材料化學:中國普通高等學校本科專業-中文百科頻道

簡介

材料的廣泛應用是材料化學與技術發展的主要動力。在實驗室具有優越性能的材料，不等于在實際工作條件下能得到應用，必須通過應用研究做出判斷，而後采取有效措施進行改進。材料在制成零部件以後的使用壽命的确定是材料應用研究的另一方面，關系到安全設計和經濟設計，關系到有效利用材料和合理選材。材料的應用研究還是機械部件、電子元件失效分析的基礎。通過應用研究可以發現材料中規律性的東西，從而指導材料的改進和發展。

化學工程的發展基本沿着兩條主線進行：一方面，經過歸納、綜合，形成了以傳遞為主的三傳一反的學科基礎理論；另一方面，随着服務對象和應用領域的不斷擴大，學科基礎理論與應用領域的交叉滲透，不斷産生新的增長點和新的科學分支，特别是随着新能源、新材料、生物技術等新興産業的出現，化學工程在這些新領域發揮巨大作用的同時也不斷推動自身理論與技術水平的提高，孵化出材料化學工程、生物化學工程、資源化學工程、環境化學工程等學科分支，為化學工程學科的發展帶來了新的活力和發展空間，而材料化學工程是發展最快的新的增長點之一，成為當代化學工程的熱點研究領域之一。

發展曆程

材料化學作為一個學科專業提出來，和材料物理一樣，是在文革結束以後。從時間上講，它并不是在材料系在各高校設立以後才産生的，有些高校在化學工程系或者化學系專門設有材料化學方向。改革開放以來，随着國民經濟的發展和對應用性人才需求的增加，1987年在國家教委修訂的全國理科專業目錄中，在化學學科中增設了材料化學、環境化學、食品化學等應用性和邊緣交叉學科專業。在教學改革過程中，有80多所大學設有材料化學和化學類專業共16種，專業點120個，年招生量約5000人。

1978年，浙江大學首先成立了材料科學與工程系。是中國高校中成立最早，學科門類、培養層次最齊全的材料系之一。1988年，清華大學的材料化學專業誕生于材料科學與工程系。

1990年7月，全國高等學校理科教育座談會上提出了把多數理科畢業生培養成應用型理科人才的教育方針。1992年3月頒布了材料化學專業的基本培養規格和教學基本要求。

1993年，《普通高等學校本科專業目錄新舊專業對照表》中材料化學（071302）專業屬于理學、材料科學類（0713），材料科學（理科試04）專業并入。

2012年，《普通高等學校本科專業目錄新舊專業對照表》中材料化學專業被調整到工學、材料類（0804），專業代碼：080403。

截止2020年，材料化學專業仍屬于工學、材料類（0804），專業代碼：080403。

培養規格

學制與學位

材料化學專業基本學制為四年。四年參考總學分一般為140~190學分[含畢業設計（論文）學分]。

學生通過學習各門課程修滿總學分并畢業考核合格，可獲準畢業；畢業環節完成并經院校學位委員會審核通過者，可授予工學學士學位。

人才培養

（1）掌握材料化學專業工作所需的數學和自然科學知識、工程技術知識以及一定的經濟學與管理學知識。

（2）系統掌握材料化學專業的基礎理論和專業知識，熟悉材料的組成、結構、合成與制備、性質與使役性能之間關系的基本規律。

（3）掌握材料化學專業所涉及的各種材料的制備、性能檢測與分析的基本知識和技能。

（4）了解材料類專業相關學科的發展現狀和趨勢，具有創新意識，并具備設計材料和制備工藝、提高材料的性能和産品質量、開發研究新材料和新工藝、根據工程應用選擇材料等方面的基本能力。

