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学科前沿文献论文

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浅谈绿色化学摘 要 建立绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点出发,重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理可以从治标转向治本。为此,工业、农业、日常生活等采用无毒、无害并可循环使用的物料,化学反应的绿色化,是从“本”治理环境污染的重要途径。当今,化学的发展非常迅速。在20世纪发现和人工合成的化合物的种类是2285万多种,是此之前发现的所有化合物总数的41倍强。但“化学家太谦虚”,20世纪化学取得的辉煌成就,并未获得社会应有的认可。关键词 绿色化学 环境保护 生物技术 前言 人类正面临有史以来最严重的环境危机,由于人口急剧的增加,资源的消耗日益扩大,人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少,人口与资源的矛盾越来越尖锐;环保问题就成为经济与社会发展的重要问题之一。作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业,在为创造人类的物质文明作出重要贡献的同时,在生产活动中不断排放出大量有毒物质,化学工业也为环境和人类的健康带来一定的危害。发达国家对环境的治理,已开始从治标,即从末端治理污染转向治本,即开发清洁工业技术,消减污染源头,生产环境友好产品。“绿色技术”已成为21世纪化工技术与化学研究的热点和重要科技前沿。 化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质,但是在许多场合中却既未有效地利用资源,又产生大量排放物,造成严重的环境污染。绿色化学则是更高层次的化学,它的主要特点是“原子经济性”,即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料原子,实现“零排放”,因此既可以充分利用资源,又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学可以变废为宝,可使经济效益大幅度提高。绿色化学已在全世界兴起,它对我国这样新兴的发展中国家更是一个难得的机遇。1 采用无毒、无害并可循环使用的新物料 原料选择 工业化的发展为人类提供了许多新物料,它们在不断改善人类物质生活的同时,也带来大量生活废物,使人类的生活环境迅速恶化。为了既不降低人类的生活水平,又不破坏环境,我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。 以塑料为例,据统计,到1989年美国在包装上使用的塑料就超过亿kg(20世纪90年代数量进一步上升),打开包装后即被抛弃,这些塑料废物破坏环境是我们面临的一大问题:掩埋它们将永久留在土地里中;焚烧它们会放出剧毒。 我国也大量使用塑料包装,而且在农村还广泛地使用塑料大棚和地膜,造成的“白色污染”也越来越严重。解决这个问题的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料,目前国际上已有一些成功的方法,例如:光降解塑料和生物降解塑料。前者已经投入生产。光生物双降解塑料研究是我国“八五”科技攻关的一个重大项目,已取得一些进展。 溶剂的选择 大量的与化学制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品,而且源自在其制造过程中使用的物质。最常见的是在反应介质,分离和配方中所用的溶剂。在传统的有机反应中,有机溶剂是最常用的反应介质,这主要是因为它们能较好地溶解有机化合物。但有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。因此,在无溶剂存在下进行的有机反应,用水作反应介质,以及超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。 固相反应 固相化学反应实际上是在无溶剂化作用的新颖化学环境下进行的反应,有时可比溶液反应更为有效并达到更好的选择性。它是避免使用挥发性溶剂的一个研究动向。 以水为溶剂的反应 由于大多数有机化合物在水中的溶解性差,而且许多试剂在水中会分解,因此一般避免用水作反应介质。但水作为反应溶剂有其独特的优越性,因为水是地球上自然丰度最高的“溶剂”,价廉、无毒、不危害环境。此外水溶剂特有的疏水效用对一些重要有机转化是十分有益的,有时可提高反应速率和选择性,更何况生命体内的化学反应大多是在水中进行的。水相有机合成在有机金属类反应,水相Lewis酸催化的反应现都已取得较大进展。因此在某些有机化学反应中,开发利用以水作溶剂是大有可为的。 超临界流体作为有机溶剂 超临界流体是指超临界温度及超临界压力下的流体,是一种介于气态与液态之间的流体。在无毒无害溶剂的研究中,最活跃的研究项目是开发超临界流体(SCF),特别是超临界CO2作溶剂。超临界CO2是指温度和压力在其临界点(℃,7 )以上的CO2流体。它通常具有流体的密度,因而有常规常态溶剂的溶解度;在相同条件下,它又具有气体的粘度,因而又具有很高的传质速度。而且,由于具有很大的可压缩性,流体的密度,溶剂溶解度和粘度等性能可由压力和温度的变化来调节。其最大优点是无毒、不可燃、价廉等。 催化剂的选择 许多传统的有机反应用到酸、碱液体催化剂。如烃类的烷基化反应一般使用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸做催化剂,这些液体酸催化剂的共同缺点是:对设备腐蚀严重,对人身危害和产生废渣污染环境。为了保护环境,多年来人们从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料入手,大力开发固体酸做为烷基催化剂。其中采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术较为成熟,这种催化剂选择性高,乙苯收率超过,而且催化剂寿命长。 2 化学反应的绿色化 为了节约资源和减少污染,合成效率成了当今合成方法学研究中关注的焦点。合成效率包括两方面,一是选择性(化学、区域、非对映体和对映体选择性),另一个就是原子经济性,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化为产物,理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百的转变为产物,不产生副产物或废弃物,实现废物的“零排放”。为此,化学化工工作者在设计合成路线时,要减少“中转”、增加“直快”、“特快”,更加经济合理地利用原料分子中的每一个原子,减少中间产物的形成,少用或不用保护基或离去基,避免副产物或废弃物的产生。实现原子经济反应的有效手段很多,在些不作赘述。 3 生物技术的应用 生物科学是当代科学的前沿。生物技术是世界范围内新技术革命的重要组成部分,生物化工是21世纪最具有发展潜力的产业之一,它将成为创造巨大社会财富的重要产业体系。采用生物技术已在能源、采油、采矿、肥料、农药、蛋白质、聚合物、表面活性剂、催化剂、基本有机化工原料、精细化学品的制造等方面得到广泛应用。从发展绿色化学的角度出发,它最大的特点和魅力就在节约能源和易于实现无污染生产而且可以实现用一般化工技术难以实现的化工过程,其产品常常又具有特殊性能。因此,生物技术的研究和应用倍受青睐。 绿色化学是人类的一项重要战略任务。绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理可以从治标中转向治本。绿色化学的发展不仅将对环境保护产生重大影响,而且将为我国的企业与国际接轨创造条件。 参考文献1. 朱清时. 绿色化学和新的产业革命[J]. 现代化工,1998(6)2. 闵思泽. 环境友好石油炼制技术的发展[J].化学进展,1998(1)3. 黄培强. 绿色合成:一个逐步形成的学科前沿[J]. 化学进展,1998(4)4. 高兆林, 谭丕亨. 绿色化学浅说[J]. 山东化工,1999(2)[5.王恩举.漫谈绿色化学.大学化学,2002,(4)6.. 徐光宪.今日化学何去何从?.大学化学,2003,(1)7. 董昌耀,杨世忠.中学绿色化学教育实施策略探讨,化学教育. 2002来

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直接到前沿去,阅读前沿文献才是最短路径,在没有很好的学科背景前,该如何阅读前沿文献呢? 1、提取或者总结关键词 2、进行关键词的类比推理 3、采用思维导图或者概念导图建立关键词联系 4、判断创新方法及层级,进行创新的类比 5、应用的扩展 6、应用协作学习的方法进行 7、编写相应的题目及解析以利于复习与扩展 附:读文献: 1 带着一个目的,找创新思路。 2 问自己两个问题。这篇文献解决了什么问题。这篇文献到底有没有创新性。 3 三重思考 作者创新方法在哪里 (作者给出创新思路,但他是如何想到这个创新方法的很少给出,要思考为什么作者想出了这么好的方法)作者这个创新思路有没有什么弊端(如果你发现这个弊端,你才有可能根据这个弊端进行改进,这就是你的创新、你的论文)解决这样一个问题有没有新的方法(对方法进行更多的发散性思维,可能找到研究创新的方向)

学科前沿论文

中文学科是基础学科,人才培养应当首先立足于综合素质的提高,只要是高素质的中文学科学生,相信不但适应面广,而且发展后劲也足。下面是我为大家整理的中文学科论文,供大家参考。

【内容摘要】文学经典是一种特殊的文学文本,在专业艺术人才的培养过程中有着极其重要的作用,是艺术生获取知识、认识生活、培育情感表现力、提高审美能力、拓展精神空间、塑建审美境界、健全心理与人格、提升道德水准的重要媒介。

【关键词】专业艺术;文学经典;教育

高等艺术教育包括普及性艺术教育和专业性艺术教育。专业性艺术教育的教学目标是培养美术、设计、音乐、舞蹈、戏剧、影视等各门类艺术人才。文学是艺术之母,是一切艺术创作的源泉。在众多文学文本中,文学经典犹如文学深海里的宝库,在专业艺术人才培养过程中有着极其重要的作用。文学经典是艺术生获取知识的宝库、认识生活的教科书。当今的艺术专业与其他学科在知识和能力方面相互迁移、融会贯通,使艺术生获取通识知识,依然是专业艺术教育不可或缺的内容。同时,生活是艺术的创作源泉,积累生活阅历是加强艺术修养的必备功课。

中国电影戏剧理论家洪深认为,演员最好自己去阅历人生,次之直接观察人生①,即对生活的直接体验与间接体验都有助于艺术才能的发挥。文学经典是知识的宝库,是生活的教科书。《诗经》是中国最早的诗歌总集,内容丰富。读《卫风•伯兮》《小雅•采薇》,可窥见古代徭役战争带给人们的痛苦;读《郑风•子衿》《邶风•静女》《郑风•将仲子》《邶风•谷风》《卫风•氓》,可了解古人对待爱情婚姻的态度;读《豳风•七月》,可明了奴隶在一年中的劳动与生活。孔子说读《诗经》可以“多识鸟兽草木之名”,即能够开阔眼界、增长见识。《红楼梦》里,生活图景洋洋大观,园林建筑、酒水菜肴、衣着服饰、方剂药单历历在目。巴尔扎克在《人间喜剧》里给我们提供了一部法国“社会”,特别是巴黎“上流社会”的卓越的现实主义历史,人们从中所学到的东西,甚至“比当时所有职业的历史学家、经济学家和统计学家那里学到的东西还要多”②。文学经典能够潜移默化地培育艺术生的情感表现力。情感是艺术的法则与灵魂,直接影响艺术的表现。《乐记》肯定音乐是表达情感的艺术,认为“凡音而起,由人心生也,人心之动,物使之然也”。斯坦尼在他的表演体系中表示“第一个和最重要的统帅,创作的推动者和动力”就是“情感”③。

