最近十年，化學有哪些重大突破？
基礎科學現今已經到了一個平穩發展的時期，相比於物理和生物的發展，化學作為一門獨立的一級學科的發展也似乎嚴重依賴和物理，生物的交叉。兩個比較新的領域：計算化學發展到現在嚴重依賴計算機運算速度的提高，生物化學正蓬勃發展，可是產業化速度卻不明顯。而且有機化學最大應用，製藥行業化葯的研發速度變慢，隱隱有被生物葯趕超的趨勢。所以問問化學近年的發展（十年），以及未來可能的突破口。
同類問題：
最近十年，基礎物理理論有哪些重大突破？ - 物理學
最近十年，化學工程有哪些重大突破和進展？ - 科研
這個問題很有意思。其他方向不懂不敢妄言，對於計算化學的發展，前面 @余曠 同學絕對的大神級人物，寫的太專業了，我估計別說非專業人士了，計算化學低年級研究生都不一定看得懂。。我就再做點圖文補充好了。
十年之前，我們假設是2005年左右。跟十年之後的今天比，計算化學或者說計算生物化學的發展極大的歸因於計算機水平的提升。
十年之前，我們用的CPU是這樣的：
單核啊親，就這玩意現在估計win7都帶不動了。現在呢，是這樣的：
10核 12核的霸氣ivy bridge，計算人士的最愛。
10核 12核的霸氣ivy bridge，計算人士的最愛。
由於計算機水平及其巨大的提升，計算化學才敢去解決很多以前解決不了的問題。比如，酶催化反應是非常奇妙的東東，又不給升溫，又要求迅速完成，你這甲方沒完沒了了是不，為了解決這一問題，十年前，我們搭建了這樣的體系：
我了個大槽，震驚了，這尼瑪叫蛋白質？？？這叫酶催化反應？請問1-70號氨基酸呢？？？
額，不好意思，圖中沒有的氨基酸都用真空代替了。。。
真空……你沒有看錯。
也就是用幾個氨基酸跟一個底物放在真空環境下來研究催化反應…
不是應該在細胞環境下用完整的蛋白來研究嗎？？？
不是我不想，臣妾做不到啊，加上其他氨基酸算到我延期也算不完啊。真心算不動
現在：
不僅可以搭建完整的蛋白質-催化底物體系，同時方法要比之前好得多，精確度什麼的更不用提了，半個月左右就能算完。
不僅可以搭建完整的蛋白質-催化底物體系，同時方法要比之前好得多，精確度什麼的更不用提了，半個月左右就能算完。
計算尺度有很大提升，十年之前，大概只能算一個蛋白質左右的東西，加上水溶劑模型，也就2,3萬，3,4萬，4,5萬，反正也就不到10萬個原子吧。圖就不放了，就上圖那樣大小的東西。十年後：
我勒個去，這個東西其實剛出現的時候大家也都震驚了一把。都能算這麼大的
我勒個去，這個東西其實剛出現的時候大家也都震驚了一把。都能算這麼大的HIV外殼結構了？？？大概100W個原子。
十年之前的計算化學，解決的問題是這樣的：
……
似乎沒啥變化啊，恩……
其實有的。。。
變化很微小，只能觀察趨勢……
十年後：
我們都知道，RNA在核糖體製造蛋白質，那麼問題來了，氨基酸是核糖體一個一個製造的，恩，其實就是跟大便一樣一點一點拉出來的，奇怪的是，怎樣讓著一點一點拉出來的東西在極短的時間內形成固定的結構呢？也就是說，假如拉的成分一樣，那麼，拉出來的都是一個結構。為什麼？
一個無規捲曲的蛋白在計算機程序中，
一個無規捲曲的蛋白在計算機程序中，自發的摺疊成了其應有的三維結構，與實際的晶體結構非常類似。
計算化學非常適合研究蛋白摺疊/去摺疊問題，相信將來在破解傳說中的「第二遺傳密碼」以及阿茲海默病等方面會有很大的發揮空間。
2003年左右，我們模擬的時間是這樣的：
1ps=0.000000000001秒，也就是模擬了0.000000004秒時間內的運動情況。
1ps=0.000000000001秒，也就是模擬了0.000000004秒時間內的運動情況。
十年後：
模擬了200us，也就是0.0002秒。這個尺度馬上就可以用秒錶觀測了！
模擬了200us，也就是0.0002秒。這個尺度馬上就可以用秒錶觀測了！
另外需要概嘆的是，由於計算化學發展的非常快，很多東西都是迅速被淘汰，導致計算化學專業的學生及其的苦逼，你需要不停的學習新東西，新方法。比如十年前：