（5）了解與材料化學專業相關的職業和行業的重要法律、法規及方針與政策，具有高度的安全意識、環保意識和可持續發展理念。

（6）具有終身學習意識，能夠運用現代信息技術獲取相關信息和新技術、新知識，持續提高自己的能力。

（7）具有一定的組織管理能力、表達能力、獨立工作能力、人際溝通能力和團隊合作能力。

（8）具有初步的外語應用能力，能閱讀材料化學專業的外文材料，具有一定的國際視野和跨文化交流、競争與合作能力。

課程體系

總體框架

課程設置應能支持培養目标達成，課程體系必須支持各項畢業要求的有效達成。

人文社會科學類通識課程約占20%；數學和自然科學類課程約占20%，實戰内容約占20%，學科基礎知識和專業知識課程約占35%。

人文社會科學類教育能夠使學生在從事材料工程設計時考慮經濟、環境、法律、倫理等各種制約因素。

數學和自然科學教育能夠使學生掌握理論和實驗的方法為學生運用相應基本概念表述材料工程問題、設計與選擇材料、進行分析推理奠定基礎。

學科基礎類課程應包括學科的基礎内容，能體現數學和自然科學對專業應用能力的培養；專業類課程、實踐環節應能體現系統設計和實施能力的培養。

課程體系的設置應有企業或行業專家參與。

理論課程

通識類課程

通識類知識涵蓋人文社會科學類知識、工具性知識、數學和自然科學類知識、經濟管理和環境保護類知識。

（1）人文社會科學類知識包括哲學、思想政治道德、政治學、法學、社會學等基本内容。

（2）工具性知識包括外語、計算機及信息技術、文獻檢索、科學研究方法論等基本内容。

（3）數學和自然科學類知識包括數學、物理學、化學、力學以及生命科學和地球科學等基本内容。

（4）經濟管理和環境保護類知識包括金融、财務、人力資源和行政管理、環境科學等方面的基本内容。

基礎類課程

學科基礎知識被視為專業類基礎知識，包括材料科學基礎、材料工程基礎、材料結構表征等知識領城。

（1）材料科學基礎知識包括材料結構、晶體缺陷、相結構與相圖、非晶态結構與性能、固體表面與界面、材料的凝固與氣相沉積、擴散與固态相變、燒結、變形與斷裂、材料的電子結構與物理性能以及材料概論等。

（2）材料工程基礎知識包括流體流動基礎、熱量傳遞、傳質過程及其控制、材料及其産品設計、選材、制造加工成型以及失效分析等方面的基礎知識，工程制圖、機械設計及制造基礎、電工電子學等。

（3）物理化學知識包括氣體、熱力學第一定律、熱力學第二定律、多組分系統熱力學、化學平衡、相平衡、化學反應動力學、電化學、表面現象和膠體分散系統等。

專業類課程

材料化學專業課程包括材料化學、材料合成與制備技術、材料分析測試方法、無機化學、分析化學、有機化學、結晶化學、固體化學等内容。

實踐教學

實驗課程

實驗課程分為以下3個類型：

（1）公共基礎實驗

主要包括物理實驗、化學實驗、計算機基本操作實驗、電子電工實驗等。

（2）專業基礎實驗

主要包括材料科學基礎實驗、材料工程基礎實驗、材料研究與測試方法專業基礎訓練及綜合實驗。依據相應課程大綱，每門課程至少開設4個實驗項目，且能支持專業培養目标的達成。

（3）專業實驗

主要包括專業技能訓練、材料制備與性能綜合實驗等。要求開設材料的力學、熱學、電學等性能相關實驗至少7項，同時完成至少1種材料的制備，包括原料的選擇—配方計算—工藝方案設計—制備—相關性能測試及結構分析等全過程訓練。

課程設計

（1）機械零件設計

進行工程設計基本技能訓練。

（2）材料制備裝備設計

結合專業知識進行設備設計訓練。

（3）工廠工藝流程設計

針對至少1種材料生産工藝進行車間工藝流程設計。

專業實習

實習是學生接觸生産實際、接觸企業的重要實踐環節，各高校應建立穩定的校内外實習基地，制定符合生産現場實際的實習大綱，讓學生在實習中實踐所學知識，培養熱愛勞動的品質。

畢業設計（論文）

畢業設計（論文）是科研與教學結合最為密切的一個實踐環節，須制定與畢業設計（論文）要求相适應的标準和檢查保障機制，對選題、内容、指導、答辯等提出明确要求，保證課題的工作量和難度，并給學生提供有效指導，每位專業教師指導畢業設計（論文）的學生人數原則上每屆不超過6人。選題應結合材料化學專業的工程實際問題，有明确的應用背景，培養學生的工程意識、協作精神以及綜合應用所學知識解決實際問題的能力。畢業設計（論文）可以從科研任務中選擇規模适當和相對獨立的題目，還可以通過與企業緊密合作的實戰教學活動來進行。

