Page 31 - 化学分析与检测技术

第一章 化学分析方法

来了便利。在国防建设方面，新材料中的 99.9% 的纯度硅，以及新材料砷化镓研
制成功，直接导致大规模和超大规模集成电路的诞生，使我国最新型银河系计算
机运算速度从每秒几十万次提高到一百亿次以上。在化学方面，如反应性高分子、
离子交换树脂、高分子分离膜、高分子催化剂、高分子试剂及人工脏器等，此外

还有生物功能和医用高分子材料，如生物高分子、模拟器、高分子药物及人工骨
材料等均用到了高分子功能材料。
材料化学在新材料的合成，纳米材料制备，修饰工艺发展等领域起到重要作
用。化学高分子材料不仅仅是实验室中合成的高碳化合物和芳香烃，也源于我们

日常的生活，从我们生活吃穿住行，到游玩用抽，很多都是高分子材料的一部分。
如食物中的蛋白质以及农作物的棉麻布蚕丝也都是高分子材料，在我国古代很早
就开始使用竹、麻、棉等材料来造纸，也会利用桐油和大漆高分子等制作油画，
油料等也是我国最早是利用原材料制作新材料的最好证明，这也是我国古代文化

走向新高度的证明随着科学技术逐渐走向世界，大部分国家领导人都逐渐意识到
高分子化学的重要性，纷纷开展对高分子材料的研究和探讨，许多精密仪器材料
的选择开始把视野看向了新型高分子材料，在许多重大项目的科研方向都把高分
子材料放在了重要位置。

一、新材料研究发展

（一）新材料领域基础研究发展
新算法助力新材料筛选及开发。通过数据驱动的机器学习算法建立材料性能

预测模型，并应用于材料筛选与新材料开发是近年来的热点之一。美国劳伦斯伯
克利实验室利用卷积神经网络分析实验数据，实现对单层二硫化钨缺陷的快速绘
制和识别：从利用传统扫描隧道显微镜的 23 天时间大幅缩短至 8 小时；美国杜
克大学利用密度泛函理论和 AFLOW 材料数据库进行数据挖掘，探索出 28 种新

型二维材料的化学组成，并具有在电子、磁性和拓扑方面的卓越特性；中国科学
技术大学研制出全球首个数据智能驱动的全流程机器化学家，具有更强的化学智
能和广泛的化学品开发能力，目前已涵盖光催化与电催化材料、发光分子、光学
薄膜材料等。

制备与加工技术。各类外延、沉积和极端条件下制备与加工技术的发展使人
们可以获得具有复合功能性质的新材料，推动新材料及其器件向低维化、复合化

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