超分子化学范文10篇

摘要:超分子化学是化学的一个崭新的分支学科.综述了超分子化学的发展历程、超分子的化学分类、超分子化合物的合成以及应用等问题.

关键词:超分子化合物;主体客体;识别作用;配位

“超分子”一词早在20世纪30年代已经出现,但在科学界受到重视却是50年之后了.毕业论文超分子化学可定义为“超出分子的化学”,是关于若干化学物种通过分子间相互作用结合在一起所构成的,具有较高复杂性和一定组织性的整体的化学.在这个整体中各组分还保持某些固有的物理和化学性质,同时又因彼此间的相互影响或扰动而表现出某些整体功能[1].超分子体系的微观单元是由若干乃至许许多多个不同化合物的分子或离子或其他可单独存在的具有一定化学性质的微粒聚集而成.聚集数可以确定或不确定,这与一分子中原子个数严格确定具有本质区别,把多个组分的基本微观单元聚集成“超分子”的凝聚力是一些(相对于共价键)较弱的作用力.如范氏力(含氢键)、亲水或憎水作用等[2].

1超分子化合物的分类

1.1杂多酸类超分子化合物

杂多酸是一类金属一氧簇合物,一般呈笼型结构,是一类优良的受体分子,它可以与无机分子、离子等底物结合形成超分子化合物.作为一类新型电、磁、非线性光学材料极具开发价值[3],有关新型Keg-gin和Dawson型结构的多酸超分子化合物的合成及功能开发日益受到研究者的关注.杜丹等[4,5]合成了Dawson型磷钼杂多酸对苯二酚超分子膜及吡啶Dawson型磷钼多酸超分子膜修饰电极,发现该膜电极对抗坏血酸的催化峰电流与其浓度在0.35～0.50mol/L范围内呈良好的线性关系.靳素荣等[6]合成了9钨磷酸/结晶紫超分子化合物,并对其光致变色性质进行了探究,即合成化合物具有光敏性,漫反射日光即可使其变蓝.王升富等[7]合成了磷钼杂多酸-L-半胱氨酸自组装超分子膜电极,发现该膜电极对酸性溶液中的NO2-有明显的电催化还原作用.毕丽华等[8]合成了多酸超分子化合物,首次发现了杂多酸超分子化合物溶于适当有机溶剂中可表现出近晶相液晶行为.刘术侠等[9]以Dawson型砷钼酸、金刚烷胺为原料合成了超分子化合物(C10H18N)6As2Mo18O62·6CH3CN·8H2O,该化合物具有可逆的光致变色特性,并提出了一个可能变色机理.

摘要:超分子化学是化学的一个崭新的分支学科.综述了超分子化学的发展历程、超分子的化学分类、超分子化合物的合成以及应用等问题.

关键词:超分子化合物;主体客体;识别作用;配位

“超分子”一词早在20世纪30年代已经出现,但在科学界受到重视却是50年之后了.毕业论文超分子化学可定义为“超出分子的化学”,是关于若干化学物种通过分子间相互作用结合在一起所构成的,具有较高复杂性和一定组织性的整体的化学.在这个整体中各组分还保持某些固有的物理和化学性质,同时又因彼此间的相互影响或扰动而表现出某些整体功能[1].超分子体系的微观单元是由若干乃至许许多多个不同化合物的分子或离子或其他可单独存在的具有一定化学性质的微粒聚集而成.聚集数可以确定或不确定,这与一分子中原子个数严格确定具有本质区别,把多个组分的基本微观单元聚集成“超分子”的凝聚力是一些(相对于共价键)较弱的作用力.如范氏力(含氢键)、亲水或憎水作用等[2].

