纳米技术的了解范文

导语：如何才能写好一篇纳米技术的了解，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。

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【关键词】纳米；纳米技术；伦理问题； 技术转型

1.伦理学与纳米技术

纳米(nanometer，nm)与分米、厘米一样，是一个长度单位，1纳米等于十亿分之一米，也就是10-9米，相当于10个氢原子排列成一行的长度，或相当于一根头发丝直径的万分之一。进入21世纪以来，纳米技术非常广泛地应用在医药、能源、材料和环境治理等多个方面，已迅速发展成为引领世界科学技术发展的前沿领域之一。纳米技术的大肆传播，已经引起了人们的狂热的追求和盲目的乐观 [1]。纳米技术自身的特点和发展状况要求我们从一种彻底不同的角度考虑纳米技术的伦理问题，而这种更新颖的伦理方法或观点应该更注重未来纳米技术的发展[2]。

伦理，通常与禁止和限制相关，特别是当它涉及到技术的时候， 其约束是很多的。伦理学可以指导包括确定我们更好的生活的方式，以及告诉我们作为个人也好社会的一部分也好，应该如何争取和实现我们理想，并且使我们无愧于一个活生生的人。因此，尽管纳米技术的伦理问题涉及到禁止和限制，但这不是全部问题之所在，甚至还算不上最重要的部分。

2.与纳米技术有关的社会和伦理问题的三个误区

作为一个社会人，我们已经认识到，学会跟踪一种新技术应用带来影响的能力是很重要的，而且对这种技术的伦理方面影响的考虑也是越早越好[3]。然而就与纳米技术相关的社会和伦理问题而言，还普遍存在三个误区。

2.1认为讨论伦理和社会问题还为时过早

认为讨论伦理和社会问题还为时过早的前提主要来源于两种主张。一是认为纳米技术能力的描述、控制和建设过程，即实践的纳米科学与工程没有什么社会和道德问题的特点。二是目前还很少有产品含有已经完成了纳米粒子的设计，工艺或设备的制定了，更不用说大量生产和广泛传播了[4]。如果纳米技术的实践在社会和道德上是无害的或者纳米技术本身基本上不存在，那么，社会和伦理方面的考虑必须无限延期下去。

2.2认为现在讨论伦理问题意义不大

第二个误区的前提认为技术创新是必然的--甚至呈现出指数增长--当然，在这一过程中也会伴随着他的益处。所以，在这种情况下，强调与纳米技术革命相关的社会和伦理问题是最没有意义也最不利的，因为任何东西都可能延缓纳米技术为社会做出贡献的步伐。要想促进社会发展，就要推动技术发展，尽可能地无阻碍、无约束、无监管的去应用和传播。还有，要健康发展就要教育人民了解纳米技术，促进公众接受它，促进产品的商业化并准备人员和机构以便我们调整、减轻和补救那些意想不到的健康和安全方面的影响。

2.3认为确保公众接受才是关键所在

对于纳米技术研究持续性发展的支持，以及将纳米技术最终融入到消费产品和合理应用的问题上，公众对于纳米技术的接受程度将成为其中的决定性因素。有一个普遍的观点，甚至存在于那些大力倡导社会和伦理研究的专家当中，这个观点认为：通过向公众显示关于纳米技术的社会性担忧已经得到了解决，由此帮助纳米技术获得更多的公众认可度并保证其能够顺利的与国民和国际经济的发展相结合。

3.纳米技术可能引发的社会和伦理问题

纳米技术的发展存在着很大的风险和不确定性，在发展和使用新兴的纳米技术满足人类和社会紧迫需要的同时，如何充分而合理地去预见和减轻不利的影响或未曾想到的结果，已成为各国政府和科学界关注和研究的一个重要问题[5]。从纳米技术的应用及价值来看,具有极大潜力改变我们未来几十年的生活方式,但正如波普尔所说的，"科学进步是一种悲喜交集的福音"。所以解决其引发诸多的社会和伦理问题势在必行。

3.1有争议的道德问题

有争议的道德问题可能涉及到研究和工程实践亦或产品使用。例如，纳米技术涉及包括转基因生物体、使用胚胎干细胞和嵌合体的研究、合成生物学、建设人工生物武器的发展、基因专利、和修改人的本性。当然，有争议的道德问题往往不是独有的纳米技术，虽然在某些情况下，纳米技术可能实现它们特别引人注目的或有争议的开发工具。

3.2社会环境问题

社会环境问题产生于纳米技术同社会体制以及纳米技术出现的体制背景的相互作用。由于纳米技术是一项普遍使用，可以获得的技术，所以它出现的可能引发的社会环境问题也是广泛的，例如，获得技术的公平问题，信息安全和隐私保护问题，知识产权问题，法律和政策问题，各种利益之间的冲突问题等等。纳米技术不是环境负担和利益分布的原因，设计能力，控制和纳米级的创建并非天生是不公正的。当考虑了纳米技术的特点和实践，环境正义似乎不是一个纳米技术的问题。因此，不把社会环境问题理清楚，纳米技术的可靠发展是不完整的。

3.3生命形式问题

生命形式问题出现于纳米技术在社会标准，规范和结构，比如家庭结构，社会网络和生活轨迹等方面。社会规范往往是基于事实，或特定的理解，比如我们彼此的关系和我们与自然环境的关系。纳米技术的出现有可能改变这种状况，如果纳米技术，特别是纳米医学能接近它所预期的那样的那样，那么与人类繁荣有关的规范将会进一步得到修改。此外，同过去一样，人类寿命延长和达到期望的健康等将对家庭规范和结构（例如，赡养责任），生活计划或轨迹（例如，婚姻状况），以及社会和政治机构产生重大影响。

3.4转型问题

转型问题产生于纳米技术的潜力，尤其是结合其他新兴技术，如生物技术、信息技术、计算机科学、认知科学和机器人技术等来改造人权状况，而不是仅仅作为形式的生活问题，修改一些参数。这可能是通过以下方式实现的--显著改变我们原来的生物种类，重建我们与自然环境之间的关系，创造自我意识和自主人工智能或发展强有力的替代环境。在这种情况下，新的道德状况或将引进一些有关于我们的道德景观需要重新配置或重新构思的方面。■

【参考文献】

［1］G..Khushf.The Ethics of Nanotechnology:Vision and Values for a New Generation of Science and Engineering. [J]National Academies Press,2004,(2).

［2］J.P.Dupuy,S.Roeser and A.Grinbaum.Living with Uncertainty:Toward the Ongoing Normative Assessment of Nanotechnology. [J]Research in Philosophy and Technology.2004,(2).

［3］朱凤清，张帆.纳米技术应用引发的伦理问题及其规约机制[J].学术交流，2008,(1).

