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变色龙仿生材料的研究进展论文

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变色龙仿生材料的研究进展论文

变色龙变色取决于皮肤三层色素细胞。 与其他爬行类动物不同的是,变色龙能够变换体色完全取决于皮肤表层内的色素细胞,在这些色素细胞中充满着不同颜色的色素。纽约康奈尔大学生物系的安德森对变色龙的“变色原理”进行了详细解释:变色龙皮肤有三层色素细胞,最深的一 层是由载黑素细胞构成,其中细胞带有的黑色素可与上一层细胞相互交融;中间层是由鸟嘌呤细胞构成,它主要调控暗蓝色素;最外层细胞则主要是黄色素和红色素。安德森说,“基于神经学调控机制,色素细胞在神经的刺激下会使色素在各层之间交融变换,实现变色龙身体颜色的多种变化。”

变色龙(chameleon)是一种神秘的动物,它们能随环境变换身体的颜色。

它们究竟是如何改变身体颜色的,这一直是一个谜。最近,科学家终于揭开了它的变色之谜!秘密就隐藏在它们皮肤中的一种特殊细胞中。这个研究成果在线发表在3月10日的Nature Communications上。

我们知道,乌贼和章鱼也会变色。它们变色是通过增加或减少皮肤中的色素浓度来实现。然而,变色龙则另辟蹊径。科学家们发现,变色龙依靠的是皮肤上一种反射光线的特殊结构。

为了搞清楚变色龙的变色机制,科学家研究了5只成年雄性变色龙、4只成年雌性变色龙和4只年幼的豹变色龙。豹变色龙是一种生活在马达加斯加的变色龙。科学家发现,变色龙皮肤中有两层厚厚的虹色细胞(iridophore cells),重叠在一起。虹色细胞是一种含有色素、能反射光线并发出彩虹色光芒的细胞。

科学家说,虹色细胞中含有许多不同形状、尺寸和组合的纳米晶体,这是变色龙变色的关键。变色龙可以放松或绷紧皮肤,从而改变表层细胞中纳米晶体的排列,导致色彩的改变。比如说,一只雄性变色龙懒洋洋地趴在树枝上时,可能皮肤处于放松状态,而当另一只雄性竞争者出现时,它就会立刻进入兴奋状态,皮肤也紧绷起来。

论文的作者之一、瑞士日内瓦大学的Michel Milinkovitch教授说,当变色龙皮肤放松时,虹色细胞中的纳米晶体彼此靠得很近,这样,细胞就容易反射短波长的光线,比如蓝色。而当皮肤变的紧绷时,纳米晶体之间的距离增大了,虹色细胞就更容易反射波长较长的光线,比如黄色、橙色和红色。但是变色龙并不总是蓝色的。它的皮肤中还含有一种黄色的色素,当蓝色和黄色混合时,就变成绿色,使得它们可以隐蔽在树叶中。

研究者写道:“在兴奋状态下,红色的色调并不会改变太多,但是红色的亮度会增加。”

与此同时,他们还发现,变色龙还有一层更厚的皮肤细胞,能反射大量的近红外线。这些细胞对变色没有贡献,但是可以帮助变色龙反射走多余的热量,保持凉爽。

在这个研究中,科学家用了很多方法。比如说,他们用高分辨率的相机拍下了变色龙变色的过程,建立了大量模型来模拟纳米晶体反射光线的机制。他们还将变色龙皮肤上的虹色细胞放入溶液,通过改变溶液的浓度,观察细胞肿胀或收缩时的色彩变化。这些实验都证明,他们的理论是正确的。

不过,只有成年雄性变色龙才会变色,特别是当它们遇到一只不识时务的雄性竞争者,或一只风姿卓约的雌性变色龙时。雌性变色龙和幼年变色龙的颜色都很暗淡,这是因为它们表层皮肤中的虹色细胞很少。

所以,变色龙是纳米级的调色师哦!这个发现有助于帮助工程师、物理学们进行仿生设计。

(作者:Laura Geggel;编译:汪汪;via livescience)

不知道o(>﹏<)o

树干为什么是圆的在观察大自然的过程中我偶然发现,树干的形态都近似圆的——空圆锥状。树干为什么是圆锥状的?圆锥状树干有哪些好处?为了探索这些问题,我进行了更深入的观察、分析研究。我查阅了有关资料,了解到植物的茎有支持植物体、运输水分和其他养分的作用。树木的茎主要由维管束构成。茎的支持作用主要由木质部木纤维承担,虽然木本植物的茎会逐年加粗,但是在一定时间范围内,茎的木纤维数量是一定的,也就是树木茎的横截面面积一定。接着,我们围绕树干横截面面积,假设树干横截面长成不同形状,设计试验,探索树干呈圆锥状的原因和优点。经过实验,我发现:1.横截面积和长度一定时,三棱柱状物体纵向支持力最大,横向承受力最小;圆柱状物体纵向支持力不如三棱柱状物体,但横向承受力最大;等质量不同形状的树干,矮个圆锥体形树干承受风力最大;2.风是一种自然现象,影响着树木横截面的形状和树木生长的高矮。近似圆锥状的树干,重心低,加上庞大根系和大地连在一起,重心降得更低,稳度更大;3.树干横截面呈圆形,可以减少损伤,具有更强的机械强度,能经受住风的袭击。同时,受风力的影响,树干各处的弯曲程度相似,不管风力来自哪个方向,树干承受的阻力大小相似,树干不易受到破坏。以上的实验反映了自然规律、自然界给我们启示:横截面呈三角形的柱状物体,具有最大纵向支持力,其形态可用于建筑方面,例如角钢等;横截面是圆形的圆状物体,具有最大的横向承受力,类似形态的建筑材料随处可见,如电视塔、电线杆等。在我的观察、试验和分析过程中,逐渐解释、揭示了树干呈圆锥状的奥秘,增长了知识,把学到的知识联系实际加以应用,既巩固了学到的知识,又提高了学习的兴趣,还初步学会了科学观察和分析方法。

新材料研究进展论文

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。下面是我整理的纳米材料科技论文,希望你能从中得到感悟!

纳米材料综述

【摘要】 本文综述了纳米材料的发展、种类、结构特性、目前应用状况和相关的应用前景,并对我国和国际目前的研究水平和投入做了对比分析。

【关键词】 纳米、纳米技术、纳米材料、纳米结构

1 引言

著名科学家费曼于1959年所作的《在底部还有很大空间》的演讲中,以“由下而上的方法”出发,提出从单个分子甚至原子开始进行组装,以达到设计要求。他说道,“至少依我看来,物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。”并预言,“当我们对细微尺寸的物体加以控制的话,将极大得扩充我们获得物性的范围。”[1]

1974年,科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。1982年,科学家发明研究纳米的重要工具――扫描隧道显微镜,使人类首次在大气和常温下看见原子,为我们揭示一个可见的原子、分子世界,对纳米科技发展产生了积极促进作用。1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科学技术的正式诞生。[2]

2 纳米技术

纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行精确的观测、识别和控制的技术,是在纳米尺度范围内研究物质的特性和相互作用,并利用这些特性制造具有特定功能产品的多学科交叉的高新技术。其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子,制造出具有特定功能的产品。

3 纳米材料

3.1纳米材料的概念

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。从尺寸大小来说,通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在0.1微米以下,即100纳米以下。因此,颗粒尺寸在1~100纳米的微粒称为超微粒材料,也是一种纳米材料。

纳米材料具有一定的独特性,当物质尺度小到一定程度时,则必须改用量子力学取代传统力学的观点来描述它的行为,当粉末粒子尺寸由10微米降至10纳米时,其粒径虽改变为1000倍,但换算成体积时则将有10的9次方倍之巨,所以二者行为上将产生明显的差异。

3.2纳米材料的分类

纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟,是生产其他三类产品的基础。

(1)纳米粉末

纳米粉末又称为超微粉或超细粉,一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒,是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。可用于:高密度磁记录材料;吸波隐身材料;磁流体材料;防辐射材料;单晶硅和精密光学器件抛光材料;微芯片导热基片与布线材料;微电子封装材料;光电子材料;先进的电池电极材料;太阳能电池材料;高效催化剂;高效助燃剂;敏感元件;高韧性陶瓷材料(摔不裂的陶瓷,用于陶瓷发动机等);人体修复材料;抗癌制剂等。