当今时代,人与人之间有疏远、淡漠的倾向,培养学生健康丰富的感情世界是重要的教育内容。一个人情感丰富不丰富,善不善于体验、表达、处理情感,表明了一个人的情感表现力。情感表现力是人的情感发生、感受、表达、提升、创造、处理等的综合能力。比如演员在创造角色形象时,情感的创造非常重要。而创造角色情感首先要有相关的情绪和情感体验。缺乏情感表现力,就无法创造人物的情绪体验,反之,就比较容易把握角色的情绪与情感,从而塑造出鲜活的人物形象。情感表现力既是先天质素,也是后天能力。可通过日常生活实践培养,也可以在文学艺术活动中培育。情感是文学的本质。经过审美的提升,文学情感比日常生活情感更具美质。文学经典以恰当精妙的语词,以描写、叙述、比喻、暗示、象征等手法,细腻地展现人的复杂的内心活动。通过系列练习,读者可增强情感感受能力。文学经典可提高艺术生的审美能力。审美能力是人们认识美、评价美的能力。文学经典作为艺术,首先是审美的。“没有审美价值,文学经典就失去了灵魂,失去了立命之本。”④通过美的艺术形式,文学经典把现实中的自然之美和社会之美,典型地表现出来,形成美的艺术形象。审美感知能力是最基本的审美能力,对作品欣赏品评时,欣赏者凭借感知能力捕捉形象画面,对审美对象形式的把握能力会得以培养和强化。审美想象能力是最突出的审美能力,想象是一种特殊的思维方式,是带有创造性的能力。爱因斯坦曾说:“想象力比知识更重要。”想象可以使人才思敏捷,一个情节的叙述、一个场景的描绘、一个比喻的运用、一个词语的取舍,无不与作者的想象力相关。艺术对想象力的要求是丰富而活跃的,对艺术来说,想象力是极为可贵的品质。黑格尔曾说:“最杰出的艺术本领就是想象。”⑤想象是文学经典飞翔的翅膀,“在文学的建筑工艺学上,想象力成为最重要的建筑师”⑥。

马克思推崇古希腊神话、荷马史诗,因为它们有丰富的想象力。艺术想象贯穿在文学意象创造和文学欣赏再创造的整个过程中,通过文学创作训练和文学欣赏操作可以培养受教者的审美想象能力。此外,描写艺术的佳作让受教者体验各种口味的美感。“中间力拉崩倒之声,火爆声,呼呼风声,百千齐作。又夹百千求救声,曳屋许许声,抢夺声,泼水声”(林嗣环《口技》),让人体验民间仿声艺术的魔力;“通计一舟,为人五;为窗八;为箬篷,为楫,为炉,为壶,为手卷,为念珠各一”(魏学洢《核舟记》),让人体验微雕工艺的精巧绝伦;“大弦嘈嘈如急雨,小弦切切如私语。嘈嘈切切错杂弹,大珠小珠落玉盘”(白居易《琵琶行》),让人体验琵琶女演技的高超;“来如雷霆收震怒,罢如江海凝清光”(杜甫《观公孙大娘弟子舞剑器行》),让人体验公孙大娘刚柔相济、吞吐自如的舞蹈风神。在此,文学与艺术水乳交融,引人无限遐思。文学经典能够拓展艺术生的精神空间,塑建其审美境界。艺术是精神活动的产物,人的精神活动越丰富,艺术创造力就越强。“艺术教育的目的,就在于使人们在艺术创造和艺术欣赏活动中产生一种身心的喜悦,一种美感的喜悦,从而进入一种具有生命力和创造力的人生境界。”⑦文学最本质的功能就是让人的精神活动越来越丰富,精神空间越来越宽广。学者钱理群曾指出,要用“科学的眼睛”和“文学的眼睛”看世界,世界才会丰富多彩⑧。

文学经典构筑了独特的心灵空间,“在超感性的体悟中,人们摆脱了感性物态和现实生活的种种羁绊,使精神获得升华,从现实境界进入到理想的境界”⑨。通过对文学的审美形式意味的感受、领悟,使情感、心灵受到涤荡、净化,从而塑建审美的人生境界。文学经典能够健全艺术生的心理与人格,提升其道德水准。艺术之路漫漫,既有快乐幸福,也有辛苦、痛楚甚至折磨。培养德艺双馨的艺术人才,是专业艺术教育的最终目的。作为心灵活动的具有代表意义的载体,文学经典是心灵的栖息地。“在什么地方人才能找到自己梦牵魂绕的心灵家园呢?回答当然只能在文学与其他艺术里,因为除此之外,并没有什么东西能使人既置身于一个个十分具体的境界又可以对它们来开审美的距离,获得心灵的满足。”⑩文学经典让人宣泄内在情感,心灵得到解放。“艺术在我们身上引起的温和的麻醉,可以暂时抵消加在生活需要上的压抑。”文学可以疗伤,“艺术本质上是肯定,是幸福,是生存的神话,是人们的自我救治、自我保健。”

文学经典使人心胸开阔、心灵纯洁、人格完善。“兴于诗,立于礼,成于乐,游于艺”,孔子认为,君子人格的养成从始至终都离不开文艺经典的熏陶与启迪。“文学的目的……就是在人们的灵魂中间唤起羞耻、愤怒和英勇,并想尽办法使人变得高尚有力,使他们能够以神圣的美的精神鼓舞自己的生活。”文学经典的精神道德力量巨大。屈赋不与邪恶势力同流合污的斗争精神和至死不渝的爱国热情,杜诗的悲天悯人、忧国忧民的圣洁情怀,保尔相信自己、不怕困难,牛虻信念坚定、敢于牺牲,令众多读者受到鼓舞、获得力量。复旦大学教授陈思和说:“文学不是一门职业,但是,它对于人们认识自身的感情世界的丰富性,洞察人性的复杂性,以及学习美,感受美,传播美,进而提高人的整体性修养,有着根本性的意义。”要之,以文化人的重要功能使文学经典与其他艺术门类具有共通性质,能使接受艺术教育的人触类旁通,对艺术有更全面、深刻的理解和掌握。

一、阅读中外经典文学名著:拓宽文学视野,积淀文学素养

无论是莎士比亚还是塞林格,无论是儒家还是佛家,无论是孔老夫子还是老庄,《道德经》也好,《论语》也罢,无论是原著还是集注,无论是《本草纲目》、《黄帝内经》,还是西方哲学史、艺术史、音乐史,或者是《曾国藩家书》、《傅雷家书》,再或者是《伊索寓言》、《格林童话》、《汤姆索亚历险记》、《阿拉伯神话》等等;不管它归为哪一类:中国的、世界的;文学的、哲学的、艺术的、宗教的;古代的、近代的、现代的;小说、戏剧、诗歌、散文;只要是经典的,我们就拿来读就好了。当我们阅读时,伴随我们的是思考。思考的过程中我们可能会把原来不完善的知识结构加以完善使它更科学更完整,也可能把原先认为对的推翻建立新的知识或认识结构,还可能把原来没意识到或者根本就不知道的内容识别出来,存在脑子里等等。思考的过程本身就是一个认识过程,一个学习过程。通过阅读提高理解能力是阅读的伟大意义所在。古语云:“书中自有颜如玉,书中自有黄金屋”。阅读得多了,自然就知道得多。“读书破万卷,下笔如有神。”也是这个道理:读得多了也就会写了。人们常说:学艺之道无他,唯手熟耳。

二、阅读的方法也很重要:方法得当,事半功倍

我们在一开始阅读的时候,主要是积累,看见单词背单词,看见句子分析句子,看见语法查语法。可是到了后来,有了一定的积累,阅读量也上来了,这时我们就要讲究学习方法了。首先,精读和泛读应用于不同的阅读。有时候一些经典段落,或经典文章我们当然要精读,反复读,反复推敲,甚至要背下来或者准备一个本子抄下来进行收集整理。有时候文章的内容很吸引人或是因为很有名,针对这样的情况,不妨采用泛读,先一睹为快。精读的例子不胜枚举:歌德的《少年维特之烦恼》,拿破仑大将军竟然读了六遍。马克思的《资本论》,毛主席也一定读了不止一遍。然而对于报纸杂志,很多时候我们都只是泛读而已。其次,阅读的来源不同,阅读方法自然也不相同。随着网络的普及,各种资料库的完善,我们可以容易地找到我们想阅读的内容,这时我们常常跳读,速读或者泛读即可。以一名英语专业毕业生为例:万方数据库,知网,SC(I国际)发表等都可以利用借鉴。看看别人是怎么写的?看看写这些文章的规范是什么?关键看看别人是如何阐述自己的观点的?自己应从哪些方面着手?众所周知,各种数据库里的文章都是我们的阅读素材,因为他们代表着前沿及方向,也告诉我们在这个领域别人是怎么做的。这样可以指导我们进一步学习英语的方法。最后,阅读时做笔记是必须的。学到的知识终归会有忘记的时候。伟人读书、写书都要做笔记,何况我们呢?这样做不但方便我们日后查用,而且抄写可以加深印象,知识掌握得更牢固。最为重要的一点是:通过整理和思考,得出自己的观点。这才是学习的意义。另外,看原声电影,看网络视频,浏览国外网站都可以好有效的辅助英语学习。书读得多了,就有写的冲动。“读书破万卷,下笔如有神”。阅读不仅提高了理解力,还提高了写作能力。即,阅读可以提高我们的文学素养。

三、教授的指导

英语专业的研究生学习,教授的知道是不可或缺、弥足珍贵的。教授是在多年的积累和不断的努力后经过孜孜不倦的科研,逐步成长起来的,所以他们作为我们的前辈,我们可以分享到非常重要的学习经验和学习心得。另外,教授的指导对于我们的深入学习,具有明确的指导意义。如果在教授的带领下,就能受到启发,受到监督,受到指正。这有利于我们更好地完成学习或研究任务。阅读的方法,阅读的素材,思考的方式,自己观点的得出等都需要专业的指导。虽说“师傅领进门,修行在个人。”但“火车跑得快,还得车头带。”