2005年時期的同源模建homology modeling是有這光明前途的，一個模建，一個對接，一篇IF 2-3的文章就出來了。模建最輝煌的時候，其結果居然被收錄到蛋白質結構資料庫（protein data bank，PDB）！！！
當然，現在的情況是，該資料庫已經全面移除所有模建結果，同源模建已逐漸淪為非常非常邊緣化的東西，專業搞計算的幾乎不用，大牌文章會隨便做點模建作為自己的理論依據。（真是無奈啊）
現在的模建：
MOLECULAR SIMULATION 影響因子1.0，JBSD SCI除名，今年剛重新被錄入。同時必須要加分子動力學模擬才行，
MOLECULAR SIMULATION 影響因子1.0，JBSD SCI除名，今年剛重新被錄入。同時必須要加分子動力學模擬才行，純的模建對接，連國內核心也發不了。
另外最近發展的飛速的就是GPU了。GPU對於計算化學的影響很難說，但是GPU對於計算化學屌絲的影響是革命性的！
2005年，我用的SGI伺服器，大概就這個樣子：
一天只能算100ps不到，ps是多長大家也知道了。這個機器大概是幾十萬。
一天只能算100ps不到，ps是多長大家也知道了。這個機器大概是幾十萬。
現在，我買了一塊2.5W的GPU：
速度是這樣的：
30ns一天。一周100多納秒。老闆再也不用擔心我的學習了。
GPU，屌絲福音！屌絲必備！
計算化學發展到現在，主要的發展方向是兩塊：
1，方法，必須要儘快改進各種理論方法，增加知識儲備。參見 @余曠的專業級回答。
2，計算化學到底能解決什麼科學問題？
解決科學問題才是我們最終的目的。
我覺得D.E.SHAW有一篇文章非常的棒，貼圖如下：
我們吃藥，然後葯通過代謝進入細胞內，接著問題來了，藥物是如何運動到靶點蛋白上的？？你咋知道你吃的感冒藥是去治感冒了而沒有去腎上腺素受體那活動去？
我們吃藥，然後葯通過代謝進入細胞內，接著問題來了，藥物是如何運動到靶點蛋白上的？？你咋知道你吃的感冒藥是去治感冒了而沒有去腎上腺素受體那活動去？
該文章就模擬了一個藥物分子在外面隨便運動，接著被蛋白捕獲（紅色，綠色），最終進入催化區域（藍紫色）。以上過程全都是自發進行的。
可以說計算化學在這10年的發展是非常大的，比10年之前大，我覺得比未來的十年也大。計算模擬現在不僅僅是在方法論方面的發展，一些方法理論的成熟也使得計算化學/生物學在很多領域都開始解決具體的科學問題。比如材料，環境等。未來10年感覺計算機水平很難有革命性的提高了，不管是主頻、架構、工藝等等，當然我是非專業人士是指我個人的看法。進步的幅度可能不如這10年。不過相信這門學科也會慢慢的跟實際生產想結合的。
回復跟私信都有問文章名稱跟出處的：最後一篇
Pathway and mechanism of drug binding to G-protein-coupled receptors
其他的我當時寫完隨手刪掉了……不過很多都是D.E.SHAW的，他的文章基本是計算模擬用於解決實際科學問題的TOP1了，可以上他的主頁看。
除了計算化學的答案真想全反對...誰說化學就是有機了，誰說材料超分子構建需要按照有機化學思維排序定結構了，誰說引用高就是能有好前景能突破了。
同樣句型送給其他非有機的無眼光答案。
雖然我也是有機樓搬磚的，但是你們就別瞎答了。
翻譯我老闆的話：別天天盯著柱子和各小領域牛組的文章，走，跟我去隔壁無機所物化所聽報告去，培養點interest of CHEMISTRY！！！
謝邀。
我的感覺：反正在理論計算這一塊，特別震驚，特別具有突破性的進展應該沒有，但是小的進步累加起來也挺可觀的。很多以前就有的想法這幾年越發完善了。或者以前算不動的現在能算動了。我們這個領域的發展都是非常漸進式的，很多想法要經歷十幾甚至幾十年的發展和數代人的努力才能逐漸成熟，所以有的時候不太好定義什麼是十年內的。這裡隨便寫一點關於計算化學的流水賬，不結尾，不定期補充，寫到哪算哪，大家看個意思。水平有限歡迎補充。
