[李靜海]：下面進行第二項活動，科學與中國國際化學年大學校長巡講團報告會。這是由中國科學院與中共中央宣傳部教育部、科技部、中國工程院和中國科學院學會等6家單位共同舉辦的高層次科普活動，巡講團活動於2002年12月正式啟動，活動旨在普及科學知識、弘揚科學精神，希望巡講團向公眾宣傳科學知識和科學文化理念，在公眾中形成共鳴，讓科學親近公眾，讓公眾理解科學，支持科學，投身科學。今年國際化學年科學巡講團將組織多場，主要有各大學化學專業的校長、院長領先，在全國幾個城市巡講，今天是第一講，我們十分榮幸請到北京大學校長周其鳳院士和中國科學技術大學侯建國院士為大家做科普報告，首先歡迎周其鳳院士做報告——《入化出神》。
[周其鳳]：同學們好！今天見到來了這麼多同學，會場坐的滿滿的，還挺緊張的。主要是我本來化學就學得不太好，我又做行政工作的時間也比較長了，所以化學離我有點好象越來越遠。
我特別感謝組委會安排我做第一個報告。平時大家看節目，都是在序曲可以差一點，演員差一點，越到後面越精彩。
我們上語文課的時候有一個詞叫做「出神入化」，作為搞化學的我有自己的一點解釋，就是你要入到化學這個領域要有點靈氣，所以要出神，有一點一點靈氣才能搞化學，這個可能沒錯，但是我今天反過來說「入畫出神」。從教育的角度說，你要將來真正不錯，有點靈氣，恐怕如果受一點化學的薰陶是很好的，所以歡迎大家來學化學，經過學習化學對你會有很好的鍛鍊，所以我就用了這樣一個題目。
剛才主持人說了，今年是國際化學年，國際化學年主題是「我們的生活，我們的未來」。大家都知道，化學是一門核心的科學，同時又很實用，又充滿著創造性，它是發現和創造新物質，並且在原子、分子及分子以上層次來研究物質變化和化學反應的科學，這是對於化學的一個理解。當然化學科學的核心部分，有機化學、物理化學、分析化學、高分子科學化學等一些內容，化學科學與生命、材料、能源、環境、信息等科學不斷的交叉，就衍生出了很多分支的學科，像化學生物學、材料化學、環境化學、原料化學、放射化學等等，最近大家比較關注的是放射化學的問題。放射化學這個學科也是非常重要的，核原料本身就是要用化學方法才能得到，而且包括裡面其他的像燃料棒等等都需要化學在裡面發揮作用，所以放射化學現在就變得非常的重要。
這次國際化學年在中國還有一個活動，就是徵集化學之歌。這個題目是我自己提出來的，所以我要帶一個頭，歌名是《化學是你，化學是我》：「有少年問我，化學究竟是什麼，我說化學就是你，化學就是我；父母生下你我是化學過程的結果，你我的消化系統是化學過程的場所，記憶和思維活動要化學過程來描述，就是你我的喜怒哀樂也無非化學物質的神出鬼沒。哦，化學，你原來如此神奇，卻怎麼還有人把你瞧不上眼，哦，沒有關係，我將繼續努力及為人類貢獻一個更加美好的綠色明天；有少年問我，化學究竟為什麼？我說：化學為了你，化學為了我，你要溫暖，我要漂亮，化學為我們提供舒心的衣裝，你要喝好，我要吃飽，化學為我們提供豐富的營養，你要飛天，我要探地，化學為我們提供充足的動力……」
因為我們有一點一點追求，就是綠色化學，所以我是這樣寫的。我把這個歌詞送給一個行家，他說你寫的不好，他就改成了這樣，比較符合歌詞，也更加押韻一點。今天我給大家報告完全是拋磚引玉，因為我們討論國際化學年的時候，我提出來我們是不是可以徵集歌曲，我就帶了這個頭，我希望大家能夠響應科學化學部和中國化學會的號召，大家來創作化學的歌曲。現在這個作為一個「磚頭」，我希望今後大家能夠更多的來參與，特別是我們的同學們發揮你們的聰明才智。
下面我結合我自己了解的一些情況做個介紹。因為我主要是學高分子化學的，所以主要介紹這個方面。
