纳米技术的用处范文

导语：如何才能写好一篇纳米技术的用处，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】纳米纤维；纳米塑料；纳米技术发展

1 引言

目前，我们主要朝着两个方向来发展纳米技术，他们分别是开发新材料，如巴基球以及纳米管等等，和运用新科技来减少现在正在使用的材料，例如金属氧化物的用量等等。一些含有氟聚合物和特种复合材料中已经慢慢运用到了碳纳米管，除此以外，钛白粉和粘土以及SiO2等之中也运用到了纳米技术。纳米氧化物和材料、纳米粘土以及碳纳米管市场都是纳米材料市场的组成部分。德固萨公司是一家以生产先进的纳米氧化铈、氧化铟以及氧化锌为名的公司，它在2004年到2008年之间投资在纳米研究领域有2500万美元。密歇根大学目前正在跟比较前沿的巴斯夫公司合作，研究开发纳米立方体。这种立方体在中压时可以吸附氢气，在释放压力时又可以放出氢气，它是由含有苯和本基因有机体以及氧化锌分子组合而成的多孔结构。其实，目前已经有多家公司开始从事聚合物纳米技术的研究，并且还出产了许多商业化产品。

2 化工中如何运用纳米技术

2.1 开发运用碳纳米管

运用碳纳米管，我们可以制成储气能力极强的储氢材料，然后将它运用于燃料电池等领域。除此外，碳纳米管还可以制成具备高强度的碳Z-T-维材料以及将它作为增强填料形成各种复合材料。如果再大气中制取因，则可以大大地降低费用，这是日本丰桥（Toyohashi）技术科学大学与Futaba公司以及Tokai碳素公司联合开发研究出来的新方法。如果用200-300A的20V直流电在两个石墨电极之间，便会产生电弧，在这种情况下，阳极是不断地消耗的，在4000-10 000K下快速蒸发时候，电弧喷射便产生了。如果将电弧喷射快速急冷，让它到冷却板上，我们就可以得到纳米碳颗粒了，这种产物越有30%纳米管[3]和约70%碳颗粒凝聚体。碳纳米管可以用于生产高性能塑料的蓄电池、燃料电池电极材料以及电子元件和增强材料，目前，世界上拥有着最大规模的碳纳米管生产装置的公司就是日本三井化学公司，它的生产能力为120t/d 。美国西南纳米技术公司和大陆菲利普斯合作，它们的目标市场之一是应用于塑料参混物，现在正在不断加快低成本碳纳米管的商业化步伐。美国公司zeyo第一次提出了大大提高材料的导电和力学性能，可用于改性聚氨酯的单壁碳纳米管和多壁碳纳米管添加剂产品。我国的碳纳米管技术也是列于世界前位的，目前我国清华南风纳米粉体技术产业化啊工程中心的碳纳米管批量生产技术在国际上是最高的。

2.2 纳米催化剂

根据商务通讯公司的报道，在全球，纳米催化剂的市场资金将会越来越多，应用领域也将会越来越大，其包含有炼油和石化行业、化学和医药领域、食品加工和环保领域等等。纳米的催化性能以及吸附能得到了不断增强，这是由于纳米的表面积不断增大以及纳米微粒粒径不断减小的后果，除此之外，正是由于这些独特的效应，使得一些原来不能反应的能够进行反应了，而且也使得能反应的反应效率得到提高，有效地控制了反应效率。瑞士技术研究院开发了一种可应用于环氧化反应，并且低费用、高效的纳米颗粒二氧化钛，这就是二氧化硅催化剂。与穿透的环氧化催化剂相比，此种基于相同的材料但产生副产物很少的催化剂能够大大地提高转化率。所谓的环氧化物，就是生产表面活性剂、许多聚合物以及医药的关键中间体。

2.3 纳米复合材料

由于纳米粒子具备着量子尺寸效应、表面界面效应以及小尺寸效应，这些 效应和聚合物耐腐蚀却容易加工以及密度小的特点结合以后，就使得他们能够成为和常规不同的复合材料。它们分别包括了有纳米塑料、轮胎纳米聚合物、纳米功能性纤维等。因为聚合物纳米复合材料的快速崛起，所以传统的塑料产业也出现了新的力量，聚合物复合材料提高了传统材料的性能，体现了更加优异的综合性能。除此之外，纳米聚合物在轮胎中的运用能够起到节省能源的作用。意大利Nova—mont公司与别的公司合作，开发出能够大大减少轮胎滚动阻力的淀粉聚合物。最后，纳米技术的进步还使得功能性聚酯等纤维应用了纳米材料，得到进步。一些含有纳米材料的功能性纤维陆续出现，其中能够防辐射、变色、抗菌等等功能引起了人们的关注。

2.4 纳米材料在石油工业的应用展望

纳米材料在油田开发和石油化工方面都得到了应用。为了能够解决好低参透油田的注水开采的最终采收率低和开采速度慢的问题，我国在实际注入过程中采用了新型降压注水剂纳米聚硅材料。实际证明，这种材料能够提高低渗透压注水井的吸水功能。除此之外，又因为纳米表面积很大而且表面活性中心也多，所以它也是一种很好的催化材料。如果把一般的铂、镍、铁等金属催化剂制成纳米微粒的话，纳米它就可以大大地改善催化效果。

2.5 纳米材料

俄罗斯科学家曾经将纳米合金粉末和纳米铜粉末加到油中，可是使得油的使用寿命延长，而且性能得到十倍以上的提高，降低磨损率。目前，油田现场的油气井在完井时套管的管扣剂普遍采用的是黄油或是丝扣油，但是这种油经常会出现咬扣的现象，除此之外，这两种油的减摩效果也不是很理想，所以卸扣和上扣的劳动强度也得到增强。针对套管和油管目前正在使用的丝扣油具有的缺点，根据纳米材料低弹性模量以及硬度大的特点，和纳米粒子抗磨特征，为了能够达到减小上卸扣的困难以及避免咬扣或是粘扣的目标，提出了把纳米粒子加入在先有丝扣油中作为添加剂的建议。