(2)纳米纤维

纳米纤维指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。可用于:微导线、微光纤(未来量子计算机与光子计算机的重要元件)材料;新型激光或发光二极管材料等。静电纺丝法是目前制备无机物纳米纤维的一种简单易行的方法。

(3)纳米膜

纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起,中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于:气体催化(如汽车尾气处理)材料;过滤器材料;高密度磁记录材料;光敏材料;平面显示器材料;超导材料等。

(4)纳米块体

纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。主要用途为:超高强度材料;智能金属材料等。

4 纳米材料的应用

由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成,也正因为这样,纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如:其力学特性、电学特性、磁学特性[8]、热学特性等,这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。

5 纳米材料的前景

纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学,主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。纳米材料的应用涉及到各个领域,21世纪将是纳米技术的时代。纳米科学技术的诞生,将对人类社会产生深远的影响,并有可能从根本上解决人类面临的许多问题,特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。

21世纪初的主要任务是依据纳米材料各种新颖的物理和化学特性,设计出各种新型的材料和器件。通过纳米材料科学技术对传统产品的改性,增加其高科技含量以及发展纳米结构的新型产品,目前已出现可喜的苗头,具备了形成21世纪经济新增长点的基础。纳米材料将成为材料科学领域一个大放异彩的明星展现在新材料、能源、信息等各个领域,发挥举足轻重的作用。随着其制备和改性技术的不断发展,纳米材料在精细化工和医药生产等诸多领域会得到日益广泛的应用。

6 结束语

纳米材料在21世纪高科技发展中占有重要地位。纳米材料由于其无可挑剔的优越性,已成为世界各国研究的热点。其应用已渗透到人类生活和生产的各个领域,促使许多传统产业得到改进。世界发达国家的政府都在部署未来10~15年有关纳米科技研究规划。我国对纳米材料的研究也取得了令世界瞩目的、具有前沿性的科技成果。纳米技术的开发,纳米材料的应用,推动了整个人类社会的发展,也给市场带来了巨大的商业机遇。

参考文献

[1]孙红庆.科技天地―计划与市场探索[M],2001/05

[2]肖建中.材料科学导论[M].北京:中国电力出版社,2001,43~50.

[3]吴润,谢长生.粉状纳米材料的表面研究进展与展望[J].材料导报.2000,14(10):43~46.

纳米材料与应用

摘要 :简要介绍了纳米材料的分类以及它的基本效应,讲解了纳米材料的特殊性能。分析了新型能源纳米材料中光电转换、热点转换、超级电容器及电池电极的纳米材料;环境净化纳米材料中的光催化、吸附、尾气处理等;较具体的讲述了纳米生物医药材料中纳米陶瓷材料、纳米碳材料、纳米高分子材料、纳米复合材料。

关键词 :纳米材料 性能 应用

纳米是一个长度单位,1nm=10ˉ9m。纳米材料是指在结构上具有纳米尺度调制特征的材料,纳米尺度一般是指1~100nm。当一种材料的结构进入纳米尺度特征范围时,其某个或某些性能会发生明显的变化。纳米尺度和性能的特异变化是纳米材料必须同时具备的两个基本特征。

按材质,纳米材料可分为纳米金属材料、纳米非金属材料、纳米高分子材料和纳米复合材料。其中纳米非金属材料又可细分为纳米陶瓷材料、纳米氧化物材料和其他非金属纳米材料。

悬浮于流体的纳米颗粒可大幅度提高流体的热导率及传热效果,例如在水中添加5%的铜纳米颗粒,热导率可以增大约1.5倍,这对提高冶金工业的热效率有重要意义。纳米颗粒可表现出同质大块物体不同的光学特性,例如宽频带、强吸收、蓝移现象及新的发光现象,从而可用于发光反射材料、光通讯、光储存、光开光、光过滤材料、光导体发光材料、光学非线性元件、吸波隐身材料和红外线传感器等领域。

纳米颗粒在电学性能方面也出现了许多独特性。例如纳米金属颗粒在低温下呈现绝缘性,纳米钛酸铅、钛酸钡等颗粒由典型得铁电体变成了顺电体。可以利用纳米颗粒制作导电浆料、绝缘浆料、电极、超导体、量子器件、静电屏蔽材料压敏和非线性电阻及热电和介电材料等。纳米粒子的粒径小,表面原子所占比例很大,表面原子拥有剩余的化学键合力,表现出很强的吸附能力和很高的表面化学反应活性。新制备的金属粒子接触空气,能进行剧烈氧化反应或发光燃烧(贵金属除外)。

纳米材料还广泛应用于环境保护中,它具有能耗低、操作简便、反应条件温和、可减少二次污染等突出特点。纳米材料在生物学性能也有广泛应用,用纳米颗粒很容易将血样中极少的胎儿细胞分离出来,方法简便,成本低廉,并能准确判断胎儿细胞是否有遗传缺陷。人工纳米材料由于其所具有的独特性质能满足人类发展中的多样化需求,近年来获得迅速的发展。目前,越来越多的人工纳米材料已被投放市场,给人们的生活带来巨大的变化和进步。

来自美国加州大学洛杉矶分校和中国天津大学的研究人员们合作,将导电性能良好的碳纳米管和高容量的氧化钒编织成多孔的纤维复合材料,并将该复合材料应用到超级电容器的电极上,获得了新型的具有高能量密度和高循环稳定性的超级电容器。这种超级电容器是非对称的,包含复合材料的阳极和传统的阴极,以及有机的电解质。其中电极薄膜的厚度要比之前的报道高很多,可以达到100微米上,从而使其可以获得更高的能量密度。由于其制备过程与传统的锂离子电池和电容器的生产过程近似,研究人员们认为这种新型电容器的可以比较容易地投入大规模生产。同时,他们也相信该项研究成果向同行们展示了纳米复合材料在高能量、高功率电子设备中的应用前景。

通过先进碳材料的应用,综合了人造石墨和天然石墨做为锂离子电池负极材料活性物质的优点,克服了它们各自存在的缺点,是满足先进锂离子电池性能要求的新一代碳贮锂材料。具有下列优点:微观结构稳定性好,适合大电流充放电;表观性状相容性好,适合形成稳定的SEI膜;粒子形貌、粒径分布适应性强,适合不同的加工工艺要求。适用于先进锂离子电池(液态、聚合物)对下列性能的要求:更高的比能量(体积比、重量比);更高的比功率;更长的循环寿命;更低的使用成本。

应用纳米TiO2泡沫镍金属滤网及甲醛、氨、TVOC吸附改性活性炭等新材料,以及采用惯流风扇取代传统的离心风扇结构,提高空气净化器的性能。光催化泡沫镍金属滤网的特性;镍金属网是用特殊的工艺方式将金属镍制作成具有三维网状结构的金属滤网。它具有:空隙加大,一般大于96%;通透性好,流体通过阻力小;其实际面积比表观面积大很多倍的特性。镍金属网是将纳米级的TiO2以特殊工艺镶嵌在泡沫状镍金属网上,从而将光催化材料的杀菌、除臭、分解有机物的功能和镍的超稳定性很好的结合在一起。它有效的解决了其他光催化材料在使用中存在的有效受光面积小、流体和光催化材料接触面积小、气阻大以及因光催化材料在光催化作用下的强氧化性致使其附着基材易老化和光催化易脱落而使其寿命短的缺陷。活性炭改性工艺及增强性能;活性炭是一种多孔性的含碳物质,它具有高度发达的空隙构造,是一种优良的空气中异味吸附剂。

纳米TiO2具有巨大的比表面积,与废水中有机物更充分地接触,可将有机物最大限度地吸附在它的表面具有更强的紫外光吸收能力,因而具有更强的光催化降解能力可快速降息夫在其表面的有机物分解。此外,在汽车尾气催化的性能方面以及在空气净化中广泛应用。

