普林斯頓大學(xué)于1922年在休斯托特泰勒爵士的指導(dǎo)下開設(shè)了第一期化學(xué)工程課程。該部門于2010年7月1日正式成為化學(xué)和生物工程，出國留學(xué)網(wǎng)接下來將為您詳細(xì)介紹本科和研究生課程內(nèi)容及研究領(lǐng)域。
一、關(guān)于我們
普林斯頓大學(xué)化學(xué)與生物工程系的使命是：提供最高質(zhì)量的教育和研究計(jì)劃，為學(xué)生在化學(xué)、生物化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)和材料行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)崗位做好準(zhǔn)備； 學(xué)術(shù)界和政府實(shí)驗(yàn)室。通過研究和獎(jiǎng)學(xué)金方面的知識(shí)領(lǐng)導(dǎo)，幫助確定現(xiàn)代化學(xué)和生物工程領(lǐng)域的知識(shí)前沿。通過完成刺激新技術(shù)發(fā)展的研究，為國家的技術(shù)領(lǐng)先做出貢獻(xiàn)。
普林斯頓化學(xué)工程的第一個(gè)博士學(xué)位于1948年頒發(fā)。為了表彰生物技術(shù)在化學(xué)工程學(xué)科和我們系的研究和課程中日益重要的作用，2010年中期，我們的部門由18名教師和3名相關(guān)教師，97名研究生，120名本科生和32名研究和技術(shù)人員組成，其中包括博士后。這個(gè)小組共同組成了一個(gè)充滿活力和充滿活力的研究人員，教師和學(xué)者社區(qū)。
我們十分歡迎來到普林斯頓大學(xué)化學(xué)與生物工程系。我們部門的研究由一群杰出而多樣化的教師組成，他們的領(lǐng)域涵蓋應(yīng)用和計(jì)算數(shù)學(xué)，生物化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程，環(huán)境和能源科學(xué)與技術(shù)，材料科學(xué)與工程，熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)以及運(yùn)輸現(xiàn)象。有關(guān)當(dāng)前研究項(xiàng)目的信息最好在各個(gè)教師頁面以及教師研究組頁面中包含的鏈接中找到。
我們的學(xué)生是我們的首要任務(wù)。普林斯頓大學(xué)繼續(xù)其傳統(tǒng)，作為一個(gè)機(jī)構(gòu)，高質(zhì)量的教學(xué)與定義知識(shí)前沿的世界級(jí)研究愉快地共存?；瘜W(xué)和生物工程尤其如此，我們的教師學(xué)者同時(shí)包括獲得國家和國際杰出研究成果的獲獎(jiǎng)?wù)?，以及屢獲殊榮的教師。我們鼓勵(lì)您訪問本科和研究生頁面，以了解有關(guān)我們計(jì)劃的更多信息。
二、本科課程介紹
歡迎來到污染控制、制藥、半導(dǎo)體、粘合劑、生物聚合物、人造腎、煉油廠、太陽能電池板和陶瓷領(lǐng)域?qū)W習(xí)。化學(xué)工程是工程的一個(gè)分支，涉及用于開發(fā)和制造這些和許多其他產(chǎn)品的化學(xué)和物理過程?；瘜W(xué)工程將物理學(xué)、數(shù)學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)的基本原理應(yīng)用于化學(xué)和生物化學(xué)過程。雖然化學(xué)家可能會(huì)在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)一種新的化合物，但這種化合物只不過是一種實(shí)驗(yàn)室的好奇心，除非化學(xué)工程師利用他或她的知識(shí)量化、擴(kuò)大、測試和生產(chǎn)該化合物作為最終產(chǎn)品。
化學(xué)工程在物質(zhì)結(jié)構(gòu)和分子轉(zhuǎn)化方面有著深厚的根基； 從分子尺度（例如，用于藥物控制釋放的生物相容性聚合物的設(shè)計(jì)和合成）到全球范圍（例如測量和模擬氣候變化的化學(xué)）?；瘜W(xué)工程師為現(xiàn)代工業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施做出了貢獻(xiàn)，如石油加工、制藥和化學(xué)制造、食品加工和塑料制造。