2.6 存在的问题与发展方向

尽管纳米材料有着非常好的发展前景，但是我们也要认识到许多方面到目前为止也是美好的想象或者还处于试验阶段，必须还要解决离实际应用之路上的很多问题。

首先，虽然功能性纳米材料的成本算是比较低的，但是目前我们制备工艺还大多处于实验室阶段，所以纳米技术发展存在的一个关键问题是工业化设备问题。其次，其材料形式也是作为催化剂的纳米材料的一个很重要的问题。如果直接用颗粒存于反映体系之中，那我们就必须考虑它的回收难易性和活性再生难以及抗污染性等问题。还有就是在目前的水平中，纳米二氧化钛灯光催化剂的催化效率还处于比较低的水平，因为它仅仅只能利用波长低于400nm的太阳光。最后，纳米粒子在基础油中必须均匀、稳定地分散，这是它作为油添加剂被应用的前提。我们相信这些难题将会随着纳米技术的不断发张都会慢慢得到解决，纳米材料也会在应用中显示它的无比优越性。

篇2

纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征，引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。80年代初期纳米材料这一概念形成以后，世界各国对这种材料给予极大关注。它所具有的独特的物理和化学性质，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。纳米材料的应用前景十分广阔。近年来，它在化工生产领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力。

1.在催化方面的应用

催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用，它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统的催化剂不仅催化效率低，而且其制备是凭经验进行，不仅造成生产原料的巨大浪费，使经济效益难以提高，而且对环境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多，为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒于作催化剂，可大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10～15倍。

纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂，特别是在有机物制备方面。分散在溶液中的每一个半导体颗粒，可近似地看成是一个短路的微型电池，用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时，半导体纳米粒子吸收光产生电子——空穴对。在电场作用下，电子与空穴分离，分别迁移到粒子表面的不同位置，与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应。

光催化反应涉及到许多反应类型，如醇与烃的氧化，无机离子氧化还原，有机物催化脱氢和加氢、氨基酸合成，固氮反应，水净化处理，水煤气变换等，其中有些是多相催化难以实现的。半导体多相光催化剂能有效地降解水中的有机污染物。例如纳米TiO2，既有较高的光催化活性，又能耐酸碱，对光稳定，无毒，便宜易得，是制备负载型光催化剂的最佳选择。已有文章报道，选用硅胶为基质，制得了催化活性较高的TiO／SiO2负载型光催化剂。Ni或Cu一Zn化合物的纳米颗粒，对某些有机化合物的氢化反应是极好的催化剂，可代替昂贵的铂或钮催化剂。纳米铂黑催化剂可使乙烯的氧化反应温度从600℃降至室温。用纳米微粒作催化剂提高反应效率、优化反应路径、提高反应速度方面的研究，是未来催化科学不可忽视的重要研究课题，很可能给催化在工业上的应用带来革命性的变革。

2.在涂料方面的应用

纳米材料由于其表面和结构的特殊性，具有一般材料难以获得的优异性能，显示出强大的生命力。表面涂层技术也是当今世界关注的热点。纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇，使得材料的功能化具有极大的可能。借助于传统的涂层技术，添加纳米材料，可获得纳米复合体系涂层，实现功能的飞跃，使得传统涂层功能改性。涂层按其用途可分为结构涂层和功能涂层。结构涂层是指涂层提高基体的某些性质和改性；功能涂层是赋予基体所不具备的性能，从而获得传统涂层没有的功能。结构涂层有超硬、耐磨涂层，抗氧化、耐热、阻燃涂层，耐腐蚀、装饰涂层等；功能涂层有消光、光反射、光选择吸收的光学涂层，导电、绝缘、半导体特性的电学涂层，氧敏、湿敏、气敏的敏感特性涂层等。在涂料中加入纳米材料，可进一步提高其防护能力，实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等，在卫生用品上应用可起到杀菌保洁作用。在标牌上使用纳米材料涂层，可利用其光学特性，达到储存太阳能、节约能源的目的。在建材产品如玻璃、涂料中加入适宜的纳米材料，可以达到减少光的透射和热传递效果，产生隔热、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好静电屏蔽的纳米涂料，所应用的纳米微粒有氧化铁、二氧化钛和氧化锌等。这些具有半导体特性的纳米氧化物粒子，在室温下具有比常规的氧化物高的导电特性，因而能起到静电屏蔽作用，而且氧化物纳米微粒的颜色不同，这样还可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色，克服炭黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。纳米材料的颜色不仅随粒径而变，还具有随角变色效应。在汽车的装饰喷涂业中，将纳米TiO2添加在汽车、轿车的金属闪光面漆中，能使涂层产生丰富而神秘的色彩效果，从而使传统汽车面漆旧貌换新颜。纳米SiO2是一种抗紫外线辐射材料。在涂料中加入纳米SiO2，可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍地增加。纳米涂层具有良好的应用前景，将为涂层技术带来一场新的技术革命，也将推动复合材料的研究开发与应用。

