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随着21世纪知识经济的发展和我国进入WTO，化学及其相关产业面临许多新的机遇和挑战。高新技术的发展对新型功能性化学品提出了更高的要求，可持续发展战略的实施对环境、能源、资源等提出了许多亟待解决的课题。在日益激烈的市场竞争中，从分子水平上设计和制造新物质、新型功能材料的研制和开发、传统工业过程的改造等课题对人才的知识和能力结构提出了新的需求。
专业培养：为了培养适应新形势的高素质复合型专业人才，天津大学化工学院和南开大学化学学院在教育部和两校紧密合作办学工作组的关怀和支持下，集成各自的优势和特长，成立了“分子科学与工程”专业。本专业在全国范围内招生，天津大学化工学院和南开大学化学学院各招生30名，共同培养，毕业时由两校共同授予学位。两个学院将精心制定人才培养方案和教学计划，选派优秀的主讲教师授课，提供最好的实践教学条件，实施有利于创新人才培养的教学管理模式。
专业特色：发挥优势：即结合天津大学化工学科的优势和南开大学化学学科的优势；突出创新：该专业既不同于传统的化学、化工类专业，更非化学与化工专业的简单加和，它注重用分子层次的理论和知识解决化学以及相关的环境、材料和生命科学的问题，同时立足于国家亟待发展的功能性化学新产品研究、开发与产业化的需求，优化化学与化工教学内容，增添新的交叉学科知识；培养高层次人才：即培养适应国家发展需要的，具有良好人文素质和宽广深厚的化学、化工基础，具有较强的创新意识、基础科学研究能力和功能性化学新产品研发与产业化能力，德、智、体、美全面发展的复合型高素质人才。
名师荟萃：天津大学化工学院和南开大学化学学院均是两校最具优势和影响力的学院，拥有两院院士8名，国家杰出青年基金获得者19人，教育部长江学者特聘教授12人，长江学者讲座教授2人，教授和博士生导师156人。
科研平台：拥有国家重点实验室3个，国家工程中心3个，国家一级重点学科2个，国家级基础科学人才培养基地1个，国家级实验教学示范中心2个，教学、科研实力非常雄厚。
考研就业：学生毕业后具有广泛的适应性，可到相关行业或部门从事科研、教学、开发、设计、管理等工作。同时，本专业学生将以较高比例进入研究生阶段深造，主要从事科学研究与新技术开发工作。