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纳米技术作为当前发展最迅速、研究最广泛、投入最多的科学技术之一，被誉为21世纪的科学，并且和生物工程一起被认为是未来科技的两大重要前沿。从纳米技术的发展来看，纳米测量技术的地位和作用是不容忽视的。纳米加工和制造离不开纳米测量，精密计量已不能适应纳米技术发展的要求，而且成为了纳米技术发展的瓶颈。因此，纳米测量技术和测量装置，不仅是21世纪纳米技术实用过程中必须关注的焦点，而且也是21世纪计量测试领域研究的重中之重。在纳米技术研究中，原子力显微镜（AFM）一直发挥着重要作用。

对于纳米技术的基础教学而言， AFM无疑是学生们感知纳米量级的最直接的方式之一。因此，本论文针对学生特点及教学要求，将AFM工作原理及实际扫描后得到的图片引入到课堂中进行辅助教学，取得了一定的效果。

一、AFM引入基础教学

纳米级位移测量技术至今尚未有明确的定义。通常认为测量精度或分辨率在0.5～100纳米之间的位移测量技术，统称为纳米级位移测量技术。纳米测量技术的内涵涉及纳米尺度的评价、成份、微细结构和物质特性的纳米尺度的测量，它是在纳米尺度上研究材料和器件的结构与性能、发现新现象、发展新方法、创造新技术的基础。纳米测量所涉及的两个重要领域就是纳米长度测量和纳米级的表面轮廓测量[1]。

原子力显微镜（atomic force microscope，简称AFM）是利用微悬臂感受和放大悬臂上探针与受测样品原子之间的作用力，从而达到检测的目的，具有原子级的分辨率[2]。

原子力显微镜研究对象可以是有机固体、聚合物以及生物大分子等，其可以在空气或者液体下对样品直接进行成像，分辨率很高。因此，AFM被广泛应用于纳米长度测量和纳米级的表面轮廓测量中。

在教学中，单纯依靠数学推演来讲解，并不能收到很好的效果。例如学生们单从概念上很难想象1纳米，1微米到底有多大，作材料表面形貌到底是什么样子等。因此，通过实验教学中，使用AFM来检测不同量级的研究对象，可以加深学生们的理解，从而增强学生的实际应用能力。

二、AFM教学实例

针对纳米测量所涉及的两个重要领域：纳米长度测量和纳米级的表面轮廓测量。列举了AFM扫描的利用多光束激光干涉光刻制备单晶硅形貌图。

图2，图3和图4为AFM扫描的二维图像，观测者可以直接看到被测样品的表面形貌，不仅如此，AFM二维图像还可以形成相应的三维像，获得样品表面结构的深度，大小以及长度等重要信息参数，如图5所示。

通过原子力显微镜对样品形貌的扫描，可以让学生更为直观地了解AFM以及纳米测量的相关概念及原理。同时，清晰的扫描图像可以进一步促进学生对教学内容的理解和认识。

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关键字：纳米技术；建材；性能；功能

纳米技术不仅具有相当的理论研究价值，而且在当下和未来都具有广泛的应用前景，是最近十多年来最具发展和研究前景的技术之一。早在上个世纪的八十年代末，纳米科技的研发就受到了世界各国的重视，甚至有部分走在前沿的国家已经实现了对该项技术的应用。现阶段来看，纳米科技已经在不少的传统行业中得到了应用，例如：医疗、食品科技以及建筑材料等。其作为一项新兴科学，对建材的影响较大，不仅提高建筑工程的质量水平，更使得建筑的功能性和适用性得到了强化。同时，纳米技术的应用对我国建筑行业而言也具有相当重要的意义，尤其是通过高新技术的优势来拓展国外市场。

一、纳米技术的发展及其现状

距离最初概念的提出，纳米技术已经有40多年的发展，但是其仍旧还有许多的发展空间，可以发展出更多的功能和应用方向。从纳米材料的内涵和特点来看，其发展大致可以划分为三个阶段。第一阶段（1990年以前）。这一阶段主要是进行理论探索和研究，并且尝试利用各种手来制造出具有纳米颗粒的粉体，甚至是块体（包括薄膜）。并将制造的方法进行评估和总结，对其特性进行归纳和分析。研究的对象一般局限在单一材料和单相材料，国际上通常把这类纳米材料称纳米晶或纳米相材料。第二阶段（1990~1994年）。这一阶段是人们对该技术应用的理论提升阶段，通过其他学科的融合，纳米材料在物理和化学之中的性能特点已经得到了一定的发掘，并且应用到复合型的材料设计之中。同时，这种粒子复合、块体复合以及复合材料的合成物都该项技术在这一阶段的研究重点方向。第三阶段（从1994年到现在）。这一阶段的技术研究和应用已经有了不断的拓展，也受到了来自于民众的关注，国际上更是掀起了一股发展。若是对第一阶段和第二阶段进行总结，前两个阶段的研究还存在一定的盲目性，在这一阶段已经具有明确的方向，技术上也可以满足人们的操作意愿，来进行设计、组装、创造新的体系，并且使之具有人们所希望的特性。

二、纳米技术在建筑材料中的应用

（一）纳米水泥的应用

普通的水泥混凝土往往会具有较大的刚性，而缺乏柔性，这也使得水泥存在固有缺陷难以解决，往往会在今后的施工过程中出现开裂及其他破坏问题。而纳米技术的应用者有效的对该类问题进行了解决。因为在应用了纳米技术之后，混凝土的强度、硬度、抗老化性以及耐腐蚀等性能得到了有效的强化，同时还可以对电磁波和声音进行有效的吸收，满足了建筑物对隔音效果的要求。同时，这类材料也应用到一些特殊建筑使用当中。

（二）纳米玻璃的应用

普通的玻璃往往自动的吸附空气之中的各类有机物，从而是玻璃表明形成一种难以清洗干净的有机污垢。同时还存在其他的不足之处，影响玻璃的透视度。例如：玻璃容易产生水雾，从而使得可见度受到极大的限制。然而，通过利用Ti02来对平板玻璃正反两面进行薄膜的镀制处理，则可以有效的决解这类缺陷所造的影响。除此之外，Ti02作为光催化剂在阳光的作用下，还能够对甲醛和氨气等有害物质进行分解和消除。同时，这类措施的应用也可以更好的提高的玻璃在透光性和机构强度等方面的效果。这种玻璃的应用极大的减小了屏幕玻璃、大度玻璃、住宅玻璃等领域的人工清洗困难，节约了清洗的人工或机械成本。

（三）纳米技术在陶瓷材料中的应用

由于陶瓷具有很强的耐高温性和抗腐蚀性，而且还具备相当的观赏性，因此得到建筑产业的广泛青睐，尤其是在进行墙体和地面的装饰时。然而，陶瓷却及其容易发生脆性损坏，这也造成了该类材料的应用范围受到了极大的限制。将纳米技术融入到陶瓷材料的开发和研制之后，却使得该类材料具有比过去更高的可塑性，甚至可以吸收一定的外来能量。甚至有部分研究生独创性的将金属碳纤维加入到陶瓷材料之中，极大的提升陶瓷的强度，同时具有极其优秀的抗烧烛性，故而这类材料也被应用火箭喷气口的制作。用纳米级SiC、Si3N、ZnO、Si02、Ti02以及A1203等粒子所制成的陶瓷材料，具有比以往更加高的硬度和韧性，即使是在较大的温差之下也能够保持原有的形态，不会参数破损，具有相当广泛的应用范围和前景。

（四）纳米技术在防护材料中的应用

目前的比较常用的防水材料是通过在胶料中加入炭黑等物质来形成，这种材料虽然制作简单，价格便宜，但是却没有较长的使用寿命，极易在使用过程中发生的腐蚀和老化，给居民生活带来了极大的不便。因此，建筑材料的研究者们也髙希望可以研制出具有强、耐腐烛、抗老化性能的防水材料。在通过不断的研究和技术融合之后，纳米级的防水材料得以被研发出来，这种材料最早被北京建筑科学研究院所发现，具有较强的耐腐蚀和耐老化性能。这种纳米材料所制造的防水卷材，拥有一定的强度和韧性，更比传统材料表现出了更高抗老化性和光热稳定性等，从而得到建筑工程的广泛运用。

（五）纳米保温材料

近几年来，我国逐步强化了对节能减排的要求。在建筑施工的过程中，也越发注重对建筑保温性和环保性的标准，尤其是针对目前我国大范围采用的传统保温隔热材料。因为诸如：聚氨酯、石棉等传统隔热保温材料会在使用过程中产生不少对人体有害的物质，甚至是人体癌症的主要诱因，同时也是大气污染的主要来源，这是我国建筑产业要尽快改善的部分。然而，纳米建筑材料的应用却有效避免了这部分的危害，例如：无机硅酸盐为主要原材料的纳米材料。该材料是经髙过高温和压才形成的一种纳米级功能性材料，具有良好的保温隔热性，但是同时有具有稳定的化学性质，不会产生对人体损害的物质，是我国目前比较倡导的一种绿色环保保温材料。

三、结束语

目前，纳米技术的研究已经是世界各国的重要项目。纳米技术在自身不断发展的同时也对许多传统行业产生了不少的改进。从建筑行业来看，纳米建筑材料的应用必然会产生不小的推进作用，尤其是能耗优化、质量提升以及环保等多个方面。这样一来，建筑材料中纳米技术的应用水平便觉得该企业的竞争力水平，对于我国的建筑企业而言，正是走入世界舞台的重要助力，具有十分重要的现实意义。

作者:赵宇晗 单位:辽宁建筑职业学院

参考文献:

[1]赵文轩,张越.建筑材料中纳米材料和纳米技术的应用[J].河南建材,2012,02:24-26.