1超分子化合物的分类

1.1杂多酸类超分子化合物

杂多酸是一类金属一氧簇合物,一般呈笼型结构,是一类优良的受体分子,它可以与无机分子、离子等底物结合形成超分子化合物.作为一类新型电、磁、非线性光学材料极具开发价值[3],有关新型Keg-gin和Dawson型结构的多酸超分子化合物的合成及功能开发日益受到研究者的关注.杜丹等[4,5]合成了Dawson型磷钼杂多酸对苯二酚超分子膜及吡啶Dawson型磷钼多酸超分子膜修饰电极,发现该膜电极对抗坏血酸的催化峰电流与其浓度在0.35～0.50mol/L范围内呈良好的线性关系.靳素荣等[6]合成了9钨磷酸/结晶紫超分子化合物,并对其光致变色性质进行了探究,即合成化合物具有光敏性,漫反射日光即可使其变蓝.王升富等[7]合成了磷钼杂多酸-L-半胱氨酸自组装超分子膜电极,发现该膜电极对酸性溶液中的NO2-有明显的电催化还原作用.毕丽华等[8]合成了多酸超分子化合物,首次发现了杂多酸超分子化合物溶于适当有机溶剂中可表现出近晶相液晶行为.刘术侠等[9]以Dawson型砷钼酸、金刚烷胺为原料合成了超分子化合物(C10H18N)6As2Mo18O62·6CH3CN·8H2O,该化合物具有可逆的光致变色特性,并提出了一个可能变色机理.

1超分子化学

对于有机化学来讲，大部分有机分子都是基于共价键而形成，因此传统有机化学都是讲授某个分子内部共价键的形成和断裂机制[1,2]。而超分子化学则是研究两个或多个分子通过非共价键相互作用，缔合组装成具有特定结构和功能的超分子体系的科学。所谓非共价键其实是一种次级键，也叫分子间作用力，包括学生所熟知的氢键，以及金属-配位作用、亲疏水作用、静电作用、范德华力等等。超分子化学主要发轫于1967年CJPederson发现冠醚，继而DJCram提出主客体化学，最后由JMLehn系统提出超分子化学概念。由于他们的卓越贡献，三人于1987年共享了诺贝尔化学奖。超分子化学发展十分迅猛，科学家J-P.Sauvage、J.F.Stoddart和B.L.Feringa利用超分子化学手段在分子机器的设计与构造方面由于做出重大贡献而分享了2016年的诺贝尔化学奖[3]。2017年10月，笔者有幸在南京大学和Sauvage教授进行了深入交流，探讨了其获诺奖的标志性超分子——索烃的合成经历。

2有机超分子化学

如上所述，有机化学是超分子化学的重要发展根源之一。从两次授予超分子领域诺贝尔化学奖的情况可以受到启示。所有获奖的6位科学家中所研究的对象均为有机分子。例如，Pederson的冠醚是一种有机大环分子、Sauvage的索烃是两个有机大环分子以环套环的形式互锁、Stoddart的分子梭则是一个环状有机分子在一个线性有机分子上的穿梭运动等等。显然，有机化学为超分子的发展奠定了基石，并且逐渐形成了化学的一个新分支——有机超分子化学。有机超分子化学的概念可以概括为：以有机分子为对象，研究它们的自组装规律、组装结构及组装体性质，以期获得具有特定功能的有序有机分子聚集体。

3有机化学课程中超分子相关内容

以张文勤等编著的《有机化学》为例[4]，在书中第十章第六节第1小节介绍了冠醚。本小节里面简单介绍了冠醚的结构和命名，简要回顾了Pederson发现冠醚并与Cram、Lehn等一起获得诺贝化学奖。并且描述了不同大小的冠醚对不同金属离子的选择性络合。最后举例冠醚可以用作相转移催化剂。在书中第二十章第三节第3小节介绍了蛋白质的结构。蛋白质的结构的一个显著特征就是其肽链会进行螺旋和折叠，形成三维特定的功能体。其中，该小结重点叙述了氢键在形成α螺旋和β折叠中的重要作用。而氢键的形成主要是由于酰胺基中的氧原子和另一酰胺基中的胺基氢原子相互作用。第二十章第四节第2小节，课本介绍了核酸的结构。核酸结构中的碱基对正是通过二重氢键和三重氢键进行连接配对，最终形成DNA的双螺旋稳定结构。