首先DFT方面整出了一些還不錯的泛函，順著range-separated hyrid的思路有wB97X-D和HSE-06。correlation里再摻一點RPA就有了double hybrid functional。修正弱相互作用方面有Grimme的D2/3經驗修正，Langreth的vdw-df和Troy van Voorhis的VV系列。修正self-interaction error方面，濤哥整了一些linearize correction，聽說效果拔群。當然我們絕對不能忘記擬合狂魔Don Truhlar持續不斷更新中的M系列。算機理的同學都可以感受一下，別整天B3LYP，B格太低。
基組方面，Werner搞了一套explicitly correlated的F12系列，親測有效，算是有一點點新的想法。還有denisty fitting（或者說叫resolution identity）的應用也越來越多，尤其是在MP2上大大加快了計算速度。
QM方面除開DFT，QMC這幾年的發展貌似很快，至少應用文章是越來越多了。70年代就整出來的SAPT現在終於能用來算10個原子以上的體系了。Spin flipped method不知道算不算這十年的進展。MP2和Coupled Cluster被陸續移植到了使用平面波基組的延展體系中，大家算固體的時候除了DFT開始有一點其他的選擇了。同樣被移植到延展體系中的還有PCM溶劑化模型。大家以後在跑VASP的時候可以考慮一點溶劑化效應了。順著DivideConquer的思路，JIali Gao的XPOL，還有Mark Gordon的FMO也在持續發展中。
MM領域，非經驗性基於ab inito的力場進展很大（這個是我博士論文的題目，私貨...），現在至少有一部分算是可用了。Greg Voth整了一套基於Force Matching的coarse grain方法，很好。另外新的水模型估計發展了沒有一百也有幾十了。不管是MD還是MC，新的採樣方法發展了不少，大的想法還是那些，小修小補，不詳述。
在Mixed resolution方面，QM/MM這是多年前的想法了，這幾年主要是擴大應用範圍並不斷完善，好像有人做了一些adaptive QM/MM，給原方法增加了一些彈性。QM/QM層次的所謂Embedding方法最近這幾年也發展了不少（這是我現在的課題，也是私貨），總之現在在DFT的環境里做CCSD也不是夢了。
還有一個比較重要的事是GPU的崛起，這個能帶來多大的變革還有待進一步的考察。
量子動力學領域我不熟，查了一下RPMD好像是這十年間發展起來的，個人認為是一個比較重要的進展。
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很多人可能對中英文夾雜的文風比較反感。其實寫的時候沒想那麼多，我們平時中國留學生交流學術的時候的說話風格就是這樣，國內可能覺得我是在裝ｂ，真沒這個意思。這裡中英文夾雜的現象並沒有那麼嚴重，多數英語是難以翻譯的術語，英文反而比中文更易理解。不過我還是改了一下有些沒必要的英語單詞，比如idea之類的，希望大家能理解的更好。
更新:
第一次收到這麼多贊，表示這幾天的柱子過得很開心哈哈。看了這幾天的評論，在這裡表達一下幾個可能比較受關注的話題。
1. 有很多童鞋表示我說的化學更像是化工的作用。
我所理解的化工，就是化工的工藝設計。包括反應器的設計，適應反應的溫度壓力加料方式等條件；物料運送包括傳質傳熱，管道流程設計；能量，熱量，電力和自動控制等等。他們所需要解決的問題就是，如何將若干個化學反應大規模化，高效的實現反應條件並且解決其中因為質量增加而產生的動力學問題。
而化學呢，是以反應機理為出發點，從精確到化學鍵的角度來優化反應，基於對物質性質的理解來提供更高的產率，更溫和的反應條件，更簡單操作和更方便的純化過程。和化工的出發點不一樣，所需知識也不同。
2. 我自己以前做納米，總覺得發了paper之後內心空虛的不行，後來轉行做有機，直到現在做配位化學。難說沒有心裡落差，以前納米實驗室，管式爐熱沉積靜電紡絲semtem，儀器加起來不下2千萬。後來轉了行，買根新柱子都能高興兩天，可是卻覺得很踏實，因為知道自己在做什麼，為什麼這麼做，做了有什麼用。