四、结语

汉斯出版社就有本海洋科学前沿啊

一、化学的来由 化学的英文词为Chemistry,法文Chimie,德文Chemie,它们都是从一个古字、即拉丁字chemia,希腊字Xηwa(Chamia),希伯莱字Chaman或Haman,阿拉伯字Chema或Kema,埃及字Chemi演化而来的.它的最早来源难以查考.从现存资料看,最早是在埃及第四世纪的记载里出现的.所以有人认为可以假定是从埃及古字Chemi来的,不过这个名字的意义很晦涩,有埃及、埃及的艺术、宗教的迷惑、隐藏、秘密或黑暗等意义。其所以有这些意义,大概因为埃及在西方是化学记载诞生的地方,也是古代化学极为发达的地方,尤其是在实用化学方面。例如,埃及在十一朝代进已有一种雕刻表示一些工人下在制造玻璃,可见至少在公元前2500年以前,埃及已知道玻璃的制造方法了。再从埃及出土的木乃伊看,可知在公元前一、二千年时已精于使用防腐剂和布帛染色等技术。所以古人用埃及或埃及的艺术来命名“化学”。至于其它几种意义,可能因为古人认为化学是一种神奇和秘密的事业以及带有宗教色彩的缘故。 中国的化学史当然也是毫不逊色的。大约5000-11000年前,我们已会制作陶器,3000多年前的商朝已有高度精美的青铜器,造纸、磁器、火药更是化学史上的伟大发明。在十六、十七世纪时,中国算得上是世界最先进的国家。“化学”二字我国在1856年开始使用。最早出现在英国传教士韦廉臣在1856年出版的《格物探原》一书中。 二、化学的几个发展阶段 远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺,主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的,化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。 炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年,炼丹术士和炼金术士们,在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中,为求得长生不老的仙丹,为求得荣华富贵的黄金,开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍,在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化,为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来,炼丹术、炼金术几经盛衰,使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期,出版了一些有关化学的书籍,第一次有了“化学”这个名词。。 燃素化学时期。从1650年到1775年,随着冶金工业和实验室经验的积累,人们总结感性知识,认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素,燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程,可燃物放出燃素后成为灰烬。 定量化学时期,既近代化学时期。1775年前后,拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说,开创了定量化学时期。这一时期建立了不少化学基本定律,提出了原子学说,发现了元素周期律,发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。 科学相互渗透时期,既现代化学时期。二十世纪初,量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言,解决了化学上许多悬而未决的问题;另一方面,化学又向生物学和地质学等学科渗透,使蛋白质、酶的结构问题得到逐步的解决。 这里主要讲述近二百多年来的化学史故事。这是化学得到快速发展的时期,是风云变幻英雄辈出的期。让我们一道去体验当年化学家所经历的艰难险阻,在近代化学史峰回路转的曲折历程中不倦跋涉,领略他们拨开重重迷雾建立新理论、发现新元素、提出新方法时的无限风光。 三、化学学科在探索中成长 化学的发展可以说是日新月异,尤其是它的边缘学科或者说是它的分支学科,譬如生物化学、物理化学、晶体化学等等,令人目不暇接。就眼下炒得过热的基因工程、克隆技术以及共轭电场论等,更是令人眼花缭乱。而古往今来,有多少化学家为化学的发展做出了难以估量的贡献。你想了解他们吗?化学名人风采将带您走近他们。 燃素说的影响 。可燃物如炭和硫磺,燃烧以后只剩下很少的一点灰烬;致密的金属煅烧后得到的锻灰较多,但很疏松。这一切给人的印象是,随着火焰的升腾,什么东西被带走了。当冶金工业得到长足发展后,人们希望总结燃烧现象本质的愿望更加强烈了。 1723年,德国哈雷大学的医学与药理学教授施塔尔出版了教科书《化学基础》。他继承并发展了他的老师贝歇尔有关燃烧现象的解释,形成了贯穿整个化学的完整、系统的理论。《化学基础》是燃素说的代表作。 施塔尔认为燃素存在于一切可燃物中,在燃烧过程中释放出来,同时发光发热。燃烧是分解过程: 可燃物==灰烬+燃素 金属==锻灰+燃素 如果将金属锻灰和木炭混合加热,锻灰就吸收木炭中的燃素,重新变为金属,同时木炭失去燃素变为灰烬。木炭、油脂、蜡都是富含燃素的物质,燃烧起来非常猛烈,而且燃烧后只剩下很少的灰烬;石头、草木灰、黄金不能燃烧,是因为它们不含燃素。酒精是燃素与水的结合物,酒精燃烧时失去燃素,便只剩下了水。 空气是带走燃素的必需媒介物。燃素和空气结合,充塞于天地之间。植物从空气中吸收燃素,动物又从植物中获得燃素。所以动植物易燃。 富含燃素的硫磺和白磷燃烧时,燃素逸去,变成了硫酸和磷酸。硫酸与富含燃素的松节油共煮,磷酸(当时指P2O5)与木炭密闭加热,便会重新夺得燃素生成硫磺和白磷。而金属和酸反应时,金属失去燃素生成氢气,氢气极富燃素。铁、锌等金属溶于胆矾(CuSO4·5H2O)溶液置换出铜,是燃素转移到铜中的结果。 燃素说尽管错误,但它把大量的化学事实统一在一个概念之下,解释了冶金过程中的化学反应。燃素说流行的一百多年间,化学家为了解释各种现象,做了大量的实验,积累了丰富的感性材料。特别是燃素说认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程,化学反应中物质守恒,这些观点奠定了近、现代化学思维的基础。我们现在学习的置换反应,是物质间相互交换成分的过程;氧化还原反应是电子得失的过程;而有机化学中的取代反应是有机物某一结构位置的原子或原子团被其它原子或原子团替换的过程。这些思想方法与燃素说多么相似。 舍勒和普里斯特里发现氧气的制法 :令后人尊敬的瑞典化学家舍勒的职业是药剂师--chemist,他长期在小镇彻平的药房工作,生活贫困。白天,他在药房为病人配制各种药剂。一有时间,他就钻进他的实验室忙碌起来。有一次,后院传来一声爆鸣,店主和顾客还在惊诧之中,舍勒满脸是灰地跑来,兴奋地拉着店主去看他新合成的化合物,忘记了一切。对这样的店员,店主是又爱又气,但从来不想辞退他,因为舍勒是这个城市最好的药剂师。 到了晚上,舍勒可以自由支配时间,他更加专心致志地投入到他的实验研究中。对于当时能见到的化学书籍里的实验,他都重做一遍。他所做的大量艰苦的实验,使他合成了许多新化合物,例如氧气、氯气、焦酒石酸、锰酸盐、高锰酸盐、尿酸、硫化氢、升汞(氯化汞)、钼酸、乳酸、乙醚等等,他研究了不少物质的性质和成分,发现了白钨矿等。至今还在使用的绿色颜料舍勒绿(Scheele’s green),就是舍勒发明的亚砷酸氢铜(CuHAsO3)。如此之多的研究成果在十八世纪是绝无仅有的,但舍勒只发表了其中的一小部分。直到1942年舍勒诞生二百周年的时候,他的全部实验记录、日记和书信才经过整理正式出版,共有八卷之多。其中舍勒与当时不少化学家的通信引人注目。通信中有十分宝贵的想法和实验过程,起到了互相交流和启发的作用。法国化学家拉瓦锡对舍勒十分推崇,使得舍勒在法国的声誉比在瑞典国内还高。 在舍勒与大学教师甘恩的通信中,人们发现,由于舍勒发现了骨灰里有磷,启发甘恩后来证明了骨头里面含有磷。在这之前,人们只知道尿里有磷。 1775年2月4日,33岁的舍勒当选为瑞典科学院院士。这时店主人已经去世,舍勒继承了药店,在他简陋的实验室里继续科学实验。由于经常彻夜工作,加上寒冷和有害气体的侵蚀,舍勒得了哮喘病。他依然不顾危险经常品尝各种物质的味道--他要掌握物质各方面的性质。他品尝氢氰酸的时候,还不知道氢氰酸有剧毒。1786年5月21日,为化学的进步辛劳了一生的舍勒不幸去世,终年只有44岁。舍勒发现氧气的两种制法是在1773年。第一种方法是分别将KNO3、Mg(NO3)2、Ag2CO3、HgCO3、HgO加热分解放出氧气: 2KNO3==2KNO2+O2↑ 2Mg(NO3)2 == 2MgO+4NO2↑+O2↑↑ 2Ag2CO3==4Ag+2CO2↑+O2↑ 2HgCO3==2Hg+2CO2↑+O2↑ 2HgO==2Hg+O2↑ 第二种方法是将软锰矿(MnO2)与浓硫酸共热产生氧气: 2MnO2+2H2SO4(浓)== 2MnSO4+2H2O+O2↑ 舍勒研究了氧气的性质,他发现可燃物在这种气体中燃烧更为剧烈,燃烧后这种气体便消失了,因而他把氧气叫做“火气”。舍勒是燃素说的信奉者,他认为燃烧是空气中的“火气”与可燃物中的燃素结合的过程,火焰是“火气”与燃素相结合形成的化合物。他将他的发现和观点写成《论空气和火的化学》。这篇论文拖延了4年直到1777年才发表。而英国化学家普里斯特里在1774年发现氧气后,很快就发表了论文。 普里斯特里始终坚信燃素说,甚至在拉瓦锡用他们发现的氧气做实验,推翻了燃素说之后依然故我。他将氧气叫做“脱燃素气”。他写到:我把老鼠放在‘脱燃素气’里,发现它们过得非常舒服后,我自己受了好奇心的驱使,又亲自加以实验,我想读者是不会觉得惊异的。我自己实验时,是用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我的肺部所得的感觉,和平时吸入普通空气一样;但自从吸过这种气体以后,经过好长时间,身心一直觉得十分轻快舒畅。有谁能说这种气体将来不会变成通用品呢?不过现在只有两只老鼠和我,才有享受呼吸这种气体的权利罢了。”普里斯特里一生的大部分时间是在英国的利兹作牧师,业余爱好化学。1773年他结识了著名的美国科学家兼政治家富兰克林,他们后来成了经常书信往来的好朋友。普里斯特里受到好朋友多方的启发和鼓励。他在化学、电学、自然哲学、神学四个方面都有很多著述。 1774年普里斯特里到欧洲大陆参观旅行。在巴黎,他与拉瓦锡交换了好多化学方面的看法。正直的普里斯特里同情法国大革命,曾在英国公开做了几次演讲。英国一批反对法国大革命的人烧毁了他的住宅和实验室。普里斯特里于1794年他六十一岁的时候不得已移居美国,在宾夕法尼亚大学任化学教授。美国化学会认为他是美国最早研究化学的学者之一。