常规陶瓷由于气孔、缺陷的影响,存在着低温脆性的缺点,它的弹性模量远高于人骨,力学相容性欠佳,容易发生断裂破坏,强度和韧性都还不能满足临床上的高要求,使它的应用受到一定的限制。而纳米陶瓷由于晶粒很小,使材料中的内在气孔或缺陷尺寸大大减少,材料不易造成穿晶断裂,有利于提高材料的断裂韧性;而晶粒的细化又同时使晶界数量大大增加,有助于晶粒间的滑移,使纳米陶瓷表现出独特的超塑性。许多纳米陶瓷在室温下或较低温度下就可以发生塑性变形。纳米陶瓷的超塑性是其最引入注目的成果。传统的氧化物陶瓷是一类重要的生物医学材料,在临床上已有多方面应用,主要用于制造人工骨、人工足关节、肘关节、肩关节、骨螺钉、人工齿,以及牙种植体、耳听骨修复体等等。

由碳元素组成的碳纳米材料统称为纳米碳材料。在纳米碳材料中主要包括纳米碳纤维、碳纳米管、类金刚石碳等;纳米碳纤维除了具有微米级碳纤维的低密度、高比模量、比强度、高导电性之外,还具有缺陷数量极少、比表面积大、结构致密等特点,这些超常特性和良好的生物相容性,使它在医学领域中有广泛的应用前景,包括使人工器官、人工骨、人工齿、人工肌腱在强度、硬度、韧性等多方面的性能显著提高;此外,利用纳米碳材料的高效吸附特性,还可以将它用于血液的净化系统,清除某些特定的病毒或成份。

目前,纳米高分子材料的应用已涉及免疫分析、药物控制释放载体、及介入性诊疗等许多方面。免疫分析作为一种常规的分析方法,在蛋白质、抗原、抗体乃至整个细胞的定量分析上发挥着巨大的作用。在特定的载体上,以共价结合的方式固定对应于分析对象的免疫亲和分子标识物,将含有分析对象的溶液与载体温育,通过显微技术检测自由载体量,就可以精确地对分析对象进行定量分析。在免疫分析中,载体材料的选择十分关键。纳米聚合物粒子,尤其是某些具有亲水性表面的粒子,对非特异性蛋白的吸附量很小,因此已被广泛地作为新型的标记物载体来使用。

近年来,组织工程成为一个崭新的研究领域,吸引了众多学科研究者的关注。在工程化的方法培养组织、器官的过程中,用于细胞种植、生长的支架材料是一个关键的因素,能否使种植的细胞保持活性和增殖能力,是支架材料应用的重要条件。据报道,将甲壳素按一定的比例加入到胶原蛋白中可以制成一种纳米结构的复合材料,与以往的胶原蛋白支架相比,其力学强度得到增强,孔径尺寸增大,表明这种具有纳米结构的复合材料作为细胞生长的三维支架,在力学、生物学方面有很大的优越性和应用潜力。在硬组织修复与替换的研究中,纳米复合材料也开始逐步显示出其优异的性能。用肽分子和两亲化合物的自组装可以得到一种类似细胞外基质的纤维状支架,这种纳米纤维可以引导羟基磷灰石的矿化,形成纳米结构的复合材料,研究发现,这种纳米复合材料内部的微观结构与自然骨中胶原蛋白/羟基磷灰石晶粒的排列结构一致。

参考文献:

[1] 陈飞. 浅谈纳米材料的应用[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2009(03)

[2] 张桂芳. 纳米材料应用与发展前景概述[J]. 黑龙江科技信息. 2009(16)

