近年来，随着全球能源结构转型和可持续发展需求升级，化学工艺与材料学在清洁能源开发、资源高效利用及环境友好技术领域展现出显著的应用价值。中科院过程工程研究所作为该领域的重要研究机构，其化学工程与生物化工方向的研究聚焦于多尺度过程设计与智能调控，尤其在微反应器技术、生物基材料合成、工业过程强化等方面形成特色研究方向。

在化学工艺材料学交叉领域，研究所近年取得突破性进展。以熔盐体系催化材料为例，团队通过原位表征技术揭示了Fe基纳米颗粒在碳酸锌制备中的动态演变规律，开发出具有自主知识产权的连续流熔盐反应器，使锌基负极材料比容量提升至2000mAh/g（2023年《Advanced Energy Materials》），该成果被纳入国家新能源汽车动力电池产业技术路线图。在光催化材料开发方面，基于密度泛函理论计算指导的g-C₃N₄异质结构建策略，成功将太阳能转化效率提升至12.7%，相关技术已实现中试放大（2023年《Nature Communications》）。

化学工程学科方向突出过程系统优化与智能控制技术融合创新。针对传统石化分离过程能耗高的问题，研究所构建了"数字孪生-强化传质"耦合模型，在丙烷脱氢（PDH）装置中应用后，能量强度降低38%，装置综合收益提升2.1亿元/年（2023年《Chemical Engineering Journal》）。在生物化工领域，基于CRISPR-Cas12a的工业菌株定向进化技术取得突破，将大肠杆菌生物降解聚乳酸（PLA）的速率常数k提升至0.82h⁻¹（较传统方法提高5倍），相关专利已进入PCT阶段。

值得关注的是，研究所近年来在多相流传递过程、生物反应器微尺度模拟等基础研究领域持续发力。采用飞秒激光显微技术揭示了微通道内气泡-液膜界面动态断裂机制，建立了首个考虑界面张力张量的气液传质模型，该成果被选为2023年国际化学工程大会主题报告。在生物制造方向，开发出基于群体感应阻遏的工程菌株"工厂"，实现青蒿素生物合成过程98%的碳源转化率，单罐产能突破50吨/年。

备考过程中需重点把握三个维度：一是跟踪"十四五"规划中重点突破的绿色化学工艺（如CO₂资源化、离子液体催化体系）、智能制造（如数字孪生工艺优化）、生物制造（如合成生物学代谢通路重构）三大领域；二是深入理解过程系统工程方法论，掌握从分子设计到工厂集成的全链条研究范式；三是关注研究所近年承担的国家重点研发计划（如"智能化工过程与装备"专项）和重大科技基础设施（如过程模拟与放大国家工程实验室）相关成果。

建议考生重点研读2021-2023年间发表于《AIChE Journal》《Bioresource Technology》《ACS Catalysis》等顶刊的系列论文，特别是通讯作者为研究所研究员的综述文章。同时需关注与清华大学、中国科技大学等联合实验室的交叉研究成果，以及与中石化、宁德时代等企业的产学研合作项目。备考策略应注重"理论深度+工程思维"双轮驱动，在强化传质、反应器设计、过程优化等核心课程基础上，加强计算化学模拟（如DFT、COSMO-RS）、过程系统建模（如Aspen Plus自定义模块开发）、生物信息学分析（如KEGG代谢通路挖掘）等交叉技能训练。

对于面试准备，建议重点梳理研究所近三年在《Nature》《Science》子刊发表的突破性成果，特别是涉及国家重大战略需求的研究方向。例如2023年发表于《Science Advances》的"基于机器学习的化工过程故障诊断系统"，以及入选"中国十大科技进展"的"万吨级生物基尼龙连续合成技术"。同时需关注国际动态，如美国能源部"氢能技术2030"计划、欧盟"关键原材料2030"战略中与中国研究的关联点，展现全球视野下的学术洞察力。

最后需强调，研究所对跨学科研究能力要求日益增强，建议考生在传统化工知识体系基础上，补充人工智能（如工艺优化中的强化学习算法）、材料基因组（高通量催化剂筛选）、合成生物学（人工细胞工厂构建）等前沿领域知识。备考资料除参考书籍外，应重点收集研究所官网发布的年度研究总结、研究生招生目录中新增的"智能化工过程"等方向说明，以及近三年博士录取学生的论文题目和导师研究方向，形成精准备考指南。