科技耀京城系列讲座之化生万物 创造美好

2024-08-02 18:31:41 - 北京青年报

活动简介:

“科技耀京城”系列讲座是由北京市科学技术协会主办,北京青年报社承办的科学文化传播活动。每场活动会走进一家书店,邀请一位科学界专家学者,介绍一个前沿科学领域,展现一项国家科技成就,完成一次科学精神的传递。

化学是中心科学,人类的美好生活与化学息息相关。本期讲座邀请到北京师范大学化学学院卢忠林教授,介绍化学为人类发展做出的巨大贡献,带领人们客观理性的认识化学。

科技耀京城系列讲座之化生万物 创造美好

主讲嘉宾:

卢忠林,北京师范大学化学学院教授,博导。获得国务院政府特殊津贴专家、教育部新世纪人才、北京高校优秀共产党员、北京市高等学校教学名师、宝钢优秀教师奖、北京师范大学“四有好老师”金质奖章和“最受本科生欢迎的十佳教师”等荣誉。

科技耀京城系列讲座之化生万物 创造美好

书店介绍: 

北京图书大厦是北京发行集团旗下经营规模最大、图书品种最全、最早实行信息化技术管理的旗舰书城。北京图书大厦建成于1998年5月18日,位于长安街畔,地处西单繁华商圈,地理位置得天独厚,被称为北京市文化“地标性”建筑。大厦经营面积1.6万平方米,全品种经营图书、音像制品30余万种,是北京第一家全流程信息化管理的图书发行企业,其始终保持市场领先地位的销售业绩和经营规模使北京图书大厦堪称全国“第一书城”。

科技耀京城系列讲座之

化生万物创造美好

无机化学家任咏华院士曾说过这样一句话:“大众对于化学是有误区的,认为化学都是有污染,或有危险、有毒的。”上海交通大学校长丁奎岭院士持续为化学“正名”近20年。一代又一代化学人面临着大众对化学产生误解的情形,责无旁贷地肩负着为化学“正名”的责任。为什么人们会对化学产生这样的误解?人们应该如何正确地看待化学?化学给我们的生活带来了什么?一场名为“化生万物创造美好”的讲座在北京图书大厦开讲。

主讲人卢忠林从一位化学人的身份与角度出发,介绍化学为人类健康和美好生活作出的巨大贡献,以及化学人对国家、社会创新发展的担当作为,努力消除人们对化学的误解甚至偏见,为化学“正名”。

科技耀京城系列讲座之化生万物 创造美好

化学是创造新物质的科学

化学是在原子、分子到超分子水平上研究物质的组成、结构、性质及变化规律的科学。很多科学家认为化学是与许多学科都有交叉联系的中心科学,是连接微观世界和宏观世界的一座桥梁。同时,每天都会有上百万种新物质在实验室中不断产生,化学更是创造新物质的一门科学。

正确地认识化学才能善用化学

化学与我们的生活密切相关,从衣食住行到信息科技,都发挥着举足轻重的作用。生活中,很多人对化学是有误解甚至是有偏见的。比如一个非常引人关注的食品安全事件——三鹿奶粉事件,30万婴幼儿健康受损,背后的原因是奶粉中添加了三聚氰胺。实际上,三聚氰胺是工业的优质原料,可以制作装饰面板、涂料、模塑粉和纸张。由于当时食品工业中普遍使用的蛋白质含量检测方法——“凯氏定氮法”,根据含氮物质经过系列反应转化为硼酸铵来测氮含量,来推算蛋白质的含量,但无法区别蛋白质中的氮和其他物质的氮,因此含氮量高、易溶于水,且成本极低的三聚氰胺成为不法分子牟利的帮凶。对于食品安全中的很多问题究其原因有以下几个方面:不法分子的逐利、监管不到位、检测水平滞后、全社会的科学认知不够。化学品不等于危险品,化学物质的使用一定要用对地方、用对量。只有正确地认识化学,我们才能更好地利用化学为人类造福。联合国教科文组织在2011年专门设立国际化学年来宣传化学,宣传口号是“化学——我们的生命,是我们的未来”,来彰显化学对人类的重要贡献。