纳米材料技术作为一门高新科学技术,纳米技术具有极大的价值和作用。下面我给大家分享一些纳米材料与技术3000字论文, 希望能对大家有所帮助!纳米材料与技术3000字论文篇一:《试谈纳米复合材料技术发展及前景》 [摘要]纳米材料是指材料显微结构中至少有一相的一维尺度在100nm以内的材料。纳米材料由于平均粒径微小、表面原子多、比表面积大、表面能高,因而其性质显示出独特的小尺寸效应、表面效应等特性,具有许多常规材料不可能具有的性能。纳米材料由于其超凡的特性,引起了人们越来越广泛的关注,不少学者认为纳米材料将是21世纪最有前途的材料之一,纳米技术将成为21世纪的主导技术。 [关键词]高聚物纳米复合材料 一、 纳米材料的特性 当材料的尺寸进入纳米级,材料便会出现以下奇异的物理性能: 1、尺寸效应 当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或投射深度等物理特征尺寸相当或更小时,晶体的边界条件将被破坏,非晶态纳米微粒的颗粒表面附近原子密度减小,导致声、光电、磁、热、力学等特性呈现出新的小尺寸效应。如当颗粒的粒径降到纳米级时,材料的磁性就会发生很大变化,如一般铁的矫顽力约为80A/m,而直径小于20nm的铁,其矫顽力却增加了1000倍。若将纳米粒子添加到聚合物中,不但可以改善聚合物的力学性能,甚至还可以赋予其新性能。 2、表面效应 一般随着微粒尺寸的减小,微粒中表面原子与原子总数之比将会增加,表面积也将会增大,从而引起材料性能的变化,这就是纳米粒子的表面效应。 纳米微粒尺寸d(nm) 包含总原子表面原子所占比例(%)103×1042044×1034022.5×1028013099从表1中可以看出,随着纳米粒子粒径的减小,表面原子所占比例急剧增加。由于表面原子数增多,原子配位不足及高的表面能,使这些表面原子具有高的活性,很容易与 其它 原子结合。若将纳米粒子添加到高聚物中,这些具有不饱和性质的表面原子就很容易同高聚物分子链段发生物理化学作用。 3、量子隧道效应 微观粒子贯穿势垒的能力称为隧道效应。纳米粒子的磁化强度等也具有隧道效应,它们可以穿越宏观系统的势垒而产生变化,这称为纳米粒子的宏观量子隧道效应。它的研究对基础研究及实际 应用,如导电、导磁高聚物、微波吸收高聚物等,都具有重要意义。 二、高聚物/纳米复合材料的技术进展 对于高聚物/纳米复合材料的研究十分广泛,按纳米粒子种类的不同可把高聚物/纳米复合材料分为以下几类: 1、高聚物/粘土纳米复合材料 由于层状无机物在一定驱动力作用下能碎裂成纳米尺寸的结构微区,其片层间距一般为纳米级,它不仅可让聚合物嵌入夹层,形成“嵌入纳米复合材料”,还可使片层均匀分散于聚合物中形成“层离纳米复合材料”。其中粘土易与有机阳离子发生交换反应,具有的亲油性甚至可引入与聚合物发生反应的官能团来提高其粘结。其制备的技术有插层法和剥离法,插层法是预先对粘土片层间进行插层处理后,制成“嵌入纳米复合材料”,而剥离法则是采用一些手段对粘土片层直接进行剥离,形成“层离纳米复合材料”。 2、高聚物/刚性纳米粒子复合材料 用刚性纳米粒子对力学性能有一定脆性的聚合物增韧是改善其力学性能的另一种可行性 方法 。随着无机粒子微细化技术和粒子表面处理技术的 发展 ,特别是近年来纳米级无机粒子的出现,塑料的增韧彻底冲破了以往在塑料中加入橡胶类弹性体的做法。采用纳米刚性粒子填充不仅会使韧性、强度得到提高,而且其性价比也将是不能比拟的。 3、高聚物/碳纳米管复合材料 碳纳米管于1991年由S.Iijima 发现,其直径比碳纤维小数千倍,其主要用途之一是作为聚合物复合材料的增强材料。 碳纳米管的力学性能相当突出。现已测出碳纳米管的强度实验值为30-50GPa。尽管碳纳米管的强度高,脆性却不象碳纤维那样高。碳纤维在约1%变形时就会断裂,而碳纳米管要到约18%变形时才断裂。碳纳米管的层间剪切强度高达500MPa,比传统碳纤维增强环氧树脂复合材料高一个数量级。 在电性能方面,碳纳米管作聚合物的填料具有独特的优势。加入少量碳纳米管即可大幅度提高材料的导电性。与以往为提高导电性而向树脂中加入的碳黑相比,碳纳米管有高的长径比,因此其体积含量可比球状碳黑减少很多。同时,由于纳米管的本身长度极短而且柔曲性好,填入聚合物基体时不会断裂,因而能保持其高长径比。爱尔兰都柏林Trinity学院进行的研究表明,在塑料中含2%-3%的多壁碳纳米管使电导率提高了14个数量级,从10-12s/m提高到了102s/m。 三、前景与展望 在高聚物/纳米复合材料的研究中存在的主要问题是:高聚物与纳米材料的分散缺乏专业设备,用传统的设备往往不能使纳米粒子很好的分散,同时高聚物表面处理还不够理想。我国纳米材料研究起步虽晚但 发展 很快,对于有些方面的研究 工作与国外相比还处于较先进水平。如:漆宗能等对聚合物基粘土纳米复合材料的研究;黄锐等利用刚性粒子对聚合物改性的研究都在学术界很有影响;另外,四川大学高分子 科学 与工程国家重点实验室发明的磨盘法、超声波法制备聚合物基纳米复合材料也是一种很有前景的手段。尽管如此,在总体水平上我国与先进国家相比尚有一定差距。但无可否认,纳米材料由于独特的性能,使其在增强聚合物 应用中有着广泛的前景,纳米材料的应用对开发研究高性能聚合物复合材料有重大意义。特别是随着廉价纳米材料不断开发应用,粒子表面处理技术的不断进步,纳米材料增强、增韧聚合物机理的研究不断完善,纳米材料改性的聚合物将逐步向 工业 化方向发展,其应用前景会更加诱人。 参考 文献 : [1] 李见主编.新型材料导论.北京:冶金工业出版社,1987. [2]都有为.第三期工程科技 论坛 ——‘纳米材料与技术’ 报告 会. [3]rohlich J,Kautz H,Thomann R[J].Polymer,2004,45(7):2155-2164. 纳米材料与技术3000字论文篇二:《试论纳米技术在新型包装材料中的应用》 【摘 要】作为一门高新科学技术,纳米技术具有极大的价值和作用。进入20世纪90年代,纳米科学得到迅速的发展,产生了纳米材料学、纳米化工学、纳米机械学及纳米生物学等,由此产生的纳米技术产品也层出不穷,并开始涉及汽车行业。 【关键词】纳米技术 包装材料 1 纳米技术促进了汽车材料技术的发展 纳米技术可应用在汽车的任何部位,包括发动机、底盘、车身、内饰、车胎、传动系统、排气系统等。例如,在汽车车身部分,利用纳米技术可强化钢板结构,提高车体的碰撞安全性。另外,利用纳米涂料烤漆,可使车身外观色泽更为鲜亮、更耐蚀、耐磨。内装部分,利用纳米材料良好的吸附能力、杀菌能力、除臭能力使室内空气更加清洁、安全。在排气系统方面,利用纳米金属做为触媒,具有较高的转换效果。 由于纳米技术具有奇特功效,它在汽车上得到了广泛的应用,提升汽车性能的同时延长使用寿命。 2 现代汽车上的纳米材料 (1)纳米面漆。汽车面漆是对汽车质量的直观评价,它不但决定着汽车的美观与否,而且直接影响着汽车的市场竞争力。所以汽车面漆除要求具有高装饰性外,还要求有优良的耐久性,包括抵抗紫外线、水分、化学物质及酸雨的侵蚀和抗划痕的性能。纳米涂料可以满足上述要求。纳米颗粒分散在有机聚合物骨架中,作承受负载的填料,与骨架材料相互作用,有助于提高材料的韧性和其它机械性能。研究表明,将10%的纳米级TiO2粒子完全分散于树脂中,可提高其机械性能,尤其可使抗划痕性能大大提高,而且外观好,利于制造汽车面漆涂料;将改性纳米CaCO3以质量分数15%加入聚氨酯清漆涂料中,可提高清漆涂料的光泽、流平性、柔韧性及涂层硬度等。 纳米TiO2是一种抗紫外线辐射材料,加之其极微小颗粒的比表面积大,能在涂料干燥时很快形成网络结构,可同时增强涂料的强度、光洁度和抗老化性;以纳米高岭土作填料,制得的聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合材料不仅透明,而且吸收紫外线,同时也可提高热稳定性,适合于制造汽车面漆涂料。 (2)纳米塑料。纳米塑料可以改变传统塑料的特性,呈现出优异的物理性能:强度高,耐热性强,比重更小。随着汽车应用塑料数量越来越多,纳米塑料会普遍应用在汽车上。主要有阻燃塑料、增强塑料、抗紫外线老化塑料、抗菌塑料等。阻燃塑料是燃烧时,超细的纳米材料颗粒能覆盖在被燃材料表面并生成一层均匀的碳化层,起到隔热、隔氧、抑烟和防熔滴的作用,从而起到阻燃作用。 目前汽车设计要求规定,凡通过乘客座舱的线路、管路和设备材料必须要符合阻燃标准,例如内饰和电气部分的面板、包裹导线的胶套,包裹线束的波纹管、胶管等,使用阻燃塑料比较容易达到要求。增强塑料是在塑料中填充经表面处理的纳米级无机材料蒙脱土、CaCO3、SiO2等,这些材料对聚丙烯的分子结晶有明显的聚敛作用,可以使聚丙烯等塑料的抗拉强度、抗冲击韧性和弹性模量上升,使塑料的物理性能得到明显改善。 抗紫外线老化塑料是将纳米级的TiO2、ZnO等无机抗紫外线粉体混炼填充到塑料基材中。这些填充粉体对紫外线具有极好的吸收能力和反射能力,因此这种塑料能够吸收和反射紫外线,比普通塑料的抗紫外线能力提高20倍以上。据报道这类材料经过连续700小时热光照射后,其扩张强度损失仅为10%,如果作为暴露在外的车身塑料构件材料,能有效延长其使用寿命。抗菌塑料是将无机的纳米级抗菌剂利用纳米技术充分地分散于塑料制品中,可将附着在塑料上的细菌杀死或抑制生长。这些纳米级抗菌剂是以银、锌、铜等金属离子包裹纳米TiO2、CaCO3等制成,可以破坏细菌生长环境。据介绍无机纳米抗菌塑料加工简单,广谱抗菌,24小时接触杀菌率达90%,无副作用。 (3)纳米润滑剂。纳米润滑剂是采用纳米技术改善润滑油分子结构的纯石油产品,它不会对润滑油添加剂、稳定剂、处理剂、发动机增润剂和减磨剂等产品产生不良作用,只是在零件金属表面自动形成纯烃类单个原子厚度的一层薄膜。由于这些微小烃类分子间的相互吸附作用,能够完全填充金属表面的微孔,最大可能地减小金属与金属间微孔的摩擦。与高级润滑油或固定添加剂相比,其极压可增加3倍-4倍,磨损面减小16倍。由于金属表面得到了保护,减小了磨损,使用寿命成倍增加。 另外,由于纳米粒子尺寸小,经过纳米技术处理的部分材料耐磨性是黄铜的27倍、钢铁的7倍。目前纳米陶瓷轴承已经应用在奔驰等高级轿车上,使机械转速加快、质量减小、稳定性增强,使用寿命延长。 (4)纳米汽油。纳米汽油最大优点是节约能源和减少污染,目前已经开始研制。该技术是一种利用现代最新纳米技术开发的汽油微乳化剂。