本科學化學的時候總想做最不毒的，最environmental friendly的，現在做有機夠毒了，還特么做砷，砷都夠毒了，還特么做放射性的砷。。真是做得一手好死。
3.這個問題之前排名第一的答案，讓我這個化學狗看了情何以堪。他的觀點認為化學的發展依靠cpu的發展。
我個人對於搞計算化學的人有很強烈的我反感。以前有個搞計算的小哥跟我說，嗨你看我這裡有一個反應，根據計算結果應該產率回很高，這樣就有了一個新型的合成方法，是不是很牛b！我說哎喲不錯哦，這個屌！於是做了一個月什麼都沒做成，然後我去找他說，小哥你這個不行啊，我書讀得少你不要騙我啊！小哥說，哦你看 這個反應不成功也是有原因的，計算結果裡面也表明了他會出現這樣的問題。。。
所以我覺得吧，不能因為做計算化學的在電腦前待得時間長，就覺得可以在網上代表所有搞化學的人了吧。
我可以完全不依靠任何理論計算結果，就完成一個獨立的科學項目。怎麼樣我就是不懂數學，可我活好啊～
@余曠同學應該是做計算化學的大神了，小夥伴們有問題可以問他。不過我覺得寫回答b格太高了不好。那麼多縮略詞，誰看得懂你的答案。。說實話大家都是phd了，寫點東西讓所有人除了自己老闆之外都看不懂，很隨意嘛。但是不要忘了，scientific writing第一課就是不要用太多縮略詞。而且在此聲明，我們留學生之間討論學術問題沒有那麼多縮略詞。和外國人聊學術都是英語，說不清楚了就畫畫結構式都很正常，很少用縮略詞。我們和中國小夥伴聊天都是這樣：騷年最近柱子過得怎麼樣了？帶的本科生瓶子洗的干不幹凈啊，現在還邊做NMR邊打dota了么？大家沒事了用液氮互相潑著玩一下，幫心儀的妹子配點卸甲水啊，偶爾在家裡開個酯化反應凈化一下空氣什麼的，借同學的3d印表機給妹子做個mug什麼的，小夥伴們的生活還是很有趣的，沒有那麼高大上啦。
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不請自來。身為一個化學狗，從來都在各個學科里沒什麼存在感。看到這個問題，讀了排名前幾位的答案，含淚決定來這根據自己這麼多年在化學領域的經驗，把這個問題回答好。
先自我介紹吧。本科985化學系畢業，現在在美帝化學phd在讀。
下面含淚講講我的化學血淚史。
題主問化學領域的發展。化學領域，不是生物化學，不僅是計算化學，更不是納米科學。回到初中第一次接觸化學，教材上的定義，化學是研究物質的學科。
一個chemist，應當致力於發現物質，了解物質，進一步合成物質。這才是真正的hard core chemistry。
化學界公認的頂級期刊是以下兩個：journal of american chemical society, angewandte chemie。瀏覽一下就會發現，除過交叉學科的突破之外，真正純化學領域的論文，無非就是說：我們可以更簡單，更快，更高產率的合成一種物質。
化學家們存在感不高，因為科學進步往往不會是化學家直接的貢獻。科學家們在解釋自己的發現多麼牛逼的時刻，化學家們在默默的將想法實現。從這個角度想，任何科學，首先需要化學家講研究對象做出來，再把研究對象從一堆雜質中分離開來，這是科研的基石之一。
如果說數學在一個領域應用的程度，體現了這個領域發展的程度，那麼化學在一個領域應用的程度，體現了這個領域離變成現實的距離。並且，化學無法用數學來體現發展程度。對於某一種物質來說，化學家可以想出無數種手段來合成他，並且在動手之前，可能本本不需要任何理論計算對合成做出預測。
That being said,化學家都是務實者。沒有廢話，沒有吹牛，沒有那些紛繁複雜的假大空概念理論，也沒有那些鍵盤俠們種種假設討論。化學家們默默的讓人們穿到更舒服的衣服，吃到更好吃的食物，享受更便宜的葯，讓一切想法的實現變的更簡單，讓這些複雜如shi的物質變的不再神秘，甚至可以人工複製。
化學家們沒法裝逼吹牛，we make things and get things done.
