《中国化工信息》(周刊)海外版长期以来与诸多海外化工平面媒体和网站保持非常良好的合作关系,在献礼国
际化学年之际,我们也非常愿意通过较大的篇幅报道和深入分析,倾听海外化工媒体的声音,透视国外发展动向,
以此促进彼此更好的合作。
影响人类进步的六大化学发现
为了纪念化学学科所取得的成就以及对人类文明的贡献,联合国将2011年定为“国际化学年”。 在过去的六十
年里,正如化学反应一样,科学的进步不仅让人类触摸到新的生活,同时也让我们对未来充满期待。英国著名化工
杂志《化学世界》评出了过去六十年里每十年对人类进步产生积极影响的化学发现。
放射性碳定年法:回到过去
上世纪五十年代以前,人类了解过去仅仅是通过遗留下来的书籍和祖辈们的只言片语——很显然,这并不能满
足我们的好奇心。放射性碳定年法的发现通过测定死亡动植物体内碳14的含量,轻而易举地知道他们生存的年代,
人类对过去的认知程度彻底改变。它的发明者美国人Willard Libby也因此获得1960年的诺贝尔化学奖。
来自外太空的宇宙射线,它神奇地将大气层中的氮元素转化成碳14。不同于其他同位素,碳14不仅在生物体
内含量很低,而且具有较强的放射性。当(动物或植物)组织死亡后,由于碳14要经历衰变,其比例就会降低,于
是死亡样品的年龄可以通过测量样品的放射性来确定。碳14的半衰期很长,约有5730年,需要很长的时间才可以
完全消失,因此放射性碳测定早至五万年前有机物质的年代。这项发明当今主要应用在考古学和气候变化预测等领
域。
硅晶片:源自化学
几乎所有的人都知道,越来越小的电子产品都是集成电路的杰作,硅晶片在某种意义上扩大了人类的生存空间。
但是,它的发展似乎和化学并没有什么太大的关系,因为人类在使用它的时候并不会产生任何化学反应。然而,事
实上,硅晶片的每一次进步,甚至每一个改进,都和化学有着千丝万缕的关系。来自美国加利福尼亚州大学的纳米
材料专家Ali Javey认为,从制造超高纯度的半导体硅,到添加新的元素以提高半导体的性能,这些都是化学所作
出的贡献。
近些年,硅晶片的开发热潮卷土重来,纳米级的硅晶片将成为新的研究方向。科学家们正试图将硅晶片整合得
如同高分子聚合物那样紧密,并能半导体掺杂剂置于添加到原子层(atomic layer)。或许在不久的将来,更小更柔
韧的硅晶片加进入人类的生活,这一切都将源自化学。
他汀类药物:冠心病的克星
冠心病一直困扰人类的疾病之一,治疗最好的方法就是抑制体内胆固醇的含量。1973年,日本科学家Akira Endo
发现他汀能有效地抑制体内油脂的合成,并生产出全世界第一种他汀化合物——美伐他汀(mevastatin)。这项化学
发现让成千上万的冠心病患者从中受益。
从那以后,关于他汀类药物的研究一发不可收拾,随着八十年代洛伐他汀(lovastatin)和阿托伐他汀
(atorvastatin)等药品的相继问世,降低血压和血脂已经不再是人类无法解决的困难了。而在四十年后的今天,科
学家们研发的重点是如何将让他汀类化合物成为预防冠心病的有效药物,而不仅仅是治疗。
PCR技术:认知自我
八十年代,聚合酶链反应(PCR)技术的发明让DNA得以在体外迅速扩增,打破了传统的分子克隆技术,具体划
时代的意义。
与传统的分子克隆技术不同的是,PCR技术不仅不需要通过活细胞,而且具有很高的灵敏性和效率,可以在短
短几个小时之内将一个DNA分子扩增百万甚至千万倍,它的发现深深地影响了过去三十年里分子生物的发展,也让
人类能更直接地“认知自我”。它的发现者美国人Kary Mullis也因此获得了1993年的诺贝尔化学奖。此外,PCR
技术相对低廉的成本和简单的操作性使其能广泛地应用在生活中的各个领域,特别是在医学鉴定,通过一小滴血液
或者是一根细微的头发,就能迅速地知道它的主人是谁,它的作用甚至能通过测定裙子上的残留物,就能让当年的
美国总统克林顿无比尴尬。
抗逆转录病毒药物:抑制HIV
人类与艾滋病的斗争一直从未停止,但在这种逆转录酶病毒面前,我们显得非常地脆弱。九十年代,包括蛋白
酶抑制素在内的药物发展使得人类能在一定范围内控制艾滋病病毒,大大减少了艾滋病的传播。
艾滋病病毒是一种能攻击人体内脏系统的病毒。它把人体免疫系统中最重要的T4淋巴组织作为攻击目标,大量
破坏而产生高致命性的内衰竭。但是,HIV并非无懈可击,它们只能在血液和体液中活的细胞中生存,和乙肝病毒
一样,进入消化道后就会被消化道内的蛋白酶所破坏。利用这一弱点,科学家们开发出HIV蛋白酶抑制素,它能有
效地抑制病毒在体内的复制和传播,降低了艾滋病的感染和死亡几率。据统计,2009年全世界因为艾滋病死亡的人
数已经降至180万。
薄膜太阳能电池:新材料应用
如果说太阳能的利用让人类不再对石油和天然气有绝对的依赖,那么太阳能电池的迅猛发展则是彻底改变了人
类对能源的传统观念。经过十年来的开发,太阳能电池已经凭借其在价格和效率上的优势逐渐进入我们的生活。
太阳能电池最大优势在于它并不昂贵的价格。从五十年代1700美元每瓦特到如今的3美元每瓦特的变化,我们
可以发现太阳能电池离我们的生活越来越近,美国政府甚至预计到2015年,太阳能发电的价格将能与传统的化石燃
料发电相媲美,并投入重金大力发展太阳能技术研发。
新兴的薄膜技术从材料上大大提高了太阳能电池板的效率。包括碲化镉,非晶硅和有机染料在内的化合物正在
成为太阳能电池板新的外套,不仅提高了转化率,而且减少了花费的成本,大有取代传统的晶体硅半导体之势。而
这一切,都是化学做出的贡献。(以上文章由蔡国熙 编译)