【摘要】显色反应在药物分析中常用于药物的鉴别、检查和含量测定，文章着重讨论药物定量分析中的显色反应类型，特别是用于含量测定的显色反应类型——配位显色反应、氧化还原显色反应、离子缔合显色反应、重氮化-偶合显色反应、亚硝化显色反应、缩合显色反应、碱处理显色反应、脱水显色反应、电荷转移显色反应和超分子显色反应等。

【关键词】药物分析显色反应

前言

所谓显色反应是指在被测药物体系中加入某种试剂而呈现颜色的反应，也叫呈色反应。显色反应在药物分析中常用于药物的鉴别、检查和含量测定。目前在药物分析中的显色反应有配位显色反应、氧化还原显色反应、离子缔合显色反应、电荷转移显色反应、重氮化-偶合显色反应、亚硝化显色反应、缩合显色反应和超分子显色反应等，但是至今未有人加以总结讨论，本文就这些显色反应类型分别加以讨论，以供同行们参考。

一、配位显色反应

配位显色反应是最为常见的一种显色反应。利用有机药物分子中含有的配位基团与金属离子或药物中含有的金属离子与含配位基团的化学试剂形成有色配合物的显色反应叫配位显色反应（后者是普遍现象，这里不再举例）。例如江虹等在pH为7.0～8.0的弱碱性溶液中，利用Th（Ⅳ）与四环素（TC）、强力霉素（DOTC）、土霉素（OTC）和金霉素（CTC）结合形成1∶2的浅黄色配合物，建立了用于市售四环素和土霉素药物含量测定的新方法。李胜等［2］在0.8～1.4mol/L盐酸介质中，利用氟罗沙星与Fe(Ⅲ)在室温下形成组成比为2∶1的在402nm处有最大吸收的稳定配合物，线性范围为2～48μg/ml，建立了片剂和胶囊中氟罗沙星的测定方法，相对标准偏差小于2.8％。吩噻嗪类药物在pH2时可与钯离子形成红色配合物，这就是测定吩噻嗪类药物的钯离子比色法。

摘要：当今时期，由于生物型化学工艺在铅检测过程中获取了广泛的应用，而且此项工艺的技术水平亦在持续提升，而其中化学组分铅的毒害作用非常大。以往沿用的检测工艺逐步失去了利用的效能，而当今生物型化学检测工艺的问世亦逐步获取了生化工程界的认同。文章将此作为论述切入点，系统阐释一下铅成分检定中生化工艺的运用。目的在给更为广泛的研究过程赋以基本的参照，一起为铅检定工艺及生化工程技术的进步贡献出应有的力量。

关键词：铅成分检定;生化工艺;检测程序;技术策略

在全部的环境毒害品类一族中，铅成分是一类极为普遍的毒性元素，它不可给人体造成相当程度的毒害后果，而且还可在很大程度上损害到各类自然生物的身体健康和生态条件之间的平衡效果。过去的检定手段则更是五花八门，其中涵盖光谱测定、电泳分析法、液态色谱测试法及二硫腙比照法等多种方法，虽然以往的检定手段是依托于精密型的测试装置，此类精密设备促使其检定数据的精准性很高，然而其运作程序和检定费用均不可能达到多维度的铅成分检定目标。所以业内行家们持续追逐于探求更为节约、便捷、实用的检定工艺，此种形势下生化工程检定工艺随之出现，而且其凭借于自身丰富的特点，让它在目前受到了极为有效的运用。在这一形势下对于铅成分检定中的生化分析工艺运用展开深入的探究，有助于给推进本工艺研修工作的深入开展提供相关的借鉴。

