个半导体的性质,就构成了单个分子的半导体。在氮掺杂的分子里就可以单向的导电性,实现最小的二级管开关。      15:46
[侯建国]:刚才讲的只是通过控制,我们能不能通过对化学介更主动和更精确的控制创造一些新的分子来。就像我们做手术一样,把化学介进行一些剪切改变分子的性质。这是一个金属碳氢分子,是碳原子,氮原子和氢原子组成的,最外面有八个氢原子,在金的表面没有磁性,我们利用扫描探针显微镜做成手术刀,把最外面八个氢原子切掉,就形成一个新的分子,这个分子就变成了有磁性的。      15:46
[侯建国]:这个过程就是一个分子,分子在金的表面,通过探测显微镜能量的注入,把上面八个氢分子切掉,由于苯环电子不饱和,就会和金表面产生一定的介和作用,产生一定新的分子,在这里形成一个磁性的分子。      15:47
[侯建国]:分子是很神奇的,它非常小,它是最小的具有完整特定功能的单元。既然可以做电阻效应,也可以做整流效应,还可以有一个单分子的效应,一个分子能不能一装多能,不仅做开关,还可以做整流呢?这是三聚氰胺,它是一个很有意思的分子,分子也是一个苯环,单色是氮原子,蓝色是氢原子,放在金属的表面,最底下这两个氢原子会托福,然后立在同源的表面,两个氢原子底下是完全对称的,我们可以通过转移的方式切掉,把最上面的氢原子切掉移植到这些地方来,这些分子结构本身不对称,造成电子结构的不对称,电子结构一旦不对称以后,它就具备了整流的效益。没有做之前是一个正常的电压曲线,现在剪切完一个,整流比可以达到34。最重要的是,它在过程当中还可以有很多电流的噪声出现,是周期性的,因为在电子电压下,分子氢键在两个稳定状态之间跳动,也就是说注入电子有弹性电子和非弹性电子,对于弹性电子来说能量没有改变,从上面传过分子到达电机,出现了整流效益。如果分子吸收电子的能量,碳氢间容量就会升高,而且状态高和低会造成电流的大小,而且这个速度是可以调整的,电压高就跳动的快,电压低就跳动的慢,机械的开关和电子整流一个分子同时实现了两种功能。      15:47
[侯建国]:能不能实现单分子的化学反应,这是最早的单分子化学反应的演示,这是非常经典的化学反应,这个分子可以切快,把碘原子移走,把苯环并在一起,就形成酸炼本,并入以后再注入电子,就形成一个新分子的苯环。后面还可以利用扫描探测显微镜把一氧化碳,二氧化碳在铁的表面吸附了一个氧气,再把一氧化碳的分子可以移动到吸附氧上面,把电子注入氧,一氧化碳形成反应形成二氧化碳。      15:47
[侯建国]:最近我们也做了一个反过来的实验,二氧化碳的还原反应。二氧化碳碳排放很重要,怎么样减少二氧化碳是全人类面临的课题。这里有很多方法,这里演示的方法就是在分子上,这是提供了一种思路。怎么样使得二氧化碳还原以后变成二氧化碳,一氧化碳是有燃料,可以烧,这是二氧化碳的表面,二氧化碳的表面有很多氧的空位,氧的缺陷,红的部分是氧原子,二氧化碳表面可以人为的形成很多的氧的空位,氧缺位以后,二氧化碳会吸附在氧缺位口,中间是碳原子,两边是氧原子,氧原子会吸附在氧空位上。二氧化碳碳和两个氧之间介和是很强但是由于吸附在这上面以后,就减弱了这个碳氧之间的强度,然后再加一点能量的注入,就能够使得二氧化碳其中碳氧介断掉,从而形成一氧化碳。      15:48
[侯建国]:这种反应很显然是非常低效率的,但是这种反应演示了一种可能性,或者给未来设计提供一些新的思路,也许今后我们能够沿着这样一些思路设计出一种可以工业化生产的二氧化碳还原一氧化碳的反应。      15:58