它能对汽油品质进行改造,最大限度地促进汽油燃烧,使用时只要将微乳化剂以适当比例加入汽油便可。交通部汽车运输节能技术检测中心的专家经试验后认为,汽车在使用加入该微乳化剂的汽油后,可降低其油耗10%~20%,增加动力性能25%,并使尾气中的污染物(浮碳、碳氢化合物和氮氧化合物等)排放降低50%~80%。它还可以清除积碳,提高汽油的综合性能。更令人注意的是,纳米技术应用在燃料电池上,可以节省大量成本。因为纳米材料在室温条件下具有优异的储氢能力。根据实验结果,在室温常压下,约2/3的氢能可以从这些纳米材料中得以释放,故其能替代昂贵的超低温液氢储存装置。 (5)纳米橡胶。汽车中橡胶材料的应用以轮胎的用量最大。在轮胎橡胶的生产中,橡胶助剂大部分成粉体状,如炭黑、白炭黑等补强填充剂、促进剂、防老剂等。以粉体状物质而言,纳米化是现阶段橡胶的主要发展趋势。新一代纳米技术已成功运用其它纳米粒子作为助剂,而不再局限于使用炭黑或白炭黑,汽车中最大的改变即是,轮胎的颜色已不再仅限于黑色,而能有多样化的鲜艳色彩。另外无论在强度、耐磨性或抗老化等性能上,新的纳米轮胎均较传统轮胎都优异,例如轮胎侧面胶的抗裂痕性能将由10万次提高到50万次。 (6)纳米传感器。传感器是纳米技术应用的一个重要领域,随着纳米技术的进步,造价更低、功能更强的微型传感器将广泛应用在社会生活的各个方面。半导体纳米材料做成的各种传感器,可灵敏地检测温度、湿度和大气成分的变化,这在汽车尾气和大气环境保护上已得到应用。纳米材料来制作汽车尾气传感器,可以对汽车尾气中的污染气体进行吸附与过滤,并对超标的尾气排放情况进行监控与报警,从而更好地提高汽车尾气的净化程度,降低汽车尾气的排放。我国纳米压力传感器的研制已获得成功,产品整体性能超过国外的超微传感器,缩小了我国在这一技术领域与世界先进国家存在的差距。有专家认为,到2020年,纳米传感器将成为主流。 (7)纳米电池。早在1991年被人类发现的碳纳米管韧性很高,导电性极强,兼具金属性和半导体性,强度比钢高100倍, 密度只有钢的1/6。我国科学家最近已经合成高质量的碳纳米材料,使我国新型储氢材料研究一举跃入世界先进行列。此种新材料能储存和凝聚大量的氢气,并可做成燃料电池驱动汽车,储氢材料的发展还会给未来的交通工具带来新型的清洁能源。 结语 随着材料技术的发展,纳米技术已成为当今研究领域中最富有活力,对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象。纳米科技正在推动人类社会产生巨大的变革,未来汽车技术的发展,有极大部分与纳米技术密切相关,纳米材料和纳米技术将会给汽车新能源、新材料、新零部件带来深远的影响。对于汽车制造商而言,纳米技术的有效运用,有效地促进技术升级、提升附加价值。相信在不久的将来,纳米技术必将在汽车的制造领域得到更广泛的应用。 参考文献 [1]肖永清.纳米技术在汽车上的应用[J].轻型汽车技术,2004.12. [2]潘钰娴,樊琳.纳米材料的研究和应用[J].苏州大学学报(工科版),2002. [3]周李承,蒋易,周宜开,任恕,聂棱.光纤纳米生物传感器的现状及发展[J].传感器技术,2002,(1):18~21 纳米材料与技术3000字论文篇三:《试谈纳米技术及纳米材料的应用》 摘要:本文主要论述了纳米材料的兴起、纳米材料及其性质表现、纳米材料的应用示例、纳米材料的前景展望,以供与大家交流。 关键词:纳米材料;应用;前景展望 1.纳米技术引起纳米材料的兴起 1959年,著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言,人类可以用小的机器制作更小的机器,最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品,这是关于纳米科技最早的梦想。80年代初,德国科学家H.V.Gleiter成功地采用惰性气体凝聚原位加压法制得纯物质的块状纳米材料后,纳米材料的研究及其制备技术在近年来引起了世界各国的普遍重视。由于纳料材料具有独特的纳米晶粒及高浓度晶界特征以及由此而产生的小尺寸量子效应和晶界效应,使其表现出一系列与普通多晶体和非晶态固体有本质差别的力学、磁、光、电、声等性能,使得对纳米材料的制备、结构、性能及其应用研究成为90年代材料科学研究的 热点 。1991年,美国科学家成功地合成了碳纳米管,并发现其质量仅为同体积钢的1/6,强度却是钢的10倍,因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年,纳米产品的年营业额达到500亿美元。 2.纳米材料及其性质表现 2.1纳米材料 纳米(nm)是长度单位,1纳米是10-9米(十亿分之一米),对宏观物质来说,纳米是一个很小的单位,不如,人的头发丝的直径一般为7000-8000nm,人体红细胞的直径一般为3000-5000nm,一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小,金属的晶粒尺寸一般在微米量级;对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示,1埃相当于1个氢原子的直径,1纳米是10埃。一般认为纳米材料应该包括两个基本条件:一是材料的特征尺寸在1-100nm之间,二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。 2.2纳米材料的特殊性质 纳米材料高度的弥散性和大量的界面为原子提供了短程扩散途径,导致了高扩散率,它对蠕变,超塑性有显著影响,并使有限固溶体的固溶性增强、烧结温度降低、化学活性增大、耐腐蚀性增强。因此纳米材料所表现的力、热、声、光、电磁等性质,往往不同于该物质在粗晶状态时表现出的性质。与传统晶体材料相比,纳米材料具有高强度——硬度、高扩散性、高塑性——韧性、低密度、低弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率、强软磁性能。这些特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、分子筛、超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、烧结助剂、润滑剂等领域。 3.纳米材料的应用示例 目前纳米材料主要用于下列方面: 3.1高硬度、耐磨WC-Co纳米复合材料 纳米结构的WC-Co已经用作保护涂层和切削工具。这是因为纳米结构的WC-Co在硬度、耐磨性和韧性等方面明显优于普通的粗晶材料。其中,力学性能提高约一个量级,还可能进一步提高。高能球磨或者化学合成WC-Co纳米合金已经工业化。化学合成包括三个主要步骤:起始溶液的制备与混和;喷雾干燥形成化学性均匀的原粉末;再经流床热化学转化成为纳米晶WC-Co粉末。喷雾干燥和流床转化已经用来批量生产金属碳化物粉末。WC-Co粉末可在真空或氢气氛下液相烧结成块体材料。VC或Cr3C2等碳化物相的掺杂,可以抑制烧结过程中的晶粒长大。 3.2纳米结构软磁材料 Finemet族合金已经由日本的Hitachi Special Metals,德国的Vacuumschmelze GmbH和法国的 Imply等公司推向市场,已制造销售许多用途特殊的小型铁芯产品。日本的 Alps Electric Co.一直在开发Nanoperm族合金,该公司与用户合作,不断扩展纳米晶Fe-Zr-B合金的应用领域。 3.3电沉积纳米晶Ni 电沉积薄膜具有典型的柱状晶结构,但可以用脉冲电流将其破碎。精心地控制温度、pH值和镀池的成份,电沉积的Ni晶粒尺寸可达10nm。但它在350K时就发生反常的晶粒长大,添加溶质并使其偏析在晶界上,以使之产生溶质拖拽和Zener粒子打轧效应,可实现结构的稳定。例如,添加千分之几的磷、流或金属元素足以使纳米结构稳定至600K。电沉积涂层脉良好的控制晶粒尺寸分布,表现为Hall-Petch强化行为、纯Ni的耐蚀性好。这些性能以及可直接涂履的工艺特点,使管材的内涂覆,尤其是修复核蒸汽发电机非常方便。这种技术已经作为 EectrosleeveTM工艺商业化。在这项应用中,微合金化的涂层晶粒尺寸约为100nm,材料的拉伸强度约为锻造Ni的两倍,延伸率为15%。晶间开裂抗力大为改善。 3.4Al基纳米复合材料 Al基纳米复合材料以其超高强度(可达到1.6GPa)为人们所关注。其结构特点是在非晶基体上弥散分布着纳米尺度的a-Al粒子,合金元素包括稀土(如Y、Ce)和过渡族金属(如 Fe、Ni)。通常必须用快速凝固技术(直接淬火或由初始非晶态通火)获得纳米复合结构。但这只能得到条带或雾化粉末。纳米复合材料的力学行为与晶化后的非晶合金相类似,即室温下超常的高屈服应力和加工软化(导致拉神状态下的塑性不稳定性)。这类纳米材料(或非晶)可以固结成块材。例如,在略低于非晶合金的晶化温度下温挤。加工过程中也可以完全转变为晶体,晶粒尺寸明显大干部份非晶的纳米复合材料。典型的Al基体的晶粒尺寸为100~200nm,镶嵌在基体上的金属间化合物粒子直径约50nm。强度为0.8~1GPa,拉伸韧性得到改善。另外,这种材料具有很好的强度与模量的结合以及疲劳强度。温挤Al基纳米复合材料已经商业化,注册为Gigas TM。雾化的粉末可以固结成棒材,并加工成小尺寸高强度部件。类似的固结材料在高温下表现出很好的超塑性行为:在1s-1的高应变速率下,延伸率大于500%。 4.纳米材料的前景趋向 经过我国材料技术人员多年对纳米技术的研究探索,现在科学家已经能够在实验室操纵单个原子,纳米技术有了飞跃式的发展。纳米技术的应用研究正在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪4大领域高速发展。可以预测:不久的将来纳米金属氧化物半导体场效应管、平面显示用发光纳米粒子与纳米复合物、纳米光子晶体将应运而生;用于集成电路的单电子晶体管、记忆及逻辑元件、分子化学组装计算机将投入应用;分子、原子簇的控制和自组装、量子逻辑器件、分子电子器件、纳米机器人、集成生物化学传感器等将被研究制造出来。 近年来还有一些引人注目的发展趋势新动向,如:(1)纳米组装体系蓝绿光的研究出现新的苗头;(2)巨电导的发现;(3)颗粒膜巨磁电阻尚有潜力;(4)纳米组装体系设计和制造有新进展。