3.在其它精细化工方面的应用

精细化工是一个巨大的工业领域，产品数量繁多，用途广泛，并且影响到人类生活的方方面面。纳米材料的优越性无疑也会给精细化工带来福音，并显示它的独特畦力。在橡胶、塑料、涂料等精细化工领域，纳米材料都能发挥重要作用。如在橡胶中加入纳米SiO2，可以提高橡胶的抗紫外辐射和红外反射能力。纳米Al2O3，和SiO2，加入到普通橡胶中，可以提高橡胶的耐磨性和介电特性，而且弹性也明显优于用白炭黑作填料的橡胶。塑料中添加一定的纳米材料，可以提高塑料的强度和韧性，而且致密性和防水性也相应提高。国外已将纳米SiO2，作为添加剂加入到密封胶和粘合剂中，使其密封性和粘合性都大为提高。此外，纳米材料在纤维改性、有机玻璃制造方面也都有很好的应用。在有机玻璃中加入经过表面修饰处理的SiO2，可使有机玻璃抗紫外线辐射而达到抗老化的目的；而加入A12O3，不仅不影响玻璃的透明度，而且还会提高玻璃的高温冲击韧性。一定粒度的锐钛矿型TiO2具有优良的紫外线屏蔽性能，而且质地细腻，无毒无臭，添加在化妆品中，可使化妆品的性能得到提高。超细TiO2的应用还可扩展到涂料、塑料、人造纤维等行业。最近又开发了用于食品包装的TiO2及高档汽车面漆用的珠光钛白。纳米TiO2，能够强烈吸收太阳光中的紫外线，产生很强的光化学活性，可以用光催化降解工业废水中的有机污染物，具有除净度高，无二次污染，适用性广泛等优点，在环保水处理中有着很好的应用前景。在环境科学领域，除了利用纳米材料作为催化剂来处理工业生产过程中排放的废料外，还将出现功能独特的纳米膜。这种膜能探测到由化学和生物制剂造成的污染，并能对这些制剂进行过滤，从而消除污染。

4.在医药方面的应用

21世纪的健康科学，将以出入意料的速度向前发展，人们对药物的需求越来越高。控制药物释放、减少副作用、提高药效、发展药物定向治疗，已提到研究日程上来。纳米粒子将使药物在人体内的传输更为方便。用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体，可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织；使用纳米技术的新型诊断仪器，只需检测少量血液就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病，美国麻省理工学院已制备出以纳米磁性材料作为药物载体的靶定向药物，称之为“定向导弹”。该技术是在磁性纳米微粒包覆蛋白质表面携带药物，注射到人体血管中，通过磁场导航输送到病变部位，然后释放药物。纳米粒子的尺寸小，可以在血管中自由流动，因此可以用来检查和治疗身体各部位的病变。对纳米微粒的临床医疗以及放射性治疗等方面的应用也进行了大量的研究工作。据《人民日报》报道，我国将纳米技术应用于医学领域获得成功。南京希科集团利用纳米银技术研制生产出医用敷料——长效广谱抗菌棉。这种抗菌棉的生产原理是通过纳米技术将银制成尺寸在纳米级的超细小微粒，然后使之附着在棉织物上。银具有预防溃烂和加速伤口愈合的作用，通过纳米技术处理后的银表面急剧增大，表面结构发生变化，杀菌能力提高200倍左右，对临床常见的外科感染细菌都有较好的抑制作用。

微粒和纳粒作为给药系统，其制备材料的基本性质是无毒、稳定、有良好的生物性并且与药物不发生化学反应。纳米系统主要用于毒副作用大、生物半衰期短、易被生物酶降解的药物的给药。

纳米生物学用来研究在纳米尺度上的生物过程，从而根据生物学原理发展分子应用工程。在金属铁的超细颗粒表面覆盖一层厚为5～20nm的聚合物后，可以固定大量蛋白质特别是酶，从而控制生化反应。这在生化技术、酶工程中大有用处。使纳米技术和生物学相结合，研究分子生物器件，利用纳米传感器，可以获取细胞内的生物信息，从而了解机体状态，深化人们对生理及病理的解释。

篇3

科技的变化是非常迅速的，关系着我们以后的生活;科学技术的进步是美好的，使人类的文明蒸蒸日上。那么接下来给大家分享一些关于科技高速发展心得感想高中范文，希望对大家有所帮助。

科技高速发展心得感想高中范文1科技的发展到底给我们的生活带来了哪些变化呢?请跟我来看看吧!

科技的进步让我们的学习环境更加优越了。妈妈说以前的学校是用泥土、瓦片盖成的，没有风扇、没有空调、没有电视教学、更没有电脑课件，学生们只能在夏天热、冬天冷的教室里听课，老师只有用一块擦都擦不干净的黑板教课。不像我们现在，坐在宽敞明亮的教室里，听着老师讲解，看着电视、电脑课件，学习起来可带劲了。

科技的发展到底给我们的生活带来了哪些变化呢?请跟我来看看吧!

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科技的进步让叔叔阿姨的工作更加安全、高效了。听奶奶说以前耕田全靠人用锄头一锄一锄的挖，农民伯伯们每天只能过着日出而作、日落而息的生活，工人叔叔们搬运再重的物品、干再危险的工作都必须亲力亲为。而现在，农民伯伯有了农耕机，一个人操作一台机器一天能干好多农活，剩余的时间，他们就可以尽情的玩乐了。工人叔叔们有了机器人的帮忙，工作效率更高了、再也不用亲自去做那些危险的事情。

科技的进步不仅让我们的学习、工作生活发生了翻天覆地的变化，也让我们的日常生活水平有了很大的提高。

它让我们穿得更加舒适、更加漂亮了。从以前的布衣、棉服，到现在的毛衣、真丝裙、羽绒服;从以前的手工缝制，到现在的机器大批量生产，衣服的材质、款式多种多样、变化多端。也让我们吃的更加丰富、更加可口了。以前的人们只能吃当时、当季的食物，而现在的我们，世界各地的、反季的食物随时都能吃到。而且有了电饭锅、高压锅、电烤箱等等的帮忙，食物也更加美味了。

科技的进步还让我们的出行更加方便快捷。以前人们出行都要走好远的路才能坐上火车、汽车，现在不光城市交通便利、就连农村也村村通公路了，高铁、飞机让我们想去哪儿就去哪儿。

科技进步带来的变化真是数不胜数呀!我们的祖辈、父辈们用他们的辛勤和智慧使科技有了很大的进步，让我们的生活日新月异，但也给我们留下了不少难题，比如：现在的汽车还不能避免侧翻、飞机还有失事、机器人还不能完全代替人们工作等等。

所以，我们必须勇于开拓、敢于创新，让我们的祖国更加繁荣富强，让人们享受到更多科技进步带来的好处。

科技高速发展心得感想高中范文2科技，不断地在改变我们的世界，使我们的生活变得丰富多彩，有趣，便捷。

“忽如一夜春风来，千树万树梨花开。”在近两百年中，科技发展迅猛。从明清时期使用的煤油灯到今天使用的节能灯;从十九世纪初的无线电报到十九世纪末的有线电话;从二十世纪中期在美国宾夕法尼亚大学诞生的“埃尼阿克”计算机到今天的多媒体计算机;从二十世纪末使用的“大哥大”到如今的4G网络。因为科技，我们的世界发生了翻天覆地的变化，也同时改变了我们的生活。

那么未来的世界将是怎样的呢?