每個(gè)化學(xué)工程本科生都可以在一般的要求框架內(nèi)制定反映其愿望和興趣的學(xué)術(shù)計(jì)劃。該系擁有強(qiáng)大的核心課程，輔以重要新興領(lǐng)域的選修課，如生物工程和納米技術(shù)。該計(jì)劃的深度和靈活性為工程實(shí)踐或工程、科學(xué)、商業(yè)，法律或醫(yī)學(xué)研究生學(xué)習(xí)提供了良好的背景。
為什么要在普林斯頓學(xué)習(xí)化學(xué)和生物工程？
普林斯頓大學(xué)在研究型大學(xué)中具有獨(dú)特的規(guī)模，主要關(guān)注藝術(shù)，科學(xué)和工程學(xué)。其文化和智力多樣化的教師，學(xué)生和教職員工來自國家和世界各地，相互學(xué)習(xí)，利用它匯集的非凡教育資源來支持教學(xué)和研究，并在個(gè)人和集體中參與知識(shí)的保存，傳播和發(fā)現(xiàn)。
普林斯頓大學(xué)的本科生比例相對(duì)較高，也是主要研究型大學(xué)中的佼佼者。作為一所本科學(xué)院，普林斯頓大學(xué)旨在招收具有特殊承諾和各種才能的學(xué)生，并為他們提供一個(gè)在智力和個(gè)人方面成長的環(huán)境； 一個(gè)獨(dú)特的課程，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的獨(dú)立工作和與教師的直接智力接觸； 廣泛的課外機(jī)會(huì)； 以及在多元化校園社區(qū)生活的經(jīng)歷， （摘自大學(xué)使命宣言）。
三、研究生課程介紹
普林斯頓大學(xué)的化學(xué)工程課程是該大學(xué)研究生教育和科學(xué)研究的杰出傳統(tǒng)的一部分。普林斯頓大學(xué)的正式研究生課程始于1869年，當(dāng)時(shí)有三項(xiàng)研究金成立。1900年，研究生院在大學(xué)內(nèi)正式包租，12年后，美國第一所住院研究生院就致力于此。
1930年，休·斯托特·泰勒爵士幫助建立了化學(xué)工程系，該系在1934年與化學(xué)系分離，并獲得了第一個(gè)博士學(xué)位。幾十年來，該部門的領(lǐng)導(dǎo)者已經(jīng)達(dá)到國際地位：Joseph C. Elgin從事液萃取研究，Richard H. Wilhelm負(fù)責(zé)化學(xué)反應(yīng)器分析，Leon Lapidus將現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)工程問題， William R. Schowalter對(duì)非牛頓流體力學(xué)的貢獻(xiàn)，William B. Russel對(duì)膠體分散體的研究，以及Pablo G. Debenedetti對(duì)亞穩(wěn)態(tài)液體的理解。認(rèn)識(shí)到生物技術(shù)在化學(xué)工程學(xué)科和我們部門的研究和課程中日益重要的作用。
由化學(xué)和生物工程系的教師指導(dǎo)的研究繼續(xù)探索和建立與現(xiàn)代工業(yè)乃至我們的世界所面臨的技術(shù)和社會(huì)挑戰(zhàn)相關(guān)的工程科學(xué)基礎(chǔ)。研究課題包括從應(yīng)用到基礎(chǔ)，從尖端實(shí)驗(yàn)到優(yōu)雅嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚?，再到?fù)雜的分子模擬。通過主要專業(yè)學(xué)會(huì)的現(xiàn)有教師，包括美國化學(xué)工程師學(xué)會(huì)，獲得了重要的研究進(jìn)展。美國化學(xué)會(huì)； 流變學(xué)會(huì)，美國陶瓷學(xué)會(huì)； 工業(yè)和應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)； 美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)； 和美國物理學(xué)會(huì)?