[侯建国]:再回到Feyeman重要的演讲,50多年过去了,我们正在一步一步接近当时千亿国际娱乐平台家的预言。当时他演讲的题目是《在底部有足够多的空间》。他当时提出能够在最小的空间里,在原子和分子的尺度上来检测控制我们的世界,我们就能够创造出无限的可能性,包括制造出各种各样的对人类来说更加绿色、更加有效、更加有用的材料。这就是说化学会产生很多的空间,我想千亿国际娱乐平台也会产生无尽的创造力。      15:58
[侯建国]:谢谢大家!      15:58
[杨玉良]:谢谢侯建国校长,刚才两位校长给我们做了非常精彩的报告,大家一定感受到化学有多少神奇,一定有很多问题要提问,所以下面我们安排了院士与中学生面对面的交流。      15:59
[杨玉良]:我非常高兴下面的工作由我来承担,我叫杨玉良,我跟周老师一样是搞高分子化学的,我先问大家几个问题,请问刚才两个报告大家听懂了多少?大家没有听懂的话,一会有兴趣的地方就可以问,但是如果说没有听懂的话,你不要感到很沮丧,我听了半天都没有听懂,但是我告诉大家我也没有听懂,所以你们就没有心理压力了,我们接下来的互动环节可以非常简单,一个是大家有什么问题可以向我们的各位院士来提问,我们的同学们可能对各位院士具体的研究领域并不一定很了解,所以你们可以先把问题提给我,然后我给他们。主持人很有权利,我自己回答不出来就可以让他们回答。第二,在座的各位院士也可以来谈谈他们自己对化学的看法,对化学从事那么多多年研究以后有什么感受。我们先尊重听众,留一段时间让同学们首先来提问,什么问题都可以。      15:59
[学生]:杨老师好,我是来自人大附中的学生,我们知道近些年中学生可以参加化学实验和其他研究项目是越来越多,所以我想请问各位专家,您认为中学生参加各种化学试验项目和研究所得到的好处有哪些,中学生以怎样的心态来参加化学活动?      16:0
[杨玉良]:这是非常重要、非常好的问题,因为这个问题跟教育有关系,所以请北京大学的周校长来回答。      16:0
[周其凤]:因为在中学里有很多的功课要学习,所以我的建议第一还是要把各门功课比较均衡地学好一点。因为你首先要及格,要升级,这个很重要。但是,如果你有条件,你自己也有余地,学校也有这个条件,也有这个兴趣,我想你可以多参加,多参加的好处是多样的,因为化学是一个创造性的千亿国际娱乐平台,你多参加会亲手亲身的感受到它的神奇,感受到做化学的乐趣,这会培养你的兴趣,因为做任何的事情兴趣是很重要的,如果通过这个能够提高你对化学的兴趣,甚至引导你将来做更多的化学这方面的学习和研究的话,这个收获就是最大的。不在于它对你巩固书本知识有多少好处,当然也有好处,也不在于这里给了你多少启示,所以第一位的先是提高你的兴趣,当然它锻炼你的思维,你在做实验的过程里,你会考虑到很多的问题,包括这个事情应该怎么做,它的背景怎么样,然后你充满着预期,你的预期是什么,你充满着好奇,会有新的发现,所以这些都是非常重要的。如果你自己也有余地,你也有这个条件,不妨多参加一些。      16:1
[杨玉良]:我也是校长,我也是搞化学的,如果不插一句话好象不公平。实际上任何知识都应该在整个知识系统里来认识这门知识,如果仅仅从化学到化学你不会理解化学,所以在整个人类的知识系统当中来看到化学的作用,这是一。第二,至于参加实验,其实道理很简单,我们开玩笑说化学就跟厨师一样,你就是炒东西,如果你读菜谱的话,是永远成为不了厨师的,所以你总得要上手去做。至于从什么时候开始做,就是你具有一定的化学知识,而且你具有一定的行为能力,你就可以做化学实验。      16:1
[学生]:谢谢,我是清华附中的学生,希望了解有一点学术的问题,主要想了解一下杂化轨道的形成机理,包括对它基本的描述,比如它的波函数?和一般的原子轨道有什么不同吗?      16:6