教學條件

教師隊伍

師資規模

（1）按一級學科專業培養的高校，專任教師不少于50人；按二級學科專業培養的高校，每個專業的專任教師不少于10人。

（2）生師比不高于18：1。

師資結構

（1）年齡在55歲以下的教授及40歲以下的副教授分别占教授總數和副教授總數的比例應适宜，中青年骨幹教師所占比例較高，滿足持續發展的需要。

（2）專任教師中具有高級職稱的比例不低于50%，具有中高級職稱的比例不低于85%。

（3）專任教師中具有碩士、博士學位的比例不低于80%，其中具有博土學位的不低于50%。

（4）85%以上的專業授課教師在其學習經曆中至少有一個階段是材料類專業學曆，具有材料類專業本科畢業背景的教師人數比例不低于60%。

（5）學科帶頭人學術造詣較高，專業領域分布合理，專業教師隊伍的年齡結構、知識結構和學緣結構合理，學緣相同的教師比例原則上不高于50%，有數量适宜的骨幹教師，可為專業發展所需的學科基礎提供基本保障。

（6）有企業或行業專家作為兼職教師。

教師背景與水平要求

（1）授課教師具備與所講授課程相匹配的能力（包括科研動手能力和解決實際工程問題的能力），承擔的課程數和授課學時數限定在合理範圍内，保證在教學以外有精力參加學術活動、進行工程和研究實踐，不斷提升個人專業能力。

（2）講授工程與應用類課程的教師具有較強的科研和工程背景；承擔過科研項目的教師須占有相當比例，部分教師具有企業工作經曆。

（3）為教師提供良好的工作環境和條件。有合理可行的師資隊伍建設規劃，為教師進修、從事學術交流活動提供支持，促進教師專業發展，包括對青年教師的指導和培養。

（4）擁有良好的相應學科基礎，為教師從事學科研究與工程實踐提供基本的條件，營造良好的環境和氛圍。鼓勵和支持教師開展教學研究與改革、指導學生、學術研究與交流、工程設計與開發、社會服務等。

（5）使教師明确其在教學質量提升過程中的責任，不斷改進工作，滿足專業教育不斷發展的要求。

設施資源

教學設施要求

教室、實驗室及設備在數量和功能上能夠滿足教學需要。教學實驗室生均面積不小于2.5平方米，生均教學科研儀器設備值不低于15000元。

實驗設備完備、充足、性能優良，滿足各類課程教學實驗和畢業設計（論文）的需求。專業課程實驗開設率應不低于90%，綜合性、設計性和創新性實驗課程占總實驗課程的比例不低于60%；每個實驗既要有足夠的實驗台套數，又要有較高的利用率。基礎實驗每組學生數不能超過2人；專業實驗每組學生數不能超過3人；大儀器實驗每組學生數不能超過8人。

實驗室向學生全面開放，實驗設備有良好的管理、維護和更新機制，保證學生使用。

實驗技術人員數量充足，能夠熟練地管理、配置、維護實驗設備，保證實驗環境的有效利用，有效指導學生進行實驗。

應加強與企業的聯系，建立有穩定的産學研合作基地。有足夠數量、相對穩定的校内外實習、實踐基地，能支持教學目标的達成。

生産實習要有具體的實習大綱、明确的實習内容和考核方法及标準。

實習帶隊教師高級職稱比例不低于30%；參與教學活動的人員應理解實踐教學的目标與要求，配備的校外實踐教學指導教師應具有項目開發或管理經驗。

信息資源要求

配備各種高水平的、充足的教材、參考書和工具書以及各種專業圖書資料，師生能夠方便地使用；閱讀環境良好，且能方便地通過網絡獲取學習資料。

教學經費

教學經費有保證，生均年教學日常運行支出不低于1200元，且應随着教育業經費的增長而穩步增長，以滿足專業教學、建設、發展的需要。

質量保障

教學過程質量監控機制

各高校建立教學過程質量監控機制，使主要教學環節的實施過程處于有效監控狀态；各主要教學環節應有明确的質量要求；建立教學質量監控的組織體系、規章制度和運行機制；建立對課程體系設置和主要教學環節教學質量的定期評價機制，評價時應重視學生和校内外專家的意見。

