神奇的“点金术”
石英砂的“现代点金术”
石英砂是一种非金属矿物质，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2。在加热的反应条件下二氧化硅可以与单质碳发生还原反应而获得纯度为98 ~ 99 %的粗硅产品。然后经过进一步的还原和纯化反应，可以获取含有微量杂质的高纯多晶硅。
由于单晶硅和多晶硅有着很大的区别，所以由高纯多晶硅到高纯单晶硅的转化是十分必要的。其主要区别在于，当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成众多晶核，如果晶核生长成晶面取向相同的晶粒，则形成单晶硅。如果晶核长成晶面取向不同的晶粒，则形成多晶硅。二者在物理性质方面有着很大的差异。例如在力学性质、电学性质等方面，多晶硅均不如单晶硅。单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了，一般的半导体器件要求硅的纯度六个9以上。大规模集成电路的要求更高，硅的纯度必须达到九个9。
正是基于以上的特殊性能使得单晶硅成为电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中重要的基本材料。从多晶硅到高纯单晶硅的转变则需要先进的科学技术和完整的工艺流程。正是由于其很高的技术门槛，才使得二者在价格方面有了巨大的差异，单晶硅的价格大约在1600 ~ 4000元/ kg 的范围之内。由最初的看似普通的石英砂到具有很高价值的单晶硅，其根本的原因在于高新技术的一系列应用，其过程很好的阐释了现代点金术的巨大魔力。
从紫杉树提取紫杉醇
紫杉醇，是一种具有紫杉烷独特骨架的二萜类有机化合物，由于其良好的抗癌活性和独特的作用机制而广受关注。最早是由美国化学家Wani 和Wall于1971年从太平洋红豆杉的树皮中提取到的一种具有抗肿瘤活性的物质。它本身具有独特的抗癌机制，其作用位点为有丝分裂和细胞周期中至关重要的微管蛋白。紫杉醇能促进微管蛋白聚合而形成稳定的微管，并抑制微管的解聚，从而抑制细胞的有丝分裂，最终导致癌细胞的死亡。紫杉醇1992年12月被美国FDA批准用于治疗晚期卵巢癌。1994年，批准用于治疗转移性乳腺癌。紫杉醇是目前国际公认的疗效显著的抗肿瘤药物之一。正是其独特的抗癌活性，其价格也是不菲。
紫杉醇的来源最初以天然提取为主，主要是从由红豆杉属植物的树皮中分离得到。红豆杉植物是生长极为缓慢的乔木或灌木，其树皮中紫杉醇的含量平均为万分之一点五，从中提取紫杉醇的收率大约为万分之一。 树皮经过粉碎，萃取等一系列的化学处理，可以从中获取含有紫杉醇的提取物。然后去除胶质除去提取物中的胶质杂质以及进一步的离纯化精制，其中涉及很多不同的方法，如柱层析法，薄层色谱法以及化学反应法等，就可以得到高纯的紫杉醇。其可以作为生产抗癌药物的原料，深加工的化学以及药物制备的过程富含很高的技术含量。但整个过程仍然包含了现代点击术的思想和精髓，即由看似普通的红豆杉树皮经过一系列的加工，采用先进的化学或者药物制备技术而获得具有高附加值和巨大价值的抗癌药物，大大延长了癌症患者的生命，为人类的健康做出了巨大的贡献。
废弃电子主板的“点灰成金”
利用“点灰成金”的思路，进门时还是一堆堆废电路板或是废弃电脑，出门时就变成了金条，这不是在做梦，而是现实。例如，上海首家专业电子废弃物处理厂，“吃”的是电子垃圾，“吐”出的却是金、铂、银等宝贝，并几乎不产生噪声、灰尘和污水，而其设计年处理量将达到1万吨。
对废弃电子主板的“点灰成金”可分为以下三步曲：旧电脑先是在室内仓库里被分选出来进行人工分拆，之后金属机壳回收，显示器单独处理，主板等电路板进入第二关——在物理车间破碎为1 mm左右的微粒，一些铁制的成分，在传送带上就被磁铁先行分离；第三关——是化学车间的“点灰成金”，在强酸、电解、高温等作用下，微粒中的金、铂、银、钯等贵重金属被分门别类提炼出来，做成金条、含银液体等。据悉，1吨电子板卡可分离出286磅铜（Cu）、1磅金（Au）和44磅锡（Sn）。
美钞竟是用“垃圾”制造的
美钞竟是用“垃圾”制造的，这是“垃圾”利用的典型例子。1979年，美国政府决定由财政部向全国发出通告，希望造纸厂前去投标，供应制造美钞的专用纸。中标的是一家名不见经传、小得不能再小的克兰造纸公司。这家公司所造纸张价格低廉，且纸型光洁，厚薄均匀，坚固耐磨，受潮不变形。在以后十多年中，美国政府几次想用更好的纸代替，但克兰造纸公司却稳操胜券，独揽合同。
