美好生活源于化学

　　化学自古就对人类的生活和生产产生巨大的影响，人们的衣、食、住、行、健康等离不开化学，人类生存的环境和社会的发展也离不开化学。

　　各种各样的面料大大丰富了人们的衣橱，尼龙(nylon)的出现更使纺织品的面貌焕然一新。它是合成纤维的重大突破，同时也是高分子化学的重要里程碑。我国锦州化工厂最早大量生产尼龙，故我国统称“锦纶”，主要品种是尼龙6和尼龙66。尼龙6的原料为己内酰胺；尼龙66由己二酸和己二胺聚合而成。

　　大量用于制造服装面料和工业制品的涤纶是合成纤维中的一个重要品种，是我国聚酯纤维的商品名称。以精对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)为原料，经酯化或酯交换和缩聚反应制得成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，经纺丝和后处理制成的纤维即涤纶。

　　现在被广泛应用于内衣制造的面料莱卡是杜邦公司研制成功的一种人造弹性纤维，是氨纶的一种，极富弹性且不易变形，并可掺入任何面料，为改变服装的设计款式和提高舒适度做出了重大贡献。当前，利用最新的生物技术、纳米技术和微波技术，科学家正在研究开发各种超级织物，以使未来的服装具有意想不到的功能，如防蚊虫服装、防晒服装、免清洗服装等。

　　要装满粮袋子，丰富菜篮子，关键之一是发展化肥和农药的生产。在21世纪，我们要生产的是绿色肥料和农药，要求高效，低毒，调节作物生长，抑制有害生物，对非指定目标没有负面影响，并且不会长期存留，对人类健康和生态平衡有最大的好处。加工制造色香味俱佳的食品离不开各种食品添加剂，如甜味剂、防腐剂、香料、调味剂和色素等，它们大多是用化学合成方法合成或用化学分离方法从天然产物中提取出来的。用纯碱发面制成的馒头松软可口。各种饮用酒是经粮食等原料发生一系列化学变化制得。

　　现代建筑所用的水泥、石灰、油漆、玻璃和塑料等材料都是化工产品。生石灰浸在水中成熟石灰，熟石灰涂在墙上干后成洁白坚硬的碳酸钙，覆盖了泥土的黄色，房子才显得整洁明亮。化学煅烧陶土，才能制成漂亮的瓷砖。

　　用以代步的各种现代交通工具不仅需要汽油、柴油作动力，还需要各种燃油添加剂、防冻剂以及润滑剂，这些都是石油化工产品。此外，人们需要的药品、洗涤剂、美容化妆品等日常生活必需品也都是化学制剂。含磷化合物广泛应用于纺织、造纸、农药；用黄铁矿烧制的硫酸是重要的化工原料；用“王水”检验黄金的纯度；用盐酸洗去水垢；用汽油乳化橡胶做黏合剂；用氢氟酸雕画玻璃；用泡沫灭火器灭火；用二氧化碳加压溶解制爽口的汽水；用小苏打做可口的饼干。可见人类的衣、食、住、行无不与化学有关，人人都需要用化学制品。

　　化学对人类的健康起着至关重要的作用，一方面很多先进的医学检验技术是从化学分析技术得来，如血液检测、核磁共振等最早都是化学分析方法；另一方面，药物的发现和研制都离不开化学。例如，从19世纪开始，人们从天然药物中陆续分离出一些具有生理活性的化学物质(如从中分离出镇痛药、从颠茄中分离出抗胆碱药阿托品、从金鸡纳树的树皮中分离出抗疟药奎宁等)。而且，人类还必须不断用化学方法研制各种新药以对抗各种棘手的疾病，如癌症、艾滋病甚至“非典”等。

　　传统化学工业对环境的污染非常严重，但直到20世纪后期人们才意识到,然而恰恰是利用化学才从污染治理的角度初步解决了问题。人们通过化学了解大气、土壤、湖泊、海洋等复杂而又相互作用的世界，从各个层面上研究物质与环境的相互作用，对化工产品在生态系统中的分布状况和作用做出实际可靠的评价，为制定各种生态环境保护政策提供了科学依据。