二十一世纪将是生物技术时代。未来将在有机酸等发酵产品、开发生物固氮和蛋白质工程、生物农药、人工智能、人类基因组计划、治理污染等多方面取得进展，逐步发展成为跨领域的生物技术时代。

二十一世纪将是智能交通时代。随着汽车增多，使交通事故、交通堵塞和废气污染成为越来越严重问题。因此，一使道路交通实现铁路(线路)化管理，从而大大提高行车的安全性和道路的利用率。主要优点一是改进汽车的安全性，实行自动控制，二是对交通实施智能化控制，如自动付费等;三是通过卫星定位系统为地面行车提供最佳行车路线。

二十一世纪是纳米时代。纳米技术是以纳米(1纳米等于十亿分一米)为长度单位的产品的技术，所制成的微型机械非常微小，如目前最小的电磁电动机，重量仅为4毫克，直径8毫米，转速达每分钟1万转，工作电压1.7伏。纳米技术将应用于人类各个领域，能在危险环境中排除故障，能用于家电的自动调节，能充当医生进入人体医治疗疾病等。

这就是我们的科技，这就是我们的未来的世界。我相信，随着科技的不断进步，将会有更多的产品、技术成为现实。

科技高速发展心得感想高中范文3“咣”的一声，时光宝盒把我带到未来的科技馆中。

进入科技馆的大门，首先映入眼帘的是一个使用太阳能LED灯的喷泉，它采用循环水系统，是环保型设计。绕过喷泉池，来到选择区域，共有大小25个入口，入口处服务设施一应俱全。游客首先要选择不同的通道进入，如果是未成年人要通过红色入口，而成年人则进入蓝色入口，老年人行动不便，则进入无障碍绿色入口。

之后，游客便乘坐时速为8000公里的时光机来到所属的馆中。第一个区域为动物乐园，这里主要有一些动物方面的展览及动物体验机，例如恐龙生存体验是模拟恐龙的生存过程。除了这些，在动物乐园中还有一个招牌项目，就是“探索亚马逊”。乘客坐在冒险飞车上进入时光隧道，两边是奔跑的大象、狮子以及热带雨林中的动物。一切都是用4D技术做成的，十分逼真，伴有动物的叫声和座椅的前后左右摆动，给游客以真实冒险的享受。

结束了动物乐园的旅程，下面就来到了植物王国。在这里，你不仅可以参观花卉展览，欣赏各种植物，还可以查阅有关植物的资料，培育出自己喜欢的植物种子并栽种，这些有趣的活动会让游客在欢乐的体验与尝试中得到知识。一进门，一股栀子花的香味扑鼻而来，不过这不是真的花朵散发出的味道，而是利用花粉分泌出的特有成分转化而成的。在植物乐园中，到处都有这些人性化的设计，营造出了一种温馨的气氛。

第三部分是未来世界，在这个区域中，主要是有关科学技术、未来探索和宇宙之谜的展示。其中最有趣的要数“模拟宇宙飞船舱”。在这里，你可以成为一个宇航员，试穿宇航服并体验太空失重的感觉，甚至可以“挑战擂台”赢得火星、金星、土星、木星四大星球的旅游套票，进一步感受宇宙的奥秘。除了“宇宙之谜”外，在未来世界这个单元中，你还会看到有新颖的科技产品展示，其中有机器人还会邀请你参加他们在未来房屋中的Party，体验更多的科学技术带给人们的方便与快捷。

这就是我心目中的科技馆。让科学这把金钥匙带领我们遨游神奇的未来!

科技高速发展心得感想高中范文4对于科技这个词语，大家都很熟悉。简单说来，科技就是科学技术。从广义的角度来看，它是指自然科学技术和社会科学技术的总和。

改革开放以来，随着时间的推移，科技如雨后春笋，正在祖国大地迅猛地发展。环顾生活，科技是无处不在的，科技就在我身边!

夜晚走在路上，有电灯给我们照明;给朋友打个电话，随手可以掏出手机;回到家里，打开电视看看新闻，开启电脑，可以和朋友聊天;妈妈用电饭煲蒸好了饭;开开电暖器;一家人围坐在一起，欣赏着妈妈用电炒锅调制出来的美味佳肴……你看，随时随地，我们能离开科技吗?

科技的用处可是大了去啦!比如说：如果没有电动车，我们就不便和远方的亲朋好友交往;如果没有动车组，人们到各地旅游就很难实现朝发夕至;如果没有航天飞机，人们进入太空将是一句空话;如果没有破冰船，我们就很难到南极考察;如果没有航天器具，人们登月将只能是幻想……

相反，有了科技，我们的生活将变得更加美好——有了传真，我们的文件，瞬间可以轻松地传出!有了机器人，它可以置身人们难以到达的空间;运用激光，可以制成健身器材;有了空调，即使是炎热的夏日，也可以让人们舒适如春……

不难看出：这一切，人们享用的都是科技的成果!

由此可知：科技，帮助我们创造了优越的生活环境;科技，提高了我们的生活质量;科技，是全世界人们智慧的结晶!

我们身处科技中，要不断学习新的科技!

科技就在我们身边，我们还要大力发展科技!