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【关键词】分子生物学；临床医学；检验；技术

【中图分类号】R-1 【文献标识码】B 【文章编号】1671-8801（2014）04-0257-02

当蛋白质和核酸成为科学家科研工具下的研究对象时，可能不会有人会预料到几十年后的今天，临床医学有多种重要检验手段来为患者提供治疗疾病的科学依据。比如，分子蛋白组比对分析为遗传学的亲子鉴定做出了不可磨灭的贡献，现如今，它是唯一主要的检验手段；再如，分子芯片技术被广泛应用到医疗器械上，为医务人员提供便捷而且准确的检验结果。当然，历史的足迹是向前走的，所以我们也不能固步自封的仅仅以此为这就是最完美的检验技术，在全面发展的分子生物技术领域横向扩张，推动博大精深的分子生物学迈向辉煌。

1、临床医学中所运用到的分子生物学技术

1.1 分子生物传感器技术

分子生物学在生物体细胞内以电信号为主要代表形式。对于待检测物质而言，分子生物学通过生化技术将分子鉴别物质贴合在换能器上，这些鉴别物质包括在抗原、活性蛋白酶 、以及抗体核酸等在分子生物领域具有靶向功能的识别元件。当需要检测的物质在分子生物传感器上和鉴别物质融合，产生一些靶向性反应时，传感器上电信号敏感元件就会产生波动，从而输出需要检测物质的检测结果。这种分子生物学传感器技术广泛用于临床医学中，比如，手术室里的多种精密特定功能的医疗设备，还有ICU病房中监控病人生命特征的仪器都是使用分子生物传感器的缩影。

1.2聚合酶链式反应技术（PCR）

对于某些特殊的脱氧核糖核酸（即DNA）的合成，是需要在生物体外环境中通过一系列的合成酶反应，以及在高中低多种不同的温度中产生出变性、延伸、退火等多个周期变化促使待合成DN段快速的增长，这便是分子生物学的聚合酶链式反应技术，也是分子生物学中最重要的核心技术之一。现如今有很多根据聚合酶链式反应技术而衍生发展出来的新技术，比如像原位PCR技术、连接酶反应、实时定量PCR等等。这些新兴的诸多技术相对于传统的检验技术而言，具有很多优势：针对性大大加强、可控性显著提升、节约大量时间和成本等。聚合酶链式反应技术既能够运用在基因分离、RNA序列分析上，对于DNA和RNA病理诊断也有很好的临床经验；现如今仅仅在短短的10分钟就可以监测到待测血样中的的HCV及DNA的转录，这些都是由寡核苷酸完善传感器技术而得来的技术成就。

从人类基因图谱研究计划诞生以来的几十年间，分子生物学技术得到了快速的发展。人类已经弄清楚了很多种动植物的基因序列，虽然弄清楚了这些基因序列，可我们对于这些研究的基因序列在所属的生物体中所具有的重要功能仍然是模糊一片，尚未可知。所以，聚合酶链式反应技术应用的基因生物芯片脱颖而出，检测便捷、效率高能够在短时间内分析出海量的遗传信息。众多的探针分子被集成在支持物上，待与被检测物资融合反应后，由仪器收集到光电信号从而得出待测样品的检验结果。目前，科研人员主要将精力集中在病原菌基因检测的研究方向，很多种微生物的基因样本被集成在一张生物技术芯片上，在反转录基因技术的支持下，临床医护人员就可以观察病人的病原体发展进程、感染状态和病人的反应情况，从而制定出相应的治疗方案。

1.3分子蛋白组学

越来越多的科研工作人员投入到病原体和人类基因序列的科研攻关中来，导致分子蛋白组的研究突飞猛进。对于分子蛋白组学研究为临床医护人员发现了早期诊断和早期检测的生物标志物。在此基础上更加精细的了解了疾病的演化历程，从而也推动了针对该疾病的药物的研发。现如今，人体各个局部的器官的癌细胞发展是摆在科研人员和医护人员面前的一大难题。虽然生物分子蛋白组在此项困难面前小有探索，但由于癌细胞的病原诱因极为繁多复杂，而在早期应对的过程中诊断和治疗都有着这样或那样的缺陷。对于其他的关于生物研究方法而言，生物蛋白组学更贴近生命本源，实用性较强，其便于开展早期的检测和诊断，从而引导治疗。目前很多分子蛋白学组可以在各种各样的条件下取得分子蛋白的数据，这些数据包含分子改变以前以及改变以后，还包括很多经过翻译和修饰后的状态数据。这些都仅仅只是后期的对分子蛋白的研究，最主要的还是从源头上弄清楚，所以医学临床检测蛋白技术也是重点。以此分析在病理状态下的分子蛋白的裂解情况和活性特征。还有就是分子蛋白在不同的疾病和生命体当中所处在的位置和作用。分析分子蛋白复合物和分子蛋白――蛋白相互作用这两种方法已经成为主要的研究手段。

1.4分子生物纳米技术

随着分子纳米技术的逐步深入，临床医学也运用了很多纳米技术的药物，很多纳米装置也被广泛用于控制疾病，可以说纳米技术改变人类的生命系统。纳米技术可以用于检测人体内生化成分的状态数据，判断是否为机体提供其所需的微量元素；纳米技术还可以修整病变的基因，提前消除癌症的可能。分子纳米技术相比于古老的微量滴定板技术，分子纳米技术可以将具有特异性的抗体或者是抗原拴在纳米级别的物质表面，在特定酶或者荧光染料的基础上，对机体或病原做出有效的应对，纳米技术拥有全面的优势。

2、对于分子生物学技术的展望

在未来的研究领域里，在以全自动化为主导的大背景下聚合酶链式反应技术和定量聚合酶链式反应技术必定会是研究的重点项目。关于聚合酶链式反应技术污染问题也是亟需解决的问题，和聚合酶链式反应技术一起衍生出来的LCR也是一个研究方向。临床医学也可以逐步接受SDA和TAS，另外3SR也是一项重点技术，这些新的技术都可以是未来的研究方向。

总结

在分子技术高速发展的今天，有必要解决新的科研技术到临床医学应用的接驳问题上来。新技术发展得再好再高端，如果无法运用到实际领域，也无非是鸡肋一块。所以需要大力获取新技术在临床医学上的经验，在保证新技术安全运用到病患身上的同时，也要及时地记录新技术所收集到的数据，以便未来开发更加实用的技术推广到临床医学上来。

参考文献：

[1]王海英.分子生物学技术在医学检验中的应用进展[J].当代医学，2011，06：16.

