发布时间：
相对来说不安全，过氧化钠是一种重要的化学试剂，也是中学化学实验教学中不可或缺的一种氧化剂。在其杀菌、消毒、漂白、供氧，以及其他一些还原性试剂的定性、定量研究中，都可用到该物质。 由于过氧化钠自身的一些特殊性质，实验室中虽将其密闭保存，但在取用的过程中，也难免跟空气接触，影响其纯度。如果在具体实验教学过程中，用纯度不高，甚至变质的过氧化钠进行实验，将很难得出让学生信服、准确、潜在的一些实验思考。
探索铁路危险货物运输问题和应对论文
前 言
铁路危险货物的种类比较多，最常见的包括易爆、毒害、易燃、放射性、腐蚀等货物。随着铁路运输行业的快速发展，铁路危险货物运输的种类和数量不断增加。因此，为了有效保护人类的生命财产安全，需要对铁路危险货物运输过程中存在的问题进行全面、系统的分析，然后为其制定有效的应对措施给予解决， 将铁路危险货物运输过程中所存在的安全隐患降到最低。
1 铁路危险货物概述
什么是铁路危险货物
所谓的铁路危险货物，是指的具有爆炸、毒害、感染、腐蚀、放射性等危险特性，在对于其进行运输、储存、生产、经营、使用以及处置的过程中，十分容易造成人身伤亡、财产损毁或者是环境污染而需要特别防护的物品。依据铁路危险货物运输管理细则的规定，具有以上特征的货物都是属于铁路危险货物。 而根据《铁路危险货物品名表》中的规定，铁路危险货物共计九大类，第一类是爆炸品，第二类是气体，第三类是易燃液体，第四类是易燃的固体、易于自燃的物质、遇水易放出易燃气体的物质，第五类是氧化性物质和有机过氧化物，第六类是毒性物质和感染性物质，第七类是放射性物质，第八类是腐蚀性物质，第九类是杂项危险物质和物品。
铁路运输危险货物的意义
虽然这些危险货物具有很大的危险性， 但是同时它们也是工业生产原料和其它科学研究所需要的必需品， 又或者是一些危险品不适宜于在某些地方进行处理而需要将其运输到其它的地方来进行处理， 所以这一过程就需要对于这些货物进行运输。 而之所以要选择铁路这种运输方式，是因为铁路运输的管理相比于公路运输更为严格， 在对于这些危险货物进行运输之前，都必须要经过严格的检查，而相比于航空运输和水路运输而言， 铁路运输的危害性又相对较小， 即使出现事故，也不会造成如航空运输和水路运输一样的恶劣后果，所以说通过铁路的方式来对于这些货物进行运输是最为合适的。
铁路危险货物具有的特性
爆炸危险性
爆炸属于一种迅速化学和物理变化过程。 在进行铁路货物运输过程中，一旦危险货物发生爆炸，将会引发比较严重的铁路事故，给周围地区的人民造成了严重的危害。 近些年来，我国石油化工企业由于铁路货物运输过程中， 由于火灾爆炸引发的人员伤亡数量非常之大， 而且造成了较为严重的经济损失。
毒害危险性
在所有铁路危险货物中， 毒害品排名第六， 主要包括砷类、异氰酯类、氰化物，其具有非常大的毒性，有可能引发群死群伤的恶性事故，因此这类货物被国家列为重点监管物品。 同时，一些易燃液体、腐蚀性物质也具有一定的毒害副特性，同样需要给予特殊的对待。
燃烧危险性
通常情况下，危险货物的燃烧需要具备可燃物、助燃物和点火源 3 个要素。 一旦发生火灾事故，如果未能给予有效的控制，将会造成较为严重的损失。 几乎所有的货物都具有燃烧危险性，所以在进行铁路货物运输过程中要给予高度的重视。
放射危险性