1核酸定量检测工艺

核酸定量检测工艺，其总称为分子型信标核酸定量检定工艺，英文缩写FRET。此项工艺原理是依托荧光动态能量的共振迁移来实施的化学组分检定工艺，依托此手段来求取寡型核苷酸类探针，让其和对应的核酸成分呈现互为弥补功能，在靶型分子混交的生物反应效力作用下，产生出荧光效应，依照荧光效应的高低水平来给检测过程的实施构建出对应的条件。在铅离子浓度检定过程当中，分子型信标核酸捡定工艺的运用也是依托此项工艺原理来实施的，在通常温度条件下，可以完成铅离子的快捷测试，有助于减低温度变化对探针式反应产生的相关效力，而且其约束指标的功能亦被减低[1]。大量研究表明，混合物中铅离子的浓度高低完全决定了铅检定反应的荧光能力大小，利用此方法可以检定出的铅离子的浓度最低值是1.69×10mol/L。再有业内学者特别把此项工艺的探讨构建于脱氧型核酶的催化性水解专属条件之上，且以此作为根据对其检测工艺实施了深入化的探究，把它利用到了铅离子的检定过程之中，获取了相当惊人的效果[2]。

2免疫型检测工艺

[摘要]通识课堂“课程思政”是当前高校深入推进课程思政建设的重要组成部分。“分子故事”通识课程以讲述化学分子背后的故事为形式，突出化学分子的科学内涵，开拓学生视野，培养学生科学素养、理性思维和科学能力。同时，思政元素有机融入课程，教师思政和学生思政同频共振，达成育人和育才的统一。

[关键词]课程思政；通识课程；分子故事；教学实践；化学教育

教育兴则国家兴，教育强则国家强。走进新时代，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应[1]。此后，全国高校与时俱进，更新教学理念，整合教学内容，改进教学方法，掀起了“课程思政”的教育改革新热潮[2-3]。“课程思政”是上海在2014年率先提出的教育概念，本质是寓德于课、立德树人，将知识传授、能力培养与价值引领落实于课堂，培养德智体美劳全面发展的学生，为党育人，为国育才。通识教育的理念源远流长，中国古代儒家经典《中庸》就有“博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之”的学问之道，而在古代西方，亚里士多德主张的“自由人教育”亦有通识教育的雏形。现代大学通识教育理念重点在于“通”和“育”。“通”是指非专业性、非功利性及交叉学科的知识、思维和能力。“育”是指培养具有独立人格、科学精神和人文情怀的“真正意义上完善的人”。因此，通识教育课程在现代大学培养体系中不可或缺，也是培养具有健全人格、创新精神和社会责任感的有用之才的重要平台。通识教育选修课程授课对象为面向全校文理工医等不同专业背景的学生，因此，通识课堂“课程思政”是落实“全员育人、全过程育人、全方位育人”三全育人的有效手段[4-5]。思政元素和通识课程的有机结合，能够创设润物细无声的环境，引导学生塑造正确的世界观、人生观和价值观，贯彻“通”与“育”教学理念的融合，是立德树人的重要举措，为中华民族伟大复兴提供人才支撑。有别于数学启迪逻辑，物理启迪想象，化学作为中心学科，启迪创新。化学类通识教育课程一般以化学物质与人类环境、社会生活以及生物医药等联系作为基本框架，结合社会热点疑点设计教学内容，在培养学生科学精神、创新能力、人文情怀、社会责任感和塑造学生正确三观等方面起着重要作用[6-9]。有鉴于此，笔者自在中山大学面向全校本科生开设“分子故事”通识课程起，就在探索通识课堂上从教师思政到学生思政的教学模式。考虑到选课学生专业背景的多样性以及通识教育的初衷，“分子故事”分别以小分子故事、大分子故事和超分子故事为主干，从分子层面阐述化学原理，授人以渔。课程以讲述化学分子背后的故事为形式，以分子探索世界和改造世界为载体，突出化学分子的科学内涵，拓展学生视野和培养批判精神，增强学生对自然科学的兴趣，激发自主学习的兴趣[10]。同时，“分子故事”融合“课程思政”，教师思政是手段，学生思政是目的，教师思政和学生思政同频共振，课程铸魂育人；聚焦学生全面发展，立德树人，构建“大思政”三全育人，最终实现培养德才兼备优秀人才的目的。