他住过的房子现在已建成纪念馆,以他的名字命名的普里斯特里奖章已成为美国化学界的最高荣誉。 拉瓦锡和他的天平: 燃素说的推翻者,法国化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年,他20岁的时候就取得了法律学士学位,并且获得律师开业证书。他的父亲是一位律师,家里很富有。所以拉瓦锡不急于当律师,而是对植物学发生了兴趣。经常上山采集标本使他对气象学也产生了兴趣。后来,拉瓦锡在他的老师,地质学家葛太德的建议下,师从巴黎有名的鲁伊勒教授学习化学。拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏成分的研究。他用硫酸和石灰合成了石膏。当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细测定了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。从此,他的老师鲁伊勒就开始使用“结晶水”这个名词了。这次成功使拉瓦锡开始经常使用天平,并总结出了质量守恒定律。质量守恒定律成为他的信念,成为他进行定量实验、思维和计算的基础。例如他曾经应用这一思想,把糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式: 葡萄糖 == 碳酸(CO2)+ 酒精 这正是现代化学方程式的雏形。用等号而不用箭头表示变化过程,表明了他守恒的思想。拉瓦锡为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义,又具体地写到:“我可以设想,把参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式。再逐个假定方程式中的某一项是未知数,然后分别通过实验,逐个算出它们的值。这样以来,就可以用计算来检验我们的实验,再用实验来验证我们的计算。我经常卓有成效地用这种方法修正实验的初步结果,使我能通过正确的途径重新进行实验,直到获得成功。”早在拉瓦锡出生之时,多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律,他当时称之为“物质不灭定律”,其中含有更多的哲学意蕴。但由于“物质不灭定律”缺乏丰富的实验根据,特别是当时俄罗斯的科学还很落后,西欧对沙俄的科学成果不重视,“物质不灭定律”没有得到广泛的传播。 1772年秋天,拉瓦锡照习惯称量了一定质量的白磷使之燃烧,冷却后又称量了燃烧产物P2O5的质量,发现质量增加了!他又燃烧硫磺,同样发现燃烧产物的质量大于硫磺的质量。他想这一定是什么气体被白磷和硫磺吸收了。他于是又做了更细致的实验:将白磷放在水银面上,扣上一个钟罩,钟罩里留有一部分空气。加热水银到40℃时白磷就迅速燃烧,之后水银面上升。拉瓦锡描述道:“这表明部分空气被消耗,剩下的空气不能使白磷燃烧,并可使燃烧着的蜡烛熄灭;1盎司的白磷大约可得到盎司的白色粉末(P2O5,应该是盎司)。增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量接近相同。”燃素说认为燃烧是分解过程,燃烧产物应该比可燃物质量轻。而拉瓦锡实验的结果却是截然相反。他把实验结果写成论文交给法国科学院。从此他做了很多实验来证明燃素说的错误。在1773年2月,他在实验记录本上写到:“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他将“新化学”命名为“反燃素化学”。 1774年,拉瓦锡做了焙烧锡和铅的实验。他将称量后的金属分别放入大小不等的曲颈瓶中,密封后再称量金属和瓶的质量,然后充分加热。冷却后再次称量金属和瓶的质量,发现没有变化。打开瓶口,有空气进入,这一次质量增加了,显然增加量是进入的空气的质量(设为A)。他再次打开瓶口取出金属锻灰(在容积小的瓶中还有剩余的金属)称量,发现增加的质量正和进入瓶中的空气的质量相同(即也为A)。这表明锻灰是金属与空气的化合物。 拉瓦锡进一步想,如果设法从金属锻灰中直接分离出空气来,就更能说明问题。他曾经试图分解铁锻灰(即铁锈),但实验没有成功。 拉瓦锡制得氧气之后: 到了这年的10月,普里斯特里访问巴黎。在欢迎宴会上他谈到“从红色沉淀(HgO)和铅丹(Pb3O4)可得到‘脱燃素气’”。对于正在无奈中的拉瓦锡来说,这条信息是很直接的启发。11月,拉瓦锡加热红色的汞灰制得了氧气。在舍勒的启发下,拉瓦锡甚至制造了火车头大小的加热装置,其中心是聚光镜。平台下面是六个大轮子,以便跟着太阳随时转动。1775年,拉瓦锡的实验中心已从分解金属锻灰转移到了对氧气的研究。他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量。以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气,其实是吸收了氧气,与氧气化合,即氧化。这就是推翻了燃素说的燃烧的氧化理论。与此同时,拉瓦锡还用动物实验,研究了呼吸作用,认为“是氧气在动物体内与碳化合,生成二氧化碳的同时放出热来。这和在实验室中燃烧有机物的情况完全一样。”这就解答了体温的来源问题。空气中既然含有1/4的氧气(数据来自原文),就应该含有其余的气体,拉瓦锡将它称为“碳气”。研究了空气的组成后,拉瓦锡总结道:“大气中不是全部空气都是可以呼吸的;金属焙烧时,与金属化合的那部分空气是合乎卫生的,最适宜呼吸的;剩下的部分是一种‘碳气’,不能维持动物的呼吸,也不能助燃。”他把燃烧与呼吸统一了起来,也结束了空气是一种纯净物质的错误见解。1777年,拉瓦锡明确地讥讽和批判了燃素说:“化学家从燃素说只能得出模糊的要素,它十分不确定,因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的,有时又没有重量;有时它是自由之火,有时又说它与土素相化合成火;有时说它能通过容器壁的微孔,有时又说它不能透过;它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫,每时每刻都在改变它的面貌。” 这年的9月5日,拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》,系统地阐述了燃烧的氧化学说,将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译成多国语言,逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断了与古代炼丹术的联系,揭掉了神秘和臆测的面纱,代之以科学的实验和定量的研究。化学进入了定量化学(即近代化学)时期。所以我们说拉瓦锡是近代化学的奠基者。舍勒和普里斯特里先于拉瓦锡发现氧气,但由于他们思维不够广阔,更多地只是关心具体物质的性质,没有能冲破燃素说的束缚。与真理擦肩而过是很遗憾的。 拉瓦锡对化学的另一大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说,辨证地阐述了建立在科学实验基础上的化学元素的概念:“如果元素表示构成物质的最简单组分,那么目前我们可能难以判断什么是元素;如果相反,我们把元素与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来,那么,我们现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质,对我们来说,就算是元素了。”在1789年出版的历时四年写就的《化学概要》里,拉瓦锡列出了第一张元素一览表,元素被分为四大类: 简单物质,普遍存在于动物、植物、矿物界,可以看作是物质元素:光、热、氧、氮、氢。简单的非金属物质,其氧化物为酸:硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素。简单的金属物质,被氧化后生成可以中和酸的盐基:锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌。简单物质,能成盐的土质:石灰、镁土、钡土、铝土、硅土。拉瓦锡对燃素说和其它陈腐观点的讥讽和批判是无情和激烈的。这使他在创建科学勋绩的同时得罪了一大批同时代和老一辈的科学家。在《影响世界历史的一百位人物》中,在许多有关历史、科学史、化学史的书籍中,作者都对拉瓦锡总是突出自己的人格特点进行低调的描述和评价,指责他在《化学概要》里没有提起舍勒和普里斯特里对他的启示和帮助。但我们得看到,拉瓦锡确实具有非凡的科学洞察力和勇往直前的无畏精神。虽然不是他最先发现氧气的制法,但他通过制取氧气分析了空气的组成,建立了燃烧的氧化学说。氧气因此不同于其它气体,被赋予非凡的科学意义。拉瓦锡十分勤奋,每天六点起床,从六点到八点进行实验研究,八点到下午七点从事火药局长或法国科学院院士的工作,七点到晚上十点,又专心从事他的科学研究。星期天不休息,专门进行一整天的实验工作。拉瓦锡28岁结婚时,他的妻子只有14岁。他们一生没有孩子,但生活非常愉快。她帮助拉瓦锡实验,经常陪伴在他身边。在拉瓦锡的著作里,有很多插图都是他的妻子画的。1789年法国大革命爆发,三年后拉瓦锡被解除了火药局长的职务。1793年11月,国民议会下令逮捕旧王朝的包税官。拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱。极左派马拉曾与拉瓦锡有过激烈的科学争论,心存嫉恨,便诬陷拉瓦锡与法国的敌人有来往,犯有叛国罪,于1794年5月8日把他送上了断头台。对此,当时科学界的很多人感到非常惋惜。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说:“他们可以一瞬间把他的头割下,而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”这时,拉瓦锡正当壮年,是51岁。 四、化学学科的发展前沿 中国运动医学杂志000124 基因工程也叫遗传工程(Genetic Engineering),是20世纪70年代在分子生物学发展的基础上形成的新学科。基因工程就是在分子水平上,用人工方法提取(或合成)不同生物的遗传物质,在体外切割、拼接和重新组成,然后通过载体把重组的DNA分子引入受体细胞,使外源DNA在受体细胞中进行复制与表达。按人们的需要产生不同的产物或定向地创造生物的新性状,并使之稳定地遗传给下代[1]。基因工程技术主要包括分离基因、纯化基因和扩增基因的技术,其核心是分子克隆技术。它能帮助人们从各种复杂的生物体中分离出单一的基因,并把它纯化,再把它大量扩增,用于研究。 20多年来,基因工程技术得到了迅速地发展,特别是限制性内切酶、DNA序列分析及DNA重组技术等三大技术的发现和应用,不仅把分子生物学提高到了基因水平,而且也把生物学与医学中的其他学科引上基因研究的道路,并取得了许多揭示生命秘密和生命过程的重大成就 ......