科技高速发展心得感想高中范文5这一天，我乘座着我的最新发明“超音速飞机”去看望小学时期的老师20年了我为了这架超音速飞机没能去看望老师，我真是有些惭愧啊，想想老师为了我们的未来付出了多少心血啊!我想20年了老师肯定老了许多，那时候年轻的老师，现在肯定已是白发苍苍的老奶奶了，我猜想着。

一个声音把我从猜想中叫醒，我一看原来是一架“超级水。陆。空。飞机”，虽然我的“超音速飞机”也是水。陆。空。飞机，但是我的飞机系统设置跟它那架飞机的系统设置简直是有天地之别啊!这架飞机是我的小学同学郑勇勇发明的，他不是在美国吗?怎么回来了?”

我来到了老师家门口只见老师还是明艳动人一点也看不出有白发苍苍的老奶奶的风范，我问郑勇勇是怎么回事，他也说不知道，我们俩百思不解地问老师，老师这才说出是我们的小学同学郑林最发明的青春不变药：“它是一种抹了就可以永远保持着青春的神药。因为，老师在郑林最做实验期间曾经成为了郑林最的得力助手因此郑林最在发明了青春不变药第一次就用在了老师身上因此老师获得了永远的青春，我们说：“我们能成为新一代的人才还不是老师给我们的，这时老师激动的泪花一滴滴的往下流，我们也激动的哭了我们停止了哭声后便乘着超速电梯来到了第54层『老师的家。”

篇4

经历了数10年的发展，智能手机已经逐步按照操作系统形成了3大阵营——苹果旗下的iOS、Google旗下的Android和微软旗下的Windows Phone。未来各大厂商争夺市场的武器中，硬件性能的地位并非被摆在首位。不过，这也符合智能手机平台的特征，智能手机更多地是一个包括软件和应用在内的整体产品，用户无法通过升级某个硬件来获得设备性能的提升，在性能足够的前提下，外观设计、材质、品牌等因素都可能被置于硬件配置之上被优先考虑。

但从另一方面而言，更加丰富的应用必定会依赖于更强悍的硬件性能才能生存，这也促进了智能手机硬件技术的进步，这一进步甚至超越了台式机和笔记本电脑等传统的硬件平台。

比如在处理器方面，用于iPhone的三代处理器Apple A4、Apple A5和Apple A6，每一代的性能几乎都达到了上一代的两倍，也就是说在短短两年的时间内，苹果公司A系列处理器的性能提升了8倍，这一增长幅度远远超越了摩尔定律。同样的事情还出现在显示技术上，两年前许多手机还在使用800×600分辨率的显示屏，而如今主流手机的分辨率竟骤增到了1080p。要知道，在主流台式机平台上，Full HD尚未完全普及，而用到Full HD分辨率的13英寸笔记本电脑更是凤毛麟角。

未来智能手机和平板电脑的硬件规格还能够有如此高速的发展吗？近年来智能手机出现的硬件规格的爆发式提升也许将放缓脚步——毕竟此前的发展大多得益于后发优势，而现在这一优势已经不再明显。比如在这类对续航能力要求极高的平台上，处理器的性能要受到电池供电能力的限制，而电池的容量增长速度远远慢于硬件规格的提升，因此未来超节能处理器的性能增长将会更接近摩尔定律；在超越人类视网膜的极限之后，屏幕分辨率继续提升的意义也已经不大，拥有3D效果、提高在强光下观看的舒适度、节约电能等特性也是未来的发展方向。结合无线芯片和传感器技术，智能手机将会产生更多的应用。同时，电池的发展也不可忽视，容量更大、可充电次数更多的电池将是智能手机和平板电脑进化的强劲保障。

处理器各显神通

在移动领域，ARM一直是需要高性能低功耗产品的嵌入式领域的设计规范，它通过出售芯片技术授权的方式，建立起新型的微处理器设计、生产和销售商业模式，并将其授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商。高通、三星、英伟达等厂商都积极地在此规范之上依靠自己计算、通信、图形等各个领域的经验长处开发着专属的处理器平台，此外，英特尔也在一旁虎视眈眈，x86处理器也逐渐已经开始进军手机领域。

在智能手机领域，ARM架构处理器占据着绝对优势，不过生产ARM处理器的数家顶级厂商之间的竞争却从未停止。我们所见到的智能手机处理器几乎都源自ARM所设立的标准。

在当今的处理器阵营中，高通的骁龙系列处理器犹如一颗璀璨的明星，光彩夺目。其中骁龙800系列处理器凭借最高可达2.3GHz的四核Krait 400 CPU和超越上一代产品50%图形处理性能的Adreno 330 GPU，在绝对性能方面傲视群雄。如今许多品牌的旗舰级手机采用的处理器都是高通公司的骁龙600和骁龙800系列，如HTC One、LG Optimus G Pro、小米2S等手机均选择了骁龙600系列处理器，索尼的新旗舰巨屏手机Xperia Z Ultra则采用了最新的骁龙800处理器。

除此之外，高通在无线通信领域方面的优势也是其有力的武器。随着多模多频段的3G和4G网络的兴起，手机所支持的频段越多，就越容易受到经常漫游各地消费者的钟爱。如今新一代的高通骁龙处理器均配备了高通公司第三代4G LTE调制解调器，它支持LTEFDD、LTETDD、WCDMA、CDMA1x、EV-DO、TD-SCDMA和GSM等网络，基本涵盖了目前所有主流的网络制式，一台机器全网通吃不再是梦。凭借高通处理器在通讯方面的优势，就连三星新一代旗舰手机GALAXY S4在欧洲销售的机型也都不得不舍弃自家的Exynos 5410处理器而采用支持4G LTE网络的高通骁龙600处理器。

