1、第3章 自由基聚合,3.1 引 言,（Radical Polymerization),3.1 引 言, 自由基聚合反应：“活性中心”为自由基的加聚反应，按连锁聚合反应的机理进行。, 现代合成高分子材料大约70%是按连锁聚合反应合成的。相对而言，自由基型聚合反应又是最重要的连锁聚合反应。,自由基聚合是至今为止研究最为透彻的高分子合 成反应。特点：单体来源广泛、生产工艺简单、制备方法 多样。自由基聚合是最重要的高分子合成反应之一,重要的自由基聚合产物：高压聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚（甲基）丙烯酸及其酯类、 聚丙烯酰胺、ABS树脂等；聚丙烯腈、聚乙烯醇（缩甲醛）等；丁苯
2、橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等。, Radical Polymerization,3.1 引 言,2.1 引 言自由基的基本概念, Heterolytic cleavage, Homolytic cleavage,Ionic Polymerization,Free Radical Polymerization, Initiator cleavage,一、 自由基,原子自由基 分子自由基 离子自由基 电中性的化合物残基（基团自由基）,2.1 自由基的基本概念自由基的种类,自由基产生的方式,热均裂,光 照氧化还原反应 高能粒子辐射,自由基的活性与其结构有关共轭效应较强的自由基具有较大的稳定性 极性基团
3、使自由基活性降低 体积较大的基团可妨碍反应物的靠近，将使反应活性降低,10,三苯甲烷 苄基 对苯二酚 烯丙基,烷基酯基 烷基睛基 烷基酮基,三烷基 二烷基 烷基 苯基 甲基 氢原子,自由基稳定性顺序由大到小,带共轭取代基，稳定,带吸电子取代基，比较稳定,带推电子取代基，活泼自由基,活泼自由基可引发单体进行自由基聚合；稳定自由基为自由基聚合阻聚剂,氮氧自由基2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧化物 （2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl-1-oxy，TEMPO）,TEMPO为深红色晶体,熔点36-40,闪火点67,具腐蚀性, 会 经皮肤吸收有强烈刺激性,三、自由基的性质,1
4、. 电子不饱和性,(1) CH4 是一个稳定化合物,Fig. Tetrahedral structural for methane,2.1 引 言自由基的基本概念,2.1 自由基的基本概念自由基的性质,1. 电子不饱和性,(2) 甲基自由基为一个不稳定结构,Fig. Structural representation for methane radical,2. 具有较高的能量,共价键均裂时吸收的能量，变为自由基内能，因此自由基具有较高的能量。,2.1 自由基的基本概念自由基的性质,结论：自由基不稳定，具有极强的化学活泼性，可进行多种反应（引发反应、增长反应、结合反应、转移反应、降解反应）。,
5、2.1 自由基的基本概念自由基的性质,SOD是Super Oxide Dimutese 缩写，中文名称超氧化物歧化酶， 是生物体内重要的抗氧化酶，广泛分布于各种生物体内，如动物， 植物，微生物等。SOD具有特殊的生理活性，是生物体内清除自由 基的首要物质。,自由基加成反应 自由基偶合反应 自由基歧化反应 自由基分解反应 自由基转移反应,2.1 自由基的基本概念自由基的化学反应,四、自由基的化学反应, 自由基加成反应, 自由基偶合反应, 自由基歧化反应, 自由基分解反应, 自由基转移反应, 连锁聚合的基元反应：链引发、链增长、链终止,1. Initiation,引发活性种（初级自由基）,单体活性