研究发现， 过量的'射线照射会对人体的器官造成比较严重的损伤，诱发呕吐、出血甚至死亡现象。 除了急性大剂量照射外，其余的放射性致伤通常存在一个“潜伏期”，不可能立即表现出来，甚至一些放射性伤害会在下一代表现出来。 由于经常办理放射性货物的车站， 未按照规范和标准对放射性货物进行装卸，工作过程中未穿戴必要的防护用品，装卸、码放不当等都会引发对身体的放射性伤害。
腐蚀危险性
所谓“腐蚀”通常是指在化学(或生物化学)的作用下，使与之相接触的物体逐渐发生损坏的现象，如硫酸、氢氧化钠、硝酸等。 该类物品能够和大多数的物品发生一系列的化学反应，一旦与人体、纤维和金属物质发生接触，就会引发比较严重的伤害。 同时发烟硝酸、发烟硫酸、氟硅酸、氢氟酸或素溴等腐蚀性物品还会释放出有刺激性的气体，从而对人体的粘膜、眼睛造成严重的损害，吸入人体后还会对身体脏器造成损害。
2 铁路危险货物运输过程中存在的问题
危险物品仓库设施仍有待改进
虽然目前我国加大对了对铁路危险货物运输的管理和整治力度，并且已经逐渐关闭了大量的危险货物站内办理站，加大对危险物品仓库的投资改造， 但是这些危险物品仓库设施还无法更好的满足需求，需要对其进行进一步的改进。 例如，杭州北站月台地面和仓库均出现了一定幅度的破损和下沉现象，导致危险性固体废弃物无法得到及时、有效的处理，对周围环境和居民的安全造成了严重的威胁。
危险货物专用线过多
调查发现， 目前杭州铁路分局共有 57 条危险货物专用线，并且有 52 条为货主专用线，还在呈现不断增加的趋势。 这样一来将会导致危险货物专用线过多， 增加了引发事故的概率和安全隐患，极易出现管理盲区。 由于最近几年开始拒绝危罐车站内装卸作业，不断压缩办理站，因此导致危险货物专用线过多，如果通过行政手段给予强行压缩，将会对专用线单位设备造成较大的损失，对企业的正常生产经营造成严重的影响。
技术设施有待改善
( 1 )仓库。 在铁路危险货物运输过程中，仓库是车站的重要设备，是储存和发送易爆、毒害、易燃、放射性、腐蚀等危险货物专用仓库。 此时就需要对危险货物的特性进行全面、系统的分析，并做好仓库的防潮、防热、防雨、防火、防爆等工作。 但是我国大部分的铁路危险货物仓库都是 20 世纪 60~70 年代建成的砖木结构仓库，这些仓库在防火、防腐蚀、通风、静电导除、建筑材料等方面都无法更好的满足现代需求，急需对其进行改善。
( 2 )安全检查设备。 其主要用于危险货物放射性物质监测和泄漏检测等方面。 一旦危险货物发生泄漏时，则要求施救人员根据相关设备的检测结果， 来更好的了解和掌握放射性浓度和危险气体类型，并制定针对性的措施给予解决。 但是目前我国大部分的危险货物办理站所具有的安全检查设备比较落后，使用效率较低，基本上是凭借经验判断来制定安全防护及应急处理措施。
( 3 )人身安全防护设施。 在铁路危险货物运输过程中，人身安全防护设施包括防毒面具、防护服，及洗衣房、淋浴房、更衣室、职工保健站等。 但是目前我国大部分的办理站所使用的卫生设施、安全防护用品与铁路《危规》和《危险化学品安全管理条例》中所制定的规范和标准存在较大的差距，需要给予进一步的改进。
危险货物从业人员综合素质有待提高
铁路危险货物运输和管理是一项系统性、 专业性比较高的工作， 但是我国大部分的铁路危险货物办理站并未按照要求配备相关专业技术人员来负责此项工作， 并且危险货物人员的文化水平比较低、在岗时间短、缺乏专业知识、员工流动性大、事业心和责任感不强等，这些都会对铁路危险货物的运输埋下较大的安全隐患。
3 确保铁路危险货物安全运输的应对策略
确保各项安全措施得到有效落实