大家都知道，藥物可以為健康保駕護航，比如大家都熟悉的阿司匹林。這個東西是非常神奇的東西，它能夠對我們的健康有很多的幫助。醫藥是化學發揮作用的非常重要的場所。
還有服務於信息技術的化學。以液晶顯示為例，大家都有手機或者是家裡有液晶顯示電視或者電腦等，化學在這裡起到的作用非常大。有一種非常聽話的分子，加一個電場可以驅動它，讓它站起來或者是摔下去，通過化學家的設計和合成，做成配方來進行應用，這樣就發揮了它的顯示作用。這是化學在信息科技裡的一個例子。
現在大家特別關心我們生存環境的問題，我這裡也舉一個例子，是服務於環境保護的化學。以燃料電池為例，電池就是用化學家合成的材料。這個電池主要的組件是以高分子的材料來做的，要用到多孔的聚合物，也要用到作為離子導體的聚合物等等，這是在做燃料電池方面一個簡單的例子。
通過這幾個例子來告訴大家，化學在各個領域都可以充分發揮它的作用。
以高分子為例，曾經有一個家庭做一個演示，就是請他們把家裡凡是由高分子做的東西拿出來，看看他們家裡還剩下什麼東西。從家裡衣服到小孩的玩具，到廚房的器具，到電視、微波爐等等都得搬出來，主人覺得他們自己也得出來，要不然他們就得脫光了，所以他們也就都出來了。當然這只是化學家通過化學的方法合成出來的材料，因為我們人體自身也有由化學物質天然的高分子材料在裡面發揮作用。由此可以看到化學家和高分子材料在我們的生活裡所起的作用。
這是高分子材料主要的用途，比如用在包裝、家具、交通、電器等等，全球高分子材料總的產量是超過兩億噸的規模。
這是一個很方便的方面，大家為什麼喜歡高分子材料，就是拿塑料的包裝來做比較，塑料的包裝要方便很多，紙也是天然的高分子材料，這是天然高分子材料和合成高分子材料的比較。
另外有一個表格說明用化學合成高分子材料可以比鋼鐵還要強，大家都知道煉鋼的過程也包含著化學的過程，因為化學合成的高分子一般都是有機的物質，它不僅僅可以做很柔軟的輪胎、包裝的薄膜，同樣可以拿來非常好的材料，比鋼還強的高分子。我這個片是很老的片子，就是現在合成高分子材料的性質比這個還要好很多。
圖中藍色部分是無機的材料，其中包括鋼絲，用鋼做的纖維它的力學性能，它的強度，它的身長，其他的都是人工合成高分子的材料，它的性能比用鋼做的纖維要好的多。我們在座的楊玉良教授在這方面有巨大的貢獻，大家如果有問題的話一會還可以問他，因為他一會要主持下面的討論，有什麼問題可以請他回答。
化學進步靠很多的需求，我這裡講的是市場推手，化學進步首先很重要的是科學家們的興趣，這是非常重要的。市場的需求，比如現在特別需要減少化學燃料的使用，另外要環境友好，而且在醫學方面也要降低成本，另外提高這些化學品高分子材料，化學品的性能，當然要特別考慮它的價格等這些方面。
以高分子為例，這裡有一個片子，可以把它看作是幾代的高分子。最底下很大的一塊是通用高分子，通用高分子相對的它的知識含量比較低一點，所以它的性能也差一些，它市場的價錢也就比較低；在這個基礎上，發展出的工程應用的材料，工程的高分子材料，它所含的知識含量也更高，當然它的市場價格也更高。最後是特種高分子，特種高分子是指各種各樣有特別性能能夠滿足各種特殊需要的高性能的高分子材料，它的知識含量是更高，它在市場的價格當然也更高。
要使得高分子有更好的發展，得到性能更好的材料，毫無疑問，需要各個學科的配合，高分子本身是化學一個分支，它需要跟化學其他的學科有交叉，但是同時也需要跟生命科學、信息科學、納米科學等等交叉，才能夠進一步的推動高分子科學的發展，能夠置備出符合日益增長需要的高分子的材料。