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纳米科技和纳米材料是20世纪80年代刚刚诞生并正在崛起的高新技术,它是研究包括从亚微米、纳米到团簇尺寸(从几个原子到几百个原子以上尺寸)之间的物质组成体系的运动相互作用以及可能的实际应用中的科学技术问题,研究内容还涉及现代科技的广阔领域。世界各国都对纳米技术给予了极大关注,美国、日本、德国等发达国家,都将纳米技术和纳米材料作为研究开发的热点课题,并得到政府的资金支持。随着科技发展进步,人类对纳米科技的研究日益广泛深入,纳米技术也已开始得到了较大范围的应用,并越来越深入地影响和改变着人们的生产、生活及思想,而对经济、政治及社会的影响则更多地体现在各国间对纳米科技及其应用的激烈竞争上。具有特异功能的各种纳米材料越来越多,由纳米材料制备的功能性产品也不断地被开发出来,开始形成一个新型的纳米功能性产品的产业领域。在众多的纳米材料中,一些高性能的纳米陶瓷粉体材料,也就是广义上的无机非金属纳米材料的开发应用最为广泛和活跃,并已在多种产业和实际产品中得到应用,出现了高性能多功能性纳米产品,从而使得许多传统产业正在发生一场新的技术革命。随着纳米技术和纳米材料进入更多的传统产业和传统产品中,纳米科技将会给整个社会带来更大的经济和社会效益,并对人类社会的发展和进步产生深远地影响。

纳米是一个长度单位,1纳米等于十亿分之一米,20纳米相当于1根头发丝的三千分之一。20世纪90年代起,各国科学家纷纷投入一场“纳米大战”,在0.10―100纳米尺度的空间内,研究电子、原子和分子运动规律和特性。

中国科学界不甘人后,1993年中国科学院北京真空物理实验室操纵原子成功写出“中国”二字,标志着中国开始在国际纳米科技领域占有一席之地,并居于国际科技前沿。研究材料学的专家学者也不甘人后,纷纷把眼光瞄准了“纳米”这一新技术领域,使得纳米科技和纳米技术取得了迅速地发展。随着纳米材料和纳米技术进入更多的传统产业和传统产品中,纳米科技将会给整个社会带来更大的经济和社会效益,对人类社会进步产生深远的影响,同时发展纳米科技是转变经济发展方式,实现可持续发展的关键。战略性新兴产业是新型科技和新型产业的深度融合,代表着科技创新的方向,也代表产业发展的方向,使战略性新兴产业尽早成为国民经济的先导产业和支柱产业,要大力推动自主创新、提高原始创新能力和关键核心技术创新能力,着力突破制约经济社会发展的关键技术问题。加快推进自主创新,紧紧抓住新一轮世界科技革命带来的战略机遇,更加注重自主创新能力,加快科技成果向现实生产力转化,加快科技体制改革,加快建设宏大的创新型科技人才队伍,谋求经济增长与发展主动权,形成长期竞争优势,为加快经济发展方式转变提供强有力的科技支撑。

太原高科公司及企业技术中心简介

太原高科耐火材料有限公司于1989年由高树森董事长基于创新耐火材料,服务产业经济的梦想而发起创立。在成立之初,这只是一家简易的小型耐火材料厂,经过几年的艰苦奋斗,企业取得了初步的发展。1992年经山西省高新技术委员会认定、国家太原高新技术开发区管委会批准,成立了太原高科耐火材料有限公司(简称太原高科)。公司建立了耐火材料生产厂和专门的耐火材料技术研究中心,并被山西省科技厅确立为山西省耐火材料工程技术中心,成为耐火材料行业唯一的国家级高新技术企业。并承担山西省高端重点行业用耐火材料的技术研究与开发工作。先后研究开发出多种耐火材料高新技术产品,及时将研究成果转化为生产力,大大促进了企业的发展,同时为技术研究和自主创新提供了雄厚的资金支持,形成了生产与科研相互促进的良好局面。公司与国内多所高等院校、科研机构在产品开发、技术交流等领域建立长期的合作关系,使公司在新产品技术性能、使用性能、技术储备等方面不断创新,形成了产学研联盟,具备研究、开发、生产高技术特种耐火材料能力,形成了自主研发、自主创新和自我实现产业化的良性循环。经过20年的发展,在实现了公司的管理升级和稳步、持续、快速发展的同时,确立了以“以科研为依托,市场为导向”的科技兴企的发展战略。

目前,太原高科已通过ISO9001-2000国际质量体系认证和ISO14001:2004环境管理体系认证,被山西省科委确定为“山西省科技先导型企业”、太原市科技局授予“太原市科技创新示范单位”、太原高新区授予“十佳技术创新项目企业”及“质量管理先进企业”、山西省认定为企业技术中心。最近,中国耐火材料行业协会授予太原高科耐火材料有限公司、山西省耐火材料工程技术研究中心“行业纳米材料产业化示范基地”的称号。

实践证明,坚持科学发展观,坚持走自主研发和自主创新的道路是太原高科发展的根本。通过多年的努力,太原高科公司已走出了自主研发、自主创新、自主生产科研成果的路子,由“中国制造”变为“中国创造”,而且实际效益十分突出,在这次金融危机的冲击下,该企业也受到一定程度的影响,但在高董事长的带领下克服重重困难,企业产值利润仍得到了较大增长,并且由于纳米科技、纳米材料开发成功和应用,企业潜在产值利润发展空间十分广阔。这同时也从一个侧面说明,我国科技体制改革中建立以企业为主体、产学研结合的技术创新体系,并将其作为全面推进国家创新体系建设的突破口,只有以企业为主体才能坚持技术创新的市场导向,有效整合产学研的力量,确实增强国家竞争力,以企业为主体的创新机制,对科研成果迅速转化为生产力具有重要的推动作用。

纳米耐火材料研究成果概述

耐火材料是钢铁、有色金属、建材、石化、能源、环保、电子、国防等基础工业领域重要的基础材料,是高温工业热工设备不可缺少的重要支撑材料,与钢铁等高温工业的技术发展相互依存互为促进。为了开发21世纪新一代耐火材料,迫切需要运用尖端的纳米技术和纳米材料开发后续的纳米耐火材料。随着科学技术进步的日益加快和对纳米技术广泛深入的研究,作为高新技术,纳米技术得到了迅速发展和广泛应用,并且越来越深入地影响和改变着人们的生产、生活及思想,而对经济、政治及社会的影响则更多地体现在各国间对纳米技术及应用的激烈竞争上。耐火材料作为高温工业,特别是钢铁工业服务的基础材料,它一直伴随着高温技术和材料科学的进步而发展。如何应用尖端的纳米技术和纳米材料来改变耐火材料的组织结构,特别是微观显微结构,全面提高耐火材料的各项性能指标,更好地满足钢铁等高温工业发展及使用需求,一直是广大耐火材料工作者所关注的热点问题。因此,高科公司和技术中心研究人员在高树森董事长的带领下,对纳米技术、纳米材料及其在耐火材料领域中应用开展了长期的、多方面的探索与尝试,并且在此工作基础上还进行了专题研究和自主创新工作;结果表明,采用纳米技术制备的纳米陶瓷粉体材料所具有的功能特性,在纳米耐火材料领域中应用都能够充分地显示出来且得以确认;采用纳米技术和纳米材料制成的纳米耐火材料产品,在钢铁工业新技术(如炼钢二次精炼)中使用,也显示出令人振奋的使用结果。

近年来,我们对纳米技术和纳米材料进行了深入研究和自主创新,自2008年至今,在将近两年的时间里,共申报了六项纳米耐火材料发明专利项目,涉及耐火材料的主要品种,前五项发明专利均已公布,并经有关部门严格筛选后评定,被列为年度国家重点发明专利项目,并纳入国家发明专利实施转化项目中,还被国家知识产权局出版社编入发明人年鉴中;前两项发明专利获第九届香港国际发明博览会金奖,又获第十二届中国北京国际科技产业博览会第三届中国自主创新杰出贡献奖。2010年这些纳米发明专利在第十三届中国北京国际科技产业博览会上又获“中国自主创新杰出贡献奖”,并在“中国高新企业发展国际论坛”上做了《关于发展纳米科技和纳米耐火材料自主创新及其产业化》的重要报告。六项纳米发明专利项目分别是:

