化学与生活

非洲的化学界什么样?

对于日本来说,亚洲邻国中国的发展速度真是惊人,就学术界发展而言,中国绝对是论文数目无法超越的国家了,这点全世界应该都公认了吧。换句话说在BRICs(Brazil, Russia, India, China 金砖四国)中,在科学界的优等生就属中国了吧,另外印度也不甘示弱紧随其后,两者都是世界上发展快的人口大国。不过这次,我们就来八一八非洲的科学界吧!

在发展中国家的众多地区中,目前为止,还有很大成长空间,充满神秘的大陆应该就是非洲大陆了吧。总的说来,低龄人口居多,2012年人口的40%都是14岁以下青少年。这样人口低龄化现状是由于本身是多生育的贫穷地区,加上战乱的影响,以及医疗水平差等等原因造成的。

从地理政治的角度来说,这一大片土地上大部分还没有被现代化覆盖,很多国家依然处于局势动荡,社会不稳定的状态。这样的结果使得教育发展相对落后,高等教育机构还有研究机构都依然不健全。从2005年到2010年的统计结果看出,整个非洲对世界的「知识创新」的贡献仅有1.8%。而这1.8%的大部分还是来自于埃及南非、其他的52个国家和地区并没有本质上的贡献。

 

非洲的化学

再聚焦到化学领域中,15个国家(摩洛哥,阿尔及利亚,突尼斯,埃及,苏丹,加纳,尼日利亚,埃塞俄比亚,肯尼亚,乌干达,坦桑尼亚,赞比亚,莫桑比克,博茨瓦纳,南非)有国家的科学委员化学会、而以法语作为官方语言的8个国家(贝宁,布基纳法索,科特迪瓦,几内亚,马里,尼日利亚,塞内加尔,多哥) 也共同组建了化学协会位于布基纳法索了。

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非洲的科学论文数目及分布(1970年1月1日至2016年4月18日的统计结果) 画像引自文献

 

非洲以巨大的原油储藏量而著称,应该说是具有发展化学工业的潜力的,但是现实的状况却非常惨烈。作为非洲比较领先的国家之一的南非,化学领域中的三个发展较突出,第一个是与家畜饲料中有毒成分相关的研究领域、约翰内斯堡的Sasol这个公司就是这方面的,另外以铂为主的合成燃料领域,还有与疾病等恶劣条件下会导致死亡的食物中的霉菌毒素相关的研究领域。也就是说天然产物化学领域的贡献较为明显。

曾经作为先驱式的化学家有A. I. Perold, P . G. J. Louw, J. S. C. Marais, F. L. Warren等人。特别是Marais在1944年首次发现了含氟有机天然产物毒草(Dichapetalum cymosum)的毒性成分为氟乙酸[1]、Warren则是决定了大环状吡咯烷类生物碱retrosine的结构[2]而闻名。

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氟乙酸与retrosine

这两个都是由植物中得到的生物活性物质,据估计在非洲2700万人的日常生活中都会用到的的草药,南非政府估计会增加与此相关的民间医药的预算。与生物活性物质相关的组织机构,各国的化学会以外还有the Natural Products Research Network for Eastern and Central Africa (NAPRECA)以及the South and Eastern Africa Network for Analytical Chemistry (SEANAC)等在化学界也相当活跃。另外从巨大植物成分的探索研究起家,市售商品名为Nicosan的药物也有。

 

非洲的化学教育

非洲这样的化学现状,将来会是什么样的发展呢。在这过去的十年间,虽然各个国家的科学教育机构都不断支持非洲教育,但是大部分地区的学生都没法听懂指导老师的英语,考试也基本上都是英语,语言已成为最大的障碍了。

教育的水平也说不上高水平,特别是在解决问题能力的培养方面是当务之急,因此,人们开始对那里实行重视远程教育。最初作为通信业大学的南非大学在埃塞俄比亚分校、Africa’s Leading Open Distance Learning University (UNISA)等开设网络学校,以肯尼亚的内罗毕为中心的非洲虚拟大学(the African Virtual University)都运用到远程教学、小组讨论,以及电子图书馆等教育模式。