6、中心,单体活性中心（单体自由基）,2.1 引言连锁聚合的基元反应,2.1 引言连锁聚合的基元反应,2. Propagation,（1）By combination,（2）By disproportionation (歧化),2.1 引言连锁聚合的基元反应,3. Termination, 双基终止：,(coupling 偶合),2.1 引言连锁聚合的基元反应,3. Termination, 单基终止,（3)Transfer,（4)单基终止-消耗一个引发剂自由基,第二章 自由基聚合,2.2 连锁聚合的单体,2.2 连锁聚合的单体空间效应,1.取代基数目、位置、大小决定烯烃能否进行聚合,（1）一取代
7、（CH2=CHX）烯烃原则上都能进行聚合,（2）1,1二取代（CH2=CXY）烯烃原则上都能进行聚合,（3）1,2二取代（YCH=CHX）以及三、四取代（XZC=CWY）烯烃原则上都不能进行聚合，只有 F 取代时例外,（1）一取代烯烃能进行聚合, 原因：一个取代基的存在往往在降低双键对称性的同时会改变其极性。,例：乙烯分子由于高度对称，自由基聚合反应在苛刻的条件下进行；一取代烯烃都比乙烯活泼，聚合条件比乙烯温和得多。, 例外：取代基体积太大，如带三元环以上的稠环芳烃取代基的乙烯不能聚合。,2.2 连锁聚合的单体空间效应,（2）1,1二取代烯烃能进行聚合, 碳原子上没有取代基而不存在位阻。, 1
8、,1二取代烯烃的聚合反应活性通常比一取代烯烃的聚合活性低。,原因：由于同一碳原子上两个取代基的存在使烯烃分子具有一定程度的以双键为对称轴的对称性。,2.2 连锁聚合的单体空间效应,（2）1,1二取代烯烃能进行聚合, 当 XY 时，极化程度不同，更易进行聚合反应。, 例外：两个取代基都是苯基或体积更大的基团不能进行聚合。,例：1,1-二苯基乙烯只能聚合生成二聚体,2.2 连锁聚合的单体空间效应,例：,是活泼的单体,（3）1,2二取代以及三、四取代烯烃不能, 例：,原因：取代基所占据的空间构成位阻障碍, 例外：唯一的例外是当取代基为 F 时（氟乙烯），它的一、二、三、四取代乙烯都可以参加聚合。,原
9、因：由于 F 原子半径与 H 原子半径非常接近，在加成反应中的位阻很小；F 原子是吸电子取代基，使 CC 电子云密度降低，容易被自由基进攻。,2.2 连锁聚合的单体空间效应,2.2 连锁聚合的单体电子效应,2.取代的电负性和共轭性决定烯烃聚合反应类型,（1）带吸电子取代基的单体进行自由基和阴离子型聚合。,（2）带推电子取代基的单体进行阳离子型聚合。例外：丙烯只能进行配位型聚合。,（3）带共轭取代基的单体能够进行自由基、阴离子和阳离子三种类型的聚合。,2.2 连锁聚合的单体电子效应(带吸电子取代基的烯烃),（1） 当取代基的吸电子性不强也不弱时,能够进行自由基型和阴离子型两种聚合反应。,例：CH
10、2=CHCN; CH2=C(Cl)2; CH2=CHCOOR; CH2=C(CH3)COOCH3,2.2 连锁聚合的单体电子效应(带吸电子取代基的烯烃),（1） 当取代基的吸电子性不强也不弱时,能够进行自由基型和阴离子型两种聚合反应。,例：CH2=CHCN; CH2=C(Cl)2; CH2=CHCOOR; CH2=C(CH3)COOCH3,2.2 连锁聚合的单体电子效应(带吸电子取代基的烯烃),（1） 当取代基的吸电子性不强也不弱时,能够进行自由基型和阴离子型两种聚合反应。,腈基和羰基（醛、酮、酸、酯） 为吸电子基团,（2）当取代基的吸电子性过于强烈，只能进行阴离子聚合。,例：,2.2 连锁聚