畢業生跟蹤反饋機制

各高校應建立畢業生跟蹤反饋機制以及高等教育系統内部及社會有關各方參與的社會評價機制，定期對包括培養目标、畢業要求、課程體系、理論和實踐課程教學等在内的人才培養工作進行評價。

在畢業生跟蹤反饋機制的執行過中，需要注意如下幾點：

（1）對畢業生做跟蹤調查時，确保跟蹤反饋信息真實、可靠，具有說服力。

（2）反饋樣本數量應達到各專業當年畢業生總量的一定比率（各高校可根據自己的特點自行制定），跟蹤調研的時間和周期應有要求。

（3）在選擇畢業生跟蹤調查對象時，确保調查對象具有代表性，應充分考慮地域分布、企業類型、崗位工種等差異。

（4）适當加強對優秀畢業生、創業學生、在單位做出特殊貢獻的畢業生的調查。

（5）形成報告并且能夠有效地指導培養方案和培養目标的調整及完善。

專業的持續改進機制

各高校應建立持續改進機制，要求有監視和測量、數據分析以及改進活動。應根據各個教學過程質量監控環節的評價結果以及畢業生跟蹤反饋信息，分析教育質量現狀及其存在的問題，找出影響教育質量的主要因素，提出改進措施，并組織實施。實施後的結果與信息轉入新一輪的循環，不斷提升教學質量，使人才培養質量滿足不斷變化的社會需求。

培養模式

專業應用型人才培養模式

材料化學專業應用型人才培養方案的制定應抓住院校快速發展的大好時機，通過實施“十三五”專業發展規劃，以培養具有創新精神的應用型人才為宗旨，加強教學工作，特别是實踐教學工作，切實提高教育教學質量；以制定人才培養方案為契機，更新教學内容、完善課程體系、改革教學方法和手段、強化特色教育、培養學生競争意識和創新意識；并以材料化學特色專業建設推動各項教學建設，促進教學改革的不斷深化。

創新創業人才培養模式

（1）修訂創新創業背景下材料化學專業人才培養方案

在實踐教學環節增設創新創業課程學分；将學生開展學科競賽、從事創新實驗、發表學術論文、授權專利及自主創業等情況折算成相應的創新創業學分。隻有修滿實踐教學環節的創新創業學分，學生才能順利畢業。在通識教育課程上開設創新創業類的基礎選修課程，培養學生創新創業思維和意識。

（2）開展教學方法、教學手段和教學内容改革

教學中摒棄傳統的講授式為主的教學模式，積極采用問題啟發式教學和翻轉課堂教學模式，讓學生真正參與到課堂教學中來，學生不再是被動接受知識，而是主動地學習，并在學習過程中提出問題、解決問題。同時，嘗試多元化的課程考核方式改革，課程考核不再是單一的期末閉卷考試，而是注重平時成績和創新能力提高，平時布置一些培養學生創新素養的課程作業，如文獻綜述、課程論文、學期論文等。教學内容上，将一些新研究成果和新理論融入材料化學專業課程中，讓學生了解材料化學專業領域内的最新研究進展，引導學生積極思考，啟發學生的問題意識、培養學生的創新性思維。

（3）推行本科生導師制

從大學一年級開始，材料化學專業學生與專業教師之間通過雙向自由選擇，确定自己本科階段的專業導師。本科生導師制模式下，導師在學生大學期間對其進行全方位指導，對學生的職業規劃、課程選擇給出建議，培養學生的創新思維和創業能力。材料化學專業學生參與導師科研項目，培養實踐能力、動手能力和創新思維能力。此外，在實際中尋找應用型課題，從而培養學生處理實際問題的創新能力。

（4）依托科研儀器平台、大學生科研項目申報、創新創業競賽

鼓勵材料化學專業學生積極申報大學生創新創業項目和大學生科研項目，在這些科研項目的驅動下培養學生創新意識和解決問題能力。通過參加“互聯網+”創新創業競賽，培養學生團隊合作精神，激發學生創業激情，為畢業後想創業的學生提供項目思路。