　　能源和环境是人类目前面临的两大问题。当今地球负载人口过多,发展不太合理，在过去的工业化进程中，许多宝贵资源被过度消耗，大量污染物质直接排放到自然环境中，致使人类赖以生存的环境受到严重威胁。目前，化石燃料是人类生产生活的主要能源。随着全球能源消耗量的增长和不科学使用，化石燃料等不可再生能源日益枯竭，也对环境产生严重影响。这就迫切要求人们开发氢能、核能、风能、地热能、太阳能和潮汐能等新能源。这些能源的利用与开发不但可以部分解决化石能源面临耗尽的危机，还可以减少环境污染。人类的这个危机必须利用化学化工技术解决，这也是对化学家的挑战。

　　人类保健和化学化工的密切联系最直接的体现是人们日常生活中需要的化学品。随着物质生活水平的日益提高，洗涤用品和化妆用品发展十分迅速。维护生态平衡，节约能源是未来洗涤工业发展的方向。化妆品将向天然性、生物性、疗效性和功能性方向发展。绿色化设计、绿色化技术和绿色化生产工艺是化学日用品生产企业的发展方向，并已经取得了巨大的技术突破。

　　几乎所有的领域都对特殊功能的材料有强烈的需求。因此新型功能材料的设计与合成是化学化工的核心研究领域，有用途的新物质的创制是化学化工研究永恒的主题，它不仅可以带动整个学科的发展，还可以使人类彻底摆脱对自然资源和环境的依赖。人们可在不同时间和空间尺度上研究物质形成与转化过程中的化学本质和规律、预测新材料的生态影响，用于新物质分子的创造，最终设计出高效、环保和低能耗的生产工艺。原料经济、绿色合成已经是新时期合成化学与化工发展的重要内涵。

　　安全工程中的化学化工问题小到日常饮食检测、大到国防工业，涉及合成、分析、环境和材料等化学领域。借助于绿色化学的理论、实践和安全的密切关系，采用环境友好的技术和绿色工艺，将使化学化工过程的危险性大大降低甚至为零。开发无公害食品和绿色食品，采用绿色原料，改进安全的化工生产过程；开发绿色涂料，减少对人身的危害，增加消防安全系数；选择N、H、O元素含量高的无公害物质作原料制造高能炸药，改善工人工作环境，还可以巩固国防。总之，绿色化学化工技术以及化工产品对维护国家和人民的安全具有重要意义。

　　但是不能以偏概全，仅仅看到化学带来的利益。和其他任何事物一样，化学也有两面性。当我们理性地、一分为二地看待化学时，不难发现它的危害性。例如，DDT［2,2-二(4-氯苯基)-1,1,1-三氯乙烷，一种农药］的使用，开始它以方便快捷、造价低廉等优点得到了广泛普及，但是后来发现DDT在环境中非常难降解，导致秃鹰、鹗和鹈鹕等鸟类的数量下降。因此绿色化学是21世纪化学发展的主题。

　　本文由王芳摘编自蔡苹主编的《化学与社会（第二版）》（科学出版社.2016.6）一书第1章，内容有删节。

　　《化学与社会（第二版）》为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，主要介绍日常生活中的化学概念及化学原理。《化学与社会（第二版）》共10章，包括：绪论，化学与健康，化学与环境，化学与生命，水和水污染及其防治，化学与能源，化学与食品，化学与新型材料，化学与武器，化学与文艺。《化学与社会（第二版）》理论部分力求简单易懂，且与生活联系紧密，以培养学生的学习兴趣；在编写过程中注重理论与实践的结合，关注化学与其他学科的交叉，如物理（新型材料等）和生物（药物和生化武器等）；帮助学生了解化学在生产、生活中的重要作用，并培养学生的科学文化素养。《化学与社会（第二版）》可作为高等学校非化学化工专业本科生的化学通识课教材，也可供其他教师和学生参考。

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