纳米耐火材料发明专利之一

纳米复合氧化物陶瓷结合铝―尖晶石耐火浇注料及其制备方法(公布号:101397212A)

纳米耐火材料发明专利之二

纳米Al2O3薄膜包裹的碳―铝尖晶石耐火浇注料及其制备方法(公布号:101417884A)

纳米耐火材料发明专利之三

纳米Al2O3、MgO复合陶瓷结合尖晶石―镁质耐火浇注料及其制备方法(公布号:101544505A)

纳米耐火材料发明专利之四

纳米Al2O3、MgO薄膜包裹的碳―尖晶石镁质耐火浇注料及其制备方法(公布号:101555153A)

纳米耐火材料发明专利之五

纳米Al2O3、SiC薄膜包裹碳的Al2O3-MA-SiC-C质耐火浇注料及其制备方法(公布号:2101767999A)

纳米耐火材料发明专利之六

纳米SiO2、CaO复合陶瓷结合硅质耐火浇注料及其制备方法(申请号:201010165554.9)

纳米耐火材料系列发明专利的公布,是纳米技术和纳米材料在耐火材料领域中成功应用的重要标志,也是纳米技术和纳米材料在传统产业中自主研发、自主创新的重要发展方向,对钢铁等高温工业的发展和高新技术的应用,作出了重要贡献。同时,发展纳米科技是转变经济发展方式,实现可持续发展的关键。具有战略性的纳米新兴产业是新兴科技、新兴产业的深度融合,代表着科技创新的方向,也代表产业发展的方向。使纳米战略性新兴产业尽早成为国民经济的先导产业和支柱产业,要大力推动自主创新,着力突破制约经济社会发展的关键技术问题。加快推进自主创新,紧紧抓住新一轮世界科技革命带来的战略机遇,更加注重创新,加快自主创新能力,加快科技成果向现实生产力转化,加强科技体制改革,加快建设宏大的创新型科技人才队伍,谋求经济增长与发展主动权,形成长期竞争优势,为加快经济发展方式转变提供强有力的科技支撑。太原高科纳米耐火材料的研究及其发明专利成果,大大推动了我国纳米技术、纳米材料的进步与发展,为耐火材料的发展开辟了一片新天地,也为开发更长寿、更节能、无污染功能化的新型绿色耐火材料带来了发展空间。为了进一步深入发展纳米技术在耐火材料领域中的应用研究,使纳米技术在耐火材料领域中得到更广泛的应用,太原高科将研究开发更多更实用的纳米耐火材料发明专利成果,以满足钢铁等高温工业发展需求,也为钢铁等高温工业技术的实施与发展提供了最佳服务。

发展“绿色耐材” 节能减排

耐火材料是高温工业的重要基础材料。在全球大力发展低碳经济形势下,实现高温工业的“绿色化”与耐火材料工业自身的“绿色化”不无关系。绿色耐火材料战略是关系到我国当前和今后耐火材料行业可持续发展的重要发展战略。我国在耐火材料总产量和品种数量上是当之无愧的世界第一。但就“绿色度”而言,差距却甚大,表现在诸如:炼钢耐火材料的平均比消耗高出国际先进水平1倍以上,高性能、长寿命产品比例少,质量稳定性欠佳,技术附加值不高,能耗高,存在环保和公害问题,某些原料资源短缺等。

我们研究开发的新型纳米耐火浇注料及其整体浇注技术,大幅度提高浇注的整体炉衬的使用寿命,节省资源,且节能环保,生产成本相对较低,经济适应性强,无粉尘,无排放有害气体,特别是无纳米粉体的污染,是真正的绿色耐火材料,适应循环经济发展要求,具有显著的经济效益和社会效益,已达到国际先进水平。该系列项目的大力推广也将为我国丰富的耐火矿产资源在现代耐火材料应用中提供广阔的发展前景,将资源变为产品,推动市场效益,可带动资源产业的更快发展。

建立纳米耐材产业化示范基地

我国钢铁产量巨大,2009年钢产量达5.7亿吨,位居世界首位,约占世界总产钢量的47%以上,钢铁生产的高速增长是伴随着流程优化与结构调整来实现的,其重要的就是对加快推进生态文明建设是从清洁生产总体高度上,加快科技创新与进步,继续将纳米技术纳入到耐火材料尖端技术之中,进行深入的研究开发和自主创新,并实施产业化,对钢铁等高温工业发展、高新技术的采用与实施、节能减排、提高质量、创新品种都将发挥非常重要的作用。

纳米科技和纳米材料是21世纪最有发展前景的高新技术,它对国家经济发展、经济转型、传统经济改造、自主创新等均具有重要意义。然而,纳米科技和纳米材料只有在生产实际应用中才能体现出自身的重大价值。国外多个国家都对纳米产品的产业化给予特别关注,并且作为纳米科技发展水平的重要标志。纳米材料制备技术由实验室转移到工厂生产势在必行,在纳米技术产业化过程中存在多方面制约纳米发展的瓶颈问题。为了解决纳米耐火材料产业化中出现的各种瓶颈问题,我们开展长期的专项研究并取得了较好的效果,这就为纳米耐火材料产业化铺平了道路,为加快推进产业结构调整,完善现代产业体系,加快推进传统产业技术改造,加快发展纳米战略新兴产业,全面提升产业技术水平和国际竞争力,都具有重大意义。

为此,建立纳米耐火材料产业化示范基地,对当前和今后耐火材料工业和钢铁等高温工业的发展是非常有意义的,而且也是十分紧迫和刻不容缓的。此外,国际间纳米技术和纳米材料的竞争更多体现在工业生产的纳米产品上,太原高科对纳米科技和纳米耐火材料的研究开发和自主创新作了长期的艰苦努力,并取得多项发明专利成果,并且对纳米科技和纳米耐火材料继续开展深入研究和产业化基地建设将会取得更多、更大进展,为我国纳米科技发展作出贡献。产业化示范基地建立后,太原高科将运用多项高新技术,谋求与尖端的纳米技术整合,加速纳米耐火材料的理论与实际应用研究,为耐火材料行业的纳米化发展创造条件和奠定基础,完成开发成果后,可积极推进开发和创新成果的产业化,及时服务于钢铁等高温工业生产中,使纳米技术及早地显现出经济效益和社会效益,为科技发展和进步作贡献,努力把21世纪纳米尖端耐火材料的开发与生产做好、做成功;为国家高温工业的发展继续作研发与服务;加快传统工业的改造,促进我国经济的平稳、快速发展。■

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半导体生产技术的每一次重要进化都会给集成电路设计者带来一系列越来越艰难的挑战。多年以来，结构设计面临的最大挑战都是围绕于基础领域和电性需求。但随着越来越精密的设计和生产技术让半导体公司能够在更小的面积上实现更大、更复杂、更快的电路，集成电路设计者开始发现，设计后期阶段对电路性能的决定作用越来越大。结构设计的决定因素如容性耦合和信号集成在前几代技术中一般都是次要考虑因素，而如今它们开始在主流设计中对性能起到主要影响作用。从而使布线后寄生元件提取的详细分析成为主流时序确认流程的必要工作。

向更高级纳米技术的过渡同样采用了类似的模式，不过复杂度更高：在65纳米级以上大多可被忽略的生产因素影响，对于65纳米及以下级别会变得越来越突出。在这样高级的几何尺寸下，平坦化化学机械抛光(CMP)可能会磨损比周围绝缘电阻材料较为柔软的铜线顶部。结果铜线厚度和响应时间即便是在同一个裸片上也会有极大不同。过去生产工程师会通过金属填充和切缝切削等方式设法减轻CMP的影响，然而在更高的纳米几何尺寸下，这些调整措施会因为对耦合效应影响的加大而严重影响电路性能。