另外仪器、研究用品的缺乏也是化学教育面临的又一个问题。玻璃仪器等是由美国Seeding Labs 以及英国的LabAid这样的机构来援助提供的。

另外,说到天然产物化学领域研究不可缺少的NMR核磁仪器,NMR不足的问题很严重、甚至在坦桑尼亚和喀麦隆单一台都没有。到2011年为止,这些地方的研究者都得把样品送到博茨瓦纳去测量,经过几周后才能邮递的形式收到结果数据。最近终于有了原始数据传输的工作站,比原先的状况稍微好转了一些。博茨瓦纳的Network of Analytical and Bioassay Services in Africa (NABSA)将这10年14,000个样品的NMR和质谱提供给非洲的各地研究者。

 

非洲化学的未来

研究成果的发表不及金砖四国,但好在也确实连年有所增长。高水平杂志中发表研究也不少,但是所查阅的杂志中,有40%的论文都是与非洲境外其他国家的合作研究成果。而非洲境内国与国之间的合作研究才只有4%,看来在这个方面非洲还是要增长空间的。

不过在任何情况下,非洲的化学与世界先进国家的水平还相差甚远,有很长的路要走。不敢说从先进国家得到技术转让,要想去投资这个还在发展中的晚辈,不如趁现在吧!
这一记事是参考了Nature Chemistry杂志the African Academy of Science的Exective Director,Berhanu Abegaz博士评述commentary。

Challenges and opportunities for chemistry in Africa

Abegaz, B. Nature Chem8, 518–522 (2016). doi: 10.1038/nchem.2533

 

「原作者的个人观点」

非洲过去被西欧多个国家侵占蹂躏,从那时开始就是一片狼藉的乱象。现在,包括日本在内的很多国家都不断地援助非洲的贫困地区,但却毫无重见天日的迹象。救灾物资的搾取、乱用是屡见不鲜的事情,争夺费劲千辛万苦弄好的设施或物品,导致无法使用,因为有这样的经验才敢说这样的话,个人觉得:对于这样国家的支援,最应该支援的应该就是教育了吧。

就说化学领域,费劲千辛万苦给他们提供分析仪器,在当地能测定以及维护仪器的人都找不到,出一些故障,就直接不管不问这样的事例笔者经常有所耳闻,这样的支援还有什么意思。就好比上面说的NMR仪器不足的事情吧,仪器需要定期加液氦、液氮等冷却剂维护,不好好让人去管理的话机器怎么能用呢。盼望这样的基础设施的完善的状况有所改善,光靠等待也无济于事吧。建议那些地方的研究者,还是到外国去学习一下吧。

像这些地区混乱的状态,确实从人道主义上来讲有西欧多个国家的责任,但是给非洲习惯性援助这样的现状,说实话不是什么好的值得推崇的文化。 就这样的援助,有人还说道:

Technology transfer from industrialized countries is not sufficient, and indeed is not what is needed.

上述这样的描述,不知道他们是不是觉得这些技术支持是理所应该的,这样无聊的见解我实在是难以苟同啊。

 

参考文献

  1. Marais, J. S. C. Onderstepoort J. Vet. Sci. Anim. Ind20, 67–73 (1944).
  2. Christie, S. M. H., Kropman, M., Novellie L., Warren, F. L. J. Chem. Soc. 1703–1705 (1949). DOI: 10.1039/JR9490001703

 

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土生土长西安人,本+硕在陕师大,博士在日本冈山大学取得,博后在名古屋大学ITbM研究所伊丹研究室,有机化学研究生涯3+3+3,现职于西安交通大学理学院。擅长金属催化的偶联反应,博后期间开始合成糖化学,还有碳氢键活化研究。喜欢语言,旅游,网络,音乐,当然最最喜欢的还是化学。现为化学空间员工代表,小编兼美术。 自我描述:师范大学子弟,从小就在家门口上学,也没吃过什么苦,没想到学有机化学的这些年,高强度的实验把我锻炼成了不折不挠的女汉子。硕士毕业留学日本一待就快六年,坚持下来很佩服自己,而且也越来越喜欢有机化学了。 身为化学空间的员工代表,想把化学空间做成“化学人儿”的平台,也希望更多学化学,爱化学的人加入我们,用我们的力量让更多人能感受到化学的魅力。

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