11、合的单体电子效应(带吸电子取代基的烯烃),（3） 当取代基的吸电子性较弱时，只能进行自由基聚合。,例：CH2=CHCl; CH2=CHOCOCH3, 卤素有吸电子诱导效应和供电子共轭效应，但这两种效应都很弱，因此，卤代烯类单体如CH2=CH-Cl对阳离子或阴离子聚合都不敏感。,2.2 连锁聚合的单体电子效应(带吸电子取代基的烯烃), 能够进行阳离子型聚合反应,例1：异丁烯的阳离子聚合链引发反应,2.2 连锁聚合的单体电子效应(带推电子取代基的烯烃),2.2 连锁聚合的单体电子效应(带推电子取代基的烯烃), 能够进行阳离子型聚合反应,例2：烷氧基醚的阳离子聚合,例3：丙烯的聚合反应：有一个推电子
12、取代基,该取代基的+I 效应较弱,不足以使丙烯进行阳离子聚合,只能进行配位聚合。,2.2 连锁聚合的单体电子效应(带推电子取代基的烯烃), 电子效应(带推电子取代基的烯烃),烷基、烷氧基、苯基、乙烯基 为推电子基团,2.2 连锁聚合的单体电子效应,2.2 连锁聚合的单体电子效应(带共轭取代基的烯烃), 能够进行自由基、阴离子和阳离子型三种类型的聚合反应。,例：苯乙烯 CH2=CHC6H5、丁二烯 CH2=CH-CH=CH2、异戊二烯 CH2=C(CH3)CH=CH2, 原因：共轭作用增加了电子云的流动性、易诱导极化。,2.2 连锁聚合的单体, 烯烃取代基的种类与其能够进行的聚合反应类型的相关性
13、：,表2-1 常见单体能够进行的聚合反应类型, 取代的电负性和共轭性决定烯烃聚合反应类型,注：G已工业化；S可以聚合,2.2 连锁聚合的单体电子效应,表2-1 常见单体能够进行的聚合反应类型（续）,2.2 连锁聚合的单体电子效应, 取代的电负性和共轭性决定烯烃聚合反应类型,表2-1 常见单体能够进行的聚合反应类型（续）,2.2 连锁聚合的单体电子效应, 取代的电负性和共轭性决定烯烃聚合反应类型,帝国化学工业,帝国化学工业（Imperial Chemical Industries Ltd，ICI）是一家总部位于英国伦敦的化学公司，也是世界最大的化工品生产商之一。其产品包括油漆、香料和电工原料等，
14、现时本公司为荷兰AKZO NOBEL集团成员。 帝国化学工业于1926年12月由4间化工公司：卜内门（Brunner Mond，现时在香港及台湾仍称ICI作“卜内门”）、苏格兰诺贝尔工业（即现在的诺贝尔企业（Nobel Explosives），由日本稻畑产业株式会社持有）、联合碱业公司（United Alkali Company）及英国染料公司（British Dyestuffs Corporation）合并而成。4间公司之所以合并，是为要面对美国杜邦公司及德国法本公司（I.G. Farben AG）所带来的激烈竞争。当时主要业务包括：制造炸药、农药、染料、杀虫剂、工业用化学品、印料及油漆。首
15、年営业额达2700万英镑。,,葛兰素史克,葛兰素史克公司，由葛兰素威康(Glaxo Wellcome)和史克必成(SmithKline Beecham)强强联合，于2000年12月成立。两家公司的历史均可追溯至19世纪中叶，各自在一个多世纪的不断创新和数次合并中，在医药领域都确立了世界级的领先地位。两个制药巨人的成功合并，为葛兰素史克成为行业中无可争议的领导者奠定了基础，并在全球药品市场中占据有7%的份额。 葛兰素史克公司拥有全球制药行业中最大的研究开发体系之一，研发人员多达16,000余名，2003年研发投资高达40亿美元。公司在基因组学/遗传学及新药开发技术方面居世界领先地位。,辉瑞制药有
