International Benchmarking of U.S. Chemical Engineering Research Competitiveness pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Natl Academy Pr

作者:Not Available (NA)

出品人:

页数:246

译者:

出版时间:2007-7

价格:$ 61.02

装帧:Pap

isbn号码:9780309105378

丛书系列:

图书标签:

化学工程
研究竞争力
国际比较
美国
基准分析
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学术研究
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高等教育
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具体描述

More than $400 billion worth of products rely on innovations in chemistry. Chemical engineering, as an academic discipline and profession, has enabled this achievement. In response to growing concerns about the future of the discipline, "International Benchmarking of U.S. Chemical Engineering Research Competitiveness" gauges the standing of the U.S. chemical engineering enterprise in the world. This in-depth benchmarking analysis is based on measures including numbers of published papers, citations, trends in degrees conferred, patent productivity, and awards.The book concludes that the United States is presently, and is expected to remain, among the world's leaders in all subareas of chemical engineering research. However, U.S. leadership in some classical and emerging subareas will be strongly challenged. This critical analysis will be of interest to practicing chemical engineers, professors and students in the discipline, economists, policy makers, major research university administrators, and executives in industries dependent upon innovations in chemistry.

深度解析：全球化工工程研究格局与前沿动态书籍信息：书名：深度解析：全球化工工程研究格局与前沿动态 (A Deep Dive into the Global Landscape and Cutting-Edge Trends of Chemical Engineering Research) 预计页数：约 600 页目标读者：化工工程领域的研究人员、高校教师、研究生、行业政策制定者以及高新技术企业研发人员。 --- 内容概述：超越国界的视野，重塑未来化工本书旨在为读者提供一个全面、深入且极具前瞻性的视角，审视当前全球化工工程研究的整体发展态势、核心驱动力、关键技术瓶颈以及未来十年的演进方向。我们摒弃了对单一国家或特定机构表现的局限性分析，而是聚焦于跨地域、跨学科的协同作用如何塑造现代化工工程的边界。全书结构严谨，内容涵盖了基础理论突破、工业应用创新以及可持续发展路径的构建三大核心维度，力求揭示驱动全球化工创新引擎的关键要素，为研究人员在资源分配、合作网络构建和科研方向选择上提供强有力的战略参考。 --- 第一部分：全球化工研究生态的宏观审视（第 1 章 - 第 5 章）本部分首先勾勒出全球化工工程研究版图的宏大轮廓，着重分析支撑这一领域的宏观力量和演变趋势。第 1 章：化工工程的范式转换：从单元操作到系统智能本章探讨了化工工程学科近二十年来的核心哲学转变。传统上强调的单元操作优化（如反应器设计、分离过程效率）正逐步让位于系统级思维和数字化集成。