科教融合創新人才培養模式

（1）優化課程體系，緊扣科研實際，開發新課程

在專業教育必修課程中，整合結構化學和材料化學原理及應用兩門課程，将結構化學、材料化學原理及應用中的結構化學内容合并，課程名稱為材料化學原理；将材料化學原理及應用中的應用部分的内容分解到各個相關的專業課程中，如材料制備内容融入材料合成與加工課程中。計算化學課程原有的理論授課内容通過計算化學課程講解，課内實驗單獨出來，設為計算化學實驗，理論課與實驗課交叉融合進行，增加學生動手和實踐的課時；新設的功能材料器件設計訓練課程，緊密結合科研實際，挑選出典型的功能材料器件，在科研基地由基地教師指導學生進行器件設計；在專業教育選修課程中，依托科研基地，增加選修課的比重，設置專業限選課和任選課，聘請科研基地教師授課。

（2）緊密聯系科研方向，更新課程内容

在教學内容上，專業既重視基礎知識、基本理論的内容，又把新的科研成果不斷充實到課堂教學中，提高教學起點，實現教學内容的科學性、實用性和前沿性，使理論課程内容與本專業相關的學術研究同步更新和發展，加強學生創新意識的培養，使豐富的科學研究資源轉化為教育教學資源緊密聯系科研方向和材料化學學科發展，不斷更新課程教學内容。

（3）充分利用科研資源，建立多層次實踐教學體系

充分利用科研資源，加強實驗室建設，形成了包括學科基礎、專業基礎、專業綜合三級實驗平台和七個系列實驗的實驗教學體系（化學實驗、物理實驗、電工力學實驗、材料科學基礎實驗、計算化學實驗、材料研究與測試方法實驗、材料的化學合成及表征實驗），為本科生開設科技前沿的綜合設計性實驗，鼓勵學生把實驗課變成“全面的智能考核和小型的科學研究”。

實習方面，通過校企聯合辦學，建設校外實習基地，聘請企業兼職教師。專業結合認識實習和專業實習兩個教學環節，邀請企業兼職教師、行業專家開展培訓和講座，将最新的工程、技術進展和需求引入課堂，提高學生适應社會的能力。挖掘企業的科研資源，使學生立體地、多維度地掌握專業的基本原理和實際應用。

（4）充分發揮科研優勢，構建創新能力“金字塔”培養體系

鼓勵學生積極參與到教師的科研中去，在課題研究實踐中不斷受到啟發和鍛煉，激發創新思維，培養創新能力。為此，專業通過頂層設計，建立了專業—校級、省部級—國家級的創新能力“金字塔”培養體系，每一層包含若幹小項目。專業層級積極開展導師制活動，大二起，組織學有餘力的學生進入教師課題組，直接參與導師的科學研究；到大三，導師制基本做到了全覆蓋，專業把普及性的創新活動與專業性的學術競賽有機結合起來，依托科研基地舉辦材料文化節，進行材料基礎知識大賽、功能材料制備與性能競賽、陶藝大賽等；鼓勵并指導學生積極參與校級、省部級的自主創新項目、“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、節能減排大賽，為學生參加國家級大學生創新創業訓練計劃項目等各類全國性競賽打下了堅實的基礎。

“師徒”制人才培養模式

（1）“師傅”與“徒弟”的雙向選擇

大一階段，向學生介紹本系每一位老師的研究方向及現有的儀器設備，采用雙向選擇的方式，進行“師傅”與“徒弟”的選擇。

（2）教學地點和時間

雙向選擇完成後，教學地點為相應指導教師的科研實驗室和材料化學專業實驗室；教學時間可由學生和導師溝通決定，原則上不得與正常上課時間相沖突。

（3）教學内容的實施

教學内容采用先教師拟定，然後學生創新的模式。第一階段（大一至大二上學期）：教師根據自己的研究方向及課題，設定相應的研究内容，學生根據相應的内容進行科研實驗。學生在導師的指導下完成樣品的制備、表征和結果與讨論工作。第二階段（大二下學期至大三下學期）：在第一階段的基礎上，學生通過文獻調研，可以自行設定自己喜歡的研究内容。此階段的樣品表征可在研究生或是導師的監督下，獨立操作大型檢測設備，完成樣品的測試。另外，利用寒暑假，安排學生去企業實習，在實習過程中發揮校外導師的職能，培養學生的職業道德和職業判斷力，了解實際工作崗位對本專業的需求，使學生進一步明确學習目的。