[杨玉良]:这个问题比较深奥,跟侯校长的报告有直接关系,因为侯校长要讲的内容比较多,所以杂化轨道可能讲的不够清楚,所以请侯校长。      16:6
[侯建国]:到现在为止,我们对整个量子力学不是特别的清楚,杂化轨道比如SP2、SP3,就是它在空间上形成分子,昨天有一个学生还问我画的杂轨道这边是红色那边是蓝色代表是什么,量子力学表示方式是数学表示方式,任何一个方式都有一个正和负,这边表示是正,那边表示是负,是不是表示电子有正电和负电?也不完全是,完全是一个数学描述,电子的正负效应只有一个效应,就是AP环。      16:6
[杨玉良]:接下来请北大的高松院士做一点补充。      16:6
[高松]:我自己理解的杂化轨道,是化学家构造出来的一个理论来解释,在中学、大学刚刚用来解释一个分子长什么样,为什么它是平面,为什么它是四面体,四面体就是SP3,平面体就是SP2杂化。我们的教科书里有一个问题,把这种对于解释电子结构理论绝对化,而且把次序颠倒了,一般很多的书描述是有问题的,说有什么样的杂化轨道就有什么样的结构,从原理上讲是反过来的,就是分子长什么样,比如它长的是平面的,这个平面或者是一个四面体的结构,几何的构型、分子对称性决定了它中心原子要采取什么样的杂化轨道,中心原子杂化轨道和周围几个原子形成共价键,中心原子采用哪几个轨道来进行杂化,实际上几何结构就决定它要采取哪几个轨道来杂化,如果长成四面体,它就需要用一个S轨道用三个P来杂化。但是很多教科书写的是反的,在这里我想纠正一下这个概念。      16:8
[杨玉良]:看来这个问题非常专业,所以你们也不用感到慌张,即使他们两个人做了那么详细的介绍,我仍然是一头雾水。我是这样一种感觉,如果你要烧绿豆粥的话,就把绿豆和粥杂化以后这个东西就是杂化粥,就是把S轨道和P轨道一杂化就是出现一个杂化轨道,只不过它更有方向性了。这个问题非常专业,如果这位同学还有兴趣的话,一会可以与院士们个别的交流。我把时间还是留给其他的同学。      16:8
[学生]:刚才我看您的PPT介绍,很多研究化学材料到最后不是化学,而是物理了。      16:9
[杨玉良]:这个问题我做一个简要的回答,千亿国际娱乐平台发展到现在,都涉及到每个学科里最基本的问题,在这些基本问题上,你是很难分得清楚这是化学还是生物,还是物理,所以这个特点恰恰表明了,如果你作为一名化学家的话,不得不要非常精通物理、数学,包括生物千亿国际娱乐平台,如果微观到某一个分子和原子程度的话,千亿国际娱乐平台千亿国际娱乐平台和物理、数学在这个地方是共同绘制的,恰恰表明现在人类对这个问题已经探索的非常深了,这也是表明我们现在不要过分强调一个学科,如果把学科窄化了以后,就变成非常专业,专到一个很小的点上。作为我们学习来讲,包括作为研究来讲,要在整个人类知识的基础上来理解某一门学科它所处的地位和它能够起到的作用,这是最基本的办法。      16:9
[学生]:我是来自人大附中的。刚刚从几位教授报告当中,讲到了有关于新能源和高分子材料的内容,另外我们学生和老师也进行新能源化学的基础研究,对于未来这些新能源和智能材料、仿生材料前沿的技术,能否给我们进行一些比较宏观的介绍或者是前瞻性的讲解?      16:11
[杨玉良]:陈部长也当过校长,也在科技部当过部长,所以你对科技的了解比较全面。      16:12