如果说高通的优势在于无线通信，那么英伟达则是大家熟知的PC时代的图形专家；Tegra是英伟达于2008年洞察到移动领域的巨大潜力后，适时推出的基于ARM构架的通用处理器品牌。自从Tegra3起，英伟达就开始在Tegra处理器当中采用为减低功耗而考虑的独特“4+1结构”，其特色在于“动态待机”，如在执行音乐、视频播放这种低负载任务时，全部4个主核心皆关闭以节能，仅留下协核心运行。而在运行需要更高性能的应用时，则按需逐个开启主核心，同时关闭协核心。这一点与三星最新的Exynos 5410处理器颇有相似之处，Exynos 5410内部采用4个Cortex-A15和4个Cortex-A7核心，不过该处理器仅支持big.LITTLE架构的群体迁移方式，在实际工作时同时最多只有4个内核工作，其中A15架构处理器负责处理繁重的工作负载，而A7架构处理器则应付一些日常应用。

抛开庞大的ARM阵营，移动领域还有另外一位重量级选手——英特尔。英特尔在智能手机平台的首个产品，是我们所熟知的与联想共同推出的K800，随后升级版处理器——Atom Z2480单核凭借2GHz的主频让摩托罗拉MT788大放异彩，打破了长久以来的单纯“多核战争”的局面，由此x86与ARM的战争也逐渐拉开。

虽然在核心数量上并不占优势，但是英特尔 Atom处理器支持PC上才有的超线程技术，确保处理器能并行执行两个指令线程，以单核模拟双核环境，满足了当前多任务环境下对性能和系统响应能力的要求。实际的性能测试也显示出它在核心方面足以具备以一敌二、以二敌四的能力。

如今采用英特尔Atom Z2580处理器的联想K900和中兴V975（Geek）手机的优异表现让我们对英特尔手机处理器的性能刮目相看。不过不得不说的是，其支持的网络制式少得可怜，仅支持GSM与WCDMA的单卡双模，让其在采用高通处理器几乎支持全系网络制式的产品面前显得相形见绌。

如今这种“残酷”的竞争看起来对英特尔和英伟达较为有利。英特尔在制程和架构方面积累了大量经验，这些红利将在今后一段时间内逐步体现出来。而英伟达则成功地整合了ARM移动架构和有高性能潜力的图形内核，凭借其在这方面的丰富经验，它能够胸有成竹地推出未来数代超节能处理器的发展规划。高通在无线通讯方面具有相当的优势，并且在硬件设计方面具有雄厚的实力，但是这些优势在制程面前显得有些单薄。苹果、三星则看起来不用过分发愁，因为它们的处理器通常是“自产自销”，即使有所延误，也会凭借其较大的市场占有率和粉丝群体成功渡过难关。未来智能手机处理器的大战仍旧大有看头。

屏幕不再只是分辨率

手机屏幕作为手机重要的一个组成部分，其显示效果会直接影响到整机的体验。目前关于屏幕的概念名词非常多，让人难以区分。目前主流的手机屏幕材质可归结为两类：LCD与OLED。LCD是一种较为传统的屏幕材质，技术比较成熟，往下延伸可分为更多子类型，如TFT、IPS、SLCD等。这里需要提出的是，TFT与LCD在概念上有重叠，TFT又被认为是所有LCD面板的统称，在这里我们根据一般使用方式，将TFT归属为LCD的一个子分类。

传统的LCD屏幕

TFT屏幕的表现效果中规中矩，属于液晶面板中的“元老”。虽然理论上TFT算是比较老的一种屏幕材质，但由于大厂针对这些产品进行了技术优化，所以可以让其实达到不错的显示效果。采用该面板的机型也比较广泛，如三星GALAXY Mega 5.8、索尼Xperia Z等用的都是TFT屏幕。不过部分小品牌的手机产品为节省成本，采用较为低廉的TFT屏幕，其显示效果就有些参差不齐了。

IPS屏幕俗称“Super TFT”，从名字可以看出，IPS屏幕是基于TFT屏幕的进阶版，但其实质还是TFT屏幕。IPS屏幕的优势是显示效果通透、亮丽，可视角度大，可以达到接近180°的可视角度。在实际应用中，IPS屏幕最为典型的案例是苹果的iPhone系列，如iPhone 4S、iPhone 5。同样也是苹果iPhone让IPS屏幕在手机中的应用中发扬光大。另外，诺基亚Lumia920，中兴V975（Geek）、华为Ascend D2也使用的是IPS屏幕，但是同为IPS屏幕，显示效果却有着些许差异，这也取决于IPS的显示技术与优化力度。

除了TFT和IPS屏幕外，SLCD屏幕也是LCD屏幕中的一大类别，SLCD的全称为Super LCD，可以说SLCD屏幕是LCD屏幕的高级进化版，该屏幕在色彩表现和可视角度方面更为接近于OLED屏的显示效果，而且色彩还原比较真实，不会显得偏色。

SLCD屏幕的流行主要归功于HTC，因为该品牌旗下的大部分主流机型都采用该材质的屏幕，并且取得了非常不错的市场认可。如HTC的One系列中的One X和One V两款机型，采用的就是SLCD二代屏幕，新的HTC One则采用了SLCD三代屏幕。该屏幕的显示效果有目共睹，通透性非常出色，饱和度也把控得很到位，得到了很多用户的高度认可。

新生代的OLED

OLED屏幕与LCD屏的最大差异是，OLED屏是通过像素自发光来显示图像。从这个角度上来讲，OLED屏幕比LCD屏幕的技术要更加先进。另外OLED屏在厚度上可以做得更薄，从而有利于控制整机的厚度。想当年三星GALAXY S2以8.49mm的纤薄厚度征服了全球的目光，其所采用的超薄Super AMOLED Plus屏幕功不可没。

目前主流AMOLED屏幕属于OLED屏的一个分支，主要技术掌握在三星手中。AMOLED屏幕在发展过程中衍生出了很多不同的版本，比如AMOLED、Super AMOLED、Super AMOLED Plus以及Super AMOLED Advanced等等。Super AMOLED屏幕色彩饱和度高，显示艳丽，但它采用P排列，颗粒感较强。好在Super AMOLED Advanced和Super AMOLEDHD屏幕拥有较高的分辨率，在一定程度上可以缓解颗粒感，特别是HD Super AMOLED屏幕的颗粒感已经控制得很好了，使用体验已经非常出色。例如三星当今的旗舰手机Galxy S4采用的就是Super AMOLED HD屏幕，其色彩表现非常到位，1080p的分辨率也让我们丝毫感受不到颗粒感。