研究方法

材料的化學分析方法可分為經典化學分析和儀器分析兩類。前者基本上采用化學方法來達到分析的目的，後者主要采用化學和物理方法（特别是最後的測定階段常應用物理方法）來獲取結果，這類分析方法中有的要應用較為複雜的特定儀器。現代分析儀器發展迅速，且各種分析工作絕大部分是應用儀器分析法來完成的，但是經典的化學分析方法仍有其重要意義。應用化學方法或物理方法來查明材料的化學組分和結構的一種材料試驗方法。鑒定物質由哪些元素（或離子）所組成，稱為定性分析；測定各組分間量的關系（通常以百分比表示），稱為定量分析。有些大型精密儀器測得的結果是相對值，而儀器的校正和校對所需要的标準參考物質一般是用準确的經典化學分析方法測定的。因此，儀器分析法與化學分析法是相輔相成的，很難以一種方法來完全取代另一種。

經典化學分析根據各種元素及其化合物的獨特化學性質，利用與之有關的化學反應，對物質進行定性或定量分析。定量化學分析按最後的測定方法可分為重量分析法、滴定分析法和氣體容量法。

①重量分析法：使被測組分轉化為化學組成一定的化合物或單質與試樣中的其他組分分離，然後用稱重方法測定該組分的含量

②滴定分析法：将已知準确濃度的試劑溶液（标準溶液）滴加到被測物質的溶液中，直到所加的試劑與被測物質按化學計量定量反應完為止，根據所用試劑溶液的體積和濃度計算被測物質的含量。

③氣體容量法：通過測量待測氣體(或者将待測物質轉化成氣體形式)被吸收（或發生）的容積來計算待測物質的量。這種方法應用天平滴定管和量氣管等作為最終的測量手段。

儀器分析根據被測物質成分中的分子、原子、離子或其化合物的某些物理性質和物理化學性質之間的相互關系，應用儀器對物質進行定性或定量分析。有些方法仍不可避免地需要通過一定的化學前處理和必要的化學反應來完成。儀器分析法分為光學、電化學、色譜和質譜等分析法。

光學分析法：根據物質與電磁波(包括從γ射線至無線電波的整個波譜範圍)的相互作用，或者利用物質的光學性質來進行分析的方法。最常用的有吸光光度法（紅外、可見和紫外吸收光譜）、原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、發射光譜法、熒光分析法、濁度法、火焰光度法、X射線衍射法、X射線熒光分析法、放射化分析法等。

研究進展

酚醛樹酯的合成，開辟了高分子科學領域。20世紀30年代聚酰胺纖維的合成，使高分子的概念得到廣泛的确認。後來，高分子的合成、結構和性能研究、應用三方面保持互相配合和促進，使高分子化學得以迅速發展。

各種高分子材料合成和應用，為現代工農業、交通運輸、醫療衛生、軍事技術，以及人們衣食住行各方面，提供了多種性能優異而成本較低的重要材料，成為現代物質文明的重要标志。高分子工業發展為材料化學的重要支柱。

20世紀是有機合成的黃金時代。化學的分離手段和結構分析方法已經有了很大發展，許多天然有機化合物的結構問題紛紛獲得圓滿解決，還發現了許多新的重要的有機反應和專一性有機試劑，在此基礎上，精細有機合成，特别是在不對稱合成方面取得了很大進展。

自19世紀Fischer開創不對稱合成反應研究領域以來，材料化學的不對稱反應技術得到了迅速的發展。其間可分為四個階段：

(1)手性源的不對稱反應(chiralpool)；

(2)手性助劑的不對稱反應(chiralauxiliary)；

(3)手性試劑的不對稱反應(chiralreagent)；

(4)不對稱催化反應(chiralcatalysis或asmmetriccatalyticreaction)。

傳統的不對稱合成是在對稱的起始反應物中引入不對稱因素或與非對稱試劑反應，這需要消耗化學計量的手性輔助試劑。不對稱催化合成一般指利用合理設計的手性金屬配合物(催化劑量)或生物酶作為手性模闆控制反應物的對映面，将大量前手性底物選擇性地轉化成特定構型的産物，實現手性放大和手性增殖。