[陈凯先]:这个问题提的非常睿智,是一个很大的问题。目前我们所认识到的新能源在我们国家目前体系里包括风能、太阳能、生物质能,裂变和剧变,当然还有其他抄袭能和地热能还没有算到主流里去。太阳能就涉及到材料,如果变成有机的话又怎么去研究它呢?当然有很多化学的问题,怎么样进一步提高它的效率又有很多的问题,这样就涉及到化学里要提供最好的材料来能够吸收阳光,然后把能量转化出去。另外大规模的的光伏发电一定需要很好的出能设备,不然就会冲击电网,如果是成片太阳能的话,就会有大量的电在白天产生,在没有云彩情况下产生大量的电,到夜间又没有,这样对电网的冲击目前要靠智能电网解决,所以要研究除能的问题,包括风能也要有除能的问题。      16:12
[陈凯先]:刚才周校长讲聚变,我们要从海水里提氘氢发生剧变,海水里氘氢发生聚变相当于300升的汽油,水要变油的话,1:300多划算,但是这样的聚变能够产生需要非常多的化学组去做工作,比如高能量的中子,怎么样把它的热引出来,那么高的能量拿什么东西管起来,产生高能将近一亿度,什么东西都要烧掉,所以你需要有很好的材料,需要有很好的传输设施,所有这些物质都是自然界不存在的。化学干什么?一个要把自然界存在的东西研究透,它里面的结构,里面的功能,如何为人类服务,另外就是新的物质创造,这是化学家一个非常重要的领域,我们要不断改造目前有局限性材料的功能,发觉它的功能,另外我们要去创造新的物质,去产生服务于人类需要的一些新的材料。即便是生物的过程,核心的、实质性的问题也是化学,这样看来搞物理的,搞物理把物质最微观的弄清楚是最大的目标,把最宏观的弄清楚也是最大的目标,天体是怎么产生的,天体朝着哪个方向去演化,地球为什么会发生地震等等,这些都要物理结合其他学科来解决。生物制转化成能量也有很多化学过程。我就简单说这些。      16:12
[学生]:我是师大二附中的学生,我有两个问题,第一个问题,刚才在两位教授的PPT当中引用了很多英文,有很多单词都看不懂,第一个问题是英语在化学学习当中的地位,第二刚才也是在PPT当中多次引用了“金属探针”的关键词,我对这个特别好奇,金属探针何制作的,如何让它的针头只有一个原子?      16:22
[侯建国]:有些英文是化学名词,还有一些英文翻译的不是特别准确,“底部有足够空间”总感觉翻译不是味道,放到英文是希望大家理解的更好。当然英文的学习肯定对化学是非常重要,因为现在是全球化的时代,全球的千亿国际娱乐平台家在研究共同的问题。金属探针是这样的,作为我们要来了解原子和分子这么小尺度物质的话,总要能够眼睛和手,那么小的只能用原子来探测原子,可以通过量子力学相互作用来感受另外物体的形态,它的位置,这就是一个金属探针的意义。怎么来做金属探针,就是拿一个钨丝,在氯化钠通上电,通过氧化还原反应不断腐蚀针尖,这个过程可以控制的非常缓慢,这样就腐蚀出一个非常细的针尖。当然这个针尖并不是原子量级,还需要在做实验的过程中间来打磨针尖,为什么要做实验,做实验也是增加,除了我们有书本知识要做千亿国际娱乐平台研究,特别木是实验千亿国际娱乐平台有时候需要一些感觉的,有些研究生就能够把针尖做成一个原子,有的学生就不行。      16:22
[周其凤]:我很抱歉,准备得不够好,我那里所有英文都可以翻译成中文,很抱歉。但是学英文还是很重要,因为我们各国的千亿国际娱乐平台家要在一起交流,交流需要靠语言,只有两个办法,或者是我们去多学一点外文,或者是请老外多请一点中文。学语言中国人比较聪明,所以让中国人多学一点外文比较现实,让老外多学一点中文,他们还需要更多的训练,需要一些时间,所以同学们还是要学好外语的。      16:23
[杨玉良]:谢谢周校长,我们稍微远一点的,最后面那位女同学。      16:35