這TM才是真正的化學。
下面來說突破。
作為一個基礎學科，不與其他學科合作，已經很難再有重大的突破了。數學，物理這些基礎學科都面臨一樣的問題。一個高階偏微分方程，現在的數學家們並不能比200年前的數學家們解的更好。物理界，愛因斯坦之後不知會有多少年,才能有改變人們世界觀的突破。要討論突破，就離不開交叉學科。說小一點，和我同屆畢業的化學生，投身科研的不少，絕大多數我的同學要麼投身納米材料，要麼投身生物蛋白，只剩下我一個人還在啃著金屬配位這個傳統的hardcore chemistry。下面逐一分析各交叉學科。
生物領域。生物研究具有直接性，研究對象可以直接到一個生物體，也可以直接到一個蛋白質，一個核酸分子。而化學具有精確性。精確到一個化學鍵，一個原子甚至一個電子。
而化學的突破對於生物領域，我認為最會對整個學科發展有推動作用的有以下幾個方面。
1. 蛋白質合成。化學手段利用氨基酸合成蛋白質，受成本等的影響，發展受到限制。而從氨基酸出發化學合成蛋白質，很難能夠還原蛋白質二級和三級結構，而蛋白的活性往往藏在這裡。傳統的蛋白合成方法是利用基因技術，培養細胞讓其定向表達蛋白。就像是養不同的奶牛產不同的奶。這種方法周期長，所合成的蛋白領域不廣沒有普適性。人工化學合成蛋白的重大突破可以直接簡化人們對蛋白質的了解，從而在生物大分子作用領域激發重大突破。
2. 特定溶液環境的化學反應。細胞里的各個位置，特定的生物環境和化學環境不同，產生的化學反應往往離開特定環境就會失效。而這些化學反應往往與抗癌等生物課題密切相關。對環境可控化學反應的研究，會讓人們對生物過程了解的更深刻，更準確。
3. 大分子結構的預測。前面計算化學的仁兄談到了，不在贅述。
納米科學領域。納米領域不斷湧現出的新型材料正在一點點的改變這個世界。20nm技術已經讓硅電路板做的不能再小，石墨烯等碳基材料有可能會帶來計算機科學的革命，但是化學能在其中起什麼作用呢。
1.可控納米材料的合成。納米材料之所以神奇，是因為其特定尺寸的微結構能將表面性能改善甚至根本改變。化學家的本事，就是可以通過改變合成條件，控制材料的形貌，從而改變性質。我作為一個化學家，來問問做納米材料的同仁：你們做納米材料的時候，到底特么知不知道為什麼某個條件能長成某個特定形貌？！化學家的介入，或許可以介入一個體系。在對機理充分研究的前提下，可以隨心所欲控制條件來控制材料形貌。that"s the dream fellows!
2.材料規模化生產。納米材料牛是牛。前兩天上日報的一個答案，講的是cvd法合成鋁電池的突破性研究。好文章也發了，牛逼也吹了，那我來問問你們，cvd法的成本，你們怎麼解釋。哇哈哈哈cvd的成本可不是偏高哦親，是特么高的離譜，為什麼企業家們沒錢投產做規模化，為什麼做納米的找不到企業里的工作，你們想想看啊！這時候就需要化學家來拯救世界了。讓反應條件更溫和，讓產率更高，讓周期更短，化學家們讓世界更美，也讓讀納米的phd們能在工業界找得到工作，迎娶白富美走上人生巔峰。
今天更新到這裡，有更多化學問題我們可以繼續討論。純手機碼字，嫌有錯別字就別看。
最大的發展應該就是MSE這一塊。此時作為本科生我用著老闆做phd時候的破主機，跑自己寫的程序基本上十分鐘死一次機；可這現在看來的破主機在08年也是頂配的第一代mac pro。想一想近十年你們玩的遊戲進化得有多快，計算化學就跑了多遠。DFT（密度泛函？）這幾年發紙如同造紙，晶元進化造成的運算速度的加快起到了至關重要的作用。
更多地，還有nanowire、MOF、CRISPER這些很前沿的東西。化學分叉太大，MSE這裡我也不能說都懂。MOF和鈣鈦礦太陽能電池？
不知道算不算。MOF出來好像有20年了。———————————補充的分割線———————————————
補充兩張圖，也許對題主有幫助。2005~2015年Web of Science上顯示的JACS的引用的Top 10：
引用排名第一的是鐵基超導體。（我怎麼覺得這個更應該是物理的東西呢~）
引用排名第二，四，五，九的，我個人看來都跟納米能扯上點關係，可能跟過去幾年納米熱有很大關係。第二是金納米棒用於癌症的熱療與成像，來自Gatech的該領域著名教授Mostafa El-Sayed和UCSF的Ivan El-Sayed, M.D. （話說我一直覺得這個姓氏應該不太常見，這個是他兒子么？求來個知道的人回答）。第四，第五都是石墨烯相關的，石墨烯應該算是二維納米材料吧，也顯示了石墨烯在過去幾年的熱度。第九是量子點太陽能電池。量子點被稱作是零維納米材料。這幾篇高引可以看出過去幾年納米那邊有多熱。
然後引用第六，七，八都應該是與MOF相關的。MOF，全稱為:Metal-Organic Frameworks (MOFs)又稱有機金屬框架。具體的我不太熟，也不太懂。有興趣的可以看Wiki：Metal-organic framework。或者Review也是一堆堆的。
第十那篇引用沒過千，而我懶癌又犯了，參考文獻也不打了。就醬吧。
答不對題...
2014年化學領域重要成就回顧...
