分子工程學

為製備、合成或組裝滿足人類指定功能要求的新型分子及其組成的新物質、新材料、新器件，依據大量分子結構與性能的信息，在分子水平上實現物質多層次結構的設計和施工稱為分子工程。

分子是由有限原子結合起來的物質單元。“分子水平”應包括原子、保持化學特性的分子、生物大分子、超分子和物質凝聚態五個層次。“結構”不僅涉及原子結合成分子時的空間位置，還要考慮電子結構和晶體缺陷等其他層次和類型以及有關結構原理。

分子工程學不同於傳統的化學。傳統的化學着眼於整理天然產物和依據週期表來發現和合成化合物，採用大量篩選的辦法，獲得所需功能的化合物。分子工程學的思路和做法是“逆向而行”的，以功能為導向，進行結構的設計和施工，其對象重點放在功能體系（聚集體）上。功能體系的功能不再限於化學功能，對與高科技密切相關的光、電、聲、磁功能以及生物功能都是研究範圍。

環顧各個學科領域，自20世紀中葉以來，物理學和化學以及進入分子水平以後的生物學，都已立足於分子水平，分子水平研究方法迅猛發展。在創造新物質的分子工程方面取得了一系列重大成就，如40年代產生的半導體元器件和尼龍等高分子材料以及晚近的基因和蛋白質工程、新藥物分子設計和先進複合材料等，都是這方面的突出代表。

進入21世紀科學技術快速發展時代，人類已經積累了豐富的分子工程的知識，化學和物理學兩大學科已經為分子工程準備了一個堅實的理論基礎。一個合乎科學的單項分子工程，只要認準目標，集中足夠力量，在已有知識和原理基礎上，補充必要的基礎性研究，持之以恆，都是可能成功的。

分子工程學仍處在萌芽狀態，作為一門獨立學科門類，分子工程學是一個長遠的科學目標。分子工程學研究內容豐富、涉及體系廣泛。從分子科學基本原理和方法的創新性思維，直至以功能材料、分子器件、新型能源、藥物設計、蛋白質和基因工程等領域為背景的若干功能體系的分子工程的成功探索，都會有效地促進分子工程學科的形成和發展，同時，成為聯繫分子科學理論與生物、材料、環境、能源、電子以及醫藥等相關學科及其應用開發的橋樑，帶動相關學科的發展。

中國唐有祺和徐如人早在20世紀70年代便提出了分子工程學的構想，並進行了有益的探索，近年來又組織中國一批科學家，參與國家基礎科學前沿項目“創造新物質的分子工程學”，共同謀劃深入進行基礎研究的創造性新思維。可以預見，在分子科學理論基礎上建立起來的分子工程學，將與生命科學和信息科學一起成為21世紀的三大前沿學科，併為人類進入泛分子科學時代開闢新途徑。 ^[1]