[学生]:我是北京市第35中的学生,最近报道很多日本9级大地震引起了核泄露,日本的核泄露对我国的核发展有什么样的警示,如果有一点我们中国发生了核泄露,我们应该采取怎样的方法来及时的有效的制止它进一步对我们的身体或者是环境产生危害?谢谢。      16:35
[杨玉良]:关于核问题,今天我们正好核化学专家们都不在,但是应该有人可以回答,想请陈部长。      16:35
[陈凯先]:我完全不是核专家,但是我曾经负责修订过防震减灾,所以从这个角度我给这位同学的问题做一个注释。《防震减灾法》对国家最重大的工程,当然学校医院也要提高防震等级,重大的千亿国际娱乐平台工程,特别是核装置在重大灾难情况下要制定严格的法律来使它的抗震等级提高到这个地区最高震级的再上一级。      16:36
[陈凯先]:核泄露的问题,据我所知,日本这些反应堆大部分还属于二代的水平,在强震情况下供电系统、冷却系统都可能没有设防到那么高度,现在的核反应堆已经到了三代,进一步是三代半到四代,三带半和四代都大大提高了安全性能,所以有同样的地震在二代以上的堆不会有日本这个堆发生的问题那么多,但是还是要提高它的防震等级。如果还继续用核能的话,剧变不产生放射性就是会安全的核能。      16:36
[学生]:我是来自北京35中的学生,前一段时间发现碘盐发生一抢而空的现象,各位专家如何看待这种社会现象?谢谢。      16:36
[赵玉芬]:社会上应该多有科普的知识,科普知识我们中国应该做的更多一点,所以我们算是第一个启动,而且不只是从你们学校、社会,能够在各个层次上对化学不断的宣传,像很专业的辐射问题怎么防治,或者是有效无效这种科普知识能够很早的被老百姓知道。还有生命千亿国际娱乐平台的知识,比如核酸是什么,蛋白质是什么,或者是平常生命千亿国际娱乐平台的知识,不光是我们的同学,所有老百姓都要科普,第一个我们科普不够,所以我们有国际化学年,这是联合国设计的国际化学年,所以我们很高兴有这样的活动。      16:37
[杨玉良]:恰恰说明一点,网络上有些东西是不可相信的。      16:37
[学生]:我是北京35中的学生,现在化学在我国教育中的地位是怎么样的,现在各个科目从小就开始抓起来,从小学学化学有没有必要?      16:37
[杨玉良]:有时候我们有一个缺点,我们如果说某样事情应该从小抓起的话,比如足球也是从小抓起,当然从一个人的成长来说,小时候也都在学习东西,只不过你接触到化学东西而不知道这是化学而已。我把这个问题倒过来说,如果你年纪大了的话,你仍然可以学化学,如果我回答对化学应该从娃娃抓起,就完了,现在有超过娃娃年龄的人都不用学化学了,我学化学从24岁开始学,现在还是可以,所以说永不言迟。      16:41
[杨玉良]:对于化学教育的定位,化学教育的地位毋庸置疑,化学是关于人类自然千亿国际娱乐平台整个知识当中及其重要,及其基础的一部分,无论如何在整个知识教育当中是无法去掉化学这一块的,如果在教育当中缺掉某一块的话,那么你培养出来的人他的发展就会受到限制。作为我本人,我是非常反对在学校里分文科和理科,如果一个没有文知识的千亿国际娱乐平台家他对人类知识的掌握是不全面的,所以你很可能培养出一代千亿国际娱乐平台怪人来,比如千亿国际娱乐平台家可以合成很多东西,如果你是一个合成化学千亿国际娱乐平台家,你该不该合成毒品,已经有几个学校化学的副销售合成毒品被抓起来了,就是他懂得相当好的化学,但是他不知道这件事情不是法律问题,是人基本伦理道德问题。我们一直讲科技是双刃剑,能不能仅仅用一个刃,这个剑是改善人们的生活条件,使得人变得更幸福,而不要用科技的另外一刃而人类制造一些甚至是毁灭性的结果,所以化学不能完全的忘掉。化学在整个人类框架当中占据着不可替代的位置,所以不用怀疑,而且及其的追求。      16:41