在进行铁路危险货物运输过程中，一些易爆、毒害、易燃、放射性、腐蚀等物品会对人员的生命安全造成严重的威胁，因此需要确保各项安全措施得到有效落实。 首先，严格托运人资质审查工作。 对于不符合规定的危险货物严禁办理托运，从源头上杜绝危险货物进入铁路运输系统;其次，严格检查危险货物包装。 对于未按照要求进行包装的危险货物严禁受理和承运;最后，抓好液化气罐车运输工作。 严禁超量运输，对装运液化气的罐车要求具备“液化气罐车准运证”和“液化气罐车许可证”，并且要求充装单位凭借过磅单才能进行托运。 例如在1998 年 7 月 13 日，由湖北武昌开往云南昆明方向的 1913 次货运列车在经过镇远站向西行驶时， 在其进入朝阳坝二号隧道之后发生了爆炸，因为在其 57 节车厢中，列车机后的 13 至25 位编组了 13 节液化气罐，正是这些液化气罐发生了爆炸，造成了列车脱轨、铁路中断和严重的火灾。 这一事故的发生正是由于在运输过程中没有有效地对于安全措施加以落实。 所以说要对于危险货物进行运输， 必须要保证安全措施的有效落实。
严控自身行为，落实包装检查
① 承运车站要定期到相关企业进行危险货物运输规范和标准的宣传与教育， 严禁选择不合格的材料来对货物进行包装; ② 承运人受理危险品的过程中，要对包装材质、包装方式、规格尺寸等进行详细的检查， 符合要求之后才能对其办理托运; ③ 危险货物承运站除了对包装进行严格检查之外，还需要严控自身行为，明确规范使用车辆，并保证货物堆码等装卸工作的规范化和标准化进行。
实行危险货物集中化运输
对于存在违反营业办理限制的车站要给予严厉的处罚，如果系发站误办到达， 需要立即通知发站联系托运人前来处理，并且在严密的监护下，把车辆调往就近专用线进行卸车，该过程中所产生的费用完全由责任单位付。 同时，还需要加强对联营点、代办点的监督管理工作，进一步强化货运人员对夹带危险品、匿报托运可能诱发的火灾危害、行车事故的认识，从而提高他们危险品辨识本领和查危警觉， 提高托运人的法律意识。 目前，虽然我国的查危设备存在严重的短缺现象，但是要尽可能提高检查人员的“零意外”意识，对送交的零担货物要适当的增加开箱开包抽查次数，如果发现夹带危险品、匿报托运的现象要给予及时的停业整顿， 同时对路方管理人员进行考核。
提高危险货物从业人员的综合素质
① 定期对危险货物从业人员进行相关法律法规和业务技能的培训和教育，培训时细化考核标准，明确培训内容，确保培训质量，取得相关证书，严禁无证上岗; ② 对托运人填报的货物品名、标志和包装等进行严格的审查，避免出现匿报、谎报现象。 对于性质可疑或不明物质的托运，要求托运人按照要求提交铁路危险货物运输说明书; ③ 装卸作业人员在进行工作过程中要严格遵循《铁路装卸作业安全管理规则》，以确保货物和人身的安全。
4 结束语
随着经济建设的发展，我国铁路网建设不断推进，并且在我国的运输总量中铁路运输占据着十分重要的地位。 但是铁路危险货物运输属于一项业务性质复杂、技术难度高的工作，稍有疏忽就会引发不必要的危害， 因此要进一步健全和完善铁路危险货物运输管理规范和标准， 确保各项安全措施得到有效落实，实行危险货物集中化运输，不断提高危险货物从业人员的综合素质， 只有这样才能更好的确保铁路危险货物运输安全性。