植物变色病害研究进展论文

我国是自然灾害严重多发国家,农作物病虫灾害是我国的主要自然灾害之一,它具有种类多、影响大、并时常暴发成灾的特点。我国的重要农作物病虫草鼠害达1400多种,其中重大流行性、迁飞性病虫害有20多种。几乎所有大范围流行性、暴发性、毁灭性的农作物重大病虫害的发生、发展、流行都与气象条件密切相关,或与气象灾害相伴发生。农作物病虫害的发生、发展和流行必须同时具备以下三个条件:一是有可供病虫滋生和食用的寄主植物;二是病虫本身处在对农作物有危害能力的发育阶段;三是有使病虫进一步发展蔓延的适宜环境,其中气象条件是决定病虫害发生流行的关键因素。 虫害与气象条件---害虫生长、繁育和迁移活动的主要气象要素有温度、降水、湿度、光照和风等,特别是其综合影响对于虫害发生发展有重要作用。这些气象要素还通过对寄主作物和天敌生长发育与繁殖的影响,间接地影响虫害的发生与危害。 温度: 农作物害虫的活动要求一定的适宜温度范围,一般为6℃—36℃。在适宜温度范围内,害虫发育速度随温度升高呈直线增长,害虫生命活动旺盛,寿命长,后代多。 湿度和雨量: 湿度和降雨量是影响害虫数量变动的主要因素。对害虫生长繁育的影响,因害虫种类而不同。喜湿性害虫要求湿度偏高(相对湿度≥70%),喜干性害虫要求湿度偏低(相对湿度<50%)。例如,春季雨水充足,相对湿度高,气候温和,常有利于玉米螟的大发生。 光照: 对害虫的影响主要表现为光波、光强、光周期三个方面:光波与害虫的趋光性关系密切;光强主要影响害虫的取食、栖息、交尾、产卵等昼夜节奏行为,且与害虫体色及趋集程度有一定的关系;光周期是引起害虫滞育和休眠的重要因子。自然界的短光照会刺激害虫休眠。 风:风与害虫取食、迁飞等活动的关系十分密切。一般弱风能刺激起飞,强风抑制起飞;迁飞速度、方向基本与风速、风向一致。 病害与气象条件---病害发生发展的主要气象要素是温度、降水、湿度和风等,低温、阴雨、干旱和大风等不利条件将明显影响寄主作物的抗病能力。 掌握病虫害的发生与气象条件之间的规律,用前期气象因子和病虫因子就可以预测未来病虫害的发生情况。 农作物病虫害与气象密切相关

浅谈园林植物病虫害的防治 随着社会体制的不断完善,国名经济的迅猛发展,人们对生活的质量要求是越来越高,相对来说,高质量的环境系数是必不可少的。因此国家提出了以建设生态园林城市的目标相关策略,并鼓励一些大城市做表率,如北京,天津,上海等都相继开始了生态园林的工程。而且政策涉及范围比较广泛,也要求建设社会主义新农村,并做到城市与农村同绿化的标准。但在园林植物的生产栽培和养护管理过程中往往遭受到多种病虫害的危害,这已成为园林植物栽培和养护管理过程中不可忽视的问题。 就天津而言,我通过查阅相关资料,在过去8年中,我市园林植物病虫害呈逐年递增的趋势。经常发生的病虫害种类由02年的158种一跃递增到10年的465种,究其原因主要有以下几个方面。1、园林行业的兴起导致引种和苗木工作频繁,引种范围越来越大,而内检工作却十分不利,甚至直接省去了这个环节。因此有害生物也就“搭乘”了苗木、种子到处“旅行”,加之全球气候转暖又给这些病虫害的“长期定居”提供了十分有利的条件。2、防治工作不利。主观上的“只重治,不重防”、“表面工程”、“长官意识”等严重制约着植物工作的顺利进行。客观上的防治死角、病虫害抗性增加等问题也确实影响着防治的实效。3、城市生态系统遭受人为破坏,几乎丧失了自身的调节和平衡功能。在人、有害生物、天敌、非生物因子这个大的系统中,各生态因子本来相互依存,又相互制约。但过去向自然界施放的大量的有毒、有害农药,在杀伤了大量天敌的同时,化学农药的单一组分使得害虫很快产生抗性,这种结果又反过来刺激了增大投放量,提高使用浓度等不良作法,如此恶性循环下去,为病虫害的再猖獗奠定了基础。因此要提倡“生物防治”和“预防为主,综合防治”。 而在在常见的465种病虫害中,食叶害虫52种,刺吸害虫59种,蛀干害虫19种,其它8种,病害23种。发生频度为100%的有:食叶害虫:美国白蛾、杨扇舟蛾、国槐尺蛾、榆绿金花虫、柳毒蛾、合欢巢峨、大袋蛾共7种。蛀干害虫:光肩星天牛、小线角木蠢蛾、国槐小卷蛾、臭椿沟眶象、沟眶象共5种。刺吸害虫:山植红蜘蛛、国槐红蜘蛛、梨冠网蝽、叶蝉、桃粉蚜、斑衣蜡蝉、蚱蝉等共7种。其它:无。病害:月季黑斑病1种。频度在60%以上,100%以下的有:食叶害虫:淡剑袭夜蛾、粘虫、梨星毛虫、桑刺尺蛾、棉铃虫、棉大卷叶螟、榆毒蛾共6种。蛀干害虫:玫瑰茎蜂、白蜡窄吉丁虫、白蜡哈氏茎蜂、双条杉天牛、双斑锦天牛共5种。刺吸害虫:桑白盾蚧、槐坚蚧、日本龟蜡蚧、白蜡绵粉蚧、卫矛矢尖蚧、侧柏蚜、棉蚜、草坪红蜘蛛、绣线菊蚜、毛白杨蚜共10种。其它:无。病害:草坪锈病、月季黑斑病2种。 按虫害的发生特点和趋势,我市园林病虫害的常见种类为食叶害虫和刺吸害虫。其中刺吸害虫数量最大、种类最多,是优势种。其次为食叶害虫,两者是防治的重点。由此可见,园林害虫种类正由林木大型向园林小型演替,危害部位由暴露的叶面向隐蔽的干茎内发展。除美国白蛾外,其它食叶害虫的种群优势地位已渐渐被刺吸害虫和蛀干害虫所替代。发生特点为:连年发生机率为100%的各种病虫害为食叶害虫:美国白蛾、杨扇舟蛾、国槐尺蛾、桑刺尺蛾、梨星毛虫、榆绿金花虫、粘虫、淡剑袭夜蛾、柳毒蛾、合欢巢蛾、大袋蛾共11种。蛀干害虫:光肩星天牛、小线角木蠹蛾、白蜡窄吉丁虫、国槐小卷蛾、臭椿沟眶象、沟眶象、玫瑰茎蜂共7种。刺吸害虫:卫矛矢尖蚧、山楂红蜘蛛、白蜡绵粉蚧、桑白盾蚧、槐坚蚧、日本龟蜡蚧、国槐红蜘蛛、梨冠网蝽、蚱蝉等共9种。病害:月季黑斑病1种。其它:无。分别占各自总数的21.2%、15.3%、36.8%、4.3%。因此,蛀干害虫的连年发生机率要明显高于其它病虫害,是防治的难点。按资料所分析的几个原因,因此我市未来几年仍会有新的病虫害种类入侵,或者是一些病虫害种类会增加发生频度。另外,由于蛀干害虫的高发生机率导致这一集合种群在整个害虫生态群落中的稳定地位,也就是说,诸如小线角木蠹蛾、天牛类等蛀干害虫仍会有中等偏重发生的趋势。但也从各个方面严重影响着人类的正常生后,也直接损害了我国的经济利益,如由美洲传入我国的美国白蛾,2006年在北京、天津、河北、辽宁、山东、陕西等北方省市又出现暴发态势,对公路干线绿化树木构成严重威胁。根据另一项资料显示,天津的病虫害多发区,每年约有500多种病虫害对全市各种植物造成危害,其中蝗虫、棉铃虫、小麦蚜虫等30多种病虫害对农业生产危害极大。据统计,天津每年平均发生各类农作物病虫害1750万亩次,损失仅粮食就达10余万吨。林植物的危害性可以看出,园林植物病虫害防治在园林植物生产栽培和园林绿地的养护管理中占有及其重要的地位。只有对园林植物病虫害进行科学有效的防治,园林植物对环境的美化功能、生态功能才能得以充分体现,园林植物的生产栽培才得以正常开展,园林植物正常的生长发育才具有可靠保证。 这里还要要提及的事天津的‘两条线’建设。园林部门今年将进一步完善“两条线”建设,一条是防治线,即通过加强预测预报的虫情调查,把虫情及时准确地发布到各区县园林绿化主管部门和作业单位,使各区县园林部门及时掌握虫情变化,做到防治工作反应快捷,有针对性;二是服务线,今年夏季园林部门将公布病虫害防治热线电话,健全种植和保护网络,市民通过热线电话把身边的虫情信息反映到园林部门,园林专业队伍将及时赶到实施打药,采取防治措施。希望相关部门更进一步的完善各种防虫害方针,以对今后的害虫侵害。

