現代無機化學是否還在發展?化學前沿是否只有生物化學了?
謝邀。我最喜歡回答yes和no的問題,真是碰到了,對於第一個問題,是;第二個,不是。
如果真的想了解研究動向的話,有以下幾個方法你可以用:
1,ISI有個所謂TOP 100 Chemists since 2000,那是2000以來論文被引用最多的前100的化學家,你可以逐個google,深入了解;
2,化學頂級期刊其實就是jacs和德國應用化學,都有過去幾年的most cited的文章,逐個大略的看一下,仔細看也不現實,反正只是了解研究動向;
3,ACS旗下有兩個期刊綜述性的期刊,accounts of chemical research 和chemical review,同樣的方法,過去幾年的most cited文章,這個你可以略微仔細的看看,兩者的卻別在於,ACR比較隨意,東西可能會比較新而CR就比較紮實。
自己老老實實分析下來的東西是最合適自己的,畢竟是你自己pick課題作為以後的發展方向,課題選砸了,方向選毀了,疼又不是別人。就目前想到的講一下,如果有不妥當的請大家盡量拍磚,有錯一定改正。
先回答第二個問題,不是。但是有這個感覺一定程度上可以理解,因為生物化學方向確實很活躍,現在很多化學分支都在嘗試模仿生物體系。因為很容易可以想到,生物體是大自然給我們化學家樹立的典範,生物體中的反應和各種自組織現象協調有序,效率出色,條件溫和。所以抄襲大自然的設計思路是比較省事的,所以無論是催化,材料合成,還是藥物等等分支都在琢磨如何達到大自然的設計水平。
但是,對於任何領域而言,我們都只能描述現有的情況,而不能預言將來的發展。所謂的瓶頸和局限對於學術天才來說就是取得突破的機會。目前不活躍不代表將來不活躍,所以沒法對化學前沿的研究趨勢下定論。
另一個是無機化學,這個要從概念說起。
如果看字面的話,無機化學應該是與有機化學相對,應該是一門「研究無機物的學科」。但是只要翻一翻無機化學的教材,其中包含的通常以下部分或者全部內容的組合:
早期化學現象和理論+元素知識+量子化學基礎+熱力學基礎+配合物理論(其實也是量子化學的應用)
所以說無機化學的知識結構幾乎是四大化學裡面最不系統的。而從研究趨勢來講,目前即使是自稱無機化學的研究組,僅僅只做無機物研究的也很少。原因主要有以下兩個:
從實驗層面,有機化學可以提供給無機化學家借鑒的東西太多了。有機化學家在化合物合成和官能團修飾等方面積累了豐富的經驗。大自然已經暗示了,最適合用來構築結構豐富多樣的化合物的元素是碳。所以對於無機化學家而言,更為便捷的研究思路是採用有機化學中已有的技巧和方法合成出有機化合物,再通過配位作用或其它相互作用和無機物(如金屬離子等)組合為新的化合物。又因為有機化合物易於修飾的特點,所以要改變這些新化合物的性質又變得相對容易。
從理論層面,目前幾乎所有的化學理論追根溯源的話,其基礎都是量子力學+統計力學。所以無機化學家如果要深入了解現有的無機化學理論,或者創立新的無機化學理論,都一定需要找到其理論在量子力學或者統計力學的層面的解釋。所以,可以說根本就無所謂獨立的無機化學理論,無機化學家能做的就是把量子力學和統計力學應用到無機化學的研究中。
總結來說就是,無機化學的現狀是,在實驗層面努力借鑒有機化學和生物體系的經驗,理論層面則依賴於量子力學和統計力學,所以顯得非常缺乏學科的獨立性,但毫無疑問的是,無機化學一定還在發展。
我怎麼感覺你是來黑生物的……
化學學科的發端沒有具體的分科,專業性研究的增強導致化學分科,但到後面,特別是越前沿的方向,應該越能突破專業的分別。化學學科內部是,其他學科內部,甚至不同學科之間都能彼此交叉。