16、限公司,辉瑞公司是一家拥有150多年历史的以研发为基础的跨国制药公司。 在2000年6月，辉瑞和华纳兰伯特公司已完成合并，成立了的新辉瑞是 当时美国第一，世界第二大的制药公司，其众多的产品组合、科研开发项目、 成熟的非处方药业务，将使新辉瑞公司成为强大的最具竞争力的跨国医药公司。,巴斯夫股份公司,巴斯夫股份有限公司主要商业领域是化学品，塑料，功能性化学品，农用化学品和食用化学品，石油和天然气。 巴斯夫生产的化学产品品种繁多，如溶剂，合成胺，人造树脂，黏合剂，电子化学品，工业气体，石油化学原料和无机化学试剂等。最主要的客户来自制药、建筑、纺织以及汽车工业。 巴斯夫是世界领先的苯乙烯聚合物和工程塑
17、料的制造商，应用于各类注塑制品。巴斯夫的聚氨酯产品在全球也有广泛的用户基础。 巴斯夫生产种类丰富的功能性化学品、涂料以及功能性聚合物，包括了洗涤剂、纺织加工、皮革化学品、颜料和胶粘剂的原材料。客户来自于汽车、油、造纸、包装、纺织、卫生用品、洗涤剂、建筑材料、涂料、印刷和皮革工业。 斯夫是植物保护化工产品制造商和生产农业、动物食品、制药、日用品和化妆品工业原料等原料的精细化工产品供应商。巴斯夫的农作物生物技术研究专注于高效农业，绿色食品和高效提高作物产量产品。公司植物保护产品线不同于其他的农药产品(植物保护和 Schdlingsbekmpfungsmittel, 例如 Fungizide (抗真
18、菌), 农药(抗病虫)和除草剂(抗杂草)。精细化工产品主要有维生素，制药活性物质，制药辅助物质,Polymer fr 头发护理和防晒霜中的防紫外线成分。,默克集团(Merck)成立于1668年，总部位于德国的Darmstadt，是国际著名的化学及制药公司。已在全世界56个主要国家设立了分公司其中在28个国家建有80个生产基地,员工数达28300人。默克以对产品品质的严格要求而著称于世。默克不仅是全球首家合成维生素C,B,E,及K的公司，而且在液晶制造，Irio din珠光颜料，实验室产品及半导体工业超纯化学制品等方面，也居于世界领导地位。,http:/ 生产石油产品、化学产品、煤气和能量，以及
19、再生资源。,http:/ 科技材料。 拜耳集团以创新发明著称，今后将继续朝向密集研究领域努力。对拜 耳而言，创新是提升竞争力、拓展公司成长的基石，更是未来成功的 关键。 拜耳集团发迹于德国。1863年8月1日，商人富黎德里希拜耳 （Friedrich Bayer）与颜料大师约翰富黎德里希威斯考特 （Johann Friedrich Weskott）在今天德国乌帕塔的巴门（Barmen） 创建了一家颜料公司“富黎德里希拜耳公司”（Friedr. Bayer et comp.）。1912年，公司迁往德国莱茵河畔的勒沃库森。现在， 勒沃库森依然是拜耳集团总部所在地。今日，拜耳集团350个分支机 构几
20、乎遍布世界所有的国家和地区。至今，拜耳集团全球员工已经超过十万人。,http:/ 是一家大型化学企业，在中国也有不少投资。,它是日本具有代表性的综合化学企业之一，又是住友集团的主要公司之一。现在， 它拥有基础化学、石油化学、精密化学、农业化学4个部门和10家研究所，在5个 工厂中生产和提供工业药品、合成纤维材料、铝、合成橡胶、合成树脂、染料、 化成品、农药、饲料添加剂、化学肥料等约3000多种产品。,荷兰DSM公司,荷蘭DSM創立於西元1902年，至今已有近百年的歷史；現有員工 22000人，1999年營業額為63億歐元（約為新臺幣2000億元）， 全球超過 200個銷售點。DSM最初由荷蘭政