浅谈园艺植物害虫的生物防治技术论文

在平平淡淡的日常中,大家最不陌生的就是论文了吧,论文的类型很多,包括学年论文、毕业论文学位论文、科技论文、成果论文等。你写论文时总是无从下笔?下面是我精心整理的浅谈园艺植物害虫的生物防治技术论文,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。

摘要 :

在城市生态系统中,园林植物是非常关键的组成部分,而在园林植物养护中,园林害虫常常对园林植物造成了危害,对其防治研究具有较大的现实意义。园林植物害虫的种类繁多,在对其防治的过程中,如果使用传统的防治方法,很容易出现灭虫不彻底的现象,而使用生物防治方法能大大提高防治效率。鉴于此,本文对园艺植物害虫的生物防治进行了研究。

关键词:

园艺植物,生物防治,研究;

在当今城市建设和园林绿化过程中,目前的绿地系统和园林植物种类跟以往相比,要复杂得多。随着全球气候恶劣变化,温湿度季节分配的失调,导致早涝灾害的.现象频繁发生。再加上人类活动的频繁以及干扰,使得植物结构失调,加上品种单一,植物的地下空间不足。最终,可使生长环境变坏,更严重时,会导致园林虫害泛滥。鉴于此,本文对园林植物的种类进行分析,为今后园林植物害虫的防治工作提供参考。

1、常见园林植物害虫种类

近几年来,随着国内外园林植物品种和数量的增加,园林植物害虫种类大量增加,分布范围也随之增大,这种现象越来越严重,园林植物害虫不仅会严重影响到生态系统的安全性,还会影响生态系统的稳定性,甚至会对进出口贸易产生影响。经过一些统计调查表明,一些常见的园林植物害虫有这些,食叶害虫、刺吸式害虫、钻蛀害虫及地下害虫等。

2、生物防治害虫的具体方法

2.1利用害虫生物天敌进行除虫工作

通过对常见的栽培的园艺植物进行分析,可发现,这些植物对应的害虫中,存在一些补食性的天敌或者是一些寄生性的天敌。这些天敌能够为园艺植物提供害虫的生物防治功能。在园艺植物中,树木的种类繁多,寄生于树木中的虫类也很多,其中蚜虫是害虫,能够影响树木的生长。益虫有蚯蚓、螳螂、篦麻蚕、瓢虫、蜜蜂等。谈到利用害虫生物天敌除虫,有不少例子。例如,红蜡蚧是一种常见的害虫,其生长速度很快,对其防治难度很大,但是其寄生性天敌种类也非常多,其寄生性天敌比捕食性天敌要多得多。为除去红蜡蚧虫害,可对红蜡蚧的天敌的种类进行归类和汇总,然后合理地投放害虫天敌。然而,在害虫天敌的养护实践过程中,发现害虫天敌过冬是一个问题,每当冬季来临,需要为这些害虫天敌供给生物养分和生存空间。当使用害虫天敌除害虫的时候,应当特别注意以下2点:把生物除虫充当主要方法,恰当使用灭虫农药,从而有效保障除虫效果,避免害虫天敌繁殖过快致使除虫效果不理想;注意生物防治害虫方法的适用对象,同一种生物防治害虫的方法在不同的植物中的效果不一样。

2.2利用病原微生物农药进行除虫工作

病原性微生物农药是指真菌和病毒等原生动物。其中的例子很多,比如苏云金杆菌,其是使用生物化学原理来灭虫的,借助微生物在孢子形成时得到的一些蛋白物质,在害虫幼虫的腹部上皮细胞形成孔隙,使害虫的吸水量增加,当害虫细胞的吸水量达到一定程度时,害虫死亡,这样实现除虫的目的。另外,在利用该原理除虫的过程中,需要注意以下事项。

注意安排好病原体的释放时间,通常情况下,以清晨或晚上为宜,尽量选择阴天天气,避免阳光直射或者光线过强的情况发生;病原体微生物释放的位置应注意,务必释放在害虫和害虫卵等活体上,这样才能给病毒或细菌复制提供充足的环境和养份;要充分进行实践来验证灭虫方法的适用性;为使病毒或真菌的除害虫能力充分发挥出来,要注意调整园林中的空气湿度和温度,为病原微生物生命活度提供保障另外,应充分利用病原线虫的作用。线虫主要经由昆虫的口腔或者肛门进入体内释放细菌以使昆虫致死。线虫的使用方法和适用对象与病原微生物类同。

3、小结

在目前的园艺植物害虫的生物防治过程中,大量的生物防治手段被使用,为防治病害作出了一定的贡献。然而,其防治效果往往不是太理想。其中的原因很大一部分是由于存在一些问题未能解决,需要改进的地方还有很多。因此,为了对园艺植物的病害进行更好地防治,需要充分利用生物防治手段,充分利用好植物的遗传方式,通过基因重组去改变细菌的生长状况。通过人工养殖,对生物防治进行不断地优化,将更多的资金和人力投入到园艺植物害虫生物防治研究中去,诱导园艺植物产生抗病性的化学、物理、生物诱导因子,从而对植物的性能进行改进。在害虫的生物防治过程中,应当遵循保护环境的原则,在对园艺植物病害进行控制时,应当使该项工作满足国家提出的建设资源节约型和环境友好型社会的要求。

参考文献

[1]赵敏.园艺植物病害的生物防治[J].现代园艺,2013(09).

[2]权俊娇,马行.园艺植物害虫生物防治研究进展[J].天津农业科学,2014(01).

[3]刘琴,何月秋.我国植物病害生物防治综述[J].安徽农学通报,2012(04).

[4]林沙.重寄生菌防治园艺植物病害研究[J].北京农业,2014(09).

[5]王珊.园艺朱武病害的生物防治[J].城市建设理论,2014(21).