回到化學,分子自組裝,分子machine,功能組裝結構,顆粒合成(量子點),晶體生長機理,有機裡頭的方法學,藥物合成,功能性分子(如熒游標記分子),生物無機裡頭的配體,酶活性中心(人工酶),遠點的蛋白摺疊,還有樓上說的計算化學.......但所謂納米只是其中很小的部分,記得Peking的趙新生老師在一個報告後說,其實在納米這個方向出現之前,原來很多人做的東西都是納米,只是當納米這個詞出現之後,人們重新審視了這個方向,反而促進了它的發展(大意)。至於生物化學,生物物理化學,生物無機,都還有很多的路要走吧。
淺見。物理和化學這樣的學科目前是穩定期,確實不太容易上世紀那樣驚心動魄的發展了。在解析了化學鍵的本質以及計算化學得以應用這兩項意義非凡的工作以後,目前做的主要是添磚加瓦以及付諸應用的工作。
那麼訴諸應用上的工作主要就體現在了無機材料化學方面,當然材料方面的研究一方面推動材料學自身發展,一方面反作用於理論,舉三個意義非凡的粒子,第一是巨磁電阻材料,屬於無機氧化物多層膜,應用於存儲;第二是氧化物超導體,包括了上世紀80年代很火的銅基高溫超導和2008和09很紅火的鐵及高溫超導體如「鑭鐵砷氧」,最後一個例子是碳材料,如碳納米管以及方興未艾,影響了眾多研究方向的石墨烯,即單層石墨,這三個都是諾貝爾獎的工作,所以說沒有發展還是不對的。看到問題第一反應就是NANO。對於lz的問題,答案分別是YES和NO。
我是學NANO的,因此對NANO關注非常多。一樓回答的第一點,我補充一下,2011年湯姆路透發布了TOP 100 CHEMISTS 2000-2010,前十名裡面至少有六個人是從事NANO相關的研究,其中排名第十的楊培東同時還是材料學家TOP 1。雖然這個排名是根據paper平均被引次數來確定的,但從此可見NANO的火熱程度。
我個人相信納米技術在本世紀內會給照明、電能轉換等能源問題帶來很多的解決方案。有機化學,生物化學的邏輯體系比無機化學強太多,所以受到更多的青睞。無機化學這個學科是個大雜燴,就是除了碳化學(有機化學)之外的東西一窩蜂的往無機化學裡面扔。把無機化學搞得很亂,也就妨礙了人們去認識和研究。這是歷史造成的。
從現在比較合邏輯的角度,可以重新考慮學科劃分。
化學應該抽出一個普通化學,就是所有化合物的共同原理。現在有機化學領域的一些原理,有的實際上是大分子化合物的共同原理,可以抽離出來放入普通化學領域。
然後就是元素化學。除了碳化學發展相當深邃之外,硼化學也是相當有前途的領域,規模不見得比碳化學小。碳化合物傾向於組成長鏈,而硼缺電子,傾向於形成多中心少電子的離域鍵,表現為幾十個硼原子團成圓球,也是很有意思,值得深入探討。
此外磷化學,氮化學,硫化學也有不少大分子化合物存在,算是相對比較大的分支。金屬應該是另外一個大分支。
我感覺,因為無機化學雜亂,所以專註於研究無機化學的人少,投入也少。如果重新認識化學的理論體系,可能有助於研究的深入。特別是許多有機化學領域的原理,不僅適用於碳,也適用於其他大分子化合物,如果打通,有助於研究發展。就比如硼化學,其實很值得深入,不過學科劃分阻礙了研究,硼化學被分類為無機化學,隔行如隔山,許多大分子的原理在有機化學裡面,某種程度上阻礙了硼化學的發展。
當然你可以說,一個具體的課題,我該怎麼研究還是怎麼研究,不會受到學科劃分的影響。但無機有機的學科劃分其實在潛意識裡影響了每個學習化學的人。很多人就是因為把握不住無機的發展方向,碩士博士就不願意搞無機,人們對無機化學的關注相對減少了。總之,不合邏輯的學科劃分,還是妨礙了化學整體上的發展。納米科學仍然在飛速發展吧?