因為現在大家都特別關心納米材料，這個片子就是化學跟納米科學結合的一個例子，從原理上可以給同學們一個基本的概念。這是用一個化學氣象的方法，把原料加入爐子裡，通過升溫，通過有一個模具，比如由鋁做的模板，通過這樣就可以得到納米高分子材料。高分子材料是可以跟納米科技方法結合起來，事實上高分子本身對於納米科技的發展是起了作用，因為高分子本身在分項的過程裡，它往往是在納米級的水平上，所以高分子本身也可以做有些納米材料的模板。 當然，高分子同時跟納米科技的結合可以置備出各種納米級高分子的材料。
這是一個例子，就是做成場致發射，這是一個導電的納米高分子材料，利用它的發射效應來製成場致發射器件。還可以做得更複雜一點，在納米材料裡比如金納米，可以有高分子導電的性質，通過這種用在場發射或者是其他器件裡的性能。這個例子是怎麼樣把金的納米顆粒和納米的高分子材料複合在一起，然後用他們來做器件。這個片子就是告訴我們用這種材料確實是得到材料有很好的場致發射的性質。
納米級導電高分子材料也可以做光電導的材料，因為它具有光電導的性質，這個地方就是複合納米高分子的管子是怎麼樣在光的照射下表現出來光電導性質的例子。
另外製納米級高分子材料不僅僅是用剛才的例子，還可以有其他的方法來做，可以用電紡的技術，把高分子材料紡成納米級的納米線、納米管子、納米的纖維。在天然高分子或者是具有醫學生物性質的高分子領域裡有很好的用途。
這是另外一個材料，也是通過電紡的辦法來做，這是所謂透明質酸做的東西。這個材料在血管再生方面能夠起到很好的作用。這是電紡得到纖維尺寸的情況。
這是也是一個天然的高分子材料，可以通過電紡的辦法來做，可以把高分子材料跟藥物複合在一起，通過電紡的辦法就可以直接紡到你的傷口上，可以很好的來修復皮膚。
這就是為什麼用這些材料有它很好的性質，最關鍵的是它沒有毒性的，對人體非常友好，而且又有一定的強度，而且用完了以後，適當的通過生物化學的過程可以降解掉。
大家都知道DNA，DNA在生命科學裡發揮著非常重大的作用，化學家也有考慮用DNA做一些材料的嘗試，因為DNA本身也是一個天然的高分子，這張片子用的是日本北海道的數據。北海道是產鮭魚最出名的地方，它是一個主要產鮭魚的地方，這裡會有鮭魚精，就是一個漁場按照一年15000噸的鮭魚精來算，DNA就有1200噸，這些DNA通過化學家的努力，可以做成在信息科技或者是生命醫學領域做一些用途。
這是純的DNA粉末的情況，通過化學的方法可以做成DNA的薄膜或者是DNA的纖維，根據你的需要，可以加進一些有用的東西，或者是用它來做治療的話，可以有一些藥物加進去；或者是在信息科技領域，可以把燃料的東西加進去，這就是在DNA裡加燃料分子的示意圖，是用來做發光的器件。我不敢說這個東西將來一定能夠成為什麼工業的用途，就是給同學們一個啟示，化學家是做各種的想像，各種的探索，包括平一般人不會想像的DNA也拿來跟顯示器件聯繫起來，同學們可以進一步發揮自己的想像。
前面講到了一些高分子化學家怎麼把高分子的科學跟納米科學，跟生命科學結合起來，發展一些新的材料的嘗試。現在大家也特別關心的是化石燃料的問題，將來化石燃料沒有了，是不是可以利用其他的能源，大家考慮比較多的是太陽能。若干年前有美國科學家做過一點研究，他是設想如果每年的化石材料，用植物生物制來代替可不可以？就算了在美國有多少個英畝的農田來生產各種的作物，大概有4.3300億土地是可以生長作物的，主要作物佔了25000億，美國消耗了多少的原油，折算以後，美國原油都用生物制來代替的話，需要生產主要作物2億多英畝農田都來做這個，這個顯然會有問題，因為大家都得吃飯，完全靠生物製做這個可能問題比較大。