Top Chemistry Research of 2014
題目裡面的描述沒有一句靠譜的，這讓人從何答起呀。。。
做化學的都在搶生物的飯碗。。。。
說來慚愧，故事的框架的確是對的，但是細節上出了太大的紕漏顛倒，為了不誤人子弟，修改過來，修改的地方著重標示
十分感謝知友@成楚暘
提名鐵催化。
在2009年左右，德國Castern Bolm教授在做鐵催化碘苯偶聯反應的時候發現，反應的重現性特別差。
而且體現在，用不同廠買來的催化劑，產率差異極大，而更為反常的是：sigma的99%的三氯化鐵比merck的95%的差得多。
變數顯而易見地存在於那5%和1%里。
於是他對兩種銅鹽進行了雜質分析，成分主要是，氧化亞銅，鈷，鎳。
進而對三種金屬進行了催化劑實驗和底物擴充，發現一直以來被認為是鐵催化的偶聯反應居然是依靠銅催化進行的。
接下來，Bolm教授開始對自家的玻璃儀器、藥品進行檢測，因為銅是無處不在的嘛，洗儀器用自來水洗那板兒逼有金屬殘留。
隨後便考證檢驗了一系列僅用痕迹量的金屬催化的反應。
但這樣同時讓Bolm感覺到鐵的更大的發展潛力。
2009年，Castern Bolm於《自然》雜誌發表文章，核心觀點：A new iron age。
http://www.nature.com/nchem/journal/v1/n5/pdf/nchem.315.pdf
老實說這和金屬偶聯三老的創見並不能怎麼相提並論，但足夠讓大家重新審視一下金屬參與的有機反應和催化劑本身了。
最後再次感謝 @成楚暘
頓首先來正面的：
微反應器技術： 微反應器是利用精密加工技術製造的特徵尺寸在10到300微米（或者1000微米）之間的微型反應器，應用在許多領域中，在化學工業中發揮著巨大的作用。
微反應器，即微通道反應器，利用精密加工技術製造的特徵尺寸在10到300微米（或者1000微米）之間的微型反應器，微反應器的「微」表示工藝流體的通道在微米級別，而不是指微反應設備的外形尺寸小或產品的產量小。微反應器中可以包含有成百萬上千萬的微型通道，因此也實現很高的產量。
微反應器獨特的結構給它帶來了一系列優質的性能，故它被應用到許多領域中。例如對於小規模的光化學過程，採用透明的微反應器可有利於薄流體層靠近輻射源。德國美因茲微技術研究所開發了一種平行碟片結構的電化學微反應器。使用這個裝置，提高了由4一甲氧基甲苯合成對甲氧基苯甲醛反應的選擇性。由於微反應器高的傳熱效率，使反應床層幾近恆溫，有利於各種化學反應的進行。Wan等在微反應器中將苯胺氧化成氧化偶氮苯，DelSman等在微系統中研究了一氧化碳的選擇氧化，同時微反應器也被應用到加氫反應、氨的氧化、甲醇氧化制甲醛、水煤氣變換以及光催化等一系列反應。另外，微反應器還可用於某些有毒害物質的現場生產，進行強放熱反應的本徵動力學研究以及組合化學如催化劑、材料、藥物等的高通量篩選。
負面的：
各種逼學生搬磚的技術，各種限制學生人身自由的技術，各種把化學的前景和學生出路吹的天花亂墜的技術，各種誤人子弟的技術，各種掩蓋化學專業現實問題的技術，各種明明捨不得安防投入卻宣傳實驗室多麼美好的技術。各種下三爛爭權奪利，爭奪科研經費的技術。各種把人才引進來而不兌現入職承諾不解決住房的技術。各種僅僅發了個高影響因子的文章就敢鼓吹多麼具有潛在應用價值的技術。各種賣情懷畫大餅的技術。各種把學生逼成神經病、抑鬱症和神經錯亂的技術。
分享下化學專業老師奇葩理論娛樂一下：
比如：博士畢業找不到教職當一輩子千年老博後也挺好的，可以週遊世界啊；找不到教職是因為你沒學好（這得需要學的多好啊？難道大家都要像何智趙永芳那樣好嗎？人都死了，錢、職務還有個屁用啊）；科研的熱情就是一周70小時的實驗室工作時間，吃飯睡覺都在實驗室，沒準半夜有科研的火花產生呢；女性科研工作者成功的關鍵是有家庭一直支持你鼓勵你（你老公孩子誰來管）；喜歡化學就堅持下去（沒準兒哪天就評青千評院士得諾獎了呢）；學化學國內找不到工作你們就都出國（老師成人販子了，本來中國人就得在國內呆著，出國肯定受歧視受欺負），云云。不靠譜的程度堪比傳銷。
供大家一笑。