过氧化钠 1.氧元素为-1价。 2.物理性质：淡黄色固体(粉末)。 3.化学性质：过氧化钠不是碱性氧化物，但也可与水、二氧化碳，酸反应，反应过程中均有氧气放出，化学方程式分别为： 2Na2O2＋2H2O==4NaOH＋O2↑ 2Na2O2＋2CO2==2Na2CO3＋O2 2Na2O2＋4HCl==4NaCl＋2H2O＋O2↑ 4.过氧化钠的用途：可做供氧剂，强氧化剂，具有漂白性。 化学式Na2O2，淡黄色粉末，密度／cm3。它具有强氧化性，在熔融状态时遇到棉花、炭粉、铝粉等还原性物质会发生爆炸。因此存放时应注意安全，不能与易燃物接触。它易吸潮，遇水或稀酸时会发生反应，生成O2。 2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2H2SO4（稀）==2Na2SO4+O2↑+2H2O 反应放热。 它能与CO2作用，放出O2。 2Na2O2＋2CO2==2Na2CO3＋O2 根据这个性质，可将它用在矿山、坑道、潜水或宇宙飞船等缺氧的场合，将人们呼出的CO2再转换成O2，以供呼吸之用。它还可以用于消毒、杀菌和漂白。 [-O-O-]2-过氧离子，在[-O-O-]2-中，氧与氧之间是共价键。是淡黄色粉末，商品常制成圆形小颗粒。熔点约为675℃，相对密度为，有二水合物和八水合物。具有强氧化性，能强烈地氧化一些金属，例如能 盐与乙醇，与其他易燃品放置在一起发生燃烧。在熔融状态，几乎不分解，但遇到棉花、炭粉或铝粉时可发生爆炸，使用时要小心。易吸潮，与水或稀酸作用时，生成过氧化氢，并猛烈放热。生成的过氧化氢不稳定。立即分解放出氧气，故加热过氧化钠水溶液则放出氧气。过氧化钠与强氧化剂，如高锰酸钾，作用也显示还原性。它不溶于乙醇，可与空气中的二氧化碳作用而放出氧气，常用在缺乏空气的场合，如矿井、坑道、潜水、宇宙飞船等方面，可将人们呼出的二氧化碳再转变为氧气，以供人们呼吸之用。过氧化钠在工业上常用做漂白剂、杀菌剂、消毒剂、去臭剂、氧化剂等。通常可通过在不含二氧化碳的干燥空气流中把金属钠加热到300℃来制取过氧化钠。由于它易潮解，易和二氧化碳反应，必须保存在密封的器皿中。 淡黄色固体。 （1）与水反应：2Na2O2+2H2O==4Na+＋4OH-＋O2↑ (在此反应中,Na2O2做还原剂和氧化剂,H2O原产物,O2化产物)（2）与CO2反应：2Na2O2＋2CO2==2Na2CO3＋O2 供氧剂、漂白剂。 （3）Na2O2可用来除去O2中的H2O和CO2杂质。 （4）Na2O2具有强氧化性： Na2O2投入FeCl2溶液中可将Fe2+氧化成Fe3+，生成Fe(OH)3沉淀。 Na2O2投入H2S溶液中可将H2S氧化成单质硫。 物理性质:淡黄色固体,密度／cm3钠在氧气中燃烧生成过氧化钠，在空气中燃烧生成氧化钠。从化学结构式看，过氧化钠分子比氧化钠稳定。另外氧化钠被氧气氧化而生成过氧化钠，氧化钠的还原性比过氧化钠强，所以过氧化钠比氧化钠稳定。能量越高越不稳定，是指原子所带的能量，其能量越高就越容易得到电子或者失去外层电子，从而形成分子。
最直接明了的就是：不要与有机物接触，比如棉花。其次就是注意其保存！因为很容易变质。
不好整，毒性太大，企业不愿意上的，搞研究还行！