核物理是研究射线束的产生、探测和分析技术;以及同核能、核技术应用有关的物理问题。下面我给大家分享一些核物理学术论文,大家快来跟我一起欣赏吧。

激光核物理

摘 要 在最近十年,激光技术有了长足的进展,激光的强度超过了1022W/cm2, 激光的电场达到~4×1012V/cm.当这种高强度的激光照射在靶上时,可以产生许多由激光产生的核反应现象.在这篇 文章 中,作者回顾了这一领域的 研究 进展,并对在不远的未来激光产生 电子 ?质子?中子?X射线和正电子 发展 的潜力进行了一些讨论.

关键词 啁啾脉冲放大,粒子云,正电子发射层析术,库仑爆炸

1 什么是

最近十年中,激光技术有了显著的进展,激光强度已超过1022W/cm2,激光的电场强度达到;1012V/cm,比氢原子中电子玻尔轨道上的库仑场大759倍,相当于在原子大小上相应加上约40kV的电压,在原子核大小上相应加上约的电压,在这种很强的电场作用下,所有的原子都会在极短的时间内被电离,产生从几个MeV到几百MeV的质子,几十MeV到GeV的电子和其他粒子,以及韧致辐射和中子,这些粒子可以产生核反应,打开了核物理以及非线性相对论光学研究的新领域[1—3].

在今后的十年中,激光强度可能会提高到1026—1028W/cm2,这样高强度的激光可以将粒子加速到1012—1015eV,并将成为研究粒子物理?引力物理?非线性场论?超高压物理?天体物理和宇宙线研究中的一个有力工具[1].

超高功率超短脉冲激光技术的发展,在实验室中创造了前所未有的极端物态条件,如高电场?强磁场?高能量密度?高光压和高的电子抖动能量?高的电子加速度,这种极端的物理条件, 目前 只有在核爆中心?恒星内部?星洞边缘才能存在,在它和物质的相互作用中,产生了高度的非线性和相对论效应,产生了崭新的物 理学 领域,也为多个交叉学科前沿研究领域带来了 历史 性的机遇和拓展的空间.

2 国内外研究现状

当前国际上已经在一些实验室中建立了几十TW到几个PW的激光系统,在上世纪80年代中期,以前激光的强度长期停留在1014W/cm2左右,这是由于非线性吸收效应随着激光强度的增加而迅速增强,在80年代中期之后,由于采用了啁啾脉冲放大技术(chirped pulse amplification, CPA),激光强度提高了6—7个数量级,在CPA技术中,一个飞秒或皮秒的脉冲通过色散的光栅对在时间尺度将它展宽了3—4个数量级,这样就避免了放大器的饱和以及在很高强度时由于非线性效应产生的光学放大器件的损伤,在经过放大以后,再由另一光栅对将脉冲宽度压缩回到飞秒或皮秒宽度,以获得1019W/cm2到1022W/cm2的靶上功率密度.CPA超短脉冲TW的激光装置在法国光学 应用 研究所?瑞典Lund大学?德国Mark-Plank研究所?德国Jena大学?日本JAERI和 中国 工程物理研究院?中科院上海光学精密机械研究所?中科院物理研究所?中国原子能 科学 研究院等都建有.日本原子能研究所采用变形镜和CPA相结合的技术,运用低f值的抛物面镜,将激光聚焦于1μm的斑点,可以进一步提高焦斑上的功率密度,但是由于放大介质的单位面积上的饱和能量通量和光学元件的损伤阈值的限制,单位面积上最大的光强度?I??th?=hν3σΔν?ac2?,这个数值约为10?23?W/cm2.美国LLNL正在计划建造10?18?W(exawatt)和10?21?W(zettawatt)的激光装置,以期获得1026W/cm2 —1028W/cm2的靶上功率密度.

高强度的激光可以引起许多核反应,当激光强度I>10?18?W/cm2时,在激光电场做抖动的电子能量达到,产生了相对论等离子体.运用强激光在等离子体中产生的尾场去加速电子,如用一台紧凑型的重复频率的激光器可以产生200MeV的电子.这种激光等离子体型的加速器具有比通常电子加速器高出1000倍的加速梯度,即达到GV/m.运用高强度?单次脉冲的激光也获得了100MeV的电子,并测量到它的韧致辐射.超短超强激光还可以产生质子束,并开始运用这些质子束产生正电子发射层析术(positron emission tomography,PET)所需要的短寿命的正电子放射源,一种用激光来产生的小型化的和 经济 的质子产生器有望在未来用于质子治癌.运用超短超强激光直接产生正电子已在英国卢瑟福实验室开展,他们用重复频率的TW级的激光,打在高Z元素的靶上得到每脉冲2×107个正电子,它对于基础研究和材料科学很有用途.通过超短超强激光和氘团簇的相互作用,产生聚变反应的中子,其中子产额可以达到105中子/焦耳,激光产生中子的能量效率已达到世界上大型的激光装置的水平,它可以成为台面的中子源,由于其中子脉冲通量高,但总的中子剂量很小,适合于生物活体的中子照相和材料科学的研究.运用超短超强激光和氘化聚乙烯作用产生中子,Hilsher等人用钛宝石激光(300mJ, 50fs, 10Hz, 10?18?W/cm2) 轰击氘化聚乙烯靶,产生104中子/脉冲.运用超短超强的激光在相对论性的电子上的散射,产生几百飞秒?几十埃的硬X射线,可以用来研究材料和生命科学的一些 问题 ,这种超快的硬X射线源对于研究一些高Z物质和时间分辨的超快现象具有重要的意义.超短超强激光所产生的高能电子,在物质中产生高能X射线,可以在裂变物质铀中引起裂变,并在裂变靶中探测到许多裂变产物.在激光的强度达到1028W/cm2时,电场强度只比Schwinger场(真空击穿场强)低一个数量级,在这样的场中,由于真空的涨落被激发,激光就有可能从真空中产生正负电子对,美国Lawrence Berkerly实验室在SLAC高能加速器上,用10?18?W/cm2的激光束和聚焦性能很好的的电子束相碰撞,产生了200多个正负电子对,这是由于在反向相碰的电子和激光中,从电子的坐标系来看,激光的场强增强了Lorentz因子倍,以至于可以远远地超过Schwinger场值,直接从真空中产生一些电子对.

3 新的科学研究的 内容 ,新的交叉点

激光产生高能电子[4—7]

产生高能电子的机制有两种:第一种是在激光场作用下,电子做抖动运动,在激光强度I=10?20?W/cm2时,电子抖动运动能量能达到10MeV;第二种是由非线性效应所产生的能量比较高的部分.用300J,的激光照射在厚的金靶上,测量到的电子能谱分布基本上由两个部分组成:一部分是由有质动力产生的,它的能量在20—30MeV以下,还有一部分就是由非线性效应产生的几十MeV以至100MeV以上的高能量的电子,并和粒子云(particle in cell,PIC) 的 计算 结果符合,目前加速电子最高能量已达1GeV.能散度可达3% .

当激光的强度增加时,光波的压力变得很大,光压推着电子往前走,光波就像一个光子耙将等离子体中的电子推到脉冲的前面积累,形成电子的“雪耙”(snow plow) ,在这种“雪耙”加速中,电子的动能得到增益.在综合了光压作用和激光场的作用后,计算得到在激光强度为I=1026W/cm2时,加速梯度可达200TeV/cm,如果加速长度达到1m,电子能量为2×10?16?eV,在I=1028W/cm2时,加速梯度可达2peV/cm,加速长度为1m时,电子能量为2×10?17?eV,可以用来研究高能物理中的许多问题.

激光产生质子束[8,9]

在激光等离子体中,在I=10?20?W/cm2的情况下,加速质子的能量可以高达58MeV.加速梯度约为1MV/μm.质子被加速的距离只有60μm左右,如何增长加速距离成为非常重要的研究内容,加速质子的机制是相当复杂的,也提出了一些加速模型的设想.实验上的研究结果已显示它存在很好的应用前景.这表现在:

(1) 激光能量转换成质子束能量的效率是高的,而且和激光的能量有关,在激光脉冲能量为10J?宽度为100fs时,转换效率为1%,当500J?500fs时,转换效率为10%,人们已经获得了10?13?质子/脉冲,质子脉冲宽度约1ps,相当于10?25?质子/秒,即?;?106A的脉冲质子流.

从 理论 到实验应该研究如何进一步提高能量转换效率的问题,尤其是当激光能量进一步提高时,转换效率是否还继续上升.

(2) 质子束的发散角比较小,观察到的横向发散角为;mrad,比通常加速器上加速的质子束的发散角小.

(3) 高能质子束的获得可能会在今后的十年中实现,按照Bulanov等人的计算结果,在I=10?23?W/cm2时,质子可以被加速到1GeV以上,在I=1026W/cm2和1028W/cm2时,质子能量可以达到100GeV和 10TeV.

(4) 目前已获得几十MeV的质子束,并已用于为PET产生?18?F等短寿命的正电子源,在英国Rutherford实验室的Vulcan装置上,在20分钟内制备了109Bq的?18?F源,已经可以用在PET上.

(5) 产生200MeV的质子,并用于质子治癌,由于它在能量沉积上的优越性能,以及整个装置可以做得小,成本低,所以在治癌应用上很有发展前景,并可应用于中子照相.目前由激光加速产生的质子的能量分散度为17%.治癌应用要求能散度≤3%左右,因此减少能散度的工作在一些实验室正在进行中.

激光产生中子[10,11]

超短超强激光加热氘团簇产生核聚变,已经产生了104中子/脉冲或105中子/焦耳,从激光的能量转换成中子的效率看,和美国LLNL上的大型激光器NOVA上的每焦耳激光的中子产额相当,比日本大阪大学的大型激光装置Gekko 12上的数值大一个数量级,因此是一种很有 发展 前景的桌面台式的中子发生器,因为这种中子源的时间宽度只有1ps,是一个高中子通量的中子源,可用于材料 科学 和中子照相.

氘的团簇在吸收激光能量后要发生库仑爆炸,应该说到现在为止对于库仑爆炸的机理理解尚不非常清楚,尤其是团簇爆炸后产生的氘分子和氘的小团簇如何产生氘-氘的聚变反应也缺乏细致的了解,在进一步的改进方面,还有发展的余地,例如,如何采用多束的超短超强激光同时照射团簇,或用大于50T的脉冲磁场去推迟热等离子体的解体时间,以增加中子产额.