重点分析了“工业 4.0”概念如何渗透到化工流程设计中，包括实时数据分析、数字孪生体的构建如何重塑实验室到工厂的转化路径。讨论了如何从“流程放大”转向“流程敏捷化”的研究需求。第 2 章：跨区域研究集群的兴起与耦合本章详细分析了目前全球范围内形成的主要化工研究高地（如欧洲核心研究区、东亚新兴创新带、北美成熟研究体系）的地理分布特征和专业侧重。关键在于解析这些区域集群之间如何通过人才流动、联合项目和知识产权共享形成复杂的耦合关系，而非简单的竞争。特别关注了新兴经济体如何通过“弯道超车”策略，在特定新兴领域（如生物基材料合成）快速崛起，挑战传统领导者的地位。第 3 章：资金流向与战略投入的解析本章深入剖析了全球范围内公共（政府科研基金）和私人（风险投资、企业研发预算）资金流向的变化。通过对过去十年主要经济体研发支出报告的量化分析，揭示了资金对研究热点的引导作用。重点分析了哪些新兴技术领域（如绿色氢能、碳捕集与利用CCUS、高通量筛选平台）获得了不成比例的资金倾斜，以及这种投入如何预示了未来五到十年的技术成熟度曲线。第 4 章：人才的全球化与知识产权的地理分布本章关注支撑研究成果的“人力资本”这一核心资源。分析了全球化工工程博士毕业生和资深研究人员的流动模式、薪酬差异及研究环境吸引力。同时，通过专利申请和引文分析，绘制了核心技术知识产权的地理分布图谱，识别出知识密集型研究的地理集中性，以及如何通过国际合作项目来缓解人才和知识的区域不平衡。第 5 章：跨学科融合的驱动力：化工的“边缘效应” 化工工程不再是一个孤立的学科。本章聚焦于化工与其他学科（如材料科学、生物技术、数据科学、能源系统工程）的交叉点。探讨了如何将计算化学的精度与过程工程的尺度放大能力相结合，以及生物工程的精确控制如何赋能新型化学合成路径的开发。识别了融合过程中出现的组织壁垒和认知挑战。 --- 第二部分：前沿技术领域的深度剖析（第 6 章 - 第 10 章）本部分将聚焦于当前最具颠覆性和战略意义的几个化工工程研究前沿方向，详细阐述其背后的科学原理、工程挑战及潜在的全球影响。第 6 章：可持续化学与循环经济的工程实现深入探讨了如何通过过程强化（Process Intensification, PI）和流程集成技术，实现原子经济性最大化和废物最小化。重点分析了先进催化剂设计（如单原子催化剂、MOFs）在温和条件下活化惰性分子（如甲烷、二氧化碳）方面的最新进展。同时，详细评估了化学品回收与塑料降解/再聚合技术的规模化工程可行性。第 7 章：能源转型的核心：氢能与电化学过程工程本章将电化学工程视为能源转型中的关键使能技术。系统梳理了电解水制氢（PEM、AEM、SOEC）的效率瓶颈和材料退化问题。同时，深入探讨了基于电化学合成的绿色化学品制造路径，例如利用可再生电力驱动的二氧化碳还原反应（CO2RR）合成高价值化学品，分析其与传统热催化路线的经济性对比。第 8 章：生物化工与合成生物学的工程放大关注生物过程从实验室微生物株到工业化反应器的尺度放大挑战。分析了代谢工程与过程控制的结合，如何在发酵罐设计、下游分离纯化中实现生物产品的成本效益最大化。重点评估了酶促反应器和细胞工厂在生产先进生物燃料和高附加值精细化学品方面的潜力与工程限制。第 9 章：先进分离技术：能效革命的突破口分离过程占化工能耗的极大比例。本章全面对比了膜分离技术（如渗透蒸发、气体分离膜）、吸附技术（如模拟移动床 SMB）以及新型热力学分离方法（如反应精馏、反应萃取）的最新研究进展。强调如何通过集成模拟和优化算法，设计出能效远超传统蒸馏的新型集成分离系统。第 10 章：过程系统工程（PSE）在复杂系统中的应用探讨了现代过程系统工程如何应对前所未有的复杂性。内容包括基于人工智能的反应器动力学模型构建、多目标优化（涉及成本、安全、环境影响）的算法改进、以及如何利用大数据和机器学习来预测和控制大型、非线性化工流程的动态行为。 --- 第三部分：面向未来的挑战与研究路线图（第 11 章 - 第 12 章）本部分将目光投向更远的未来，提出未来十年化工工程研究必须解决的核心挑战，并据此勾勒出潜在的研究路线图。第 11 章：安全、韧性与供应链的工程保障全球地缘政治和气候变化对化工供应链的韧性提出了严峻考验。本章讨论了如何将“固有安全设计”（Inherently Safer Design, ISD）理念融入到流程的早期设计阶段，而非后期补救。研究了分布式制造网络（Decentralized Manufacturing）的可行性，以及如何利用数字孪生技术来模拟和应对突发事件（如极端天气、原料中断）对化工生产系统的冲击。第 12 章：构建适应性更强的化工工程教育与研究文化本章总结了实现上述技术突破所需要的文化和教育变革。强调了跨学科交流能力、数据素养和系统思维在未来化工工程师培养中的必要性。最后，提出了一个宏观的愿景：化工工程如何通过其核心的物质与能量转化能力，成为解决全球气候变化、资源稀缺和公共健康等重大挑战的关键驱动力。本书认为，未来的研究成功将越来越依赖于对“系统集成”而非“单一技术创新”的重视。