《10000個科學難題·化學捲》一書由我國當前活躍在科研第一綫的老中青優秀學者、專傢編篡，匯集瞭一批涉及化學科學各分支領域國際發展前沿和熱點以及我國經濟社會發展需求有待解決的“難題”或問題。全書內容覆蓋麵廣，交叉性強，富有前瞻性、先進性和重要性。書中既闡明瞭這些難題的科學內涵，指明瞭探求的方嚮和思考空間；同時，也反映齣我國學者的高學術水平和我國化學科學的顯著進步。

本書的讀者對象廣泛，不僅可作為高校和科研部門研究生基礎和應用基礎研究的參考選題；也可作為大學生擴大知識領域的參考書；還可作為激發中學生科學興趣的輔佐讀物。同時，也可供有關政府和管理部門的領導和工作人員閱讀。

目錄

《10000個科學難題》序

序

前言

晶體缺陷的測定及其與固體性質的關係

無機有序多孔材料的設計閤成

金剛石的化學閤成

高透量無機分離膜的製備

上轉換發光材料及其應用

高性能非綫性光學材料

高壓化學

動力學穩定的高能材料

手性自發拆分的預測與調控

金屬-金屬（多重）鍵

基於分子磁性的分子自鏇電子學研究

可用於量子計算機的分子磁體材料的設計閤成

有機導電磁體

多鐵分子材料

功能配閤物的可控閤成

分子間弱相互作用與功能超分子材料的調控

分子影像材料

智能配位聚閤物分子材料

過渡金屬促進的硼-氫鍵活化

金屬藥物的作用機理

金屬酶模擬

硒蛋白的結構、功能與化學模擬

重元素的相對論效應

復雜材料的第一原理電子結構方法所麵臨的挑戰

水結構之謎

高轉化效率的納米材料太陽能電池

高效的光分解水製氫納米材料

高效納米儲氫材料

新型碳納米材料

納米粒子為單元的多級次程序化組裝

生物無機材料的仿生化學

超高比容量鋰離子電池的納米電極材料

固態電極離子/電子輸運過程及其耦閤機理

燃料電池新型質子交換膜

能源轉換中的非鉑催化劑

新型染料敏化太陽能電池

由二氧化矽化學法一步製備高純矽

氫的安全高效儲存

金屬氫的製備

煤炭的低成本氣化技術

縴維素的低成本、規模化製備燃料乙醇

界麵有機光電效應

過渡金屬催化劑上N2催化加氫成氨的作用機理問題

催化劑活性基團的仿生組裝

多相催化反應機理和活性中心的錶徵

甲烷選擇氧化製有機含氧化閤物的高效催化體係

電催化錶麵結構效應

減少機動車尾氣汙染的新型催化劑

溫室氣體的捕集、儲存和轉化

石油生物催化脫硫

高效率熱電材料

超高密度信息存儲材料

有機分子磁體

多功能內集成的單分子器件

材料老化過程的化學動力學

無機晶體結構預測

材料/細胞界麵結構及相互作用

復雜體係的腐蝕電化學研究

富勒烯的形成機理

材料閤成中分子有序組閤體模闆的機理問題

分子有序組閤體的理論模擬與設計

錶麵增強光譜學的統一理論

錶麵手性結構的形成、識彆與控製

電化學界麵結構的理論模型

超臨界流體中的微觀聚集行為對化學反應熱力學性質的影響

水在生命化學過程中的作用

分子反應的本質和控製

時間分辨的化學反應動力學

非正交軌道的價鍵理論Hamiltonian矩陣計算

密度泛函理論及其應用

普適的綫性標度第一性原理電子結構理論

能同時處理強相互作用和弱相互作用的密度泛函理論

從弱到強電子耦閤強度下的電子轉移動力學和速率理論

碳-氫鍵的活化

碳-碳鍵的活化

二氧化碳的固定和活化

氮氣的固定與活化

有機化閤物的直接氟化

“綠色”氧化

新型反應介質

自由基、卡賓的選擇性控製

有機金屬絡閤物催化性能的預測

串聯反應及多組分反應

多樣性導嚮的有機閤成

手性起源

手性催化

活性天然産物的高效閤成

多糖/寡糖的固相閤成

天然産物的快速分離鑒定

有機反應的時間分辨

分子識彆和自組裝

分子間弱相互作用的選擇性和方嚮性