[学生]:您好,我是中关村中学的学生,其实我也想问的问题跟刚刚35中同学想问的跟核反应有关,现在比较高级的三代反应堆,应该是非常稳定的,如果我们国家开发核电的话,应该会选用比较三代的技术,因为意外是无法避免的,这个核泄露已经造成了,为什么大西洋的美国也会发现核辐射呢?      16:41
[杨玉良]:这个问题刚才几位已经回答了,我们在做一件事情的时候,任何事情都会有它的风险以及都会有它对人类造福的一面,如果你去做一件事情,当然任何事情都有可能出现意外,这个意外哪怕是百万之一、亿万分之一总是会有意外,我们要把这种意外的概率降到最低最低。第二,万一发生以后,对人类产生的影响,尽管是亿万分之一的概率会发生,就是因为这个亿万发生的话就有可能让地球毁灭,这样的事情哪怕有亿万分之一的概率这个技术都不能用。但是我可以告诉大家,核技术远远不能这样,即使万一泄露产生一些意外,会对人类造成影响,但是还没有到如此大的影响。怎么办呢?我们首先要把发生的概率降到非常低,除了这个以外,后面还有一整套的,仍然发生了泄露,后面整个跟上的后续步骤是怎么样的,所以后面有一道一道的技术再来跟上,比如现在可以采取各种手段甚至可以封闭一些不利的,现在的技术越来越深入,也越来越发展,不要认为日本这个问题的发生了,就会停止核能的利用,而只会提高人们对核能利用安全性的警戒,以及对万一出现事故后续处理步骤和处理方法上的发明,但是不要对这个东西感到太可怕。      16:41
[学生]:各位院士大家好,我是一名普普通通的中学生,提到杂化轨道,图片上有一个伏罗希,2.28应该是一个平均值,杂化轨道就是以一个直观形式来解释一些事情,为什么还要取一个平均值,这个平均值有没有它实在的意义,为什么不用其他理论去解释伏罗希的事情。还有一个探针的问题,蛋白质是生物活性的第一步,氮原子也有这个智能,阴谋在哪?      16:42
[侯建国]:SP2杂化轨道是平面轨道,它的轨道形成是各120度空间的分布,SP3轨道是四面体空间的分布,伏罗希既不是平面也不是立方体的结构,这时候参与的轨道既不是三个电子也不是两个电子,是电子共有的方式,所以取得一个平均效益,跟实际并不是有直接关联的,只是数学描述上的方面。      16:42
[李灿]:同学的问题提的很好,杂化轨道是用数学方法来描述化学的一种表达。在电子云有一种实际的武力图形,原子之间有更多电子云集在一起,这样不同的电子云的描述用一个很形象的轨道是球形分布,SP有一种喇叭形的,这样能够更加容易理解。但是物理图形并不是因为数学这么定成这个样子,在承接的时候有各种各样的情况。SP2杂化是平面的,但是在伏罗希稍微翘起来,介于SP2和SP3之间,是数学上描述它的一种方式。      16:42
[杨玉良]:我引出另外一个话题,比这个话题更为严肃。刚才提到把很多非常高级的概念进入到中学,这个问题大家要思考,当这个问题背景的知识还没有学过,结果把这个问题引入中学的话,有时候会引起一些理解上的偏差。57年的时候,因为当时前苏联是卫星上天了,结果美国人吓一大跳,为什么苏联卫星上天了,美国没有上天,美国就开始反省他的教育,他做了一个教育改革,就是把大学的危机分权都放到高中了,结果实行了两年马上又回到原来了,因为发现这并不是一个好办法。我们的教育改革现在有一个非常大的问题,以为把更高深的知识放到更年轻的时候学,甚至从娃娃时候开始学就是一个办法,其实不是一个办法。我们国家教育面临更加重要的问题了,去年有几件跟教育有关的大事情,第一个是耶鲁大学华裔教授写了教育方面一本书。第二件事情上海中学生参加评估,上海三个方面都是第一名,但是美国最高排第17名,第三的排到第34名。第三件事情,印度拍了一个电影《三个傻瓜》,这三件大事情使得美国甚至世界上都在讨论教育的问题。我认为我们也在犯这个错误,把高深的知识放在最年轻的时候学习,我觉得这是错误的。      16:43