21、府成立，主要生產煤炭 產品，直至1929年開始生產及擴展化學製品領域並于1973年完全停 止生產煤炭產品。 1970-1980年間，急速擴展聚合物與工業化學產 品，多角化進入高性能材料與特用化學品，DSM本身有輕油裂解工 廠，為歐洲第二大的聚烯烴生產廠家。,三菱化学公司是一家综合公司，由三菱化成公司和三菱油化有限公司于1994年 10月1日合并而成。三菱化学的销售额在日本化学行业中居于首位。 三菱化学公司是日本最大的化学公司。公司通过其三个主要部门提供其广泛产品： 功能材料和塑料产品（包括信息及电子产品、专业化学制品、 制药）；石油化工； 三菱化学集团自1950年成立至今已有57年的历史，以石
22、油化学，功能产品，卫生保 健领域为支柱，已发展成为拥有下属企业371家，其 中113家在世界17个国家开展 业务的跨国企业。销售额达26000亿日元，是日本排名第1，世界排名第5位的综合 型化学企业。,日本三菱化学公司,旭化成公司初创于1923年，最早公司位于日本宫崎县延冈地区，仅生产氮肥。1924年开始与旭绢织公司一起，制造人造丝。二战之前，产品扩大到了工业试剂、肥料、炸药，以及名为Bemberg的丝绢、人造丝和某些调味晶 (旭味，1999年7月，公司的食品业务出让给日本烟草公司)。战后，努力扩大公司产业，目前已经成长为日本具有代表性的综合性化学公司。旭化成公司的总部设在日本的东京和大阪，是
23、日本一家大型综合性化学公司，活跃在石油化工、塑料、建材、住宅、纤维和纺织品、医药等领域，在世界各地建立了众多的办事处、合资公司和分支机构，产品种类繁多，行销各个国家。旭化成公司在财富杂志2000年度评选出的世界最大的10家化工公司中名列第10。,信越化学,日立化学, 索尼化学, 大金化学,OLED TV,http:/www.nist.gov/,美国标准局,National Institute of Standards and Technology,美国国家标准技术研究院（NIST）（National Institute of Standards and Technoligy）是属于美国商业部的
24、技术管理部门，前身是1901年建立的联邦政 府的第一个物理科学实验室，位于马里兰州的 Gaithersburg，是目前NIST总部 所在地，占地234公顷，另一分部，位于科罗拉多州的Boulder,占地84公顷，还 有两个设在大学的联合研究所，JILA在Colorado大学，CARB在Maryland大学。 NIST的任务是为提高劳动生产率、促进贸易和改善生活质量、提高计量、标准和 技术。NIST证明是指产品已经根据NIST SRM（Standard Reference Materials） 测试，并符合相关测试要求。常见的NIST证明产品包括：记时器、标度砝码、转速 计/流速计、声级计量器、
25、电子万用表、体温计、时钟、压力计、风速计、PH测试仪、 测微计以及测光计等等。,美国国立卫生研究院,美国国立卫生研究院(the National Institutes of Health，NIH)初创于1887年，当时 位于纽约州Staten岛的Stapleton，是美国海军总医院(the Marine Hospital Service， MHS)，现在的美国公共健康服务中心(the USPublic Health Service，PHS)的一间 卫生学实验室，称为“Laboratory of Hygiene”， 目的在于效仿德国的卫生设施，为公众 健康服务。,截止到2006年12月1日，NI
26、H共拥有27个研究所及研究中心和1个院长办公室(ofice of the director OD)，其中有24个研究所及研究中心直接接受美国国会拨款，用于资助研究项目,http:/www.nih.gov/,National Institute of Health,http:/www.nrl.navy.mil,U.S. Naval Research Laboratory美国海军实验室,美國海軍研究實驗室是美國海軍和美國海軍陸戰隊的財團法人研究實驗室，進行 範圍廣泛的科學研究和先進技術發展。美國海軍研究實驗室是因愛迪生的慫恿而 在1923年成立，在1915年5月的紐約時代雜誌社論，愛迪生寫道:政府