，F(xiàn)有教師包括國家工程院的四名成員； 國家科學(xué)基金會(huì)的十位總統(tǒng)，NSF和CAREER獲獎(jiǎng)?wù)撸?帕卡德研究員； 兩位古根海姆研究員； 德雷福斯基金會(huì)的三位新教師和教師獎(jiǎng)學(xué)金獲得者； 兩位Bodossaki基金會(huì)學(xué)術(shù)獲獎(jiǎng)?wù)撸?和美國藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院的四名成員。兩位Bodossaki基金會(huì)學(xué)術(shù)獲獎(jiǎng)?wù)撸?和美國藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院的四名成員。兩位Bodossaki基金會(huì)學(xué)術(shù)獲獎(jiǎng)?wù)撸?和美國藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院的四名成員。
我們的使命是通過開展定義我們領(lǐng)域知識(shí)前沿的研究來教育化學(xué)和生物工程領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。我們?yōu)榛瘜W(xué)工程師在學(xué)術(shù)，政府和行業(yè)的教學(xué)，研究和開發(fā)以及管理方面做好準(zhǔn)備。在世界一流的研究和獎(jiǎng)學(xué)金的基礎(chǔ)上，普林斯頓化學(xué)和生物工程系的特殊優(yōu)勢包括我們的學(xué)生與教師的比例很小，確保在研究生學(xué)習(xí)期間獲得真正的指導(dǎo)； 普林斯頓大學(xué)其他部門統(tǒng)一強(qiáng)大的部門，促進(jìn)各種互利的研究合作和我們的位置，在美國最集中的化學(xué)和制藥工業(yè)研究實(shí)驗(yàn)室。
四、化學(xué)與生物工程研究領(lǐng)域
普林斯頓大學(xué)的化學(xué)和生物工程系擁有非常廣泛的研究領(lǐng)域。研究項(xiàng)目的一些例子是隱形眼鏡的聚合物技術(shù)的應(yīng)用，不確定性下的生產(chǎn)優(yōu)化，器官組織的結(jié)構(gòu)，開發(fā)新的電池單元以及過冷液體的行為。這些項(xiàng)目具有廣泛的醫(yī)學(xué)研究應(yīng)用，能源問題的潛在解決方案以及更好的肥皂的開發(fā)，僅舉幾例。
研究項(xiàng)目包括設(shè)在工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的計(jì)算實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室，Lewis-Sigler綜合基因組學(xué)研究所和普林斯頓材料科學(xué)與技術(shù)研究所我們的研究經(jīng)常是跨學(xué)科的，涉及各個(gè)部門，包括化學(xué)、分子生物學(xué)和應(yīng)用與計(jì)算數(shù)學(xué)。
研究領(lǐng)域包括：
1.應(yīng)用與計(jì)算數(shù)學(xué)
建模和計(jì)算是科學(xué)研究的重要組成部分，理論、模擬和計(jì)算機(jī)輔助分析用于理解和設(shè)計(jì)從分子到整個(gè)化學(xué)工廠的各種空間和時(shí)間范圍內(nèi)的現(xiàn)象。高性能科學(xué)計(jì)算的持續(xù)爆炸，加上計(jì)算統(tǒng)計(jì)力學(xué)，生物信息學(xué)，多尺度建模和不確定性量化問題的算法開發(fā)的驚人進(jìn)步，改變了建模師在現(xiàn)代化學(xué)工程中的作用。
在該部門內(nèi)，開創(chuàng)性的計(jì)算和算法開發(fā)研究發(fā)生在以下幾個(gè)領(lǐng)域：蛋白質(zhì)折疊系統(tǒng)計(jì)算方法的發(fā)展，統(tǒng)計(jì)力學(xué)中新型計(jì)算集合的發(fā)展以及玻璃態(tài)景觀和動(dòng)力學(xué)的探索，多相流的粗?；匠淌胶退鼈兊男麻]合的發(fā)展，多尺度/復(fù)雜系統(tǒng)的粗糙，無方程計(jì)算的發(fā)展以及發(fā)展生物學(xué)中動(dòng)態(tài)，非線性模式形成的探索。該大學(xué)包含一個(gè)充滿活力，開放和協(xié)作的建模/計(jì)算研究人員社區(qū)，并跨學(xué)科應(yīng)用數(shù)學(xué)家（另見應(yīng)用和計(jì)算數(shù)學(xué)專業(yè)）。