如今，高端智能手机的屏幕分辨率已经从去年的720p跃升至1080p的水平，在这种分辨率下，即便是5英寸屏幕的像素密度也已高达440ppi以上，远远超出了人眼可识别的300ppi的极限。而手机的屏幕尺寸由于受到便携性的限制不可能无限制地增加，可以预料在没有特殊需求的推动下，高端手机屏幕的分辨率之战或许会进入一个短暂的“停火期”。因此预计各大屏幕制造商的交火点未来依然将在显示效果、厚度、能耗和功能化等几个方面。

可弯曲的柔性屏幕

在今年年初的CES展会上，三星展示了采用其柔性屏的“Youm”，它能够在仅有0.6mm的轻薄透明材料上提供显示能力。虽然如此之薄，但显示效果却并未打折扣。“Youm”的主要原理是将以往在屏幕中采用的玻璃物料改为塑料，配合发光有机物料提供画面显示。它能够保留AMOLED屏幕颜色显示丰富、省电、可视角度高、对比度高及反应速度快等优点，并能提供超薄、可弯曲以及不易碎的特性，相对于目前现有的显示技术来说，这是一项重大创新。

如今除了三星外，LG已经开始批量生产其推出的柔性塑料电子纸显示屏EPD（Plastic Electronic Paper Display）。EPD首次用塑料电子墨水基板取代传统的玻璃基板，这使产品具有了柔韧性，可以弯曲，这也是全球首款已经进入实际生产的柔性屏幕。

苹果也已经申请了一项柔性屏幕新专利，这项技术不仅能够允许屏幕弯曲，还可以模拟物理按键的触感、反弹感，并且可以发出声音，让一些科幻设想有了实现的可能。我们有理由相信凭借可以令电子产品形态更加多变的优势，柔性显示屏有望成为消费电子产品、特别是智能手机未来几年的主流。

摄像头超越DC

作为手机的一项附加功能，手机的数码相机功能得到了迅速的发展，其中的关键指标像素数从早期的30万像素逐步升级到如今主流的800万像素、1 300万像素甚至更高，大有取代中、低端卡片数码相机的趋势。有些手机厂商以拍照为主打功能的手机，其拍照功能大有喧宾夺主的气势。

经过多年的发展，目前绝大多数主流手机的影像传感器均用了背照式CMOS设计，这种设计将感光层的元件调整了位置，让光线可避免受到微透镜和广电二极管之间电路和晶体管的影响。相比传统的CMOS，背照式CMOS可以显著提高光的效能，大大改善低光照条件下的拍摄质量。如今市面上常见的iPhone 5，三星GALAXY S3、GALAXY Note 2和小米2等主流800W像素的手机均采用的是这类CMOS。

如今在背照式CMOS的技术上，索尼公司开发出了新的堆栈式CMOS传感器“Exmor RS CMOS”，新传感器将原本需紧靠感光组件的电路部分置于感光组件的下方，使得设备内部拥有更多的空间。在实现功能多样化的同时，还做到了小型化。该CMOS一举将像素数提升到了1 300万，同时还能拥有上佳的画质表现。采用索尼Exmor RS CMOS的手机目前主要有索尼Xperia Z、三星GALAXY S4、OPPO Find5、联想K900和小米2S等机型。

除了CMOS方面的改进，许多厂商也开始在镜头内加入光学防抖技术，这可以大大减少拍照时手部抖动造成的图片模糊，由于光学防抖技术的存在，在拍照时我们可以使用较长的曝光时间，显著提升暗光线下的拍摄效果。如诺基亚的Lumia 920/925等机型，采用了配备F2.0大光圈的卡尔蔡司镜头和光学防抖技术（OIS），在暗光下拥有十分出众的拍摄效果。

由于手机体积和厚度的限制，影像传感器的体积都非常小巧，大多数手机采用的都是1/3.06英寸规格的感光元件和较小尺寸的镜头，这同时也限制了手机摄像头的成像能力。于是许多手机厂商在其主打拍照功能的手机中将CMOS和镜头的规格进行了大幅的提升，如诺基亚Lumia 1020采用了1/1.5英寸的背照式感光元件，而诺基亚独有的PureView技术让每7个像素点整合成一个“超级像素点”，这也就意味着，同样条件下，同样强度的光线在进入镜头后会照射到比一般500万像素传感器所拥有的大得多的像素点上。因此，采用PureView技术的手机摄像头在弱光情况下出现的噪点会大大减少，成像质量也就会明显提高。与此类似的技术还有HTC采用的UltraPixel，采用该技术摄像头的CMOS由3层感光元件组成，单个像素点的尺寸达到了普通手机摄像头的3倍以上，可以捕捉到更多的光线，通过搭配光学防抖技术，它同样可以在弱光环境下拍摄出惊艳的照片。

除了以上的机型，手机厂商们也不乏有更加激进的做法，如三星为其S4 Zoom手机配备了10倍光学变焦的镜头和1/2.3英寸的1 600万像素影像传感器，俨然一副主流卡片数码相机的配置，不过这样的做法带来的是厚重的机身，并不是所有消费者都能接受这种混搭的设计。

在现有技术下，由于手机便携性的限制，镜头的尺寸不可能无限制增大，于是人们开始将研究方向的重点放在了提高影像传感器性能方面。不久前，新加坡南洋理工大学的研究人员使用纯石墨烯制作出一种高光敏感度的传感器，这种新型传感器的关键在于使用了“滞留光线”的纳米结构，它采用能够比传统的传感器更长时间捕获产生光线的电子微粒，这就会导致传感器产生一种更强的电信号。据称，采用该技术的影像传感器的感光性能比传统影像传感器强1 000倍，即使是在十分昏暗的光线环境中，依然能够捕捉到明亮、清晰的影像。如果这种影像传感器能够实用化，那么对于手机的摄像头乃至整个摄影界都会是一场革命。