27、應維持 一間巨大的研究實驗室.可在無需龐大開支下發展所有軍事和海軍技術。1946 年海軍研究所設立後，美國海軍研究實驗室被置於其所長指揮下,National Aeronautics and Space Administration,美国太空总署,是美国联邦政府的一个政府机构，负责美国的太空计划。1958年7月29日，艾森 豪威尔总统签署了美国公共法案85-568（United States Public Law 85- 568，即美国国家航空暨太空法案），创立了NASA。NASA是世界上最大的 民用航天机构。组建了肯尼迪航天中心、约翰逊航天中心、太空飞行器中心。今 天，NASA已成为世界上所有
28、航天和人类太空探险的先锋。,水星计划双子座计划阿波罗计划天空实验室航天飞机,www.nasa.gov,阿尔巴尼 | 阿姆斯 | 阿贡 | 伯克利 布鲁克海文 | 费米 | 爱达荷 | 利福摩尔 洛斯阿拉莫斯 | 新布朗斯威克 | 国家能源技术 | 再生能源 橡树岭 | 西北太平洋 | 普林斯顿等离子 | 放射学和环境科学 桑地亚 | 斯坦福线形加速器 | 散裂中子源 | 杰斐逊实验室,美国国立实验室,加州大学伯克利分校的劳伦斯伯克利国家实验室 （Lawrence Berkeley National Laboratory， LBNL）,劳伦斯伯克利国家实验室位于美国加州大学伯克利分校，占地81公
29、顷，毗邻旧金山湾。它隶属于美国 能源部，由伯克利代管。劳伦斯伯克利实验室是1939年诺贝尔物理学奖得主欧内斯特.奥兰多.劳伦斯 先生于1931年建立的，早期关注于高能物理领域的研究，建起了第一批电子直线加速器，发现了一系 列超重元素，开辟了放射性同位素、重离子科学等研究方向，成为美国乃至世界核物理学的圣地。它 是美国一系列著名实验室：Livermore，Los Alamos，Brookhaven等实验室的先驱，也是世界上成 百所加速器实验室的楷模。劳伦斯伯克利国家实验室现在研究的领域非常宽泛，下设18个研究所和研 究中心，涵盖了高能物理、地球科学、环境科学、计算机科学、能源科学、材料科学等多个
30、学科。劳 伦斯伯克利实验室建立以来，共培养了5位诺贝尔物理学奖得主和4位诺贝尔化学奖得主。劳伦斯伯克 利国家实验室现有3800名雇员，其中相当一部分是伯克利分校的老师和学生，2004年的财政预算超 过5亿美元。特别值得提出的是，目前实验室的主任是朱棣文先生，他是极少数担任美国国家学术机构 领导的华人之一。,麻省理工学院的林肯实验室 （Lincoln Laboratory）,MIT于1951年在麻省的列克辛顿(Lexington)创建了林肯实验室。 其前身是研制出雷达的辐射实验室。该实验室是联邦政府投资的研究 中心，其基本使命是把高科技应用到国家安全的危急问题上。它很快 在防空系统的高级电子学研
31、究中赢得了声誉，其研究范围又迅速扩展 到空间监控、导弹防御、战场监控、空中交通管制等领域，是美国大 学第一个大规模、跨学科、多功能的技术研究开发实验室。,布鲁克海文国家实验室 Brookhaven National Laboratory，简称BNL）,布鲁克海文国家实验室位于纽约长岛萨福尔克县（Suffolk County）中部，原址为第一、二次世界大战时的美国陆军厄普顿兵营。该实验室成立于1948年，现隶属于美国能源部，由石溪大学和BATTELLE成立的布鲁克海文科学学会负责管理。布鲁克海文国家实验室拥有3台开展研究用的反应堆和同步辐射光源、强场核磁共振仪、投射电子显微镜、扫描电子显微镜、正