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化学为人们带来了健康

现代人寿命的延长要归功于化学制药的发展。在如今快节奏的社会当中,化学药物帮助人们抵御疾病,延长寿命,提高生活质量。一个让中国人骄傲的案例就是青蒿素的发现。著名科学家屠呦呦发现并解决了青蒿素提取过程中的瓶颈问题,通过治疗疟疾拯救了上百万人的生命。鲜为人知的是在屠呦呦提取青蒿素之后,有机化学家周维善院士解决了青蒿素的结构鉴定和结构优化问题,实现了青蒿素向药物转化的重要一步。这就是化学工作者在做的事,通过对有效药物成分的结构进行优化和改造,使其成为能够在临床上广泛使用的药物。

为了攻克癌症,化学家也做了很多努力。植物红豆杉含有的紫杉醇,具有良好的抗癌活性,成为明星抗癌天然药物,在国际医药市场上需求巨大。但是红豆杉中紫杉醇的含量非常低,难以满足人类需求。紫杉醇的高效化学合成是很多药物化学家的梦想。早在90年代初期,就有研究人员成功合成紫杉醇,但过程复杂,合成效率低。2022年,南方科技大学化学系教授李闯创课题组通过21步高效简捷地完成了著名抗癌天然药物紫杉醇的不对称全合成,成为目前为止国际上最短的紫杉醇全合成路线。2024年1月,北京大学雷晓光教授和中国农业科学院闫建斌研究员破解了紫杉醇生物合成的关键步骤,为通过合成生物学的手段实现紫杉醇的高效、可持续生产铺平了道路。这都是中国化学家为人类健康作出的新贡献。

北师大化学学院有一个放射性药物教育部重点实验室,学院张俊波教授发现了一个原创性肿瘤显像药物,它对肿瘤的诊断非常的敏锐。很小的肿瘤在早期诊断中就能够被发现,而且这个药的价格只有国际同类的药物价格的六分之一,它将会成为中国人能用得起的合成药物。这就是我们身边的化学家为人类健康所做的努力。

科技耀京城系列讲座之化生万物 创造美好

化学为人类创造财富

除了健康,化学也在人类美好生活方面,特别是功能新材料方面发挥着重要作用。通过对普通石墨结构的改变,从而诞生了“材料之王”石墨烯。因其表面积大、柔韧性好、机械性能好、导电性能好等特质,被广泛应用于工业生产。目前北京大学刘忠范院士带领团队在北京成立了石墨烯研究院,实现了石墨烯的规模化、高质量生产问题,在市场上供不应求。石墨烯的广泛应用,推动了电子等诸多产业的发展,为人类创造了巨大财富。

 化学未来发展方向

进入了新时代,越来越多人工智能机器人进入化学研究领域,承担起操作化学实验的重任。此外,材料基因组工程研究也是一个新的科研方向。北师大化学学院从事理论计算化学研究的方维海院士通过建立大数据,进行神经网络机器学习,在显示材料的结构、组成方面精准地进行顶层设计,研发出了具有自主知识产权的三款性能明显优于现有材料的新型材料,并取得了行业认证。此外,在量子计算领域,北师大化学人在量子化学领域取得了突出进展,不断为化学的未来发展做出自己特色的贡献。 

通过今天的讲座,希望更多的人理解和支持化学,不要“谈化色变”,希望更多的年轻人理解“化生万物,创造未来”,真正喜欢上化学并学习化学,让化学为科技强国做出卓越贡献。

在随后的交流环节,观众对化学研究的形态,以及化学科学家的工作方式等问题进行了提问。卢教授表示,化学离不开理论与实验,化学家可以通过计算机完成理论研究,并通过实验创造物质。未来科学家将越来越多地以自动化的方式完成实验,这样既能保障安全,又能有效减少资源与时间的浪费。此外,卢教授进一步指出,当前社会对化学还存在诸多误解,这要求化学工作者积极开展科普,澄清问题事实,不断提升公众的化学素养。

文/王珮力

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