剩下的前沿,就靠計算化學突破了~@任浩最近正好修完了 current topic in inorganic chemistry, 就來複習下這個內容。LZ這個問題之所以會出現,是因為傳統的無機化學確實已經到了盡頭,如今已經統統移交給化工處理,而不會在化學實驗室中出現了。但是無機化學卻通過兩個新潮術語獲得了新生,就是 nano 和green chem
納米看起來很潮,可是如果觀察其合成步驟,卻依舊是基本的無機化學操作,只是從前被忽略的反應細節如今都被放到TEM下重新審視了。比如最簡單的碳顆粒燃燒,有誰想得到其實中間會經歷C70的中間態呢?即便是最簡單的成鹽反應,其結晶生成的過程其實也是極端複雜的,通過控制aggregation的速度和細節,新的材料和薄膜都會得到。以前粗放的無機化學反應,如今卻可以在極小的尺度加以控制。雖說當下的nano大多是拍照黨和測試黨的水軍,但是誰也不知道誰會找到那個magic ratio,所以,chem iw try, 繼續試吧
然後就是綠色化學,其中我們很感興趣的就是用主族元素代替重金屬來做催化劑的core,這不但減少了重金屬污染,還可以降低催化劑成本,比如用鈣和鈦做核心的催化劑,是8不是很神奇。而且通過這些研究更可以顛覆很多有機金屬的迷思,因為很多反應其實真的和是什麼金屬關係不大的,如今是ligand的天下,當然還有更大膽的純有機催化,連核心金屬都不要了
此外,化學珍品的合成依舊是無機化學的明珠,比如負化學價的金屬,6個化學鍵的碳,囚禁在籠子中既成鍵又不成鍵的氯分子,原子態卻穩定的碳原子,用其他元素替代的DNA用來構建異形生命,還有炒得很火的自組裝大分子和複雜結晶這都是很驚奇的東西。而且無機生物化學也是一大趨勢,畢竟身體里那麼多酶和離子通道靠的是無機的原理啊
所以不要拘泥與無機的傳統定義,化學是個必定消亡的專業,但是未來你會成為材料專家或生化專家的,可是課題卻不變
要描述「無極化學是否在發展」這個話題 恐怕要先回答什麼是化學(北大說,化學是你 化學是我),或者說,化學的範疇是指什麼——很不幸,這個我也回答不了。
但是舉個例子來說吧,我是某大學化學系無機化學專業的學生。有些無機化學專業的博士生在做配位體,論文在我看來就是有機化學嘛!各種鍵,像畫圖一樣的化學符號。
本人是結晶學方向的,就是基於最基礎的物理化學知識,吉布斯能來探討熔體的凝結和晶體生長習性。結晶學裡 會研究冰(H2O)的凝結過程,即使冰的凝結,也還沒有研究透有許多問題存在。
當然不可否認,化學系畢業生很難找到工作。尤其是研究崗位。
馬克思說過一句話:判斷一門學科是否成熟的標誌是看其與數學計算聯繫的多少。
套用這句話你就明白無機是不是還在發展了
化學是不能拆開單看的,只能看研究方向。
比如說:
MOF是有機還是無機?
COF是有機還是聚合物?
光伏領域,鋰電、鈣鈦礦、PSC、DSSC是研究物化還是無機還是有機還是聚合物?
生物檢測、熒光探針,是研究生化還是分化還是有機?
做形貌你說做模板就是有機呢還是做形貌就無機呢?
只有不同的研究課題,沒有拆開化學各個分支單看的。
現在作材料的大部分人不都是在做nano?
硼化學不服!
還有放射化學!
偽有機物相關化學!
化學支撐著國名經濟的命脈!你可以想像一下你的生活你的周圍哪怕是你的屋子你所用的星系都與化學有關而且是息息相關!如果論前沿分支,我依然支持的是有機化學!雖然因物質與文明的發展導致諸多衍生化學分支。但所謂的前沿只是少數人在做研究,應用的概率可想而知!而我所理解的前沿是應用最廣泛的,基礎最成熟的,探討最激烈的,最涉及民生經濟的! 因此高分子化學也好,仿生化學也好,膠體化學等等這要看你怎麼去理解了!
科學的發展是無止境的,現代無機化學是一定會有所發展的。化學的前沿應該是多方面的,除了生物化學,像信息傳導也會是一定的發展方向。 如果你想要了解更多的信息,你可以去英國皇家化學學會網站去諮詢, 網站的官網是英國皇家化學學會
無機的方向依然很多啊,雖然近些年的炸藥獎大部分給了生化,但是化學的其他分支發展的也很不錯啊,無機納米材料方向、太陽能電池方向都很有前景(不過單晶那方面的就算了,比較適合本科生閑來無事發發論文什麼的,至少在我們學校是這樣。)而且就我感覺無機材料其實跟物理的聯繫還是很密切的,也就有很多問題還沒有解決~
當然不是…化學的研究方向其實挺多的……而且現代科研是高度分工的,有機化學理論化學什麼的……並不是只有無機化學和生物化學……「QAQ我也是學化學的但是我是化學小白所以隨便說說 有什麼不對的還望諒解」
當然還在發展啊,納米領域、配位化學、生物無機化學都在發展啊。第二個問題肯定不是啊。任何一個現存的方向都有其存在的原因,就都有做得好和做的不好的人,所以就跟挑什麼熱門專業一樣,沒多大意義。選擇合適自己的就好。
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