化學(xué)走向未來(lái)

思柯

一年一度的諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)叽髸?huì)在美麗的德國(guó)林道如期舉行，與去年聚焦宇宙奧秘的物理學(xué)主題相比，今年“綠色化學(xué)”的大會(huì)主題則顯得實(shí)際得多，本期“林道會(huì)議專題”介紹了此次聚會(huì)，從中可以看出：作為一門基礎(chǔ)科學(xué)，化學(xué)仍將以綠色化為導(dǎo)向，服務(wù)于未來(lái)能源、生物醫(yī)藥以及化工產(chǎn)品的研發(fā)，這也正是化學(xué)作為中心科學(xué)的使命。

化學(xué)在原子層次上研究物質(zhì)，之所以被稱為中心科學(xué)，是因?yàn)榛瘜W(xué)聯(lián)接了物理學(xué)和其他學(xué)科，成為諸如材料科學(xué)、生物化學(xué)的核心，為許多現(xiàn)代科學(xué)奠定了基礎(chǔ)。化學(xué)與人們的生活息息相關(guān)，其應(yīng)用屬性可以追溯至古代的煉金術(shù)和和酒文化。化學(xué)本質(zhì)上是跨學(xué)科的，并具有很強(qiáng)的應(yīng)用成分，但其基礎(chǔ)學(xué)科的地位早已確立。現(xiàn)代化學(xué)始于道爾頓的原子論，18世紀(jì)以來(lái)的重要化學(xué)成就還包括拉瓦錫和普利斯特里發(fā)現(xiàn)了氧、居里夫人發(fā)現(xiàn)了放射性元素、門捷列夫提出了元素周期表、李比希開(kāi)創(chuàng)了化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教育法等。

曾幾何時(shí)，當(dāng)化學(xué)成果被濫用，傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染的同時(shí)，也給化學(xué)蒙上了一層陰影，美國(guó)拉夫運(yùn)河事件、印度聯(lián)合碳化物公司農(nóng)藥廠有毒氣體泄漏事件，讓化學(xué)的不良名聲在上世紀(jì)80年代達(dá)到頂峰。1991年，美國(guó)化學(xué)家保羅·阿納斯塔斯適時(shí)提出了“綠色化學(xué)”的概念，綠色化學(xué)將從源頭上重新設(shè)計(jì)化學(xué)工藝，讓化學(xué)工業(yè)整個(gè)產(chǎn)品的生命周期都要更安全、更潔凈、更節(jié)能高效，志在重建更好的化學(xué)工業(yè)。

此次林道會(huì)議，展現(xiàn)了“綠色化學(xué)”的最新境界。朱棣文和哈特穆特·米歇爾就能源的未來(lái)在于生物質(zhì)燃料還是人工光合作用各抒己見(jiàn)，無(wú)論如何，可持續(xù)的燃料才是未來(lái)。格哈德·埃特爾立足于學(xué)科交叉，希望得到一種統(tǒng)一的概念，總結(jié)各領(lǐng)域復(fù)雜度理論，讓化學(xué)變得簡(jiǎn)單。烯烴復(fù)分解反應(yīng)三巨頭中的兩位：理查德·施洛克和羅伯特·格拉布，在林道同時(shí)現(xiàn)身，展望該反應(yīng)和金屬催化劑的未來(lái)，施洛克說(shuō)，我喜歡它是因?yàn)樗暮?jiǎn)單和清潔，烯烴復(fù)分解反應(yīng)的唯一產(chǎn)品就是烯烴產(chǎn)品。理查德·恩斯特和丹·謝赫特曼則與青年學(xué)者們分享了教學(xué)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的經(jīng)驗(yàn)。布賴恩·科比爾卡自詡為“剛加入化學(xué)俱樂(lè)部的新人”，而其成就G蛋白耦合受體為緩慢而昂貴的藥物研發(fā)過(guò)程提供了精準(zhǔn)工具，這一化學(xué)與生物學(xué)的交叉或?qū)⒏淖兪澜玑t(yī)學(xué)的未來(lái)。

化學(xué)家們關(guān)于“綠色化學(xué)”的探討有助于我們重建對(duì)化學(xué)的信心。化學(xué)的未來(lái)在于“綠色”，而綠色化學(xué)的理念說(shuō)來(lái)簡(jiǎn)單，想要實(shí)現(xiàn)卻絕非一蹴而就，綠色的化學(xué)工藝往往在各種利益、可行性和成本的權(quán)衡中夭折。因此，化學(xué)之綠色環(huán)保任重道遠(yuǎn)，一切還只是剛剛開(kāi)始。