[学生]:各位专家,各位院士们,我是北京四中的学生,我有两个问题,据我所知,现在锂离子电池在当今社会的应用当中起到越来越重要的作用了,在锂离子电池当中有一个巨大的问题,就是寿命问题,锂离子在离合运动的时候会产生一些磨损,请问现在是不是有一些比较前沿的方法能够有效的减少这种磨损,您认为这些新能源会不会有一天取代化石能源,如果相信发生的话,它会在什么时候?      17:1
[李灿]:同学问的问题很专业,包括前面也有一些问题问到新能源的问题,这里有一个概念,千亿国际娱乐官网所谓新旧是这样,锂离子电池是储能技术,本身不是能源。太阳能,日本一切都是来自于太阳能的,还有一种是来自于核能,太阳能现在用的风能、地热能、潮汐能都是太阳能表现形式,光伏电池这些技术,还有其他各种形式的能源要大规模使用的时候,就用到储能技术,储能技术里有各种各样的燃料电池,包括锂离子电池,锂离子电池这个问题非常专业,有一句话,现在用的纳米技术越来越有可能解决锂离子电池里寿命问题。      17:1
[学生]:我想请问您,您认为化学最吸引您的在什么地方?      17:1
[杨玉良]:我觉得化学是变化多端,它有巨大的挑战性,化学对改造人类客观世界可以发挥很大作用,但是作为个人来讲最吸引我的就是它变化多端。当你感觉到它变化多端的话有具有一种挑战性,如果你对发生的事情无法做出非常具体判断的时候,就会产生巨大的好奇心。      17:1
[李灿]:我不是搞化学的,我是搞化工的,化学和化工是上下游,化学是创造新物质,化工是把化学家发明的在工业上实现,化学家回答是那个样子,我作为一个化工专家我的回答是化学可以为改造人为的生活做出最重要的贡献。      17:2
[杨玉良]:我想这个问题很有意思,所以让在台上的院士每个人用一句话来说说他为什么学化学。      17:2
[高松]:我讲我考大学,我物理比化学少考一分,化学多考一分。      17:2
[李灿]:化学为什么有这么大的魅力呢?有两方面,第一从理论上来讲它可以直接触及到原子分子层次,就是现在千亿国际娱乐平台最前沿的层次来做研究,从它的实用性来讲,它可以解决人类经济社会发展里方方面面的问题,为物质文明的发展做出直接的贡献,两个方面既有它的千亿国际娱乐平台性又有它的应用性。      17:3
[侯建国]:我原来是学物理的,现在是从事物理化学的工作,如果说现在物理化学为什么吸引我,理由跟李灿院士是一样的,这个领域顶天立地,一方面理论上要解决这个问题需要很多的知识,特别是物理化学的知识,同时它的问题非常具体,问题都是日常生活提出来的问题,感觉解决这些问题很有成就感。      17:3
[周其凤]:我现在跟过去是不一样的,我在歌颂化学,我写了一本歌词,表示了我对化学的情感。你们是不是有一个小刊物叫做《中学数理化》,《中学数理化》大概2000年我写过一个小文章,不到一千字,题目叫做“其实那时候我并不喜欢化学”,所以说兴趣是可以培养的。      17:3
[赵玉芬]:我为什么选化学,就是在初中的时候,我的理化老师叫孔祥针,他讲理化的课非常生动,所以因为我们的老师我选择了化学,所以我们在座中学老师责任很重大,要讲的这个课让学生感兴趣,实验很有意思,发现实验当中怎么会物质变来变去,最后我考大学选化学,我到今天的感觉是这样,我认为化学是一门最有用的实用的千亿国际娱乐平台,能够为人类做好的事情的一门千亿国际娱乐平台。从上天到航空,到生活方方面面,只有靠它解决,所以在座的同学一定要立志学化学。      17:3