这家公司造纸原料来自两个途径：一是纺织行业的纱头碎布、纤维尖屑和废弃的丝团垃圾，二是美国家庭丢弃垃圾中的破旧衣物，该公司收集后予以处理利用。
美国自由女神像翻修时的垃圾妙用
美国的自由女神是一个标志性的建筑，一次女神铜像翻新后，现场留下2000多吨垃圾，必须清除，而垃圾场又远离现场，因此许多人不愿意承揽这项业务，认为利润不大。而一个叫斯塔克的人却积极承包了这项处理垃圾的工作，他并不是把垃圾运到很远的垃圾场去，而是就地将废料分类，制成与女神铜像有关的纪念品。比如，将废铜铸成纪念币，将水泥块制成精美的小石碑，将碎木土等也包装放在精致的盒子里。这样，借助女神像在人们心目中的声望而赋予这些垃圾身价倍增。所制成的纪念品十分畅销，斯塔克因此大发其财。
生物技术用“绿金”替代“黑金”
石油为不可再生资源，石油的生成至少需要200万年的时间，在现今已发现的油藏中，时间最老的达5亿年之久。有些石油是在侏罗纪生成。在地球不断演化的漫长历史过程中，有一些“特殊”时期，如古生代和中生代，大量的植物和动物死亡后，构成其身体的有机物质不断分解，与泥沙或碳酸质沉淀物等物质混合组成沉积层。由于沉积物不断地堆积加厚，导致温度和压力上升，随着这种过程的不断进行，沉积层变为沉积岩，进而形成沉积盆地，这就为石油的生成提供了基本的地质环境。
石油工业是经济发展的血液，但是，石油属于不可再生资源。我们可以选择一些植物，如麻风树、桔杆、甘蔗渣杆等，提取其生物柴油，来代替当前使用的石油和柴油等不可再生资源。研究发现，麻风树种子含油量可达60 %，一亩地最高可产100 kg植物油。
先进垃圾焚烧发电技术“点废（垃圾）成金”
废纸、旧物、残渣，居民日常生活产生的生活垃圾在科技的“点化”下，会经历怎样的华丽变身？通过垃圾焚烧发电技术，可将人人嫌弃的恶臭垃圾变为人们日常生活所需的电力。
垃圾焚烧发电是近30年发展起来的新技术，特别是20世纪70年代以来，由于资源和能源危机的影响，发达国家对垃圾采取了“资源化”方针，垃圾处理不断向“资源化”发展，垃圾电站在发达国家迅猛发展。最先利用垃圾发电的是德国和美国。1965年，西德就已建有垃圾焚烧炉7台，垃圾焚烧量每年达7.8吨，垃圾发电受益人口为245万；到1985年，垃圾焚烧炉已增至46台，垃圾年焚烧量为8 106吨，可向2120万人供电，受益人口占总人口的34.3 %。法国共有垃圾焚烧炉约300台，可以烧掉40 %的城市垃圾。目前，法国首都已建有一个较完善的垃圾处理系统，有4个垃圾焚烧厂，处理垃圾已超过170万吨/年，产生相当于20万吨石油能源的蒸气，供巴黎市使用。美国自80年代起投资70亿美元，兴建90座垃圾焚烧厂，年处理垃圾总能力达到3000万吨，90年代将新建402座垃圾焚烧厂；90年代初，美国垃圾焚烧发电占总垃圾处理量的18%。在美国的底特律市拥有世界上最大的日处理垃圾4000吨的垃圾发电厂。日本城市垃圾焚烧发电技术发展很快，1989年焚烧处理的比例已占总量的73.9 %，90年代将升至84%。
本文摘编自涂铭旌、孟江平著《创造发明的思路、方法及路径》第5章，内容有删减。
创造发明的思路、方法及路径
陈懿涂铭旌、孟江平 著
北京：科学出版社，2016.10
ISBN 978-7-03-050121-9
在多年来的教学科研中，笔者潜心研究，结合自身科研经历，凝练出一系列创造发明的思路、方法及路径：如“一支铅笔·一张纸·一块橡皮”创造发明思维的简易训练方法、科技创新思维三角形、“少人区”“无人区”科技谋略、孙子兵法与科技竞争谋略、从“点石成金”到现代点金术等，并在多年的人才培养和科学研究等方面一直践行这些创造发明的方法，取得了良好的效果。通过多年积累，现将一些创造发明的方法、思考整理成书，希望这些创造发明方法能够对广大读者起到启迪和方法论作用。
《创造发明的思路、方法及路径》包括：（1）创造发明的思路、方法及路径：创造发明的思路与方法、科技创新思维三角形、“少人区”“无人区”科技谋略、孙子兵法与科技竞争谋略、从“点石成金”到现代点金术、从美学的角度看科学与艺术。（2）运用所提出的创造发明的方法进行科技创新的案例：中医药材的交叉学科研究、医学的多学科交叉、融合与创新。（3）创新型人才培养与创造发明密不可分，高等教育应努力培养学生不断创新的实践能力——创造力，这也是教育服务于社会主义现代化建设的需要。因此，创新型人才培养的思路、方法及路径主要介绍创造发明的思路、方法及路径在创新人才培养方面的作用和意义。
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