胶原蛋白生物材料的研究进展论文

胶原蛋白的提取方法胶原蛋白的提取与纯化的目标是尽量使胶原提取的产率、纯度更高,并且使所提取的胶原能满足不同领域的要求。迄今为止,胶原的提取方法主要有以下4种:酸法、碱法、盐法、酶法。在实际提取过程中,不同提取方法之间往往相互结合,以取得较好的提取效果。1.1 酸法提取酸法提取主要采用低离子浓度酸性条件浸渍处理原料,从而破坏分子间的盐键和希夫碱,而引起纤维膨胀、溶解。作为溶剂使用的酸,主要有盐酸或亚硫酸、磷酸、硫酸、醋酸、柠檬酸和甲酸等。酸法是提取胶原蛋白比较常用和有效的方法,用酸法提取的胶原最大程度地保持了其三股螺旋结构。此法处理快速,所得产品的分子量是连续的,适用于医用生物材料及原料的制备,但产品得率低,设备腐蚀严重,污染重。赵苍碧等[2]采用0.3 %的醋酸溶液在4 ℃下从牛腱中提取胶原蛋白,得到高纯度的胶原蛋白溶液。余海等[3]采用0.5 mol/L的醋酸溶液在4 ℃下从鼠尾肌腱胶成功提取出I型胶原蛋白。Takeshi等[4]胶原蛋白课题组采用0.5 mol/L的醋酸溶液从海妒鱼、鳍鱼、金枪鱼、水母等的皮中提取、分离出纯度较高的胶原蛋白,并对所提取的胶原蛋白的理化性质作了系统的研究。1.2 碱法提取碱法提取胶原蛋白常用的处理剂为石灰、氢氧化钠、碳酸钠等。如Holzer等[5]采用1 %~1.5 %石灰水浸泡的方法提取胶原蛋白。由于它容易造成肽键水解,因此得到的水解产物分子量比较低。所以,若想保留胶原的三股螺旋结构,此法不可取。1.3 盐法提取盐法提取胶原蛋白所用的中性盐有盐酸-三羟甲基胺基甲烷(Tris-HCl)、氯化钠、柠檬酸盐等。在中性条件下,当盐的浓度达到一定量时,胶原溶解。并且可采用不同浓度的氯化钠对提取的胶原蛋白进行盐析处理,可以沉淀出不同类型的胶原蛋白。1.4 酶法提取酶法提取是利用蛋白酶使胶原溶解,水解条件温和,反应速率快,提取的胶原蛋白仍有完整的三股螺旋结构,蛋白纯度高,理化性质稳定,且无环境污染。酶法提取常用的蛋白酶有:胃蛋白酶、胰蛋白酶或者复合酶。工艺可选择一步法,即利用酶液直接提取;二步法,即先用酸或者碱进行初步提取,然后再用酶提取。Langmaier等[6]用MgO预处理革屑,然后用碱性蛋白酶提取胶原的水解产物。Cabeza L.F.T等[7]先用胃蛋白酶,再用碱性蛋白酶提取了2种不同的胶原水解产物。赵苍碧等[2]采用胃蛋白酶和无花果蛋白酶消化法从牛腱中提取胶原蛋白,探讨了酶和酶的加入量对提取结果的影响,给出了酶对胶原提取最佳工艺配比,酶与牛腱的质量比为0.1时效果最佳,而使用无花果蛋白酶时,0.01的配比最佳。

在胶原蛋白的研究中,关于如何实现其100%人源化一直是一个非常重要的方向,因为只有100%人源化才能保证其应用人体无排异,研发出真正安全的胶原蛋白产品。但从技术层面上来讲,剖析胶原蛋白的核心功能区是一个非常困难的工程,只有破解了它的奥秘,我们才能真正意义上了解此类胶原蛋白真正的作用机制,而这无疑需要无数个日夜的奋战。在2018年的6月,锦波生物联合复旦—锦波功能蛋白联合研究中心、中国科学院生物物理研究所完成了一项巨大的成就,他们首次解析了人III型胶原蛋白中央功能区域的高分辨率原子结构,在该领域取得了重要的原始创新突破,后利用重组DNA技术,结合蛋白工程前沿的蛋白理性设计和优化技术,成功得到了高活性重组III型人源化胶原蛋白。这种胶原蛋白和人III型胶原蛋白序列完全一致,并且核心功能区呈现164.88°柔性弯曲,保证了人III型胶原蛋白高活性的特征,开创了护肤领域新的格局。那么,重组III型人源化胶原蛋白究竟是如何护肤的呢?下面我们一起来了解一下。首先,我们先了解一下III型胶原蛋白是什么?以我们面部皮肤为例,含量最多的就是I型和III型胶原蛋白,I型胶原蛋白组织纤维较粗,结构较坚韧,为皮肤提供了支撑作用,而III型胶原蛋白的结构更为柔软,有弹性,以网状结构分布在I型胶原蛋白周围,为面部肌肤提供弹性与水润光泽。在成年之后,III型胶原蛋白无法再由人体自主合成,随着时间的推移流失逐渐加快,而它的流失正是造成我们皮肤衰老,起皱纹的原因。所以,重组III型人源化胶原蛋白的成功研发为我们护肤提供了重要的原材料,开启了延缓衰老的大门!根据科学研究和相关实验,重组III型人源化胶原蛋白在以下4个方面都起到了非常好的护肤效果,包括:1、滋养抗衰锦波人源化III型人源化胶原蛋白能够与人体表皮组织的细胞外基质完美地结合,为保持细胞活性提供非常好的组织环境,有效抑制细胞的凋亡,从而实现表层皮肤的抗衰老功效。2、紧致除皱重组人源化III型胶原蛋白凭借三螺旋稳定结构形成致密规整的超螺旋胶原纤维网,从而保持我们皮肤角质层水分并促进皮肤组织的新陈代谢,增强表层皮肤的血液循环,让皱纹从表层皮肤中消失,起到紧致除皱的作用。3、保湿美白锦波人源化III型胶原蛋白中含有的大量亲水性氨基酸不仅可以为细胞活性创造良好的环境,同时也能够为表层皮肤提供充足的结合水。保证皮肤含水量的同时,也间接作用到了皮肤的光泽程度,能够起到美白的效果。而它具备的三螺旋稳定结构更是拥有非常强的锁水能力,可以激活细胞的代谢功能,降低表层皮肤的色素沉着,避免形成色斑,为皮肤的白皙提供充足水源。4、安全修复锦波人源化III型胶原蛋白具有与人体人身产生的III型胶原蛋白100%相似的功能性结构序列,使得排异反应出现的概率降到了最低且对不同细胞系的存活率影响为0,安全级别拉满。同时,经实验测定,其细胞粘附率为原生胶原蛋白细胞粘附率的190%,这种超强的粘附率不仅可以更好地与皮肤上皮细胞结合,提高皮肤细胞的代谢,实现修复的功能,还可以协助皮肤细胞正常生长与更新,重建皮肤原有的轮廓,达到修复的效果。除此之外,重组III型人源化胶原蛋白在中国生物材料领域也有着颠覆性的突破,目前已有研究表明,将它们涂在血管支架上,将获得非常好的内皮再生功能,能够促进血管的良好修复,这种技术有望催生国际领先的下一代血管支架产品。而在妇科治疗中,重组人源化胶原蛋白可以高质量地修复子宫内膜损伤,并且对粘膜有超乎想象的修复再生能力。重组III型人源化胶原蛋白的研发,填补了全球各种相关技术空白,而随着其不断发展,将在更多的领域呈现出更高的应用价值,开启人源化胶原蛋白新的篇章

水泥材料研究进展论文

在传统上,混凝土是按强度进行设计的,对混凝土的质量的最终标准主要是强度。因此混凝土生产者对水泥品质的要求也是强调强度;强度越高的水泥被认为质量也越高。如此的发展,造成近年来混凝土结构出现裂缝尤其是早期开裂的现象日益普遍。其原因很复杂。单从水泥来说,比表面积、矿物组成中C3A、C3S、碱含量的增加,热水泥的出厂,都增加了开裂的敏感性,降低了流变性能,是原材料中影响混凝土质量主要原因。应当把抗裂性作为水泥品质的重要要求,并限制出厂水泥的温度。 (接上期)4水泥细度对混凝土工作性的影响目前我国混凝土尤其是中等以上强度等级的混凝土普遍使用高效减水剂和其他外加剂。当高效减水剂产品一定时,水泥的成分(主要是含碱量、C3A及其相应的SO3含量)和细度是影响水泥和高效减水剂相容性的主要因素。水泥细度的变化加剧了水泥与高效减水剂相容性问题。近两年时有发生高效减水剂的用户和厂家的纠纷。为此,天津雍阳外加剂厂丘汉用不同细度的天津P.O525水泥和拉法基P.O525水泥分别掺入不同量的UNF-5AS,进行相容性实验。采用水灰比为0.29的净浆,分别在搅拌后5分钟和60分钟后量测...还有更多关于水泥的文章,请上去看看:

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