利用超短超强激光和氘化聚乙烯作用来产生中子,Hilsher等人用钛宝石激光(300mJ,50fs,10Hz,10?18?W/cm2)轰击氘化聚乙烯靶也产生了104中子/脉冲,大约每焦耳的激光产生;104中子.Disdier等人用20J,400fs,5×1014W的激光辐照CD?2靶,获得107中子,每焦耳激光产生了;105中子,这是很高的中子产额,他们还要用500J,500fs,1pW的激光照射CD?2,以获得更多的中子.

在激光辐照CD?2平面靶时,除了要 研究 激光能量在CD?2靶上的能量沉积的分布外,如何充分地利用沉积的能量是一个很重要的 问题 .沉积的能量有很大一部分要转变成等离子体的动能,在平面靶的情况下,如何设计靶面形状,以最大限度地使等离子体的动能对D-D反应做贡献.

激光产生硬的超短(~100fs)X射线[12]

用超短超强激光(50mJ,)和50MeV的 电子 束散射可以产生4nm,300fs的硬X射线,虽然转换效率不高,但产生的X射线强度可以在Si表面产生衍射峰,可以用来研究Si表 面相 变过程(从固相→熔化过程)的时间分辨的研究,也可以研究蛋白质折叠动力学,蛋白质的折叠时间为1ns,用300fs的硬X射线可用来了解它的折叠过程中的状态.

激光产生正电子[13,14]

将具有几个MeV的电子,经过很好地准直后,射到一个高Z的靶上,通过Trident过程(Z+e-→Z′+2e-+e+)和Bethe-HEitler过程(Z+r→Z′+e-+e++r′)产生正电子,采用重复频率的超短超强激光和高Z靶的相互作用,每脉冲可以产生2×107个正电子,经过慢化后,储存在磁场中,它对于基础科学和材料科学的研究是很有用的.

4 主要存在的问题和 分析

这门新兴的交叉学科在国际上也只有十多年的 历史 ,但发展十分迅速,搞激光技术和原子核物理的科学家们已经开始在一起召开学术研讨会,共同参加一些实验,由于它是一个新的生长点,发展比较快,也比较容易发现一些新现象,所以合作的积极性也在日益增长.随着超短超强激光技术的发展,在粒子加速?核物理?甚至粒子物理方面可以做出一些很好的工作来.我国发展的情况有些滞后,学科之间的交叉和合作还没有真正形成,学科之间的了解和交流还不够,因此只在交叉学科的边缘上做了一些工作,按照我国在激光技术和核物理方面的力量来说,都应该有可能做出更多更好的工作. 目前 具有超短超强激光装置的研究单位并不少,但将它们运行好,做出好的物理工作的成果并不多.

国内的情况也和国际上相似存在着一个问题,即搞强激光技术的专家和搞核物理和粒子物理专家之间的交流?讨论不够,这就会 影响 这一交叉学科的发展.

从强场物理到超短超强激光技术,到 应用 于各个领域,在世界上是基础科学和技术进步相互推动,相互作用的一个范例,基础研究的需求,以及光学科学的基础,非线性科学的基础,促进了超短超强激光技术的发展,而高强度激光的发展又为物 理学 的发展提供一个崭新的世界.

参考 文献

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[14] Gahn C et al. Phys. Rev. Lett., 1999, 83 :4772

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前沿科学论文

直接到前沿去,阅读前沿文献才是最短路径,在没有很好的学科背景前,该如何阅读前沿文献呢? 1、提取或者总结关键词 2、进行关键词的类比推理 3、采用思维导图或者概念导图建立关键词联系 4、判断创新方法及层级,进行创新的类比 5、应用的扩展 6、应用协作学习的方法进行 7、编写相应的题目及解析以利于复习与扩展 附:读文献: 1 带着一个目的,找创新思路。 2 问自己两个问题。这篇文献解决了什么问题。这篇文献到底有没有创新性。 3 三重思考 作者创新方法在哪里 (作者给出创新思路,但他是如何想到这个创新方法的很少给出,要思考为什么作者想出了这么好的方法)作者这个创新思路有没有什么弊端(如果你发现这个弊端,你才有可能根据这个弊端进行改进,这就是你的创新、你的论文)解决这样一个问题有没有新的方法(对方法进行更多的发散性思维,可能找到研究创新的方向)

材料科学前沿论文

这个找发表吧写啊,人家是专业的,,肯定马上搞定啊

材料科学、材料化学前沿、纳米技术这三本汉斯的OA期刊,应该能找到你想要参考的论文

我也不是很清楚的啊

生物材料学作为生命科学和材料科学的前沿性交叉学科,更是优先发展的重点。生物功能材料专业正是根据社会发展的需要,特别是生物医学工程、组织工程和药物释放等交叉学科技术的迅速发展对专业人才的迫切需求而设立的 。生物医用材料的分类生物材料应用广泛,品种很多,有不同的分类方法。通常是按材料属性分为:合成高分子材料(聚氨醋、聚醋、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物及其他医用合成塑料和橡胶等)、天然高分子材料(如胶原、丝蛋白、纤维素、壳聚糖等)、金属与合金材料(如钦金属及其合金等)、无机材料(生物活性陶瓷,羟基磷灰石等)、复合材料(碳纤维/聚合物、玻璃纤维/聚合物等)。根据材料的用途,这些材料又可以分为生物惰性(bioinert)、生物活性(bioactive)或生物降解(biodegradable)材料。这些材料通过长期植入、短期植入、表面修复分别用于硬组织和软组织修复与替换。生物医用材料由于直接用于人体或与人体健康密切相关,对其使用有严格要求。首先,生物医用材料应具有良好的血液相容性和组织相容性。其次,要求耐生物老化。即对长期植入的材料,其生物稳定性要好;对于暂时植入的材料,耍求在确定时间内降解为可被人体吸收或代谢的无毒单体或片断。还要求物理和力学性质稳定、易于加工成型、价格适当。便于消毒灭茵、无毒无热源、不致癌不致畸也是必须考虑的。对于不同用途的材料,其要求各有侧重。 常用的医学生物材料 一、医用硅橡胶 医用硅橡胶(silicone rubber)是美容外科中应用较广的生物材料(组织代用品).它是高分子有机化合物聚硅酮的一种橡胶样固体形态,又称二甲基硅氧烷。 二、人工骨 随着生物医学和材料的发展,各种人工制备的生物材料植入骨内替代骨移植,临床应用效果好.这些人工合成或提取的植入材料生物相容性好,对骨形成具有明显的诱导作用,被泛称为人工骨(artificial bone)。 一般而言,临床医学对生物医学材料有以下基本的要求:无毒性,不致癌,不致畸,不引起人体细胞的突变和组织细胞的反应;与人体组织相容性好,不引起中毒、溶血凝血、发热和过敏等现象;化学性质稳定,抗体液、血液及酶的作用;具有与天然组织相适应的物理机械特性;针对不同的使用目的具有特定的功能。物质属性分类根据物质属性,生物医学材料大致可以分为以下几种: 1、生物医学金属材料(biomedical metallic materials)医用金属材料是作为生物医学材料的金属或合金,具有很高的机械强度和抗疲劳特性,是临床应用最广泛的承力植入材料,主要有钻合金(co-cr-ni)、钛合金(ti-6a1-4v)和不锈钢的人工关节和人工骨。镍钛形状记忆合金具有形状记忆的智能特性,能够用于矫形外科、心血管外科。 2、生物医学高分子材料(biomedical polymer)生物医学高分子材料有天然的和合成的两种,发展得最快的是合成高分子医用材料。通过分子设计,可以获得很多具有良好物理机械性和生物相容性的生物材料。其中软性材料常用来作为人体软组织如血管、食道和指关节等的代用品;合成的硬材料可以用来作人工硬脑膜、笼架球形的人工心脏瓣膜的球形阀等;液态的合成材料如室温硫化硅橡胶可以用来作注入式组织修补材料。 3、生物医学无机非金属材料或生物陶瓷(biomedical ceramics)生物陶瓷这类医用材料化学性质稳定,具有良好的生物相容性。生物陶瓷主要包括两类。(1)惰性生物陶瓷(如氧化铝、医用碳素材料等)。这类材料具有较高的强度,耐磨性能良好,分子中的键力较强。(2)生物活性陶瓷(如羟基磷灰石和生物活性玻璃等),这类材料具有能在生理环境中逐步降解和吸收,或与生物机体形成稳定的化学键结合的特性,因而具有极为广阔的发展前景。 4、生物医学复合材料(biomedical composites)生物医学复合材料是由两种或两种以上不同材料复合而成的生物医学材料,主要用于修复或替换人体组织、器官或增进其功能以及人工器官的制造。其中钻合金和聚乙烯组织的假体常用作关节材料;碳-钛合成材料是临床应用良好的人工股骨头;高分子材料与生物高分子(如酶、抗源、抗体和激素等)结合可以作为生物传感器。 5、生物医学衍生材料(biomedical derived materials)生物衍生材料是经过特殊处理的天然生物组织形成的生物医学材料,经过处理的生物衍生材料是无生物活力的材料,但是由于具有类似天然组织的构型和功能,在人体组织的修复和替换中具有重要作用,主要用作皮肤掩膜、血液透析膜、人工心脏瓣膜等。编辑本段应用广泛,增长迅速生物医学材料应用广泛,仅高分子材料,全世界在医学上应用的就有90多个品种、1800余种制品,西方国家在医学上消耗的高分子材料每年以10%~20%的速度增长。随着现代科学技术的发展尤其是生物技术的重大突破,生物材料的应用将更加广泛。表1列举了生物医用材料的一些典型应用,其应用之广泛可见一斑。编辑本段生物医学材料发展的主要动力生物医学材料得以迅猛发展的主要动力来自人口老龄化、中青年创伤的增多、疑难疾病患者的增加和高新技术的发展。人口老龄化进程的加速和人类对健康与长寿的追求,激发了对生物材料的需求。作为世界人口最多的国家,中国已进入老龄化国家行列,生物材料的市场潜力将更加巨大。 生活节奏的加快、活动空间的扩展和饮食结构的变化等因素,使创伤成为一个严重的社会问题。我国创伤住院年增长率达,高居住院人数第2位。美国1998年用于骨骼-肌肉系统损伤患者的治疗费高达1280亿美元,仅骨缺损患者就达123万,其中80%需用生物医学材料治疗。在全球,心脑血管疾病、各种癌症、艾滋病、糖尿病、老年痴呆症等发病率逐年增加,急需用于诊断、治疗和修复的生物材料。 随着生物技术的发展,不同学科的科学家进行了广泛合作,从而使制造具有完全生物功能的人工器官展示出美好的前景。人体组织和器宫的修复,将从简单的利用器械机械固定发展到再生和重建有生命的人体组织和器宫;从短寿命的组织和器官的修复发展至永久性的修复和替换。这一医学革命(特别是外科学),对生命利学和材料等相关学科的发展提出了诸多需求,对生物医学材料的发展产生了重要的促进作用。发展我国生物医学材料的建议生物医用材料学生物医用材料是材料科学与工程的重要分支,其最大特点是学科交叉广泛、应用潜力巨大、挑战性强。随着新材料、新技术、新应用的不断涌现,吸引了许多科学家投人这一领域的研究,成为当今材料学研究最活跃的领域之一。在我国,生物医学材料的研究虽然取得一些令人瞩目的成果,但整体水平不高,跟踪研究多,源头创新少。在产业化方面,生物医学材料及其制品占世界市场的份额不足2%,主要依靠进口,产品技术结构和水平基本上处于初级阶段。结合我国国情和学科发展趋势,按照"有所为,有所不为,重点突破"的原则,我们建议,应在五个方面开展重点研究。 一是生物结构和生物功能的设计和构建原理研究。着重研究具有诱导组织再生的骨、软骨及肌腱等基底材料和框架结构的设计及其仿生装配; 二是表面/界面过程-材料与机体之间的相互作用机制研究。从细胞和分子水平深入研究材料与特定细胞、组织之间的表面/界面作用,揭示影响生物相容性的因素及本质。 三是生物导向性及生物活性物质的控释机理研究。研究可自控或靶向释放蛋白、基因等特异性生物活性物质的材料的设计以及生物导向性原理;用于组织细胞和基因治疗的半渗透聚合物膜的设计、自装配及特异性细胞密封技术; 四是生物降解/吸收的调控机制研究。研究生物降解/吸收材料的分子结构和生物环境对其降解的影响、降解/吸收速度的调控、降解/吸收及代谢机制,以及降解产物对机体的影响。其目标是为组织工程化人工器官生物材料及药物控释材料的自成、改性方法提供理论基础,实现材料参与生命过程和构建生命组织的目的。 五是材料的制备方法学和质量控制体系研究。主要研究生物医用材料及修复体的计算机辅助设计; 通过上述研究的开展,将使我国生物材料的研究水平有较大提高,为我国生物医用材料科学及其产业的发展奠定坚实的基础。编辑本段意义生物医用材料为挽救生命和提高人民健康水平做出了重大贡献,当前正面临重大突破。我国加入 WTO后,生物医用材料产业将面临更大的挑战和更多的机遇,生物材料科学工作者任重而道远。我们相信,在国家的大力支持下,跨部门、跨学科通力合作,通过走自力更生与技术引进相结合的发展之路,在生物材料组织工程化、分子设计、仿生模拟、智能化药物控释等方面重点投人,生物医用材料必将为全面提高人们的生活水乎,造福人类做出更大的贡献。