1课程设计

1.1课程内容

面向中山大学全校各个专业的本科生，基于“化学分子”这个核心概念，“分子故事”通识课程设计三大模块：

*方案》，特制定化学学院学习调研阶段活动计划，具体安排如下：

一、学习实践活动的思想动员

通过召开动员大会，使学院广大党员特别是党员领导干部深刻认识开展学习实践活动的重大意义，深入领会中央精神，了解校党委的部署和要求以及学院开展活动的目标任务和具体安排，调动广大党员干部参加学习实践活动的积极性和主动性。

1、学院党委召开扩大会议。3月23日（星期一）下午，在南区理化楼A509会议室，学院领导班子成员、党委委员、各、所实验室中心主任、党支部书记参加会议。会议讨论并通过化学学院深入学习实践科学发展观领导小组名单和办公室人员组成名单，同时明确学院党委处级领导干部联系各党支部的分工情况，并确定学院学习实践活动的实践载体，研讨学院学习实践活动的具体实施方案，并形成了具体实施方案报批稿。

2、学院召开学习实践活动动员大会。3月24日（星期二）下午，学院在南区超分子楼二楼报告厅召开全院学习实践活动动员大会。学院副处级以上党员干部、全院教职工党员、学生党支部书记参加动员大会。由院党委书记作动员报告。传达学校动员大会精神，部署学院深入学习实践科学发展观活动的准备工作。

3、学院本科生动员大会。3月25日（星期三）下午，学院在南区超分子楼二楼报告厅召开全院本科生动员大会。学院党委副书记李勇、全体辅导员、学院本科生党员参加动员大会。由院党委副书记李勇作动员报告。

我自己是学化学的，从事学化学、教化学、研究化学也几十年了，但现在似乎有点儿不太认得了。我觉得世纪之交，大家要重新有一个认识，认识学科本位的问题。

一门科学的内涵和定义至少有四个属性：

整体和局部性科学是一个复杂的知识体系，好比一块蛋糕。为了便于研究，要把它切成大、中、小块。首先切成自然科学、技术科学和社会科学三大块。在自然科学中，又有许多切法。一种传统的切法是分为物理学、化学、生物学、天文学、地理学等一级学科。近年来又有切成物质科学、生命科学、地球科学、信息科学、材料科学、能源科学、生态环境科学、纳米科学、认知科学、系统科学等的分类方法。化学是从科学整体中分割开来的一个局部，它和整体必然有千丝万缕的联系。这是它的第一个属性。

学科之间的关联和交叉如果把科学整体看成一条大河，那么按照各门科学研究的对象由简单到复杂，可以分为上游、中游和下游。数学、物理学是上游科学，化学是中游科学，生命科学、社会科学等是下游科学。上游科学研究的对象比较简单，但研究的深度很大。下游科学的研究对象比较复杂，除了用本门科学的方法以外，如果借用上游科学的理论和方法，往往可以收到事半功倍之效。所以“移上游科学之花，可以接下游科学之木”。具有上游科学的深厚基础的科学家，如果把上游科学的花，移植到下游科学，往往能取得突破性的成就。例如1994年诺贝尔经济奖授予纳什，他在1950年得数学博士学位，1951－1958年任美国麻省理工学院数学讲师、副教授，后转而研究经济学，把数学中概率论之花，移到经济学中来，提出预测经济发展趋势的博弈论，因而获得诺贝尔经济奖。

发展性化学的内涵随时代前进而改变。在19世纪，恩格斯认为化学是原子的科学（参见《自然辩证法》），因为化学是研究化学变化，即改变原子的组合和排布，而原子本身不变的科学。到了20世纪，人们认为化学是研究分子的科学，因为在这100年中，在《美国化学文摘》上登录的天然和人工合成的分子和化合物的数目已从1900年的55万种，增加到1999年12月31日的2340万种。没有别的科学能像化学那样制造出如此众多的新分子、新物质。现在世纪之交，我们大家深深感受到化学的研究对象和研究内容大大扩充了，研究方法大大深化和延伸了，所以21世纪的化学是研究泛分子的科学。