电池未来很美好

由于智能手机既要强调便携性，同时又要具有足够的性能，因此电能供应成为制约智能手机发展的重要问题。尽管近年来锂离子电池技术的研究不断出现突破，但电池能量的增长却远远赶不上需求。

虽然主流手机的屏幕变得越来越大，但是由于人们对于轻薄机身无止境地追求导致留给电池的空间不增反减。与智能手机飞速增长的用电需求相比，锂聚合物电池的能量密度年增长率仅为5%～7%，如今大多数主流手机的续航时间仅为一天左右，一天一充是非常普遍的状态，现有的电池技术已经远远跟不上步伐。

从2008～2013年之间iPhone和GALAXY S系列的电池能量密度走向图我们可以看到，iPhone 3GS使用的是能量密度较低的锂聚合物而非锂离子电池，而之后的GALAXY S2由于采用锂离子电池能量密度有了比较大的提升。GALAXY S2比iPhone 3GS增加了53%，GALAXY S3又比GALAXY S2增加了27%，之后GALAXY S4在GALAXY S3上有10%的提升；GALAXY S4和iPhone 5则相差无几。可见电池能量密度提升得越来越慢。这也说明三星和苹果在当前材料的潜力挖掘上越来越接近极限了。

现有电池技术似乎已经走入了死胡同，世界各国的研究人员正尝试不同的方法，研发更强大的电池。一个方向是提高电池的能量密度，如卡尔斯鲁厄理工学院的纳米技术研究所正在制定新的架构，研发一种可能比锂离子电池的能量密度高20倍的新型电池。这种电池使用金属阳极和金属氟化物阴极，据研究人员介绍这种材料的一大优势是，能量密度高达5 000Wh/l，而目前的锂离子电池则只有区区的250Wh/l。

除了提高电池的能量密度外，减少电池的充电时间也是另一种不错的方法，美国伊利诺伊州西北大学的研究人员已经开发出了一种硅阳极的电池，通过让锂离子在两个电极之间更快地移动来加快充电的速度，其充电性能将是传统电池的10倍，这就意味着新型电池只需充不到2min的电，即可支持手机持续通话超过100h。

外壳更加耐用

俗话说人靠衣裳马靠鞍，作为一款手机，性能和功能固然重要。但是不可否认的是，手机的衣服——外壳材质也对购买者或多或少起到一些引导作用。在这个追求品位的年代，手机除了拥有作为电子产品的功能之外，另一个重要用途就是用来满足部分人群面子工程的需要。所以主流手机厂商们也在手机的外壳材质方面做了很多文章，好让它们的手机产品看起来更加时尚。

聚碳酸酯是一种高分子聚合物材料，由于其牢固和轻便的特性，受到了许多智能手机厂商的宠爱。如今市面上许多主流手机都采用聚碳酸酯材质来制造手机外壳，如三星GALAXY S4、HTC One X。不过恰恰是由于聚碳酸酯的低成本和高可塑性，所以这类材料被大量的用于许多低端机型，加之塑料一词本身就给人以廉价的感觉，所以采用这类外壳材质的高端手机也免不了被许多消费者戴上“塑料手机”和“廉价货”的帽子。

在很多年前，高端的黑白显示屏手机大都使用金属材质打造。于是金属材质一度成为高端的象征，随着材料技术的进步，金属材质的外壳成本已经不再那么高不可攀，采用金属外壳的手机也已经不是什么稀罕物。如今许多手机的金属外壳会选择采用铝材质，比较有名的是诺基亚N8的阳极氧化铝和HTC One S的微弧阳极氧化铝合金。这些所谓的“合金材料”，主要原料是金属铝，通过掺入少量的镁或是其他的金属材料来加强其硬度，依据添加金属的不同而被称为镁铝合金或钛铝合金。除了拥有远超普通塑料材质的硬度外，铝合金材料还十分容易上色，简直是高端智能手机最为理想的伴侣。如iPhone 5的外壳通过阳极氧化铝的工艺让颜色附着在手机壳的表面，只不过这种颜色只是薄薄的一个涂层，很容易在磕蹭中脱落，露出铝合金原本的质地和颜色（主要是白色），这样反而会大大影响手机的美观程度。

除了塑料和金属材质外，如果不是苹果第一个吃螃蟹，有谁能想到玻璃也可以做成手机外壳呢？当乔布斯将采用双面玻璃设计的iPhone 4展现在世人面前时，现场的观众们无不为之倾倒。目前除了苹果iPhone 4和iPhone 4S之外，采用双面玻璃设计的手机还有索尼Xperia Z和Google Nexus 4。这些手机敢于使用双面玻璃材质要归功于康宁发明的大猩猩玻璃，这种玻璃具有光滑和硬度高的特点，非常耐磨，普通的金属无法在其表面留下痕迹。不过其缺点也十分明显，由于抗冲击性较差，如果不小心跌落到硬地面上很可能会导致外壳碎裂。

除了以上各种传统的材料外，研究人员也在不断尝试着新的材料，其中获得2010年诺贝尔物理学奖石墨烯成了材料学家研究的重要对象，石墨烯是目前世界上已发现的最轻、最坚硬的纳米材料。如果将这种材料制作成手机外壳，可以想象，我们的手机可以变得多么坚固耐用。如果苹果公司选用这种材料来制作手机外壳的话，相信Send Me To Heaven（一个将你的手机尽可能地向上抛的APP，该APP可以记录下你抛起手机的高度，并把成绩加入到一个全球性的排行榜中）就不会被苹果限制上架了。不过由于技术的限制，这种材料依然十分昂贵，但我们相信随着技术的进步，在不久的将来，使用轻盈又坚固的石墨烯材料外壳的手机将会出现在我们的面前。