支持數最高的答案實際上沒有講到什麼突破，本人才疏學淺，分享前一陣子在科學網鄭慶飛同學博客上看到的一篇博文「科學網—有機化學――突破與展望 」。此文編譯自《Organic Chemistry – Breakthroughs and Perspectives》(Wiley-VCH 2012年出版，丁奎嶺、戴立信主編)一書中的導言，已分為上、下兩章發表在《世界科學》雜誌的10月和11月刊。此文基本把有機化學的大領域都包括了，雖然不是所有細分領域都有，但也足夠大家一窺有機化學領域全貌。由於原書12年出版，所以近幾年的重要進展並沒有，希望相關領域的知友來補充。
1998年哈佛化學系Eric Jacobsen 教授在JACS （1998,126,4901-4902）上發表了一篇關於氫鍵不對稱催化的論文，成為第一個打開此扇大門的科學家之一。
自此以後，大量化學家湧入這個領域：Hydrogen-Bond-Donor Asymmetric Catalysis。
我們知道，生物體內的反應很多反應都是氫鍵催化的溫和條件下的反應。
一直以來，如何實現高效，高ee，條件溫和的手性催化是化學家的夢想。
上帝設計了生物體內各種牛逼的化學反應。人類太弱，以往為了實現類似反應，只有通過升溫，用金屬等手段實現。
現在，這個領域的研究，無疑使我們離上帝更近了一步。關注一下近幾年的諾貝爾獎嘛。
2014年 超解析度熒光顯微技術領域取得的成就
化學獎 雖然得主是物理學家。多說一句，14年發表的文獻中，科學家直接「看到」了原子和成鍵。
2014年 高亮度藍色發光二極體
物理學獎 雖然個人認為這是化學家的工作。中村修二當年也是在一個化工企業發明的藍光LED。
2013年 給複雜化學體系設計了多尺度模型。
化學。這句話剛好可以用來打臉樓主「計算化學嚴重依賴計算機運算速度的提高」這句話。
2012年 對G蛋白偶聯受體的研究
2011年 准晶體的發現
這是一個化學獎，但是他的影響（預計）是深遠的，會影響到物理和材料領域。
2010年 對有機合成中鈀催化偶聯反應的研究
這是一個典型得不能再典型的化學獎
2010年 在二維石墨烯材料的開創性實驗
物理學獎 但是研究這東西的化學家和材料學家比物理學家恐怕還要多
2009年 對核糖體結構和功能方面的研究
化學獎 這是一個典型的用化學的方法研究生物學的問題然後佔了一次化學獎讓化學家非常無法平靜的例子。
2008年 發現和改造了綠色熒光蛋白（GFP）
化學獎 這是一個生物領域的巨大突破，但是，這確實是一個化學獎
2007年 對固體表面化學進程的研究
化學獎 我表示我不熟
2006年 對真核轉錄的分子基礎的研究
化學獎 這也是一個典型的用化學的方法研究生物學的問題然後佔了一次化學獎
2006年 RNA干擾——雙鏈RNA引發的沉默現象
生理學/醫學獎 但是研究這個的化學家也非常多
2005年 發展了有機合成中的複分解法
化學獎 實至名歸心服口服的化學獎
當然，作為化學界的頂級獎項，獲得諾貝爾獎的成就往往不是在一兩年前做出的。不過這些成就依然標示著現代化學的研究方向和重要成果，比如
在最基本的層面探究反應機理：看到一個個原子分子和化學鍵，改進理論計算的方法。
開發新的化學反應。
研發新材料。
用化學成果為其他領域的研究做貢獻。
用化學的方面去研究生物學。
在其他學科出現新興熱點的時候去搶蛋糕。
無論在傳統化學領域，還是在新興的交叉學科，化學家都有數不清的工作可以做。
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補充：
Excellent essay by George Whitesides on the current state of Chemistry, and its outlook in the future. 剛好可以用來回答樓主的問題。
有機化學領域的主要分支，有人已經說了方法學的內容，主要就還是有機小分子，C-H，金催化，有機F化學
我說點全合成的內容，這裡面首推的就是美國斯克利普斯研究所的Phil.S.Baran教授，他的一系列工作是對全合成理論新的提升。
全合成的理論迄今可以劃分為三個層次，woodward時代的原始逆合成分析——E.J.Corey時代的以二維拓撲分析為主要依據的逆合成分析理論——Phil.S.Baran為代表的全新以三維拓撲分析為依據的逆合成分析理論。
