01、什么是化学工程
化学工程（Chemical Engineering）是一门将化学原理与工程技术结合的学科，其核心目标是通过设计、优化和控制化学反应与物质转化过程，将实验室的科研成果转化为规模化生产的工业产品。简单来说，化学工程师是连接科学与工业的“魔法师”，他们让实验室的瓶瓶罐罐变成工厂里的万吨级生产线，从洗发水配方到新能源材料，都离不开他们的智慧。
02、化学工程的核心研究方向
化学工程的研究领域广泛且与时俱进，结合环保、能源、医疗等社会需求，主要分为以下几大方向：
绿色化学与可持续发展聚焦于减少化工生产中的资源消耗和污染，开发环保工艺，例如废水处理、废弃物资源化利用等。
新能源与材料开发包括太阳能电池、燃料电池、纳米材料、高分子材料等，推动清洁能源和高性能材料的创新。
生物化工与医药工程涉及药物合成、生物制药、基因工程等领域，例如疫苗生产工艺优化、生物反应器设计。
智能化与数字化化工利用大数据和人工智能优化生产流程，实现化工过程的自动化控制与智能管理。
催化与反应工程研究高效催化剂和反应器设计，提升化工生产效率，如石油精炼、合成氨工艺等。
03、学科分支：从理论到应用的多样性
化学工程作为交叉学科，细分领域众多，国内外常见分支包括：
传统化工：石油炼制、化肥生产、高分子材料加工等。
环境化工：污染治理、环境监测、绿色工艺开发。
生物化工：生物制药、酶工程、发酵技术。
能源化工：煤化工、天然气转化、生物质能源开发。
过程系统工程：化工流程模拟与优化，解决“实验室到工厂”的放大难题。
新兴交叉方向：跨学科前沿
生物化工与合成生物学（Biochemical Engineering & Synthetic Biology）
特点：用工程思维改造生物系统，生产药物（如mRNA疫苗载体）、生物材料（PHA可降解塑料）。
纳米技术与材料化工（Nanotechnology & Materials）
特点：纳米材料设计（电池电极、半导体芯片、纳米药物载体）。
数据科学与化工（AI for Chemical Engineering）
特点：AI+化工，包括过程建模（强化学习优化精馏塔）、分子模拟（GPT-4预测催化剂活性）。
随着“双碳”目标推进，绿色化工、新能源、生物医药等领域人才需求激增，化学工程师将成为推动可持续发展的核心力量。
04、项目推荐
项目介绍：
本项目将深入探讨化学与材料科学的基础与应用，特别关注纳米材料的性质及其在现代技术中的关键角色。学生将学习纳米材料的特性以及它们在电动汽车电源系统中的应用，理解如何利用这些材料提高能量密度和充放电效率。
课程内容还将涵盖锂离子电池的基本原理与使用，探讨其在可再生能源和电动交通工具中的重要性。此外，特斯拉电池技术的创新与发展将作为重点案例进行分析，展示如何通过先进的材料科学推动电池性能的提升。
通过理论学习与实践实验，学生将获得对新材料开发及其在能源存储解决方案中应用的深入理解，为未来在化学与材料科学领域的研究和工作奠定坚实基础。学生将在项目结束后，提交项目报告，进行成果展示。
项目介绍：
项目从纳米技术及其在日常生活中的应用入手，带领学生了解纳米技术基本原则，探究纳米技术的未来发展前景。分析纳米技术的起源，探究纳米技术究竟是什么，纳米大小的物体的特性如何以及为什么与大物体有根本区别。
分析当物体减小到纳米尺寸后，材料的机械和化学特性又会发生怎样的变化？如何利用纳米材料独特的性质，分析探究其在医药、食品和化妆品领域的应用。学生将在项目结束后，提交项目报告，进行成果展示。
导师介绍：
Colm导师是剑桥大学终身正教授兼工程系主任，同时也是英国物理学会（Institute of Physics）和英国工程技术协会（Institute of Engineering and Technology）的会士（是为协会的最高学术荣誉称号）。他是剑桥大学纳米科学中心的纳米工程研究组兼负责人、和超微显微镜的编辑委员会成员。
06、个性化研究课题参考
电动汽车锂离子电池电极纳米材料的设计
不同类型的电解质–固体电解质及液体电解质
合理提高电池能量密度的监管问题
电动汽车车架和车厢使用的复合材料及其质量效应
纳米技术在医学诊断和治疗中的应用研究
纳米材料在医学植入物中的用用研究
纳米技术在食品工业中的应用-纳米级添加剂问题
【竞赛报名/项目咨询+微信：mollywei007】