科技前沿论文

随着经济全球化和信息技术的日新月异,IT产业将得到迅猛发展,IT产业化将对世界经济结构产生巨大影响。下文是我整理的it新技术论文,希望能对大家有所帮助!it新技术论文篇一:《浅析IT信息技术的应用及发展》 摘要:现代信息技术的普及带来了劳动生产率的提高,正从根本上改变人们的生产方式、生活方式乃至 文化 观念,促进世界各国产业结构升级,并成为了世界经济新的增长点。信息技术革命加快了劳动力与科技人才在不同产业、不同国家之间的流动,并促使企业经营管理、组织结构和人事制度发生深刻变革。现代信息技术的迅猛发展和全球信息化浪潮的掀起,促使人类走向新的文明。本文从现代信息技术发展与全球信息化背景着手,主要研究现代信息技术对现代 企业管理 的影响和对城市发展的影响 关键词:现代信息技术 全球信息化 现代企业管理 城市发展 物流产业发展 0 引言 现代社会中信息技术(IT)无处不在,信息技术产业化也已初具规模。随着经济全球化和信息技术的日新月异,IT产业将得到迅猛发展,IT产业化将对世界经济结构产生巨大影响。我们都知道,在现在的社会中,人们对IT信息技术已经不陌生,随着其新技术快速的发展,其甚至成为推动社会前进的杠杆,并已深人到社会生活的方方面面,信息技术推动生产力突破传统的束缚,实现跨越式发展,广泛渗透到经济和社会的各个领域。因此更应该成为人文社会科学家和哲学家们研究的重大时代课题。 随着信息技术的发展,企业的产品和生产过程正在被现代信息技术正在改变着,甚至企业和产业的发展也被现代信息技术改变着。做为一个企业管理者,要有敏锐的眼光和判断,应该知道怎样利用信息技术来为企业创造持久的竞争优势,同时也应该深刻认识到信息技术的广泛影响和深刻含义。 因此,把信息技术看作是辅助或服务性的工具已经成为过时的观念,无疑,一场关系到企业生死存亡的技术革命已经到来,快速发展的信息技术正在改变着企业家们习以为常的经营之道。企业必须迎接挑战,我们必须引起足够的重视,以便立于不败之地。 1 现代信息技术发展与全球信息化背景 我们知道,随着微电子技术、计算机硬件与软件技术、信息 网络技术 、系统集成技术等现代信息技术的发展,信息产业逐渐成为知识经济时代的先导产业。特别是20 世纪80 年代以来,世界信息产业高速发展。信息技术日新月异,其发展速度越来越快,有力地推动着社会生产力的发展和进步。 尤其在企业的发展中,信息技术起着越来越重要的作用,据有关统计资料表明,实施企业信息化可使企业大大提高工作效率,降低成本,例如:劳动生产力率提高10%一30%,库存降低30%一60%,流动资金周转速度提高60%一200%,新产品开发周期缩短90%以上。所以,对一个企业来讲,决定其生存和发展的关键之一是运用信息技术的能力和程度。 因此,许多国家认为提高生产率的最重要办法就是最优先发展信息技术。随着信息技术的发展,信息科学技术革命已变为科技发展与科技进步的核心和主流,可以这样说,在未来的经济竞争中,谁能拥有高度发达的信息科学技术,谁便迅速获得信息并使之转化为经济优势,谁就获得发展的主动权。据有关部门提供的资料,我国每生产一美元产品所消耗的能、原材料约为发达国家的二至五倍,而消耗的信息量却只有世界平均水平的十分之一。可见,发达国家在国民生产中大量的利用了无形的科技知识等信息资源,而我国生产的增长主要靠有形的物质资源消耗。 2 现代信息技术对现代企业管理的影响 信息技术对企业管理的作用 现代信息技术正在改变着产品和生产过程、企业和产业、甚至竞争本身的性质。把信息技术看作是辅助或服务性的工具已经成为过时的观念,管理者应该认识到信息技术的广泛影响和深刻含义,以及怎样利用信息技术来创造用力而持久的竞争优势。正是在这样的大背景下,信息技术就成为管理的一个重要对象,并且资讯管理上升到企业发展的战略地位。重视程度和原来远远不一样,与生产管理、营销管理、 财务管理 、人事管理和研发管理鼎足而立,因此企业管理者需要深刻认识到信息技术的作用,树立资讯意识,在企业中建立全面的资讯管理(Total Information Management)。 信息技术的崛起因其自身特有的经济技术特性而改变了社会经济发展的方方面面,管理作为经济发展中最重要的一环也必然深受其影响。信息技术不仅使整个社会经济结构发生了巨大变化,而且为企业的管理 方法 、手段注入了新的活力,并进一步推动了管理理论、管理思想的发展,导致了管理水平的大幅提升。 信息化建设人才的需求分析 信息化建设人才现在是企业紧缺的人才,企业要想生存、发展,增强在市场上的竞争力,就必须采用先进的现代化信息管理手段。目前我国大多数企业生产和经营和管理方面,电子商务软件、ERP软件以及CRM软件已正逐步地被使用,但由于信息部门仅重视软件的技术开发和设备维护,信息资源的管理显得非常薄弱,由于没有专门的信息化管理人才,需求定位出现偏差,使用效果并不理想。 因此对企业人员进行信息化培训,提高企业中普遍人群的信息化应用能力和核心技术,使之与先进的技术和管理理念同步,是当务之急。与大型企业相比,中小企业信息化面临的最大难题是信息化建设的人才匮乏,由于待遇和企业重视程度等因素决定了中小企业召到和留住高素质信息化建设人才比较困难。 建立企业网站、开展电子商务 网站和电子商务等手段,已经早被一些企业运用的炉火纯青,国际互联网作为近年崛起的网络技术革命的代表,其互联互通性不仅为人们的生活带来了便利,还为企业展出现广阔的市场发展前景。同传统媒介相比,企业网站作为一种新的形象传播途径,这样就可以帮助企业与消费者建立更亲密、更稳固的联系,对受众更具有亲和力与吸引力。因此,很多企业开始倾注更多的时间和精力,因为网站的易用性与实用性可全面充分地发挥品牌已经具有的价值,有必要采取更加行之有效的数字化策略来建立和提升网站形象,这一点已经被广大企业所深刻认识到。 信息技术与企业管理 我们知道,计算机信息技术的发展日新月异,其在企业的生产、管理、经营和财务等方面起着越来越重要的作用,它甚至决定了企业的竞争力水平,一个完整的企业信息管理系统应当至少包含三个层面的内容: ①业务运作层。简单的讲,它可以使资源得到最合理的配置,帮助企业合理的规划企业的所有运作资源,目的是得到最大限度的获利,在有限资源的前提下,帮助控制企业的运作成本。 ②业务支持层。这也是一个主要功能,通过它,对企业财务及资金状况、企业管理成本的比率等会有一个比较充分的了解,可以清楚了解员工对企业资产的使用程度,企业的满意度状况。 ③企业决策层。它是必不可少的一个主要内容,能使企业能够事先避免出现的危机,立于不败之地。它可以帮助监控和判断企业的现状,及时调整企业的管理战术,它的操作不仅仅停留在帮助企业的决策者模拟和决定企业的管理战略上,对现代企业来说,更为实用。 3 结束语 综上所述,企业要想获得竞争优势,企业家们要充分认识到信息技术对原有企业管理模式所产生的深刻影响,必须认识到信息技术是一种新的生产力,能对内外环境作出快速反应,提高工作效率,降低企业成本,使企业的竞争力得到极大提升,使其企业内部信息传递环节减少,速度加快。 参考文献: [1]《信号与系统(第二版)》西安交通大学出版社 2000年. 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[8]曾庆立.远距离红外通讯接口的硬件设计与使用[J].吉首大学学报(自然科学版),2001,4. it新技术论文篇二:《刍议企业IT网络信息安全性的技术》 【摘 要】如今全球已经步入了一个数字化信息时代,计算机网络技术在日常的工作中与平时的生活中占据了重要的地位。正是由于计算机网络技术的大力发展,为人们的工作和生活带来了巨大的便捷。本文针对企业IT网络信息安全性所存在的一些问题进行了阐述,并提出了一些建议性的 措施 。 【关键词】企业IT网络 网络信息 安全性 一、引言 在现代化的企业中,计算机已经成为了不可缺少的部分。在计算机硬件和软件的支持下,多数企业已经逐步形成了自动化一体办公,并且很多企业都构建了自己的专属网络以及专属办公平台,这为企业的工作带来了巨大的便利,并有效地提高了企业的办公效率。在网络的存在下,企业工作人员可以有效地进行资源共享,还可以对所需要的资料进行快捷的查询,实现了高度地信息整合化[1]。伴随着数字信息全球化,无论是在学习中、工作中还是生活中,人们已经不能离开计算机网络。但正是因为这些数字信息化的高效性、便利性也让人们产生了极大的依赖性。在企业使用网络进行办公的过程中,如何加强IT网络信息的安全性是摆在企业面前的重大难题。 二、企业IT管理中所存在的问题 (一)网络安全不能得到保障。 虽然在企业网络建设的过程中,会设置一定的网络安全保护措施,比如企业网络防火墙、企业专用病毒查杀软件等等。即便如此,企业的工作网络依然存在着一定的安全漏洞。企业用户一般都是通过Super Administrator root(超级用户权限)登录计算机并进行计算机系统操作。但是某些用户由于在计算机系统操作过程中使用不当,这会导致所使用的计算机受到外界病毒和木马的攻击。一旦企业中的某台计算机受到不良攻击,如果没有及时制止的话,将会产生一系列的恶性循环,甚至让企业的整个计算机网络处于瘫痪状态。因此,对企业计算机用户的使用权限进行合理地限制将有助于企业IT信息管理工作的实施[2]。 (二)工作人员计算机操作技术需要提高 部分工作人员的计算机操作水平较为低下,缺少专门的计算机知识,但是同时又具有超级用户权限,这会对企业的网络管理带来一定的不便。由于计算机系统是一个比较复杂的 操作系统 ,如果用户在使用的时候不具备一定的操作技能,将很容易产生一些误操作,而这些误操作可能会引发一些问题,导致局部性的故障产生。举例来说:某些工作人员由于缺乏一定的计算机 网络基础知识 ,在设置上网的过程中便会出现一些问题,很容易出现IP冲突的情况;在保存文件的时候,由于误操作导致文件不但没有有效地进行保存反而被删除了,如果该文件是较为重要的文件,所带来的损失是无法估量的;在浏览网站进行工作资料查询时,由于缺乏一定的安全意识,被一些非法网站或链接攻击,导致计算机系统瘫痪,从而对工作带来了一定程度的影响[3]。 (三)缺乏合理的管理 企业在IT网络信息上缺乏合理的管理。由于IT网络信息都是通过分散管理的模式进行管理,这使得这些信息资源可以被随便调用,这便带来了一定的安全隐患。企业也缺少相应的管理制度,即便存在管理制度由于执行力不够而不能保证制度的合理实施。在这种情况下,所谓的“信息管理部门”便显得可有可无,其工作不能得到落实,这给整个企业的网络信息带来了相当大的安全隐患。 (四)信息管理部门工作负担太大 在大多数企业中,都会存在着相应的信息管理部门对企业内部的IT网络信息进行综合性的管理。无疑,信息管理部门的工作人员还是具备一定的计算机 网络知识 和计算机操作能力,但是其他部门的工作人员在这方面却存在着很大的缺陷。这部分工作人员在计算机使用上对于系统的维护从不注意,一旦出现问题总是让信息管理部门的工作人员来进行解决,这无疑加大了信息管理部门的工作量,为信息管理部门带来了极大的负担,这给企业的正常运转带来了一定的阻碍。 三、如何保证企业IT网络的安全性 加强企业IT网络安全性建设可以从网络硬件和软件以及使用人员三个方面进行。 (一)加强计算机网络硬件建设 良好的硬件支持是企业IT网络信息安全性的重要保障。对于企业内部的一些陈旧硬件要进行相应地更换、更新。对于损坏或者出现故障的硬件进行相应地修复,对正常工作的硬件设备要给予定期的检查和维护。另外,也需要对企业内部工作人员进行一定的 硬件知识 培训,向他们传送一些基本的维护、维修技巧,让他们能够具备一定的解决硬件问题的能力,至少要保证他们对日常所用到的网络硬件能够进行正确的识别。总之,企业的计算机网络硬件设备是企业IT网络信息的承载基础,通过加强硬件设备的建设,让企业内部能够拥有一个良好的工作网络环境。 (二)加强计算机网络软件管理 在企业内部IT网络的建设中,计算机网络至始至终扮演着一个重要的角色,企业在日常办公中所使用的系统几乎都是微软公司的Windows系统,因为该系统具体广阔的使用范围和相对良好的兼容性和扩展性,所以受到了企业用户的欢迎。通过对SMS(微软公司系统配置服务)和BDD(客户端桌面组件)进行部署来保证计算机网络管理的实施。通过构建相应的物理网络、目录服务、文件服务、文件共享和储存与备份模块让企业内部IT网络信息的安全性得到应有的保障。 (三)对企业内部工作人员进行专业的技能培养 加强企业内部员工的专业技能培训,提高各部门员工的计算机基础知识和计算机操作能力,这样对于企业的IT网络建设工作具有极大的促进作用,同时也是信息安全的潜在保障。 四、结语 企业IT网络信息的安全性对于企业的发展具有重大的意义。伴随着计算机网络技术的高速发展,企业的工作模式也在发生着潜移默化,这给企业的IT网络建设也带来了一定的要求。通过加强计算机网络硬件建设和加强计算机网络软件管理并提高相关工作人员的计算机操作技能来促进企业的整体网络建设。 参考文献: [1]徐超,胡洲,朱彤.加强企业IT网络信息安全性的技术方案[J].2102(12):121-123. [2]邱雪松,陈坚,郭海生,高志鹏.企业IT网络异常流量综合检测模型[J].2010(11):112-113. [3]葛鸿伟,王俊标.IT网络综合预警系统的设计与实现[J].2011(03):12-13. it新技术论文篇三:《浅谈计算机技术的发展趋势》 摘要:二十一世纪一个信息化的时代,以计算机技术为代表的信息技术已经逐步渗透到社会的各个领域,而且正在改变着人们的生产与生活甚至是学习。计算机的应用技术不仅是自身在飞速发展,而且已贯穿到许多其他学科,现在的各个科学领域的发展都得益于计算机技术的应用。本文主要从计算机技术涵义入手,探讨一些新型的计算机技术及计算机发展趋势。 关键词:计算机技术 发展趋势 一、前言 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。 何为计算机技术呢?计算机技术是指运用计算机综合处理和控制文字、图像、动画和活动影像等信息,使多种信息建立起逻辑链接,集成为一个系统并具有交互作用。这与传统的多种媒体简单组合是完全不同的。计算机技术是将视听信息以数字信号的方式集成在一个系统中,计算机就可以很方便地对它们进行存储、加工、控制、编辑、变换,还可以查询、检查。 二、计算机保持关键技术的发展 计算机技术将向超高速、超小型、平行处理、智能化的方向发展。尽管受到物理极限的约束,采用硅芯片的计算机的核心部件CPU的性能还会持续增长。超高速计算机将采用平行处理技术,使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理,这是改进计算机结构、提高计算机运行速度的关键技术。同时计算机将具备更多的智能成分,它将具有多种感知能力、一定的思考与判断能力及一定的自然语言能力。除了提供自然的输入手段外,虚拟与现实技术是这一领域发展的集中体现。传统的磁存储、光盘存储容量继续攀升,新的海量存储技术趋于成熟,新型的存储器每立方厘米存储容量可达10TB。信息的永久存储也将成为现实,千年存储器正在研制中,这样的存储器可以抗干扰、抗高温、防震、防水、防腐蚀。 三、新型计算机技术的应用 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。 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、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。 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。 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。 四、未来计算机技术的发展趋势 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。 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、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。 五、 总结 语 科学技术是第一生产力,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,故大力发展计算机技术是必要的。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 1、赵玉帅,有关计算机技术的讨论及未来的发展方向[J],信息与电脑,2010年第3期 2、杨晔,未来计算机的发展趋势展望[J],黑龙江科技信息,2007年第7期 3、冯航航,计算机技术的发展[J],今日科苑,2011年第4期 猜你喜欢: 1. 计算机新技术论文 2. 浅谈技术创新管理论文 3. 软件开发技术论文范文 4. 计算机科学技术应用论文3000字 5. 关于科技论文3000字左右

全球科学前沿研究杂志是一本权威的国际性学术期刊,主要发表有关科学前沿研究的原创性论文。它的主要特点是发表的文章涵盖了多个学科,包括物理学、化学、生物学、环境科学等,涉及到最新的科学研究和技术发展。另外,它还发表有关科学前沿研究的评论文章,以及科学家们的论文和研究成果。此外,它还发表了许多关于科学前沿研究的新闻和资讯。总的来说,全球科学前沿研究杂志是一本非常有价值的学术期刊,可以为科学家提供最新的科学研究和技术发展信息。

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

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。

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)

很好。《环球科学》《科学美国人》的中文版,以全世界的科学发展动态为着眼点介绍当今的科学发展前景和趋势,是一本科技前沿杂志。杂志里超过70%的文章来自《科学美国人》英文版,内容的作者主要是前沿的科学家,内容层次比较深,适合科研工作者、对有关领域有兴趣的人阅读。

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