但是我要告訴大家的是，包括高分子在內的化學品，就是我們在原油裡只有2%左右來做精細化工的，包括高分子材料，它所佔農田的比例比較好600萬公頃土地就可以滿足精細化工的要求。可能要特別花力氣的不是來做燃油，因為做燃油燒掉的話，跟人搶口糧的問題會非常嚴重。但是，如果能夠把它發展來做機器化工品還是非常有前途的，但是這是非常困難，需要化學家們巨大的努力。這個研究結果告訴我們，對做精細化工來說是可以以生物制完全替代化石燃料。生物燃料就是用太陽能，只不過通過生物合成的辦法來做的。我們都知道二氧化碳加水，有太陽能的情況下就合成糖或者油脂類的東西，這些通過化學家們的努力可以轉換成乳酸，糖和油的作用也可以變成聚合物。
這是微生物在它的體內儲藏碳源的方式，在它的體內可以合成這一類高分子材料的，因此我們也可以通過這個辦法來利用光的太陽能，通過生物化學這樣的方法來合成高分子的材料。
這裡就涉及到大量化學的問題，也包括生物化學的問題，包括基因組的問題，我們需要通過基因組的方法來篩選出生物合成的煤。生物催化劑，使得在微生物的體內增加產生這種聚合物的能力，或者讓它改變，給它吃不同的葡萄糖、或者是植物油、甚至汽油，讓它們按照化學家們設計好的物質來滿足我們的需要。
這是一個例子，通過基因的重組能夠來改變微生物合成聚合物的本事。這個例子告訴我們，對於某一種細菌來說，第一代只能在它的體內產生大概30%重量的聚合物，但是通過基因重組以後，得到的微生物它的體內可以聚集80% 的聚合物，所以這個效率是很高的，如果在一個細胞裡有80%的聚合物，對它的提純和產量都是非常重要的，當然化學家還在努力，一個是提高產量，一個是控制產物的結構。
這也是一個例子，兩組經過基因重組以後的微生物的豆油，吃豆油以後就變成一個聚合物，這個地方是一個共聚物。另外吃葡萄糖得到另外結構的聚合物。
前面跟大家說的是化學家、高分子科學家和生命科學家的合作，怎麼能夠通過改變，通過基因的重組來改變微生物的性質，它能夠幫助我們來利用太陽能和二氧化碳水合成我們所需要的東西。而且這些東西可以做成我們平常需要的材料，比如做成薄膜、纖維，或者是生物醫用的材料。
這裡的紅色的部分就是用微生物方法合成的聚酯，用它做成的纖維。藍色是滌綸，這是現在產量特別大的，在我們服裝裡用的特別多的。當然不只是服裝了，也可以用在其他的方面，包括飲料瓶子等。這方面不必過多的解釋，我標出來的性能，從力學性能強度的角度來說，數值越高越好，我們從生物的方法，利用太陽能，利用二氧化碳和水，合成出來的性質比滌綸性質還要好，如果做成服裝的話會更加耐穿。
這些材料都是生物相容，可以做修復人體，這是脊椎系統可以用人工合成的示意圖，在我們人體裡，很多的部位都可以利用人工合成高分子材料進行修復。
這都是高分子化學家們的努力，他們從第一代的高分子努力推出第二代的高分子、第三代的高分子、第四代高分子、第五代高分子等等。一開始我就講了，化學是一個創造性的科學，從高分子的例子就可以看到，最早他是利用天然高分子，比如做輪胎開始，然後做到人工高分子，橡膠或者是纖維等等，然後再來做工程塑料等等，化學家們包括高分子科學家們正在繼續努力做這些事情。
這是給同學們一點建議，要成為一個好的化學工作者，還是需要有比較廣的基礎訓練，包括各個方面基礎的知識。另外要有興趣，將來要選擇你喜歡的領域，這些領域應該是充滿著希望的新生的領域，而且不管怎麼樣，你要非常欣賞你追求的過程。有時候我們經常講過程是更重要的，當然還要有一點耐心，任何科學技術上要有所成就都是需要付出艱苦的努力。另外要特別關注交叉學科的發展。
我大概就說這些，我上面講的這些東西都是引自我的朋友或者是學者的一些材料，也包括我們學部給我提供的幫助，特別感謝大家。