徐少亚（通讯员）

　　嘉宾：徐南平（中国工程院院士、南京工业大学副校长）

　　陆小华（南京工业大学教授、博士生导师）

　　5月13日，我国首届全国材料化学工程学术研讨会在南京举行，6位院士、多位973项目学科带头人均出席了会议。期间，我们就这门新学科与国家可持续发展的话题采访了与会专家。

　　化工与材料学科的交叉渗透已经成为一种潮流

　　主持人：本次材料化学工程研讨会我注意到这样一个现象：汇集了6位院士和多位973项目首席科学家，而且这些专家分别来自化工、化学、材料三大领域。这样的规模和规格并不多见。

　　徐南平：的确，本次研讨会是我国首届材料化学工程学术研讨会。材料化学工程在国民经济中扮演着重要角色，随着重要性的日益凸显，我们也不断地面临新问题与新挑战，特别是材料的微结构设计与微结构控制问题，涉及多个学科前沿领域，需要不断的探索与实践，更需要充分的交流与讨论。举办这样一个高规格的研讨会是非常必要的。

　　主持人：单从字面上理解，材料化学工程像是几个学科的交叉，学科交叉似乎已经成为了一种趋势？

　　徐南平：对，作为化学工程学科新的发展方向，材料化学工程既是化工与材料学科交叉渗透而衍生的新领域，也是化学工程学科内涵与外延的必然产物，更是可持续发展和科学发展的重大社会需求牵引的结果。化工与材料学科的交叉渗透已经成为一种潮流。国际、国内一些高等学校已经将化工与材料学科纳入同一学院，以利于学科发展和人才培养。

　　过程工业中的落后制约了我国经济的发展

　　主持人：在会上，不时听专家们提到“过程工业”，它与我们研讨会的主题有什么样的关系呢？

　　陆小华：在回答这个问题之前，首先要弄明白过程工业的概念。过程工业是以物质转化过程为特征的工业状态，如用煤来发电，从石油里提炼出化工产品等等。过程工业的发展对加快我国工业化进程、解决我国长期供给短缺问题发挥了关键的作用，成为我国工业的重要组成部分。但我国过程工业的技术与装备十分落后，普遍存在资源浪费、能耗高和污染环境的问题，有的行业资源利用率只有10％，单位产值的能耗是世界平均水平的2-4倍，空气、水和固体废弃物污染严重。三废也是我国环境污染的主要来源，工业排放物超过发达国家10倍，仅水泥工业中CO2的年排放就达7亿吨。我国已成为世界第一资源加工消费大国和世界第二能源耗用大国。因此说，过程工业的落后，使得资源、能源被过度消耗，环境被污染，从而成为制约我国可持续发展的瓶颈所在。

　　研究材料化学工程可有力解决过程工业中的瓶颈问题

　　主持人：能源稀缺、环境污染成为制约经济发展的瓶颈，这是很多国家都在研究的问题。

　　陆小华：对，在本世纪内多数工业中，材料化学工程扮演着战略角色，它在水资源领域，能淡化海水、净化饮用水、优化城市废水；在能源领域，它可以提高天然气、生物质、燃料电池的使用率；在生态环境领域，它作用于CO2控制、除尘、洁净燃烧；在传统工业领域，它与冶金、制药、食品、化工与石化、电子等行业生产过程的关系是密不可分。

　　用化学工程技术对材料生产过程进行流程和生态产业链优化设计和综合研究、发展基础原材料的绿色制备技术，无疑是缓解我国过程工业的资源、能源、环境瓶颈问题的重要途径之一。例如，我国的高分子产业和化学品的制造基本依赖石油资源，石油资源的短缺已经成为我国经济发展的瓶颈，由生物质大规模制备丙烯酸、对苯二甲酸、聚丙烯酸、聚乙烯等是用可再生资源替代石油资源、减少CO2排放的战略发展方向之一。这种战略的创新体系的建立和工业化应用必将依托过程工程技术，化学工程技术将成为开发石油替代资源的重要支持技术。以新材料为基础发展起来的新型分离技术，如膜分离、吸附分离等，在分离过程中具有节约能源的特征，发展十分迅速，成为分离领域的主要发展方向。采用新材料提高分离与反应过程的效率是提高我国过程工业装备水平的必由之路，由此可见，新材料与化学工程的交叉融合是发展的趋势，也是缓解我国过程工业中的资源、能源、环境瓶颈问题，是我国可持续发展战略的重大需求。