同样，在这种几何尺寸下需要的更强的解析度增强法(RET)提高了电路性能的生产影响。即使是在当今的主流几何尺寸下，芯片结构也小于硅光刻使用的193纳米光波源，这就需要光学邻近矫正法(OPC)和相移光罩(PSM)来补偿因次波长衍射导致的失真。生产商一般只要将这些技术应用于180纳米设计的两个层面，而65纳米设计的所有层面都需要矫正――算起来大概有35个要使用新兴的工艺技术。至于CMP，生产商可以将这些矫正手段用于上一代的设计品而无需担心影响性能。而对于更高的纳米级别设计，在整个设计过程中需要仔细考虑系列RET矫正的影响。采用了新的技术，工程师可以研究光刻在版图设计方面的影响，在制作光罩之前交互摸索不同的RET方法。使用加密晶片处理数据的工艺模型文件进行光刻影响的详细模拟，在不危及机密生产资料安全的情况下，提供光刻结果的精确预测。通过这种手段，设计团队可以制造出无光刻影响的版图，降低光刻相关的重新投片风险。

如今设计师需要采用与用于时序收敛相同的方法处理生产影响，在每个模块设计周期的早期预测其影响。可制造性设计(DFM)和良率导向设计(DFY)策略应该贯穿于整个设计流程，包括综合、布局、布线、布线优化和完成阶段。相反地，补偿CMP和光刻影响的设计改良也应该对设计意图有更清晰的把握，例如发现一些关键途径以降低因信号集成和时序问题而出现新缺陷的可能性。

设计和生产之间的互相影响趋势越来越明显，这进一步反映了半导体公司和晶圆厂之间的天然关系。晶圆厂如今在必须规则的基础上增加了可选规则，这可以帮助半导体生产商充分发挥新工艺技术的潜力。对设计师来说，通过采用推荐的规则带来可能的良率提升，以平衡传统目标成为挑战所在。因为每个晶圆厂和工艺都有不同的整套规则，在生产约束越来越多的情况下，精确预测电路性能的需求使得这样的挑战更加复杂。

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关键词：粉体技术 蒙药制剂 应用

随着现代科学的进步和GMP的广泛实施，粉体技术受到人们越来越多的重视，为现代给药系统的研究提供了新的方法和途径；同时，制药工业的不断发展也对粉体技术提出了更高、更新的要求。伴随着当前中药现代化和纳米技术的发展，粉体技术也有了更广阔的发展空间，必将得到更完善的发展和提高，从而促进制药工业的发展。

一、降低粒径提高溶出度

蒙药的溶出度除与蒙药的溶解度有关外，还与物料的比表面积有关，一定温度下固体的溶解度和溶解速度与其比表面积成正比。而比表面积主要与蒙药粉末的粗细、粒子形态以及表面状态有关，对片剂和胶囊剂来说与崩解后的粒子状态有关。因此蒙药粒度大小可以直接影响蒙药溶解度、溶解速度，进而影响到临床疗效。例如，微粉化醋酸炔诺酮比未微粉化的溶出速率要快很多，在临床上微粉化的醋酸炔诺酮包衣片比未微粉化的包衣片活性几乎大5倍。

对难溶性蒙药或溶出速率很慢的蒙药来说，蒙药的溶出过程往往成为吸收的限速过程。蒙药的粒径降低时其比表面积增大，蒙药与介质的有效接触面积增加，将提高蒙药的溶出度和溶出速度，因此降低粒径是提高难溶性蒙药生物利用度的行之有效的方法。灰黄霉素是一种溶解度很小的蒙药，超微粉化与一般微粉化的灰黄霉素制剂相比较治疗真菌感染，其血药浓度高且用药剂量小。

很多蒙药是多晶型的，在粉体处理过程中可能会导致晶型改变，其溶解度、稳定性、疗效等都可能受到影响，应多加注意。

二、减小粒度增强疗效

临床上，蒙药不论以何种形式给药，蒙药粒径的大小都会影响蒙药从剂型中的释放，进而影响到疗效。在改善蒙药崩解和溶出的同时，蒙药的吸收增加，生物利用度和疗效均可得到较好的提高。

对气雾剂而言，雾化后蒙药粒子的大小是药效的主要决定因素。气雾剂混悬液中粒径在微米以上的粒子存在时限很短，无法达到有效的局部治疗效果；但若粒子太小则不能沉积于呼吸道，易于通过呼气排出。所以一般认为，起局部作用的气雾剂粒子范围以3～10微米为宜；欲发挥全身作用，则粒子宜在1～45微米。国外学者研究了3种不同粒度的双香豆素胶囊抑制正常凝血酶原的活性作用时间面积和血药浓度-时间面积之间的关系，发现粒度、溶解速度与疗效三者之间有一定的关系：即粒度小，溶解速度快，疗效好。

有人研究了非甾体类抗炎药萘普生的不同粒径对大鼠胃肠道的刺激性及吸收的影响。结果表明，将萘普生的粒径从20微米减小到270纳米时，避免了大粒子在黏膜黏附而导致的局部蒙药浓度过高，可以显著地降低蒙药对胃肠道的刺激并能有效的提高蒙药的疗效。

三、粉体新技术促进制剂现代化

近年来，随着粉体技术在制药工业上的应用日益广泛和制剂现代化的发展，粉体技术有了新的突破和应用，出现了一系列新的粉体技术如中药的超细粉体技术、纳米粉体技术等。

四、超细粉体技术提高中药复方制剂疗效

超细粉体技术又称超微粉碎技术、细胞级微粉碎技术，是近年国际上发展起来的一项物料加工高新技术。该技术是一种纯物理过程，它能将动、植物药材从传统粉碎工艺得到的中位粒径150～200目的粉末（75微米以下），提高到中位粒径为5～10微米以下，已逐渐在中药制剂中得到广泛的应用。

通过超细粉体技术加工出的药材超细粉体，粒径

五、纳米粉体技术改善制剂多种性质

纳米技术是20世纪80年代末期刚刚诞生并正在崛起的新科技，它的基本涵义是在纳米尺寸（10-9～10-7米）范围内认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子，创造新物质。

国际上公认0.1～100纳米为纳米尺度空间，在药剂学领域一般将纳米粒的尺寸界定在1～1000纳米。药剂学中的纳米蒙药基本可以分为两类：纳米载体系统和纳米晶体蒙药。纳米载体系统是指通过某些物理化学方法间接制得的蒙药-聚合物载体系统（即纳米粒），如纳米脂质体、聚合物纳米囊、纳米球等。纳米晶体蒙药则是指通过纳米粉体技术直接将原料蒙药加工成纳米级别（即纳米粉），这实际上是微粉化技术、超细粉技术的再发展。

将蒙药加工成纳米粒可以提高难溶性蒙药的溶出度和溶解度，还可以增加粘附性、形成亚稳晶型或无定形以及消除粒子大小差异产生的过饱和现象等，从而能够提高蒙药的生物利用度和临床疗效。在表面活性剂和水等存在的条件下可以直接将蒙药粉碎成纳米混悬剂，适合于口服、注射等途径给药以提高吸收或靶向性，特别适合于大剂量的难溶性蒙药的口服吸收和注射给药；也可以通过适宜的方法回收得到固体纳米蒙药，再加工成各种剂型，如活性钙的纳米化，可大大提高吸收率，我国已能大量生产。

参考文献：

[1]盖国胜.超细粉碎分级技术[M].北京：中国轻工业出版社，2000.