我重點分析E.J.Corey和Phil.S.Baran在合成分析上的區別，E.J.Corey時代，化學家面對的主要還是二維型分子，最常見的就是各種固醇類化合物，特點是分子中不含籠體和複雜橋結構，所以只需要平面拓撲分析就可以很好地完成逆合成分析工作，到了Phil.S.Baran時代，大量結構複雜 而且含有籠體 橋環結構的天然產物難倒了合成學家們，而Phil.S.Baran重新引入三維拓撲分析的觀點來解決這類問題，於是就有了他的成名之作——Vinigrol首次全合成。
Phil.S.Baran貢獻的第二大合成理論就是生源合成思路，舉例來說，對一些高氧化態的萜類化合物，之前化學家採取的策略是通過羥醛縮合等反應協同地構築碳骨架與引入氧取代官能團，而Baran教授別出心裁，仿照生物體生源合成這些化合物的路徑——優先構築碳骨架，之後適當地通過方法學氧化引入官能團，大大改進了這些化合物的合成路線，這裡面的代表性工作就是十四步合成ingenol，之後他還用同樣的思路合成了與ingenol骨架同源的一個天然產物——Phorbol，說明了這一理論是可行的。
最後總結一句，Phil.S.Baran為代表的新時代有機化學家向我們展示了這樣一個道理：合成技術的改進不一定完全依賴創造出新的反應或新的方法學，合成的靈魂還是策略和設計，好的策略能夠讓老方法戰勝難題。
元素周期表第七周期本周正式填滿，這對核物理和放射化學來說意義重大
21世紀人類的空間活動將要離開地球附近，探索月球及其他太陽系的大體。這就要求人在地球外各種環境中能長期地生活和工作，首先是在，長期空間飛行器中航行，月球站以及火星或火衛站等，空間醫學必須有重大突破，解決長期在地外空間所遇到的宇航員骨質疏鬆，肌肉萎縮和兔疫功能變化等生理學難題，同時，與開拓大疆相關聯的是受控生態系統，創造一個不需要外界補給，而使人們能在其中長期生活的環境。這些問題有希望在21世紀20一30年代解決，其中空間生理學問題有可能利用中醫和中藥的方法取得某些重大突破。 地球外層空間為研究重力生物學提供了理想的條件，重力條件對各種層次結構生物的影響仍然是21世紀重力生物學的主題，今後的研究重點將集中於細胞，綠色植物，一些微生物和小動物。特別是重力環境對哺乳動物細胞形態、結構、變異和基因表達的影響將是一個熱點。重力生物學的學術意義在於揭示重力效應在生物進化過程中的作用，是自然科學的基本問題；另一方面，重力生物學的成果將是空間製藥及空間生態系統等應用領域的基礎，重力生物學的學術和應用都是下個世紀的重要課題，可望在21世紀20-30年代取得突破性的進展。 地外生物探索是生命起源的重大課題，其中地球以外的智能生物探索是一個長期的 課題。地球上的人類正在向外層空間發射電波和接收訊號。外星人與地球人之間可能存在的學術和技術差距不僅是一種危險，也是自然科學的重大前沿問題，將被持續地研究下去。 2． 08． 5 21世紀初生命科學最有可能突破的領域 ①人類基因組的全序列（遺傳密碼）將在10一15年測定完畢，為全部遺傳信息的破譯奠定基礎。 ②與生命活動有關的重要基因與重要疾病有關的基因將被陸續發現，其中特別引人注目的是控制記憶與行為的基因、控制衰老與細胞程序性死亡的基因、控制細胞增殖的系列基因、胚胎髮育多層次網路調節基因。新的癌基因與抑癌基因的發現與其生物學功能的釋明將大大提高對生命本質的了解。 ③人與動物的高級生命活動：感知、思維、記憶、行為與感情的發生與活動機制在腦科學研究突破的基礎上，有更深的認識。 ④癌症的治療將有全面的突破，愛滋病的防治得到控制。 ⑤在闡明地球上原始生命起源的基礎上，人類還可能在實驗室合成生命體，這種生命體應具有原始細胞的基本特徵。
雖然會沉 但是也要說 個人感覺化學是個很牛逼的學科 而且化學科學的大發展能推動很多專業發展 本人也想在化學領域混 但是被悲催搞到計算機行業淘金 試想一下 現在的高精尖技術很多都依賴化學 不管科幻劇多麼 牛逼始終是 是化學類和信息學的產物 所以化學很牛逼 本人沒為在化學上混飯吃感覺到很悲催
現在的文章越來越要求進行原子級別的機理研究，對一個性能而言不能還是2004年左右那樣搞個形貌說提高比表面積就能上JMC了。現在的無極材料這一塊沒有原子級別的機理解釋很難上很好的期刊了！
隨著原子力顯微鏡等spm的發展，以及sted等光學顯微鏡的發明，近幾年單原子/分子分析以及超高速超解析度追蹤方向還是有些突破的。
是不是看起來不是化學？...分析化學狗留
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