定义的多维性一门科学的定义，按照从简单到详细的程度可以分为：（1）一维定义或X－定义，X是指研究对象。（2）二维定义或XY－定义。Y是指研究的内容。（3）三维定义或XYZ－定义。Z是指研究方法。（4）四维定义或WXYZ定义，W是指研究的目的。（5）多维定义或全息定义。一门科学的全息定义还要说明它的发展趋势、与其他科学的交叉、世纪难题和突破口等等。这样才能对这门科学有全面的了解。下面以化学为例加以说明。

一门科学的内涵和定义至少有四个属性：

整体和局部性科学是一个复杂的知识体系，好比一块蛋糕。为了便于研究，要把它切成大、中、小块。首先切成自然科学、技术科学和社会科学三大块。在自然科学中，又有许多切法。一种传统的切法是分为物理学、化学、生物学、天文学、地理学等一级学科。近年来又有切成物质科学、生命科学、地球科学、信息科学、材料科学、能源科学、生态环境科学、纳米科学、认知科学、系统科学等的分类方法。化学是从科学整体中分割开来的一个局部，它和整体必然有千丝万缕的联系。这是它的第一个属性。

学科之间的关联和交叉如果把科学整体看成一条大河，那么按照各门科学研究的对象由简单到复杂，可以分为上游、中游和下游。数学、物理学是上游科学，化学是中游科学，生命科学、社会科学等是下游科学。上游科学研究的对象比较简单，但研究的深度很大。下游科学的研究对象比较复杂，除了用本门科学的方法以外，如果借用上游科学的理论和方法，往往可以收到事半功倍之效。所以“移上游科学之花，可以接下游科学之木”。具有上游科学的深厚基础的科学家，如果把上游科学的花，移植到下游科学，往往能取得突破性的成就。例如1994年诺贝尔经济奖授予纳什，他在1950年得数学博士学位，1951－1958年任美国麻省理工学院数学讲师、副教授，后转而研究经济学，把数学中概率论之花，移到经济学中来，提出预测经济发展趋势的博弈论，因而获得诺贝尔经济奖。

发展性化学的内涵随时代前进而改变。在19世纪，恩格斯认为化学是原子的科学（参见《自然辩证法》），因为化学是研究化学变化，即改变原子的组合和排布，而原子本身不变的科学。到了20世纪，人们认为化学是研究分子的科学，因为在这100年中，在《美国化学文摘》上登录的天然和人工合成的分子和化合物的数目已从1900年的55万种，增加到1999年12月31日的2340万种。没有别的科学能像化学那样制造出如此众多的新分子、新物质。现在世纪之交，我们大家深深感受到化学的研究对象和研究内容大大扩充了，研究方法大大深化和延伸了，所以21世纪的化学是研究泛分子的科学。

定义的多维性一门科学的定义，按照从简单到详细的程度可以分为：（1）一维定义或X－定义，X是指研究对象。（2）二维定义或XY－定义。Y是指研究的内容。（3）三维定义或XYZ－定义。Z是指研究方法。（4）四维定义或WXYZ定义，W是指研究的目的。（5）多维定义或全息定义。一门科学的全息定义还要说明它的发展趋势、与其他科学的交叉、世纪难题和突破口等等。这样才能对这门科学有全面的了解。下面以化学为例加以说明。

化学的一维定义

1关于”材料”

能源、信息和材料是现代经济发展的三大支柱，而材料更是基础。没有先进的材料就没有先进的工业、农业和科学技术．重大的技术革新往往起始于材料的革新。如20世纪50年代镍基超级合金的出现，将材料使用温度由原来的700℃提高到900X2从而使得超音速飞机问世。而高温陶瓷的出现则促进了表面温度高达1000~2的航天飞机的发展。近代新技术(原子能、计算机、集成电路、航天工业等)的发展又促进了新材料的研制。当前可称为精密陶瓷时代、复合材料时代、塑料时代或合成材料时代等等。材料可以从不同角度分类．根据材料的组成可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料(聚合物)和复合材料；根据特性和用途可将它分为结构材料和功能材料两大类。结构材料主要是利用其力学性能，制造需承受一定载荷的设备、零部件、建筑结构等。功能材料主要是利用其特殊物理性能(电学、热学、磁学、光学性能等)，用于制造各种电子器件、光敏元件、绝缘材料等。根据材料内部原子排列情况分为晶态和非晶态材料；根据材料的热力学状态分为稳态和亚稳态材料；根据材料尺寸分为一维(纤维及晶须)、二维(薄膜)和三维(大块)材料等。