金属氧化物在催化领域中的地位很重要，它作为主催化剂、助催化剂和载体被广泛使用。就主催化剂而言，金属氧化物催化剂可分为过渡金属氧化物催化剂和主族金属氧化物催化剂，后者主要为固体酸碱催化剂（见酸碱催化作用）。碱金属氧化物、碱土金属氧化物以及氧化铝、氧化硅等主族元素氧化物，具有不同程度的酸碱性，对离子型（如正碳离子）反应有催化活性，还可用作载体或结构助催剂。主族金属氧化物催化剂为酸碱催化剂。过渡金属氧化物催化剂的金属离子有易变价的特性，广泛用于氧化、脱氢、加氢、聚合、合成等催化反应。实用氧化物催化剂，通常是在主催化剂中加入多种添加剂制成的多组分氧化物催化剂。金属氧化物很多是半导体，因此，能带概念被用来解释催化现象，电导率、逸出功等金属氧化物整体性质被用来解释催化活性，离子的 d电子组态、晶格氧特性、表面酸碱性等氧化物的局部性质也被用来解释催化活性。 各种现代物理化学实验方法，如扫描显微镜、X射线光电子能谱仪程序升温脱附技术穆斯堡尔共振仪X射线衍射、红外或激光曼光谱、核磁共振、顺磁共振等，可用来研究催化剂的结构，包括表面结构、组成、活性中心种类、活性组分价态和所处化学环境、吸附态的构型等性能。由多种金属氧化物组成的催化剂进行选择氧化，是金属氧化物催化的主要内容。 在有机化学中，氧化是指：①脱氢，如CH─→CH=CH─→CH≡CH；②电负性大的元素（如氮、磷、氧、硫、氟）取代与碳结合的氢原子，如 CH─→CHOH─→CHO─→HCOOH─→CO，如果原料完全转化为二氧化碳和水，则称为完全氧化或深度氧化；如果反应在中途停止，则称为选择氧化或部分氧化；烃类（特别是烯烃）在氨存在下进行的反应称氨氧化：2R[557-01]CH+3O+2NH─→2RCN+6HO它也是一种选择氧化。反应物分子与氧结合时，首先要发生键的断裂，氮分子的键能为226千卡/摩尔，氧分子为119千卡/摩尔，氢分子为104千卡/摩尔，氟分子为38千卡 /摩尔，碳-碳键为88千卡/摩尔。键断裂总是首先断裂弱键。因此，氟分子参与氧化时首先断裂氟-氟键，生成自由原子。氧参与氧化时，首先不是断裂氧-氧键，而是：①氢的氧化首先断裂氢-氢键；②饱和烃的氧化首先断裂碳-碳键或在催化剂作用下首先断裂碳- 氢键。不是氧先吸附在催化剂上，与反应物直接作用；就是氧化物催化剂中的氧先与反应物作用，缺氧的催化剂再与氧作用而恢复原状。 应具有如下功能：①为反应物提供的氧量足以形成产物，但又不致使其完全氧化；②能为反应物提供吸附（或配位）部位，使之变形，成为活化状态；③能在反应物之间传递电子。以上这些要求使选择氧化催化剂在使用上受到极大限制，催化剂的选择性对反应条件十分敏感，与催化剂本身以及载体和助催化剂的结构也很有关系。氨氧化催化的特点是：①选择氧化的选择性很高，但即使在500℃的高温下完全氧化的活性也很小；②没有氧时，能被反应物还原。工业上使用的选择氧化催化剂大都由多种金属氧化物组成，这些氧化物可以是固溶体或复合氧化物（见表[常用金属氧化物催化反应及催化剂。（以上内容有缺失，参考请仔细）
陈懿 ，中国科学院院士， 南京大学教授，1933年生于福建福州。1955年毕业于南京大学化学系（现为南京工业大学）。 陈懿长期从事催化剂、介观化学和材料方面的研究。提出金属氧化物催化剂的嵌入模型，对氧化物在其载体上的分散行为做出定量的描述，解决了多晶表面上空位以及阴离子所产生屏蔽效应的计算。阐明了溶液反应合成非晶态Ni－B粒子的机理，发现了制备Ni－P合金粒子液相反应的自催化本质，改进了溶液沸点附近回流加热的制备方法，提出了有效避开水解作用，获得类金属元素含量高的Fe－B非晶合金的固相化学反应方法。近年来，在纳米复合氧化物的制备及其晶格氧的活动性与粒子尺寸和催化选择性的关联，低维纳米金属氮化物的制备及其场发射性能等方面都取得良好进展。专著有《穆斯堡尔谱学基础和应用》等。1979-1981年美国Wisconsin大学访问学者。