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【关键词】物联网 智慧城市 车联网 可穿戴设备

1 引言

城市化进程的不断加快使得城市人口数量不断增加，城市建设中也面临了诸多挑战，如城市管理效率低下，交通拥堵，城市应急系统建设不完善，环境监测措施不到位等。随着物联网、云计算等技术的不断发展，通过高新技术等使得智慧城市建设目标得以实现。

2 物联网技术概述

2.1 物联网架构

感知层、应用层以及网络层构成了物联网的主要三个层面。其中，能够感知到世界上的所有信息，是感知层所要发挥的作用，通常在数据采集的过程中，都会用到传感器，这样才能够对物体进行识别，紧接着再进行信息处理工作，并把掌握的信息内容利用传感器传送到网络层里。在物联网的三个层面里，处在中间位置的是网络层。如果把物联网比喻成一个人的话，那网络层就是人的大脑，由此可见网络层的重要地位。通常，网络层都会通过网络技术及时有效地对信息进行传输工作。物联网如果想和客户取得联系，那么就要运用到应用层，这样不仅能够实现与客户的沟通，还可以让物联网实现智能应用。而在核心特征方面，物联网主要包括以下几个方面：连通性，它的含义是指要能够随时与每个人或者物体进行联通；而能够实现人与物之间的互动则叫做互联互通，这是互联网核心特征的第二个方面；利用智能化技术与物体进行联系则叫做智能化感应。客户通常会运用互联网，尽可能地依靠资源来给自己的生活提供各种便利条件。

2.2 关键技术

2.2.1 无线传感技术

无线传感技术是连接物理世界、数字虚拟世界和人类社会的桥梁，物联网的应用的基础，就是无限传感技术，利用无线传感技术，能够更好地对物品进行监测、感知和数据采集，同时也能够和互联网平台进行数据交互。因此无线传感技术的发展，直接关系到物联网技术落地和实际应用的领域。目前，低成本、微型化、低功耗以及灵活的组网方式、铺设方式是无线传感技术的发展方向。

2.2.2 RFID射频识别

RFID是利用射频信号通过空间电磁耦合实现无接触信息传输，并且借助传输的信息对物体进行有效辨别。可以将RFID看作为一种设备标识技术，其可以支持短距离的数据传输。RFID系统中主要有电子标签（Tag）、读写器（Reader）和天线（Antenna）。因为RFID系统具有无需接触、自动化程度高、耐用性强、使用稳定、识别速度快、适应能力强等多种优点，所以可以被广泛应用于各类领域中，如物流以及供应链管理、门禁安防系统、道路自动收费、航空行李处理、物品监视、汽车监控和动物身份标识等。

2.2.3 纳米技术和智能技术

随着互联网技术的不断发展，物联网技术的应用，也逐渐形成了以物体为核心，将物与物之间进行智能化关联，而纳米技术优势非常明显，利用纳米技术，能够让物联网更智能地互联，且进行数据交互，纳米技术的应用方向为纳米电子技术、纳米力学技术和纳米材料技术等，而智能技术则是通过对物体内植入智能芯片，将智能赋予相关的物体，并通过互联网与物体、人之间进行主动、被动交互，机器人技术将成为未来智能技术的发展方向。

3 物联网在智慧城市中的应用

3.1 城市政务

智慧城市建设和政府的高效管理息息相关，借助物联网技术、网络通信和计算机技术等，可以对城市资源进行优化整合，实现政府管理以及服务职能的优化，实现政府服务的智慧化。同时，可以对公共管理资源进行整合，为人们提供更加优质的功能服务。

3.2 城市安全

智慧城市中城市安全管理主要是以互联网和物联网技术为核心，获得全面的城市安全信息，基于此，可以建立统一的公共安全系统和应急处理机制，当出现城市安全问题时，可立即启动应急联动机制，对其进行处理，以保证社会安全，维护人们的生命财产安全。以我国某城市为例，将物联网技术应用于电动车的防盗工作中，在电动车上安装无线传感器，这样车主就可以获知车辆的具置和使用现状。

3.3 城市环境

基于物联网建设的城市环境监测系统可以为城市的移动设备的所属者提供相关信息，及时发送提示，若天气情况良好，适宜户外运行，人们可以通过物联网系统查询气象和交通变化信息。

3.4 城市交通

物联网也可以为城市交通运输网络建设的智能化提供技术支持，对各类信息进行整合和共享，实现交通网络的高效便捷。例如，公交车可以应用全球定位系统进行实时定位，并计算距离下一站的距离和到达时间，将信息发送至每一个车站的电子显示屏上，乘客便可得知相关消息。例如在高速公路收费管理上，通过利用ETC技术，办理ETC的每一辆车每当通过收费站前的关口，系统会自动识别车辆的出入口信息，从而完成收费扣费的程序，大大降低了收费工作人员的任务量，提高了高速公路的收费工作效率和质量。

3.5 城市生活

物联网的应用对于提高居民生活智能化水平有着积极作用。例如，每日清晨，人们可以通过手机、手表等直接了解自身的身体健康状况，根据自身实际情况调节生活节奏和生活方式。若发现存在健康问题，系统可直接将患者信息发送至医院。同时，系统可以辅助婴幼儿的照料，依据幼儿的自身需求进行喂食和健康检查，并且将信息传送给家长，辅助家长做出正确决策。另外，家长也可以借助物联网的跟踪功能了解事物的原产地。

4 结束语

综上所述，我国城市建设中物联网的应用处于初始阶段，还需要相关专家学者加强研究，根据我国城市建设的特征进行中国化改造，实现其高效、便捷的应用，为城市规划决策提供参考依据。

参考文献

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关键词 计算机技术；发展趋势

中图分类号 TP 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)012-0114-01

当前，计算机技术获得了迅猛发展，广泛地应用于人们的生活中，给人们的生活带来了巨大的便利，计算机技术也从单一化领域逐步发展到多元化领域。但随着社会经济的发展，各行各业对计算机技术的要求越来越高，要适应社会需求，就必须深入研究计算机技术，以使计算机技术更好地满足社会需求。

1 计算机技术的兴起

计算机技术的兴起要追溯到1946年美国宾夕法尼亚大学莫尔学院研制的大型电子数字积分计算机，这标志着计算机时代的到来。这样的机器当时是为军方研制的，后通过多次的技术改造，这台计算机能进行各种科学计算，应用的领域拓宽。但该台计算机的程序设备还是外加式的，运行速度较快，但存储容量较小，与现代计算机还存在较大差距。直到数学家冯・诺伊曼领导的设计小组对计算机技术进行了重大突破，在1946年完成了《电子计算机装置逻辑结构初探》，这一设计成果引发了存储程序式计算机的制造，英国率先完成了电子离散时序自动计算机，美国相继完成了东部标准自动计算机，计算机的自动化程度越来越高，进入了迅速发展期。

20世纪中期计算机技术获得了高速发展，也有单纯的计算机硬件发展到集硬件、软件和固件等为一体的计算机技术系统，此系统的性能大大提升。同时这一时期，计算机类型开始分化，如通用计算机、小型计算机、微型计算机等类型，此外还有一些专用的计算机如模拟数字混合计算机等。20世纪后期，计算机技术开始逐步应用到社会的各个角落，计算机的性能也获得了提升。不管是家庭、还是企业、机关，计算机都广泛地发挥着作用，成为人们工作生活中不可获取的一部分。目前计算机技术已经决定了计算机的发展方向，其设备如音响系统、操作系统等技术性很强，涉及到电子学、光学、机械学等多种学科，同时又要受到电子加工工艺水平、精密机械工艺水平的影响。

2 未来计算机技术的应用

随着硅芯片技术的快速发展，硅技术也越来越接近物理极限，为了解决物理性对硅芯片的影响，世界各国都在加紧研制新技术，计算机领域将会出现一些新技术，给计算机的发展带来质的飞跃。虽然这些新型计算机技术还在发展中，但不久这些新型的量子计算机、光子计算机、生物计算机、纳米计算机等将会遍布我们生活的各个领域，获得广泛的应用。