2“材料科学”与“材料科学与工程”

材料科学(MaterialsScience)~科伴随着生产力发展和科技进步产生与发展。材料的各种性能是其化学成分和组织结构等内部因素在一定外界条件下的行为表现。研究材料主要是为了更有效地使用材料，即了解影响材料性能的各种因素，从而掌握提高其性能的途径。材料科学是阐明材料的性能和行为与其成分及内部组织结构之间的关系。一般认为，学科间的区别不是绝对的。材料科学是由多种学科分化而产生，而又通过集成走向成熟的。材料科学产生之初，有学者认为：冶金学仍然是一门健全的学科，拥有基本理论、方法和界限，但随着工程中日益不断地使用聚合物、陶瓷、玻璃和复合材料，其研究拓展为材料科学(Calvert，1997)。20世纪50年代，材料科学(MaterialsScience)这一新概念，主要源于冶金学，1958至于959年间美国大学教育性质的改变和各种新材料科学研究组织的形成，是材料科学形成的标志。西北大学(NorthWesternUifiversity)是最早将材料科学作为系名的大学(1954年)，并为本科生的研究生开设了相关课程，出版了《材料性能原理(PrinciplesofthePropertiesofMaterials))(1954年)一书，材料科学领域已经发展出多个分支，包括固体物理、冶金学、高分子化学、无机化学、矿物学、玻璃与陶瓷技术。一门学术型学科抽涉及的范围远远大于由大学里院系、学会和专业杂志所构成的群体，它是一所“看不见的学院(hwisiblecollege)”，它们的成员共享某一特定的研究传统，学者们从中学到了基本的理论框架、操作规范和技术方法。DavidTumbul(1983)~E《对“材料科学”产生和发展的评述》一文中，将材料科学定义为：在超分子水平上表征，认识和控制物质的结构．并建立这一结构与性能(力学、磁、电等)间的关系，即所谓的超分子科学。

MSE(MaterialsScienee&Engineering)的概念最初产生于20世纪50年代，到1960年已经基本稳固建立。在COsMT(1974)的报告中，将MSE定义为：涉及将材料成分、结构和制备与其性能和使用建立关系所形成并应用的知识。1957年美国政府出台了资助l2个相关实验室计划，首批三个材料科学实验室分别建立在康奈尔大学、宾西法尼亚大学和西北大学。这些实验室1972年由国家科学基金会(NSF)正式负责。此后各个大学教授的课程，也深受这些材料科学实验室所从事工作的影响。1958年，为了更好地已经建立的新学科的特征，又在系保后面加上了。与工程，并开始了。材料科学与工程的教育，如牛津大学的材料科学系也简单地更名为“材料系(DepartmentofMaterials)”。同期还有一批大学，如德克萨斯大学的奥斯分校等没有设立材料科学系，但已经开始了系间合作，进行了与材料科学相关的研究生教育，通常这种教育也不仅限于在“工程学院”之内。虽然没有这个系名，但老师的专业知识和研究生的研究工作集中在材料制备、固体化学、高分子工程与科学、X射线晶体学、生物材料、结构材料、材料理论和凝聚态材料及器件等相关领域。1964年麻省理工学院(MIT)也将系名以为“冶金与材料科学系”，1974年正式改名为“材料科学与工程系”。20世纪60年代，材料科学被引入欧洲的大学，如北威尔士大学、苏赛克大学和伯明翰大学。1956年，中国在西方工作过的科学工作者们制定一份科学技术规划时，认识当时的中国已经培养了具有金属材料方面知识的科技人员，但对合金及其热处理方面的科技人员数量不足，到1980年，已经有l7个院校的金属物理专业改为材料科学专业。

3“材料科学”研究的实践与方向