现任校务委员会顾问、校发展委员会顾问、华英文化教育基金南京大学遴选委员会召集人。曾任《Journal of Catalysis》编委(2000-2005)、国际催化协会中国理事（1992-2000）、中国化学会理事长（1995-1998）、教育部高等学校化学教学指导委员会主任(1995-2000)、国务院学位委员会化学学科评议组召集人(1997-2002)；1985-1997期间还历任南京大学化学系系主任、常务副校长、代校长等职务。长期从事多相催化、介观化学等研究，多次在国际会议作大会或邀请报告，获全国科学大会奖，省、部级科技进步奖八项。1997年当选为全国优秀科技工作者。发表论文250余篇，获中国发明专利授权11项，德国、欧洲以及世界专利各一项。2005年当选中国科学院院士。
物理学给人类提供了大量的物质财富,同时也提供了精神财富。物理学的高技术和强渗透性也使之成为社会发展的重要推动力。下面是我为大家整理的物理学论文，供大家参考。
摘要：论述了X射线的发现，不仅对医学诊断有重大影响，还直接影响20世纪许多重大发现;半导体的发明，使微电子产业称雄20世纪，并促进信息技术的高速发展，物理学是计算机硬件的基础;原子能理论的提出，使原子能逐步取代石化能源，给人类提供巨大的清洁能源;激光理论的提出及激光器的发明，使激光在工农业生产、医疗、通信、军事上得到广泛应用;蓝光LED的发明，将点亮整个21世纪.事实告诉我们，是物理学推动科技创新，由此得出结论：物理学是科技创新的源泉.昭示人们，高校作为培养人才的场所，理工科要重视大学物理课程.
关键词：X射线;半导体;原子能;激光;蓝光LED;科技创新;大学物理
1引言
物理学是一门研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用以及最一般的运动规律的科学[1-3]，其内容广博、精深，研究方法多样、巧妙，被视为一切自然科学的基础.纵观物理学发展历史可以发现：其蕴含的科学思维和科学方法能够有效促进学生能力的培养和知识的形成，同时，其每一次新的发现都会带动人类社会的科技创新和科技发展.正因如此，大学物理成为了高等学校理、工科专业必修的一门基础课程.按照教育部颁发的相关文件要求[4-5]，大学物理课程最低学时数为126学时，其中理科、师范类非物理专业不少于144学时;大学物理实验最低学时数为54学时，其中工科、师范类非物理专业不少于64学时.然而调查显示，众多高校(尤其是新建本科院校)并没有严格按照教育部颁发的课程基本要求开设大学物理及其实验课程.他们往往打着“宽口径、应用型”的晃子，大幅压缩大学物理和大学物理实验课程的学时，如今，大学物理及其实验课程的总学时数实际仅为32-96学时，远远低于教育部要求的最低标准(180学时).试问这么少的课时怎么讲丰富、深奥的大学物理?怎么能够真正发挥出大学物理的作用?于是有的院、系要求只讲力学，有的要求只讲热学，有的则要求只讲电磁学，…面对这种情况，大学物理的授课教师在无奈状态下讲授大学物理.从《大学物理课程报告论坛》上获悉，这不是个别学校的做法，在全国具有普遍性.殊不知，力、热、光、电磁、原子是一个完整的体系，相互联系，缺一不可.这种以消减教学内容为代价，解决课时不足的做法，就如同削足适履，是对教育规律不尊重，是管理者思想意识落后的一种体现.本文且不论述物理学是理工科必修的一门基础课，只论及物理学是科技创新的源泉这一命题，以期提高教育管理者对大学物理课程重要性的认识.