[张玉奎]:我是初中有机会和河北农业大学的大学生聊,我就讲了学什么,他说你可以学无限大,世界无限大,宇宙无线大,我说太大了研究不了,然后就无线小,研究分子和原子,化学是认识世界很重要的手段。      17:4
[何鸣元]:我来自于中石化的石油化工研究院,是做能源化工的,能源化工从我们上世纪到现在主要的能源就是来自于碳,能源主要的就靠这一个化学元素,碳能源就是来自于碳氧化成二氧化碳一个很简单的化学反应,这就是能源之所以形成,就是提供给能源就是来自于这样的化学反应,无论是天然气、煤、油都是来自于谈碳的资源,建成为化学能源,所以碳变成二氧化碳以后,二氧化碳可以进一步来利用,从自然界的循环再变成化学循环,充分利用碳的资源,这就是我们要做化学化工的原因。      17:4
[程津培]:我原来也是不太喜欢化学,虽然上了一个很好的中学,也有最好的老师来教化学,但是它引起的兴趣毕竟不如数学和物理高,数学有挑战性,化学似乎没有多少挑战性,但是之后我就下乡了,由于一个大学的化学老师去农村招生,他比较喜欢我,别人没有表现出兴趣,于是我就学了化学,但是我学化学以后,感觉到真是歪打正着,我想选择化学的人不管你原来喜欢什么的,喜欢化学的人如果做到了一定程度,你一定不会后悔,这里有非常多的奥妙,有非常多的实证1政证明你一旦进入高层化学领域的话,你会非常的对它感兴趣,你深入到化学里里面有无限多的妙趣。物理也有,一直到原子,介子,还有非常多的很深奥的东西,但是不能有很多人去研究,再大,大到宇宙是怎么产生的,这个又不是很多人研究,离我们比较近,我们经常接触奥秘,然后又知道奥秘里什么东西,所以是非常令人感兴趣的。      17:4
[郑兰荪]:化学的魅力主要还是能够创造新物质,认识新物质,这些物质不但非常有用,本身也非常美妙,我是因为一本书所以对化学非常感兴趣。      17:5
[杨玉良]:谢谢各位院士,因为时间过得非常快,因为有些院士包括我自己还要赶回去,按照原定计划互动时间就是一个小时,侯院士省出来15分钟,所以我们现在4点45分钟可以把这个互动环节做一个了断。这样一个互动环节一个小时对我们来说确确实实太短了,我相信大量的学生还有大量的问题要问,我们的院士们也准备迎接大量的问题,但是我想做一个总结,确实这样的互动在我们国内举办的太少,应该在不同的范围,不同的环境,能够让我们从事千亿国际娱乐平台研究的人跟大家进行互动,这个互动当中不仅仅是因为知识的普及,恐怕知识普及并不重要,同学问的有些问题在网上搜索一下可能知道的知识有时候更加完整一点,当然你要上正规网站。当然也可以看到,我代表院士们也说几句话,由于我们互动环节比较少,使得我们一些千亿国际娱乐平台的专家们当和中学们进行互动的时候,我们共同有一个感觉,我们给中学生讲一些高深的知识显得非常的困难,作为我们院士们来讲,我们也有这个责任,怎么样要去研究,怎么样把一些高深的知识能够用简单的语言、形象生动的语言,同时也是精确的语言把某些重要的概念传递给大家,这是我们今后要努力的。如果我们能够把这些问题跟一般人生活碰到的问题一样用简单的方式表达出来,我相信在座的就会对化学有一个更加正确的认识,而且就会对化学产生更浓厚的兴趣。      17:5
[杨玉良]:最后我们感谢在台上所有回答大家问题的院士们,同时我建议用同样热烈掌声感谢在互动环节上提出非常好的问题的同学们。今天的活动到此结束。      17:6