2.生物工程
普林斯頓化學(xué)和生物工程系的生物工程研究涉及許多長度尺度，從構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸到整個(gè)生物體。該部門的實(shí)驗(yàn)研究是在幾個(gè)生命系統(tǒng)上進(jìn)行的，包括細(xì)菌，哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和蒼蠅。該部門的研究人員采用遺傳和分子生物學(xué)方法來實(shí)現(xiàn)諸如新療法和生物傳感器的發(fā)現(xiàn)和工程以及理解組織形成和發(fā)育中的信號(hào)傳導(dǎo)和模式形成等目標(biāo)。化學(xué)工程的生物工程研究與該部門的材料研究密切相關(guān)。我們的部門還擁有強(qiáng)大的定量和計(jì)算組件，并構(gòu)成與其他人合作的核心核心 進(jìn)行生命系統(tǒng)定量分析的小組。
3.環(huán)境與能源科學(xué)與技術(shù)
以高效和環(huán)保的方式提供世界人口的能源是世界人口為21的一大挑戰(zhàn)圣世紀(jì)?；瘜W(xué)工程是開發(fā)能源的核心，包括：改進(jìn)石油精煉，生物燃料的生產(chǎn)和精煉，煤氣化和潔凈煤技術(shù)，以及包括燃料電池在內(nèi)的氫能技術(shù)。與開發(fā)新能源的努力并行的是清潔環(huán)境的技術(shù)?；瘜W(xué)工程在發(fā)電廠和汽車的清潔空氣技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位，并且正在引領(lǐng)溫室氣體減排和封存技術(shù)的發(fā)展。
4.材料合成，加工，結(jié)構(gòu)和性能
材料工程同時(shí)與人類歷史（青銅時(shí)代，鐵器時(shí)代，硅時(shí)代）一樣古老，以及今天隨著最近的發(fā)展而爆炸的領(lǐng)域，因?yàn)槲覀儷@得納米尺度的結(jié)構(gòu)控制，或進(jìn)入合成和生物材料界面。在普林斯頓大學(xué)，材料研究是一項(xiàng)廣泛的工作，涉及許多科學(xué)和工程系，以及跨部門的普林斯頓材料科學(xué)與技術(shù)研究所。在化學(xué)工程中，特定的強(qiáng)度和興趣領(lǐng)域包括有機(jī)材料（聚合物和小分子），膠體分散體和納米顆粒，陶瓷和玻璃以及生物材料。我們發(fā)明的應(yīng)用范圍從大面積電子設(shè)備到輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，到具有定制流動(dòng)特性的流體，再到新型藥物輸送車輛。
5.過程工程與科學(xué)
過程工程是化學(xué)工程的一個(gè)分支，致力于化學(xué)或制造過程的設(shè)計(jì)，合成和操作，其中原材料被轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。化學(xué)工程師開發(fā)新工藝或修改現(xiàn)有工藝以優(yōu)化設(shè)施； 降低成本或最大化利潤； 改善靈活性，可靠性，能源效率和安全性方面的運(yùn)營； 并確保質(zhì)量控制和解決環(huán)境影響。這些目標(biāo)是通過建模和系統(tǒng)分析工業(yè)過程來實(shí)現(xiàn)的。普林斯頓的工藝工程研究包括設(shè)計(jì)新發(fā)電廠的項(xiàng)目； 使用新穎的混合整數(shù)非線性優(yōu)化和確定性全局優(yōu)化框架的計(jì)算方法，其中離散和連續(xù)決策被明確地建模用于過程設(shè)計(jì)，綜合，調(diào)度和規(guī)劃應(yīng)用； 并努力發(fā)展對(duì)化學(xué)反應(yīng)器動(dòng)力學(xué)中不穩(wěn)定性和振蕩等現(xiàn)象的時(shí)間依賴性行為的基本理解，以及流體流動(dòng)中湍流和模式形成的過渡。
6.熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)力學(xué)
熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)在普林斯頓化學(xué)工程系有著悠久而卓越的研究傳統(tǒng)。重點(diǎn)是基本問題，采用了各種技術(shù)，從最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)模擬算法到優(yōu)雅的鉛筆紙”方法。目前正在研究的問題包括軟凝聚物中的自組裝，離子系統(tǒng)的臨界性，速率常數(shù)理論，材料的多尺度模擬，量子化學(xué)在極端條件下研究材料失效機(jī)理的應(yīng)用，異質(zhì)材料結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)表征，復(fù)合材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)，蛋白質(zhì)折疊的全局優(yōu)化應(yīng)用，過冷液體理論和玻璃化轉(zhuǎn)變。
7.運(yùn)輸現(xiàn)象
動(dòng)量，質(zhì)量和熱量的傳輸在各種生物，技術(shù)和自然過程中起著重要作用。運(yùn)輸與其他物理和化學(xué)過程的相互作用導(dǎo)致在各種尺度上的迷人結(jié)構(gòu)，例如形態(tài)發(fā)生，納米顆粒的合成，納米和微尺度結(jié)構(gòu)的形成，多孔結(jié)構(gòu)的老化和損壞以及單一/多相流。在我們的部門內(nèi)，正在進(jìn)行一些開創(chuàng)性的實(shí)驗(yàn)，理論和計(jì)算研究項(xiàng)目，探索和利用運(yùn)輸過程：
實(shí)驗(yàn)和定量模型研究形態(tài)發(fā)生素梯度在發(fā)育中的模式形成中的作用，使用發(fā)育中的玫瑰花卵中的濾泡上皮的背腹圖案作為模型系統(tǒng)。膠體分散體和聚合物薄膜加工的實(shí)驗(yàn)和建模研究，這些研究是從乳膠分散體的不滲透涂層形成到光子晶體制造等各種重要技術(shù)的核心，特別關(guān)注表面的迷人相互作用張力，電場，粒子間力，彈性和粘性應(yīng)力，可用于在定向干燥中產(chǎn)生平行裂縫，硅晶片之間的聚合物薄膜中的周期性柱狀陣列，以及膠體凝膠的延遲但突然的崩潰。
通過電流體動(dòng)力學(xué)輔助錐形噴射印刷產(chǎn)生納米級(jí)圖案和自修復(fù)材料的膠體圖案化的實(shí)驗(yàn)和建模研究。多孔材料（如混凝土和石頭）低滲透率的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算研究，在這些材料的耐久性和霜凍損害中起著重要作用，重點(diǎn)是開發(fā)和應(yīng)用基于孔隙力學(xué)的技術(shù)來測量極低的滲透率，分子水平理解納米孔隙中液體的異常特性，這些特性有助于通過多孔材料實(shí)現(xiàn)極低的滲透性和冰枝晶的成核和傳播。
實(shí)驗(yàn)和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)研究在毫秒時(shí)間尺度內(nèi)混合溶劑和反溶劑流以操縱超變換水平，引發(fā)均勻成核和最終形成具有窄且受控尺寸分布的納米顆粒。
關(guān)于流體，固體和流體，流體多相流和粉末流動(dòng)的理論和計(jì)算研究，特別關(guān)注導(dǎo)致不均勻結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，粗粒度不均勻性的粗粒度運(yùn)動(dòng)方程的制定和本構(gòu)模型的發(fā)展。研究有機(jī)蒸氣噴射印刷，直接將有機(jī)半導(dǎo)體圖案化為微米分辨率的基板，大氣壓下的蒸汽射流，以及聚合物電解質(zhì)膜燃料電池中的氣液多相傳輸。計(jì)算研究和實(shí)驗(yàn)研究單晶，微復(fù)合材料和微型可尋找催化表面上的時(shí)空模式形成，這是由反應(yīng)，擴(kuò)散和熱效應(yīng)的相互作用產(chǎn)生的。
研究納米結(jié)構(gòu)和締合聚合物（例如嵌段共聚物和離聚物）的剪切和拉伸流變學(xué)，并使用受控流動(dòng)以實(shí)現(xiàn)薄膜中嵌段共聚物納米域的排列。
普林斯頓大學(xué)