2物理学是科技创新的源泉
且不说力学和热力学的发展，以蒸汽机为标志引发了第一次工业革命，欧洲实现了机械化;且不说库伦、法拉第、楞次、安培、麦克斯韦等创立的电磁学的发展，以电动机为标志引发了第二次工业革命，欧美实现了电气化.这两次工业革命没有发生在中国，使中国近代落后了.本文着重论述近代物理学的发展对科学技术的巨大推动作用，从而得出结论：物理学是科技创新的源泉.1895年，威廉•伦琴(WilhelmR魻ntgen)发现X射线，这种射线在电场、磁场中不发生偏转，穿透能力很强，由于当时不知道它是什么，故取名X射线.直到1912年，劳厄(MaxvonLaue)用晶体中的点阵作为衍射光栅，确定它是一种光波，波长为10-10m的数量级[6].伦琴获1901年诺贝尔物理学奖，他发现的X射线开创了医学影像技术，利用X光机探测骨骼的病变，胸腔X光片诊断肺部病变，腹腔X光片检测肠道梗塞.CT成像也是利用X射线成像，CT成像既可以提供二维(2D)横切面又可以提供三维(3D)立体表现图像，它可以清楚地展示被检测部位的内部结构，可以准确确定病变位置.当今，各医院都设置放射科，X射线在医学上得到充分利用.X射线的发现不仅对医学诊断有重大影响，还直接影响20世纪许多重大科学发现.1913-1914年，威廉•享利•布拉格(willianHenrgBragg)和威廉•劳仑斯•布拉格(WillianLawrenceBragg)提供布拉格方程[6，P140]2dsinα=kλ(k=1,2,3…)式中d为晶格常数，α为入射光与晶面夹角，λ为X射线波长.布拉格父子提出使用X射线衍射研究晶体原子、分子结构，创立了X射线晶体结构分析这一学科，布拉格父子获1915年诺贝尔物理学奖.当今，X射线衍射仪不仅在物理学研究，而且在化学、生物、地质、矿产、材料等学科得到广泛应用，所有从事自然科学研究的科研院所和大多数高等学校都有X射线衍射仪，它是研究物质结构的必备仪器.1907年，威廉•汤姆孙(W•Thomson)发现电子，电子质量me=×10-31kg，电子荷电e=×10-19C.电子的荷电性引发了20世纪产生革命.1947年，美国的巴丁、布莱顿和肖克利研究半导体材料时，发现Ge晶体具有放大作用，发明了晶体三极管，很快取代电子管，随后晶体管电路不断向微型化发展.1958年，美国的工程师基尔比制成第一批集成电路.1971年，英特尔公司的霍夫把计算机的中央处理器的全部功能集成在一块芯片上，制成世界上第一个微处理器.80年代末，芯片上集成的元件数已突破1000万大关.微电子技术改变了人类生活，微电子技术称雄20世纪，进入21世纪微电子产业仍继续称雄.到各个工业区看看，发现电子厂比比皆是，这真是小小电子转动了整个地球啊!电子不仅具有荷电性，还具有荷磁性.
