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現代工業結晶技術發展前景
2012年09月07日 作者：圣亞 次
王靜康 天津大學化工學院
天津大學國家工業結晶技術工程中心
目前，世界各國都已充分認識到發展高端功能晶體粒子產品的重要性，因此都在迅速開發其核心共性關鍵技術——現在工業結晶技術的系統工程研究，以竭力搶占與壟斷高端功能產品市場。僅從近年來國際上發表的工業結晶技術學術論文和產業化方面的專利技術數目與日俱增的趨勢所示，現代工業結晶技術在國際學術界和工業界重視程度非同一般?，F代工業結晶技術已成為了不同新興產業制造高端晶體產品的核心支撐技術。關于高端晶體產品國際專利，21實際更是與日俱增，以制藥為例其藥品專利不但概括了藥物化學組成，而且鎖定了很寬范圍的形態學制備（其中包括很多晶型），其目的在于封鎖其它國對該高端晶體產品的生產權，以保證該專利企業的高額利潤。隨著功能產品的國際市場競爭日益加劇，美、英、日等國竭力搶占與壟斷高端功能產品市場，對功能晶體產品制備的專有工業結晶技術均申請了專利保護，并對我們發展中國家進行封鎖，現代工業結晶技術逐漸成為搶占功能晶體產品市場的專有技術。
現代工業結晶技術已由傳統工業結晶技術向高端晶體工程技術發展：晶體工程技術是以構效關系理念為依據，由分子及超分子層次上，研究其結構與性能關系，研究構成高端功能晶體材料的分子空間構象，微觀結構及其組裝方式對其材料功能的影響，按照功能的需求去進行分子及超分子結構設計，進而開拓高新的結晶技術和智能化設備以制造出所需結構的功能晶體。傳統的工業結晶技術只是用于產品的分離和提純，但二十世紀末，人類已深刻認識到決定產品功能與用途的因素不但取決于高純的化學組成，而且決定于其特征的超分子結構。據統計，60%以上功能粒子產品皆具有同質多晶行為及敏感的構效關系，他們的產品功能特征指標（如藥效、生物活性、穩定性、硬度、導電性等等），皆取決于特定的形態學指標—即晶形（晶型及晶習）、粒度分度、尺度效應等，也就是說晶體形態學指標是決定功能產品物化性質和功能的本質要素。
遵循綠色化工原則，傳統工業結晶技術必須向綠色高效集成化發展：現代工業結晶技術從傳統單一型向耦合集成型發展，化工生產過程中不但有反應過程，通常還包含有多組分混合物的分離、提純與精制。隨著人們對環境的生態化要求以及能源、資源危機的挑戰，傳統工業結晶技術必須向綠色高效集成化發展。既要求選擇環境友好的綠色溶劑體系，而且需要對工藝進行優化，使制造過程向集約化、減量化、節能、降耗、減排的目標發展?，F代工業結晶技術將更加注重結晶過程與其他前后操作單元的集成與耦合。以晶型產品A制備過程為例，國際專利技術采用三步法制備工藝，天津大學發明的專利技術采用一步法實現晶型產品A制備，產業轉化過程效率顯著提高，與國際專利技術相比，節能70%，原材料消耗降低80%，廢物排放降低80%，實現了質量和能量集成，達到了對環境影響小的循環經濟發展目標。
現代工業結晶技術作為跨世紀發展的核心共性化工技術，其系統工程的研發，已成為21世紀諸高新技術與高端產品發展的基礎支撐，智能化固體制造的唯一途徑，工業結晶技術將由“半藝術半科學”階段進入高新的超分子設計工程階段，為人類健康和社會發展服務。
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