分子工程英文解释翻译、分子工程的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 molecular engineering
分词翻译:
分子的英语翻译:
element; member; molecule; numerator
【计】 molecusar
【化】 molecule
【医】 molecule
工程的英语翻译:
engineering; project; work
【机】 engineering; process
专业解析
分子工程(Molecular Engineering) 是从原子和分子层面出发,通过精确设计、构建与操控物质的基本单元(分子、原子、团簇等),以创造具有特定功能或性能的新材料、新器件或新系统的跨学科工程领域。其核心在于“自下而上”的构建策略,强调对物质组成、结构、相互作用及动力学的精准调控,实现从分子尺度到宏观性能的定制化设计。
详细解释与内涵:
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核心定义与目标:
- 汉英对照: “分子工程” 对应英文术语“Molecular Engineering”。
- 本质: 它超越了传统化学合成中“试错法”的局限,将工程学的设计思维(如建模、模拟、优化)引入分子层面。目标是像工程师设计机器一样,基于对分子间作用力、化学反应性、自组装行为等的深入理解,主动设计分子或分子集合体(如聚合物、纳米粒子、超分子体系),使其具备预期的电学、光学、力学、催化、生物相容性等特定功能。根据中国科技术语审定委员会的定义,分子工程是“在分子水平上设计和制造具有特定功能材料和器件的科学与技术” 。
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跨学科属性:
- 分子工程是化学、物理学、材料科学、生物学、计算科学和工程学(特别是化学工程、材料工程、生物工程)的深度交叉融合。
- 它利用量子力学、统计力学、分子动力学模拟等理论工具进行理性设计,并通过合成化学、纳米技术、自组装技术、先进的表征技术(如高分辨显微镜、光谱学)进行实验验证与制造。Nature 期刊曾指出,分子工程代表了“化学、材料科学和工程学的前沿交叉”,旨在解决能源、健康和环境等领域的重大挑战 。
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关键技术与应用领域:
- 分子设计与模拟: 利用计算机辅助设计(CAD)软件和分子模拟技术预测分子结构、性质及相互作用,指导实验合成。
- 精准合成与组装: 包括有机合成、无机合成、高分子合成、点击化学、自组装、DNA折纸术等,实现复杂分子结构的精确构建。
- 表征与操控: 应用扫描探针显微镜(SPM)、单分子光谱等技术在纳米尺度观察和操纵分子。
- 应用领域广泛:
- 新材料: 设计高性能聚合物、智能响应材料、新型催化剂、能源材料(如光伏材料、电池材料)。
- 纳米技术: 构建功能纳米粒子、纳米器件、纳米机器。
- 生物医药: 开发靶向药物递送系统、生物传感器、仿生材料、组织工程支架。
- 电子与光电子: 设计分子电子器件、有机发光二极管(OLED)、新型半导体材料。美国化学会(ACS)出版物中强调,分子工程在“开发下一代可再生能源技术和高效药物”方面具有巨大潜力 。
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与传统化学/材料科学的区别:
- 更强调主动设计和功能导向,而非仅仅发现新化合物或现象。
- 更注重跨尺度集成,即如何将分子尺度的设计有效地转化为宏观可用的材料或器件性能。
- 更依赖计算预测和先进制造技术。中国教育部在相关学科建设指南中指出,分子工程是“材料科学与工程”学科的重要前沿方向,体现了从“经验探索”向“理性设计”的范式转变 。
分子工程是一门通过原子/分子层面的理性设计与精确操控,来创造具有定制化功能的新物质和系统的前沿工程学科。它代表了现代科技发展从宏观向微观、从经验向设计的重要趋势,是解决诸多科技挑战的关键技术途径。
网络扩展解释
分子工程是一门通过分子层面的设计、调控与合成,实现特定功能材料或系统开发的新兴交叉学科。其核心在于利用结构-性能关系的知识,逆向构建满足实际需求的分子体系。以下是具体解析:
1.核心定义与目标
- 分子工程强调在分子水平上对物质的结构进行精准设计与施工,关注分子间相互作用及行为规律,最终实现材料或系统的定向功能(如增强强度、催化效率等)。
- 与传统“试错法”不同,它更注重理性研究方法,即从基础理论出发指导设计与合成。
2.学科特点
- 跨领域融合:涉及化学、材料科学、生物工程、电子工程等多个领域,例如纳米材料开发、合成生物学中的分子改造等。
- 多层次应用:既包括纳米级技术(如3微米隐形涂层保护汽车部件),也涵盖大分子工程中的聚合物设计与功能化(如疏水材料)。
3.技术手段
- 结构设计:通过调整分子链排列、引入功能性基团等方式优化材料性能。
- 合成方法:包括聚合反应、自组装等技术,实现分子结构的精确控制。
4.应用前景
- 当前应用:如耐刮擦眼镜涂层、轻质复合材料(网球拍、自行车)。
- 未来潜力:纳米传感器检测病原体、纳米机器人修复细胞或靶向治疗肿瘤,以及清洁能源材料开发。
5.学科定位
- 不同于传统化学或化工专业,分子工程更注重以分子理论解决环境、生命科学等实际问题,例如污水处理中的分子分析或化合物合成。
分子工程通过理性设计与多学科交叉,为材料科学、医学、能源等领域提供了创新解决方案。若需进一步了解具体案例或技术细节,可参考上述来源中的完整信息。
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