2.1 量子计算机

这种计算机是根据量子效应设计出来的，借助链状分子聚合物的特性来实现开关状态，分子状态变化借助于激光脉冲改变，使相关的信息跟着聚合物转变，然后实现运算。量子计算机是立足于力学规律之上进行运算及存储信息的，量子计算机的存储量是非常大的，不仅能高速地处理数据，还有着安全的保密体系。量子计算机技术的发展是科学界一直追逐的梦想，现在还只是利用了量子点操纵、超导量子干涉等方面，此领域还有待更进一步的研究，量子计算机的应用必会给未来计算机技术发展带来新机遇。

2.2 光子计算机

光子计算机也就是全光数字计算机，就是用光子代替电子，用光互连代替导线互联，光硬件代替电子硬件，从而实现光运算代替电子运算。光与电子相比，其传播速度非常快，它的能力超过了现有电话电缆的很多倍，同时光子计算机在一般室温下就可以使用，不易出现错误，和人脑具有类似的容错性。这些优势必会提高计算机的效能，使光子计算机获得广泛的发展与应用。

2.3 生物计算机

生物计算机也即是分子计算机，其运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质相互作用的过程。生物计算机的转换开关是由酶来担当的，要更好地显现出酶，就需要酶和蛋白质融合在一起。通过这种技术制作的生物计算机体积小，耗电少，存储量大，还能运行在生化环境或者有机体中，比较适合应用于医疗诊治及生物工程等。

2.4 纳米计算机

纳米属于计量单位，大概是氢原子直径的十倍。纳米技术从开始就受到了科学家们的关注，也是80年代初迅速发展起来的前沿技术，科学家们一直深入研究。现在纳米技术应用领域还局限于微电子机械系统，还没有真正应用于计算机领域。在微电子机械系统中应用纳米技术知识，是在一个芯片上同时放传感器和各种处理器，这样所占的空间较小。纳米技术如果能应用到计算机上，必会大大节省资源，提高计算机性能。

3 未来计算机技术的发展趋势

3.1 无线化趋势

计算机实现无线化一直是人们梦寐以求的，这与当前笔记本实现的无线是不同的，未来计算机无线化是指网络与设备间的无线连接，如果无线化得到了实现，未来在家中使用台式电脑比用笔记本还方便，因为显示器与主机不用再连线。也就是说实现无线显示器，这种技术被称为UWB技术，属于无线通信技术，可以为无线局域网和个人局域网提供方便，带来低功耗、高带宽的优势。

3.2 网络化趋势

目前，信息技术获得了快速发展，计算机也越来越普及，各种家用电器也开始走向智能化，未来有可能实现家电与计算机之间的网络连接，计算机可以通过网络调控家电的运作，也可以通过网络下载新的家电应用程序，从而提高家电的性能。同时利用互联网也可以远程遥控家中的家电，在办公室就能让家中的电器工作，为生活提供便利。

3.3 人性化趋势

计算机的普及必会要求计算机更好地为人服务，这就需要计算机与人之间的交流要人性化，这样人们才会真正使用计算机。要实现这个目标，计算机的交互方式将会走向多样化，可以通过书写控制，也可以通过语言控制、眼镜控制等。随着智能化的提升，计算机可以自动选择操作流程，使用起来较为简单，有可能达到与家用电器操作一样简单，使用者不需要专门学习就能操作。

总之，随着信息技术的发展，计算机给人们的生活带来了诸多便利。目前，一些新型的计算机技术已经开始应用到一些领域，未来计算机技术的发展必会超出人们的预想。

参考文献

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一、我国机械制造技术发展的现状分析

机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。

20世纪70年代以前,产品的技术相对比较简单,一个新产品上市,很快就会有相同功能的产品跟着上市。20世纪80年代以后,随着市场全球化的进一步发展,市场竞争变得越来越激烈。

20世纪90年代初,随着CIMS技术的大力推广应用,包括有CIMS实验工程中心和7个开放实验室的研究环境已建成。在全国范围内,部署了CIMS的若干研究项目,诸如CIMS软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略,CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等均取得了丰硕成果,获得不同程度的进展。但因大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于CAD和管理信息系统,底层基础自动化还十分薄弱,数控机床由于编程复杂,还没有真正发挥作用。因此,与工业发达国家相比,我国的制造业仍然存在一个阶段性的整体上的差距。

目前,我国已加入WTO,机械制造业面临着巨大的挑战与新的机遇。因此,我国机械制造业不能单纯的沿着20世纪凸轮及其机构为基础采用专用机床、专用夹具、专用刀具组成的流水式生产线——刚性自动化发展。而是要全面拓展,面向五化发展,即全球化、网络化、虚拟化、自动化、绿色化。

二、机械制造技术的特点

做好基础自动化的工作仍是我国制造企业一项十分紧迫而艰巨的任务。但加工中心无论是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及,工业机器人的应用还很有限。因此,我们要立足于我国的实际情况,在看到国际上制造业发展趋势的同时扎扎实实地做好基础工作。

1.机械制造技术是一个系统工程

先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。

2.机械制造技术是一个综合性技术

先进制造技术应用的目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。因此,它并不限于制造过程本身,它涉及产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。以便提高制造业的综合经济效益和社会效益。

3.机械制造技术是市场竞争要素的统一体

市场竞争的核心是如何提高生产率。随着市场全球化的进一步发展,20世纪80年代以后,制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来,使三者达到了统一。

4.机械制造技术是一个世界性技术

  20世纪80年代以来,随着全球市场的形成,发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资本,使得市场竞争变得越来越激烈,为适应这种激烈的市场竞争,一个国家的先进制造技术应具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。同时,机械制造技术是面向21世纪的技术,应与现代高新技术相结合,应是有明确范畴的新的技术领域。 免费论文下载中心

三、我国机械制造技术的发展方向

先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展起来的,既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。

20世纪80年代,随着扫描显微镜的发明和使用,人类认识世界和改造世界的能力进入纳米尺度,纳米技术是指实现纳米级精度,是一种在纳米尺度上研究原子和分子结构,物质特性及相互作用与运动,并运用这种技术为人类服务的高新技术,纳米技术对制造业产生了很大的影响,其应用范围将非常广泛,包括纳米材料技术、纳米加工技术、纳米装配技术和纳米测量技术等。

超精密加工的加工精度在2000年已达到纳米级,在21世纪初开发的分子束生长技术、离子注入技术和材料合成、扫描隧道工程(STE)可使加工精度达到0.0003~0.0001μm,现在精密工程 正向其终极目标——原子级精度的加工逼近,也就是说,可以做到移动原子级别的加工。

现代机械制造技术的发展主要表现在两个方向上:一是精密工程技术,以超精密加工的前沿部分、微细加工、纳米技术为代表,将进入微型机械电子技术和微型机器人的时代;二是机械制造的高度自动化,以CIMS和敏捷制造等的进一步发展为代表。

1.精密成形技术成形制造技术包括铸造、焊接、塑性加工等。精密成形技术包括:精密铸造(湿膜精密成形铸造、刚型精密成形铸造、高精度造芯)、精密锻压(冷湿精密成形、精密冲裁)、精密热塑性成形、精密焊接与切割等。

2.无切削液加工无切削液加工的主要应用领域是机械加工行业,无切削液加工简化了工艺、减少了成本并消除了冷却液带来的一系列问题,如废液排放和回收等等。

3.快速成形技术快速原型零件制造技术(RPM),其设计突破了传统加工技术所采用的材料去除的原则,而采用添加、累积的原理。其代表性技术有分层实体制造(LOM),熔化沉积制造(FDM)等等。

由于以上工艺和技术不仅减少了原材料和能源的耗用量或缩短了开发周期、减少了成本,而且有些工艺的