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2020-03-03

导读：前言摘自胡文祥教授的《微波化学研究进展》有修改

由胡文祥教授业余合作创作的歌曲《东方气韵》，请在youku上欣赏。

前言

摘自胡文祥教授的《微波化学研究进展》

根据当前流行的宇宙大爆炸膨胀理论，早在138亿年前，微波在宇宙创生初期就诞生了，据说，现普遍存在各处的3K微波背景辐射是宇宙大爆炸理论的依据之一。微波的广泛而重要的应用应该是20世纪通讯和军事迫切需求所催生的。

化学起源于炼金术时代，自那时起至20世纪中叶，近千年来，人类都是用传统加热的方法来促进物质发生变化（生成新物质的变化称为化学变化，否则为物理变化），即使到了化学较繁荣的李比希时代，这一状况仍未有任何改变。随着二十世纪中叶世界科技大发展，在军事领域作用极大的微波技术开始进军化学领域，引发了化学相关领域的革命性变化。

早在1952年，H.P.Broida等用形成微波等离子体的办法以发射光谱法测定了氘同位素的含量，之后又测定了氮的稳定同位素，从而开创了微波等离子体原子发射光谱分析的新领域。20世纪60年代后，微波等离子体用于合成材料取得了巨大成功，包括金刚石、多晶硅、氮化硼等超硬材料，有机导电膜、超细纳米粉体材料，蓝色激光材料c-GaN，单重激发态氧¹O₂的合成；高分子材料的表面修饰和微电子材料的加工等，其中不少现已形成了规模产业。

有机微波化学的发展要晚许多年。胡文祥早在1984年在世界上首先萌生了这个概念，1985年考入中国科学院上海有机化学研究所攻读博士学位、师从我国著名有机化学家袁承业先生后，立即用微波、超声波催化有机磷酸酯水解和酯化反应，取得了很好的效果。稍后一年多时间的1986年，法国化学家Gedye R等开始用微波催化酯化、水解、氧气和亲核取代反应等。从此以后，有机微波化学就蓬勃发展起来了，逐渐形成了有机化学和药物化学中的热门交叉分支学科和研究领域。

值得指出的是：选择微波化学反应的介质也非常重要，极性溶剂和离子液体是微波吸收的良好载体。前者常随温度升高而微波吸收能力减弱，后者往往相反，随着温度升高，微波吸收能力有所增强。要根据具体反应情况，参考溶剂的介电常数或偶极矩，来选择反应介质。要避免选择高能键的化合物如炸药和单质金属导体等来进行微波化学反应！

此外，微波技术在物理化学、无机化学、分析化学、生物化学、材料化学、环境化学、石油化工、冶金化工等诸多领域应用也愈来愈广泛，不断产生深远影响。同时，微波还在药物合成、中药萃取、动植物的海洋药物及矿石药物研究、药物及成分和制剂干燥、理疗康复、消毒杀菌等医药卫生领域，具有广阔的应用前景。

微波或超声波等单一物理催化方法的建立，大大改变了原有化学催化的面貌，实现了催化方法技术的第一次飞跃。

胡文祥早在20世纪80年代和90年代，大力倡导比较学与比较化学、组合学与组合化学及广义组合化学，指导北京祥鹄科技发展有限公司在世界上率先研制成功了微波、超声波、紫外光、红外光组合催化仪并投入市场，受到广泛欢迎和好评。组合物理催化方法的建立，实现了催化方法技术的第二次飞跃。

在组合物理催化技术的同时，胡文祥博士还马不停蹄，于20世纪80年代末期至90年代早期，积极倡导物理催化技术与化学催化、生物催化方法的组合运用，使一些通常条件下认为不可能发生的化学反应或者进行得很慢的反应，变成了可能或快速完成。物理、化学、生物催化组合方法的建立，实现了催化方法技术的第三次飞跃。

