11月18日和19日下午，中国科学院化学与化工学院邀请过程工程研究所研究员葛蔚老师、科学家杰出青年基金获得者刘冬生教授、化学所研究员宋延林老师以及过程工程研究所研究员曹宏斌老师于中国科学院大学玉泉路校区教学楼阶二4分别做了题为《化工过程模拟与超级计算》、《核酸纳米材料与器件》、《纳米材料与绿色印刷》及《工业水污染全过程控制》的精彩报告。
葛蔚研究员深入浅出地为大家介绍了当前我国计算机化工过程模拟的发展历程，从计算机系网络刚进入我国时的掣肘于国外技术垄断，到现在我国自主研发的天河二号雄踞世界第一，让我们对我国的计算机模拟发展历程有了更加深入直观的认识。之后葛老师又分多个方面为我们展示了计算机模拟在化学反应动力学以及化工生产过程中的应用案例。例如升流床中颗粒随气相流动状态的分析，流动催化床中催化剂颗粒与反应物颗粒的接触状态，球磨机粉碎尺度与颗粒形貌的关系等等。讲座中，葛老师还提出了一些新颖的理论，例如粗粒化分析方法，化工模拟云计算等理念，使一些在反应动力学中比较复杂的理论难题得到解决。
刘冬生教授结合自身科研经历，向同学们讲述了自己在基于DNA自主装基础上衍生的纳米器件与智能材料方面的研究。刘教授读主攻DNA电动马达的深入研究，利用胞嘧啶对PH的敏感性，构筑富含胞嘧啶的对PH敏感的DNA结构，即端粒。当环境PH大于6.3时，DNA通过氢键聚合构成4条链的DNA聚合链，当PH小于6.3时，氢键遭到破坏，聚合链打开，还原为双链。通过PH改变控制，反应速率从原来的1000s，提高到真真意义上的马达速率10s，成为DNA电动马达领域里程碑式的科研成就。此后，刘教授，将注意力转移到DNA马达的应用层面，在电化学材料、表面化学材料方向展开系列研究，在Angrew、Advanced Material等期刊发表了一系列影响力颇高的学术论文。随着DNA马达研究的逐渐深入透彻，刘教授又开始寻求DNA是否能在凝胶材料领域发挥特殊功用。通过对对DNA的改性，利用其自组装机理，合成了具有较好刚性的DNA凝胶。刘教授身体力行地向我们诠释了：在学术科研的道路上，要能够钻得进去，走得出来，逐步拓宽研究层面，开拓新的研究领域。宋老师首先介绍了聚合物、无机颗粒、金属颗粒等纳米粒子的组装与应用。讲述了光子晶体的大面积可控制备，包括打印制备图案化光子晶体和高质量光子晶体的制备。光子晶体目前的应用有光子晶体增强固态发光、聚光染料敏化太阳能电池系统、彩色湿度传感器、油品简便检测、化学震荡实时监测、光子晶体增强能量转移、高灵敏DNA检测、金纳米粒子修饰光子晶体用于高灵敏无标记DNA检测、打印光子晶体微流体芯片、高灵敏Hg检测、衡量爆炸物检测、高信噪比光信息存储等前沿研究领域。继而重点介绍了印刷制版技术的发展，与同学们探讨了打印技术目前的瓶颈问题：纳米粒子的稳定分散、基材的表面处理技术、高精度打印控制技术、设备与软件集成技术。其中的共性科学问题是液滴的扩散、粘附和转移问题（液滴的最小化、液滴融合与控制、从二维到三维结构的控制）。
曹老师首先从社会的重大需求介绍了目前水污染的排放形式有环境质量呈现区域级复合性污染态势且资源对外依存度高的特点，重污染行业水污染的排放标准正不断提高的现状。随后，曹老师与同学们分析探讨了国内外工业污染的控制策略以及全过程污染控制技术方案的案例，提出了全过程污染控制内涵：污染解析、清洁工艺、资源回收、无害处理。工业污染防治控制具有独特性，需要特殊的技术，包括14项主流技术：吸附、光催化、萃取、混凝、好氧活性污泥法、过滤、芬顿、臭氧相关等。最后，老师提出了全过程污染控制是以污染物的减排和成本最小化为目的，是完全可行且先进适用的，同时强调做技术一定要从开始就考虑经济成本的问题。
“化学学科前沿系列讲座”会在今后的几周陆续进行，更多的精彩报告等待广大同学聆听。请大家关注公共微信号“国科大化学院讯息平台”获取更多信息，也可点击“查看历史消息”查阅报告日程及化学院的各项精彩活动。