32、电子断层成像仪、回旋加速器等一大批大型仪器和设备。除开创了核技术、高能物理、纳米技术等多个领域的研究外，该实验室还在生物、化学、医学、材料科学、环境科学、能源科学和技术等多学科开展研究。大科学装置群的强大支撑能力和多学科交叉的环境，使布鲁克海文国家实验室在发展新型、边缘科学和突破重大新技术方面具有强大的能力，取得多项令世界瞩目的重大成果，并数次获得诺贝尔奖，成为著名的大型综合性科学研究基地。布鲁克海文实验室拥有3000名雇员，每年还接待全球的超过4000名科学家的访问。布鲁克海文的年度研究经费超过4亿美元。,加州理工学院的喷气推进实验室 Jet Propulsion Laboratory，简称
33、JPL）,喷气推进实验室是位于加利福尼亚州帕萨迪那美国国家航空航天局（NASA）的一个下属 机构，负责为美国国家航空航天局开发和管理无人空间探测任务，行政上属于加州理工学 院管理，前身是由航空大师西奥多.冯.卡门于1936年牵头成立的喷气动力研究所。在国际 科技界，喷气推进实验室如雷贯耳，它在美国导弹和航天发展史上起到了空前的作用，尤 其是1958年“探险者1号”进入轨道，确立了其作为“太空开发计划之母”的地位。目前喷气 推进实验室共进行着45个项目的研发，各种无人探测器升空后的控制工作大都由其负责。 它还担负着对地球准确测量的任务，控制着全球的深空探测网络。这里汇集了太空研究领 域一流的科学
34、家和工程师，员工总数超过5200人，年度研究经费达13亿美元。,橡树岭国家实验室 Oak Ridge National Laboratory，简称ORNL）,橡树岭国家实验室是美国能源部所属最大的科学和能源研究实验室，成立于1943年，原称克林顿实验室，是曼哈顿秘密计划的一部分，现由田那西大学和Battelle纪念研究所共同管理。20世纪50年代和60年代期间，橡树岭国家实验室主要从事核能、物理及生命科学的相关研究。70年代成立了能源部后，使得橡树岭国家实验室的研究计划扩展到能源产生、传输和保存等领域。目前，橡树岭国家实验室的任务是开展基础和应用的研究与开发，提供科学知识和技术上解决复杂问题的
35、创新方法，增强美国在主要科学领域里的领先地位；提高洁净大量能源的利用率；恢复和保护环境以及为国家安全作贡献。橡树岭国家实验室许多科学领域在国际上处于领先地位。它主要从事6个方面的研究，包括中子科学、能源、高性能计算、复杂生物系统、先进材料和国家安全。橡树岭国家实验室现有雇员3800多人和客座研究人员大约3000人，年度经费超过10亿美元。,阿贡国家实验室 Argonne National Laboratory，简称ANL）,阿贡国家实验室是美国政府最老和最大的科学与工程研究实验室之一在美国中西部为最大。阿贡是1946年特许成立的美国第一个国家实验室，也是美国能源部所属最大的研究中心之一。过去半
36、个世纪中，芝加哥大学为美国能源部及其前身监管阿贡国家实验室的运行。阿贡是从二次世界大战曼哈顿工程的一部分，芝加哥大学的冶金实验室的基础上发展起来的。战后，阿贡接受开发和平利用原子反应堆的任务。数年来，阿贡的研究不断扩大，包括了基础科学、科学设施、能源资源计划、环境管理、国家安全、工业技术开发等许多领域。阿贡有两个场所：位于伊利诺州的东场所，占地1500英亩，是美国能源部芝加哥工作办公室所在地；位于爱达荷州的西场所，占地约900英亩，是阿贡多数主要核反应堆研究设施的所在地。今天，阿贡的雇员超过3500名，运行经费约为4.75亿美元，支持200多个研究项目，从原子核研究到全球气候变化研究。1990以来，阿贡曾与600多家公司、无数的联邦政府部门以及其他组织一道工作。,