胡文祥教授实验室积极运用微波化学及其组合技术方法，取得了骄人的科研成就。其主要相关研究成果，分别获得国家科技进步二等奖2项，省部级技术发明一等奖、科技进步一等奖和军队科技进步一等奖3项，军队科技进步奖二等奖和国防科工委科技进步二等奖2项，有力推动了我国相关领域的快速发展。

回顾以往，胡文祥之所以能在世界上于1985年首创有机微波化学，不仅源于其数理基础比较好，更是由于他对物理“波”的热爱和着迷！惠更斯波、电磁波、德布罗意物质波、引力波……令人目不暇接，波谱奥秘多，三波（核磁共振波谱学、微波化学、预言五种力场波）当自强。

传统观点认为：核磁共振屏蔽效应主要由电子云密度决定，其化学位移的高低场取决于核外电子云密度的大小。胡文祥在中国科学院上海有机化学研究所做博士论文期间发现，对许多重核核磁共振化学位移来说，许多情形与此不一致，甚至是相反。经过深入探讨，他总结了有机磷化合物³¹P核磁共振化学位移变化的五条经验规律，进一步发现了决定重核磷化学位移变化的不是磷核外电子云密度，而是磷核外的电子云球对称性，据此建立了计算各类有机磷化合物化学位移的统一方程。这一方程被称为“胡氏公式”，得到了广泛应用，并被知名有机化学家、中国科学院院士赵玉芬教授编进清华大学研究生教材《元素有机化学》一书中。科研成果"有机磷酸酯³¹PNMR化学位移及谱构关系研究"于1996年获得了军队科技进步二等奖。由于对核磁共振波谱学研究的突出贡献，他于1996年荣获中国物理学会颁发的王天眷波谱学奖，成为历次获奖者中唯一一位非波谱专业的获奖专家。

胡文祥在世界上首创有机微波化学及其组合化学，建立的微波催化不等式，及大力支持北京祥鹄科技发展有限公司成功研发了二十多种祥鹄微波化学系列仪器与组合仪器，满足国内外市场需求，产生了良好的经济社会效益，有力推动了相关领域的科技进步。科研成果“微波化学系列仪器研制及其应用研究”，于2015年荣获中国产学研合作创新成果一等奖。在此之前，釆用微波化学方法进行的相关开创性研究成果，已荣获国家科技进步二等奖和军队科技进步一等奖及省部级技术发明一等奖共5项。2017年，在汉斯出版社的大力支持下，创办了中文国际网上学术期刊《比较化学》《交叉科学快报》《微波化学》。2019年出版《微波化学进展一一胡文祥教授实验室微波化学领域相关研究成果目录及部分论文集》。

在宇宙学方面，胡文祥建立和推广了九大宇宙学原理：微宇自旋普存原理、宇宙成团普存原理、宇宙易感普存原理、天体液滴原理、宇宙相对性原理、宇宙不完备性原理、宇宙重演律、宇宙差异律和广义马赫原理。尤其是2016年大年初五，美国宣布引力波的发现激发胡文祥教授大胆地预言了人类尚不知道的五大力场波：弱力波、强力波、斥力波和超弦波及第五种力场波的存在，就像爱因斯坦预言的引力波那样，百年内有可能被人类探测到并引发相关领域的革命性变化。三波相关研究重大进展，有可能多次荣登诺贝尔奖领奖台。

本书收集了我国知名航天军事医学和有机微波化学专家胡文祥教授领导的京东祥鹄微波化学联合实验室, 在微波化学相关领域辛勤耕耘近四十年所取得的主要学术成就，包括荣获国家和军队、省部级一、二等科研成果奖目录，相关国家和国防发明专利目录，相关国家软件著作权目录，出版相关著作目录以及非保密研究内容公开发表的部分论文，也涉及到材料制备、微波合成、微波消解、天然产物微波萃取等相关学科领域，仅供参考。不妥之处，敬请广大读者批评指正！

同时，我们想借此机会，呼吁广大科教工作者和相关产业科技人员，尤其是中轻年学者，积极应用微波化学等新的技术方法，在相关领域不断创造惊人业绩，大力推动我国的科技进步和社会发展。