　　我国在材料化学工程方面研究进展十分迅速

　　主持人：怪不得徐院士之前特别强调材料化学工程在国民经济中扮演重要角色呢，但是，普通受众对材料化学工程知之甚少，这多少与材料化学工程的地位不太相称。

　　徐南平：这也是许多搞材料化学工程的人经常面临的尴尬，但是，我国学者在这一领域已经进行了大量的探索性工作，特别是近10年来，材料化学工程已经成为化工与材料领域的亮点之一，获得包括国家技术发明一等奖在内的一系列重大科技成果。

　　陆小华：我国在这方面的研究进展十分迅速，如清华大学化工系将传统化学工程中的流化床技术用于碳纳米管的规模生产，成本得到大幅度的降低；南京工业大学将化工热力学理论与方法用于新材料生产过程，建立了复杂体系的模拟方法，从而为纳米级钛酸钾晶须的规模化制备奠定了理论基础等。这些研究共同的特征均是将化学工程的方法用于新材料的生产过程，重点解决其过程放大的技术问题，不仅为新材料的生产解决了关健问题，同时也大力推动了化学工程学科的发展，成为我国化学工程领域最重要的进展之一。

　　材料化学工程研究的主要方向与趋势

　　主持人：随着科学技术的发展，新能源、新资源、新材料、生物技术等新兴产业有取代传统产业的趋势，而材料化学工程学科所研究的主要方向与趋势是什么呢？

　　徐南平：材料化学工程领域的发展，不但促进了材料工业的进步，也为化学工程学科的发展开辟了新方向。用化学工程的理论与方法对基础原材料生产过程进行流程和生态产业链的优化设计，以发展绿色制备技术和可再生资源路线；依托新型分离与反应材料，发展以新材料为基础的过程工程与集成技术。这些构成了材料化学工程的主要研究方向。材料化学工程学科研究的目标是达到按应用过程的需要进行材料设计与过程优化的目的，其核心是建立材料结构、性能（应用）与制备（生产）之间的关系，其关键的科学问题是：材料的结构与功能的关系，材料结构与制备过程的关系。

　　材料化学工程研究任重道远

　　主持人：既然材料化学工程是发展最快的新的增长点之一，各国在这方面是如何作为的？我国科研院所已经作出了哪些成就？

　　徐南平：美国、德国等世界发达国家非常重视对化工新材料研制开发的投入，其经费占GDP的比例逐年上升。而日本已经制定了面向新世纪优先发展新材料技术，认为新材料技术是各产业和研究开发活动的基础。发达国家很多大学的化工系已经更名为材料与化工系，其目的就是强调材料学科与化学工程学科的交叉渗透。

　　以新材料为基础发展化学工程的单元技术是材料化学工程领域的另一方面，我国在这一领域也取得了可喜的进展。南京工业大学致力于发展以陶瓷膜材料为基础的化工新单元技术，不仅在我国率先形成了陶瓷膜新产业，并且以陶瓷膜为基础发展出膜催化反应制备合成气新的技术路线、纳米催化陶瓷膜集成新技术、光催化陶瓷膜反应技术等，并初步建立了面向应用过程的陶瓷膜材料的设计理论，将材料与化学工程学科相互交叉，在学术研究方面形成了特色与优势；北京石油化工科学研究院开发出新型钛硅分子筛和非晶态合金催化材料，通过技术集成与流程综合，有可能形成具有我国自主知识产权的石油化工成套装备与技术。这些研究工作的典型特征均是以材料为基础发展化工技术，由于新材料的应用，新的单元过程、新的工艺技术不断涌现，对于扩大化学工程研究领域、提高化学工程学科水平产生了积极的影响。

　　可以预见，材料化学工程将成为化学工程学科最为活跃的研究领域，也是能够取得突破性成果的热点研究方向。

　　 ■观点提示

　　观点一：材料化学工程既是化工与材料学科交叉渗透而衍生的新领域，也是化学工程学科内涵与外延的必然产物，更是可持续发展和科学发展的重大社会需求牵引的结果。

　　观点二：过程工业的落后，使得资源、能源被过度消耗，环境被污染，从而成为制约我国可持续发展的瓶颈所在。

　　观点三：新材料与化学工程的交叉融合既是发展的趋势，也是缓解我国过程工业中的资源、能源、环境瓶颈问题，是我国可持续发展战略的重大需求。

　　观点四：材料化学工程领域的发展，不但促进了材料工业的进步，也为化学工程学科的发展开辟了新方向。