簡單地說，就是通過使用催化劑量級的手性原始物質來立體選擇性地生産大量手性特征的産物。它的反應條件溫和，立體選擇性好，(R)異構體或(S)異構體同樣易于生産，且潛手性底物來源廣泛，對于生産大量手性化合物來講是最經濟和最實用的技術。因此，不對稱催化反應(包括化學催化和生物催化反應)已為全世界有機化學家所高度重視，特别是不少化學公司緻力于将不對稱催化反應發展為手性技術(chirotechnology)和不對稱合成工藝。

這将改變長期以來人們隻能從動植物體内提取或天然化合物的轉化來制取手性化合物。一般的化學合成隻能得到外消旋混合物，須經煩瑣的拆分後才能得到單一的手性化合物.不對稱催化合成僅需少量手性催化劑就可将大量前手性底物選擇性地轉化為特定構型的手性化合物，故在手性化合物合成領域中最受關注亦最有實用前景。

而對于不對稱催化合成，合适的手性催化劑的選擇和合成至關重要.近幾十年來過渡金屬手性絡合物不對稱催化反應的研究，為手性化合物的不對稱合成及産業化開辟了廣闊的前景。金屬有機催化的立體選擇性有機合成的應用研究在制藥工業、農藥和精細化學工業中将廣泛應用，也是金屬有機化學在新世紀中的研究重點和熱點之一。樹狀大分子作為一種在80年代中期出現的新型合成高分子，由于其結構的高度三維有序性，分子量的窄分布性、分子結構的高度規整性，并且是可以從分子水平上控制、設計分子的大小、形狀、結構和功能基團的新型高分子化合物。其高度支化的結構和分子内大量的空腔和表面密集的官能團分布，使其在催化劑的方面具有潛在的用途。

樹枝狀高分子高度有序的結構，與傳統的合成或天然高分子相比，其優勢是顯而易見的：(1)産物合成結構可控，單分散性好，可得分子量單一的産物。(2)溶解性好，外部官能團的性質決定其溶解性，可運用宏觀調控的手段來合成水溶性、油溶性及兩親性的産物。(3)産物粘度小，一般合成過程中會出現一個粘度的極大值後再下降，但不同于傳統的聚合物，在合成過程中不會出現凝膠化現象。這些優異的性能決定了其在催化方面潛在應用。

樹枝狀大分子的結構是呈樹枝狀，内部含有大量的“空腔”，分子的外部含有大量的活性功能基團。分子内部的“空腔”大小和外部端基的“數目”和分子之間的“尺寸”都可以進行嚴格控制，催化活性中心可以在樹枝狀大分子的外部，也可以在内部。樹枝狀大分子除了分子本身的特殊結構外，還具有納米尺寸，并能以分子形式溶解。在完成均相反應後，可以通過簡單的分離技術将催化劑從反應産物中分離出來，即這類新型催化劑可以實現均相催化劑的固載化。大體可以分為二類：一類是催化活性中心在核附近的樹枝狀大分子，另一類是表面含催化官能團的樹枝狀大分子。

這種樹狀大分子作載體的手性催化劑可以通過采用不同的合成方法可以設計出具有特定結構的樹枝狀大分子，再将催化活性中心引入到樹枝狀大分子的不同位置，得到具有特定結構的催化劑。由于這類催化劑可以實現均相催化劑的固載化，還可以和納米過濾技術或膜技術相結合來回收，克服了傳統均相催化劑的缺點。

專業介紹

材料化學是從化學的角度研究材料的設計、制備、組成、結構、表征、性質和應用的一門科學。它既是材料科學的一個重要分支，又是化學學科的一個組成部分，具有明顯的交叉學科、邊緣學科的性質。随着國民經濟的迅速發展以及材料科學和化學科學領域的不斷進展，作為新興學科的材料化學發展日新月異。

專業培養目标

培養具有堅實的自然科學基礎、材料科學與工程專業基礎和人文社會科學基礎，具有較強的工程意識、工程素質、實踐能力、自我獲取知識的能力、創新素質、創業精神、國際視野、溝通和組織管理能力的高素質專門人才。n材料類專業畢業的學生，既可從事材料科學與工程基礎理論研究，新材料、新工藝和新技術研發，生産技術開發和過程控制，材料應用等材料科學與工程領域的科技工作，也可承擔相關專業領域的教學、科技管理和經營工作。