1.1 新能源材料的研究与应用
随着全球对可再生能源的需求日益增长，化学工程领域在新能源材料的研究上扮演了关键角色。例如，太阳能电池板中使用到的光伏薄膜，其生产过程依赖于先进的化学工艺和精密控制设备。硅基太阳能电池是目前最为常见的一种类型，它们通过将硅晶体加工成极薄的片状结构，然后在其表面形成PN结，从而实现光能转换为电能。然而，由于这些传统太阳能电池存在成本高、效率低的问题，因此科学家们正在探索其他类型的新能源材料，如有机发光二极管（OLED）、锂离子电池等，以提高效率并降低成本。
1.2 生物技术在制药行业中的应用
生物技术是指利用微生物、细胞或遗传学原理来改良产品或服务的一个领域。在制药行业中，生物技术被广泛用于合成药物和疫苗的大规模生产。这项技术允许科学家通过基因编辑手段创建具有特定功能性的蛋白质，从而开发出针对各种疾病设计的人类抗体或者治疗性蛋白质。例如，辉瑞公司研发的人源化肿瘤抑制剂——帕博利珠单抗，就依赖于先进的生物制造工艺来产生大量纯净且一致性的药物分子。
1.3 环境友好的催化剂及其应用
环境污染问题迫使化学工程师不断寻找更环保、更有效的解决方案之一就是开发新的催化剂以促进绿色反应。此类催化剂能够大幅度减少资源消耗，同时提高产品质量和产量。例如，在石油工业中，使用非金屬金属氧化物作为固态酸性催化剂，可以进行甲烷裂解反应生成乙烯，这是一个非常重要且经济实惠的地方法式。但此外，还有许多其他可能未被充分利用的情况，比如用无毒多孔结构材料代替当前广泛使用但不那么安全的地球壳矿石。
1.4 3D打印在医疗器械制造中的作用
三维打印（3D打印）是一种数字控制造型过程，它可以根据需要制作出复杂形状和结构。这项技术正迅速成为医学领域的一种革命性工具，不仅因为它可以创造出个性化定制医疗器械，而且因为它还可以快速、高效地制造临时模型，用以帮助医生诊断疾病或者规划手术步骤。在某些情况下，它甚至可以直接用于人体植入操作，比如骨折修复支架，因为它们可以精确匹配患者身体部位，从而提供最佳支持同时避免感染风险。
1.5 基因编辑工具CRISPR-Cas9及其潜力
CRISPR-Cas9系统是一种由细菌自然发生防御病毒侵袭的手段演变出来的人工基因编辑工具。由于其简便易行、高准确率以及相比传统方法所需时间短，它迅速成为生命科学界内众多研究人员争取之对象，并引领了一场全新的遗传学革命。在食品安全方面，这项科技有望帮助我们更好地管理作物品种，让作物更加健康强健，同时也可能解决一些历史上的营养缺陷问题；在农业上则有助于培育耐旱耐寒、抵抗病虫害等优良作物品种。而对于人类来说，则意味着可能会出现一种针对特定遗传突变进行治疗的手段，即“剔除”导致某些遗伝性疾病的情绪状态，使得这些疾病变得可治愈或至少得到有效控制。