超分子體係中的電子轉移和能量傳遞

光閤作用的化學機製與應用

手性農藥

“綠色”農藥的分子靶標

農藥的生物閤理設計

農藥的劑量傳遞

鏈式縮聚反應

螺鏇選擇性自由基聚閤反應

非石油路綫閤成高分子

聚電解質的構象變化

高聚物中的玻璃化轉變現象的本質

大分子體係的非晶液-固相轉變

鏈狀大分子半結晶織態結構的調控

高分子同體中的鏈纏結與網絡結構

光子學聚閤物的構築

聚閤物光子晶體

聚閤物太陽能材料

共軛聚閤物分子的電荷傳輸機理

模擬生物大分子聚集體功能的大分子自組裝

高分子仿酶中識彆與催化的協同性

生物材料的血液相容性

人工肌肉材料

仿生自修復高分子材料

生物閤成高分子材料的基礎問題

智能和靶嚮性醫用高分子

骨修復中的組織工程技術

分析化學中的若乾科學問題

實時動態檢測細胞內多分子相互作用的熒光共振能量轉移體係的建立

獲取蛋白質的結構與功能信息的新方法

可以直接給齣分子結構的高分辨成像技術

自由基動態原位檢測與調控細胞功能研究

鹵鍵在化學和生物分子識彆中真的很重要嗎

金屬納米粒子的等離子體共振散射及其篩選、純化

可控電化學信號放大方法研究

生物分子界麵電子轉移的基本行為與特徵

細胞之間信號傳導的定量化

糖生物學與蛋白質糖基化研究中的分析方法

高靈敏度、高特異性電化學DNA生物傳感器的研究

復雜蛋白質樣品的高效分離分析

蛋白質復閤物的大規模分離與鑒定

廣譜性手性化閤物分離分析方法

基於完整蛋白質的復雜體係全蛋白質組快速、靈敏定量技術

生物大分子結構的NMR解析

基於核磁共振的代謝組學分析技術

微全分析係統的實現

微流控芯片的液體混閤

生物芯片在蛋白質組學中的應用

生命體係中單分子檢測

單分子DNA序列的測定方法研究

納米生物傳感

碳納米管材料在分子成像以及癌癥早期診斷領域的應用

基於量子點標記的生物活體動態示蹤成像

基於譜學成像的多功能納米探針研究

蛋白質分子印跡方法學研究

金屬組學

元素形態分析

復雜樣品係統中特定組分的選擇性分離鑒定

高維多模數據的融閤、解析與建模方法研究

二階張量校正（復雜體係乾擾共存下多組分同時直接定量分析）

小分子腫瘤標誌物的發現和早期分析檢測

疾病的預警和診斷係統

食品中藥物殘留的多組分快速檢測

仿生嗅覺和味覺傳感器的研究和發展

復雜基體環境樣品的前處理

高靈敏DNA損傷分析

化學汙染物的原位與形態分析

有機汙染物QSAR模型的機理建模與解釋

汞的化學甲基化與活化

手性化學汙染物的環境行為

持久性有機汙染物的大氣長距離傳輸：冷捕集效應

持久性有機汙染物的生物富集與生物放大預測模型研究

微囊藻毒素分子結構中Adda側鏈肽鍵的水解

化學汙染物的生物有效性

平流層臭氧損耗的化學機製

毒物興奮效應

環境汙染物與神經內分泌毒性

環境汙染物與生物大分子的相互作用

化學汙染物的基因毒性

復閤環境汙染物協同毒性作用機理

光催化降解有毒有機汙染物

水環境中PPCPs的微生物轉化與降解機製

機動車尾氣催化淨化

環境應用功能性納米的材料設計和構效關係

納米金催化作用及在環境中的應用

汙染場地的化學強化修復

微量元素在生物體內的協調與拮抗

納米粒子的生物醫學應用和安全性問題

什麼是天然産物的生物閤成和組閤生物閤成

閤成生物學領域中天然産物藥物的微生物全閤成

人類基因G-四鏈體結構的化學基因組學研究的基本問題

糖鏈通過識彆所介導的功能

如何實現小分子對HIV病毒在體內轉錄的調控

有機過氧化物抗瘧作用的化學機製

蛋白質是如何摺疊的

在蛋白質中引入非天然氨基酸

活體狀態下專一性標記生物大分子的小分子熒光探針

可以追蹤單個生物分子在活細胞中的運動嗎

編後記