应用化学的奠基与发展

【摘 要】应用化学是一门发展源远流长的科学，是支持现代经济发展与进步的重要科学，本文从应用化学的起源出发，主要阐述应用化学对于人类的贡献以及发展前景。

【关键词】应用化学；新型材料

化学是一门由来已久的科学，从地球的发生开始，无处不是化学现象。根据生物学家对于生命起源的猜想，生命很可能是在地球最原始，最恶劣的环境中通过长期的化学作用与碰撞，最后由无机物质产生有机生命，如此说来化学对于生命的产生也有巨大的影响。人类产生后，化学作用更是做出了巨大的贡献，首先在人类完整的身体里各个系统通过化学作用来调整人类身体中的平衡与健康，燃烧使得人类认识到火的重要性，有了火之后人类开始慢慢吃烤的食物，使得营养既健康又多元化，为人类文明的兴起提供了必要的条件，当朝代出现之后，人类发现铁可以通过冶炼来铸造铁器与武器，于是人类在文明的路上又跨进了一大步。中国人在化学方面的进展在古代就可见一斑，在商朝，中国人就掌握了染色，酿酒，冶金等各种技术，已经可以很好地利用大自然中的资源来改造生活，贾思勰所编著的《齐民要术》已经囊括了许多简单的农业商业的技巧，如食盐精制，酿酒，香料等的生产，沈括的《梦溪笔谈》已经提及了自己发现石油，并且将其做成墨的过程，在宋代，冶金业，造纸业已经极为发达，李时珍的《本草纲目》详细记载了各种草药的用途与性质，宋应星的《齐民要术》更是第一部集化学，医学等科学于一身的百科全书。在西方，化学也是推动文明发展的重要因素，有一些对化学充满热诚的化学家，很早就开始研究各种元素及其单质与化合物，门捷列夫更是依据各元素的原子量与性质，制成了元素周期表，这是化学史上的一个大进步，接下来有机物性质的不断揭开，更是为工业生产开辟了新的道路，正因为是有了化学长足的进步，人类对于物质的理解才能进一步地加深，化学作为科学出现以前， 对食品、染料、冶金、医药的实际探索已经总结出了大量的知识并推动和指导了生产和生活的实践活动， 并由此而孕育了现代化学的产生。

正因为化学在生产生活中广泛地应用，所以人类需要一门专门的科学来研究如何更好地利用化学，实现人类生活与文明的更大提升，能在不对地球产生巨大破坏的前提下，最大限度地利用地球上的资源来服务于人类，并且实现地球资源的可持续发展。而很多化学家把时间都投入到了探索化学更深邃更神秘的一面，而不是把化学拓宽到人类的生活中，基础化学家已经不能应付在快速发展中人类对于各种各样的需要的提高，因而亟待一个科学的产生，就是应用化学，应用化学被IUPAC定义为“化学在人类需求方面的应用”，应用化学主要研究化学中有关食品，农业，肥料，医药等许多与生活密切相关的产品，化学的另一分支化学工程则可以专注于整个生产过程中的微操作，两者相辅相成。

应用化学是一个涉猎广泛的科学，不像其他分支，如物理化学，生物化学，有机化学，无机化学等研究范围狭窄而刁钻，同时应用化学需要的储备知识更加多，因为一样产品从原材料选择到加工再到最后产出，提纯，除杂，废物处理的过程，需要各方面知识的基础，了解其中涉及的触发剂，催化剂，敏化剂等等化学物质，并且要时刻注意不引入杂质，并且不改变产品的性质，保证产品的产率，质量与速率。应用化学从研究的方向上来讲分为三个方面，无机，有机，生物。

无机应用化学是最早开始研究的一门，因为人类对于应用化学的入门以及理解最早，人类对于无机物的接触与认识比较多，无机化学研究的又可以分为平常生活中的与工业生产中的，生活中的无机物大多结构简单，性质比较突出，相对比较安全，例如氯化钠，碳酸钠等，而工业生产中的无机物则很多都难以在正常的条件下稳定存在，有易于潮解的，如氢氧化钠，硝酸铵等，有易于与氧气反应的，如钠单质，铝单质等，有易于与空气中燃烧的，如氢气，甲烷等，有的不能稳定存在于空气中，如一氧化氮，有的更是有毒的，会威胁到人的健康，如氯气，对于这些物质，必须要妥善地处理，要不然轻则导致产品不纯，或者只是产品产出的下一级产品有杂质，重则会出现工业事故，导致大量伤亡。例如氯气则是一种有剧毒的黄绿色气体，如果氯碱工业产生的氯气不能妥善地收集，提纯，处理，导致氯气泄漏，则会使肺部细胞受到大量损伤，轻度中毒会导致支气管炎，咳嗽，中度中毒会导致支气管肺炎，重度中毒更会导致呼吸困难，窒息，昏迷，甚至死亡。所以在无机应用化学中，必须要在保证整个生产过程中安全，操作正确的情况下，再确保最大化劳动力与资源，提高产率，质量与产量。另外，冶金以及硅酸盐制品也是无机应用化学的重要组成部分。而这些产业相对于其他属于传统工业，应用化学则更着重于传统工业的新开发，比如硅酸盐制品的功能化，半导体材料的制备等。

有机应用化学至今为止也有了长足的进步，最初人类对于有机物的认识一直很狭隘，知道维勒，利用氰酸胺合成出了尿素，打破了有机物与无机物的界限，人类对于有机物的研究终于像打开了一扇大门，自此以后有机物渐渐地走进了生产生活中，现在的司机可以使用甲烷作为汽车燃料代替汽油，更加清洁高能，并且价格较低，现在的人可以使用聚乙烯制成的塑料袋及其他塑料制品来乘装物品，而不是用笨重巨大的簸箕，竹篓等，虽然有机物为人类的生活做出了不可磨灭的贡献，但是它的生产业存在许多亟待解决的问题。有机物结构较为复杂，很多有机物的结构已经要使用三维结构来展示，同时有机物的反应缓慢，很多都需要使用催化剂，并且条件严苛，有些反应可能会因为反应条件的偏差而产生一种甚至几种副产物，例如乳酸的聚合，在不同的条件下，其产生的产物至少有十多种之多，所以足见有机物生产之复杂，这些都是应用化学需要解决和完善的问题。并且有些有机物在废弃之后由于很难被降解，例如饭盒，就很容易堆积在一处，成为白色污染，不及时解决的话，污染更会扩散和演化。应用化学不仅仅要解决产品生产的问题，更要解决如何处理产品造成的危机，避免污染。

生物应用化学是近现代发展的一个分支，生物的研究从来不能只依靠一个自己，要以其他学科为工具，以自己的理论为先导来进行，化学便是其中一个工具之一，最简单的例子就是DNA是主要遗传物质理论的证明实验，赫尔希和蔡斯利用了放射性元素找到了遗传物质的踪迹。现在，化学更被广泛地应用在更多的研究上，如微生物和发酵化学品，生物学中的痕量过渡金属，分子遗传学等。与此同时，更多人造器官的出现也离不开应用科学的贡献。应用化学需要找到什么物质可以不与人体免疫细胞排斥，什么结构与免疫细胞上的受体最接近，这些都依赖于应用化学对于分子模型的构建与重组。

总而言之，应用化学作为一种历史悠久，底蕴深厚，发展潜力十足的科学，必定可以大放异彩。

【参考文献】

[1]李临生.应用化学的历史及其意义[J].大学化学，1999（06）.

[2]郭保章.中国化学教育史话.南昌：江西教育出版社，1993.

[3]王祖陶.化学通报，1987，1；55

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