1925年，乌伦贝克—哥德斯密脱(Uhlenbeck-Goudsmit)提出自旋假说，每个电子都具有自旋角动量S轧，它在空间任意方向上的投影只可能取两个数值，Sz=±h2;电子具有荷磁性，每个电子的磁矩为MSz=芎μB(μB为玻尔磁子)[7].电子的荷磁性沉睡了半个多世纪，直到1988年阿贝尔•费尔(AlberFert)和彼得•格林贝格尔(PeterGrünberg)发现在Fe/Cr多层膜中，材料的电阻率受材料磁化状态的变化呈显著改变，其机理是相临铁磁层间通过非磁性Cr产生反铁磁耦合，不加磁场时电阻率大，当外加磁场时，相邻铁磁层的磁矩方向排列一致，对电子的散射弱，电阻率小.利用磁性控制电子的输运，提出巨磁电阻效应(giantmagnetoresistance,GMR)，磁电阻MR定义MR=ρ(0)+ρ(H)ρ(0)×100%式中ρ(0)为零场下的电阻率，ρ(H)为加场下的电阻率[8].GMR效应的发现引起科技界强烈关注，1994年IBM公司依据巨磁电阻效应原理，研制出“新型读出磁头”，此前的磁头是用锰铁磁体，磁电阻MR只有1%-2%，而新型读出磁头的MR约50%，将磁盘记录密度提高了17倍，有利于器件小型化，利用新型读出磁头的MR才出现笔记本电脑、MP3等，GMR效应在磁传感器、数控机库、非接触开关、旋转编码器等方面得到广泛应用.阿尔贝?费尔和彼得?格林贝格尔获2007年诺贝尔物理学奖.1993年，Helmolt等人[9]在La2/3Ba1/3MnO3薄膜中观察到MR高达105%，称为庞磁电阻(Colossalmagnetoresistance,CMR)，钙钛矿氧化物中有如此高的磁电阻，在磁传感、磁存储、自旋晶体管、磁制冷等方面有着诱人的应用前景，引起凝聚态物理和材料科学科研人员的极大关注[10-12].然而，CMR效应还没有得到实际应用，原因是要实现大的MR需要特斯拉量级的外磁场，问题出在CMR产生的物理机制还没有真正弄清楚.1905年，爱因斯坦提出[13]：“就一个粒子来说，如果由于自身内部的过程使它的能量减小了，它的静质量也将相应地减小.”提出著名的质能关系式△E=△m莓C2式中△m.表示经过反应后粒子的总静质量的减小，△E表示核反应释放的能量.爱因斯坦又提出实现热核反应的途径：“用那些所含能量是高度可变的物体(比如用镭盐)来验证这个理论，不是不可能成功的.”按照爱因斯坦的这一重大物理学理论，1938年物理学家发现重原子核裂变.核裂变首先被用于战争，1945年8月6日和9日，美国对日本的广岛和长崎各投下一颗原子弹，迫使日本接受《波茨坦公告》，于8月15日宣布无条件投降.后来原子能很快得到和平利用，1954年莫斯科附近的奥布宁斯克原子能发电站投入运行.2009年，美国有104座核电站，核电站发电量占本国发电总量的20%，法国有59台机组，占80%;日本有55座核电站，占30%.截至2015年4月，我国运行的核电站有23座，在建核电站有26座，产能为千兆瓦，核电站发电量占我国发电总量不足3%，所以我国提出大力发展核电，制定了到2020年核电装机总容量达到58千兆瓦的目标.核能的利用，一方面减少了化石能源的消耗，从而减少了产生温室效应的气体———二氧化碳的排放，另一方面有力地解决能源危机.利用海水中的氘和氚发生核聚变可以产生巨大能量，受控核聚变正在研究中，若受控核聚变研究成功将为人类提供取之不尽用之不竭的能量.那时，能源危机彻底解除.
20世纪最杰出的成果是计算机，物理学是计算机硬件的基础.从1946年计算机问世以来，经历了第一至第五代，计算机硬件中的电子元件随着物理学的进步，依次经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路;主存储器用的是磁性材料，随着物理学的进步，磁性材料的性能越来越高，计算机的硬盘越来越小.近日在第十六届全国磁学和磁性材料会议(2015年10月21—25日)上获悉，中科院强磁场中心、中科院物理所等，正在对斯格明子(skyrmions)进行攻关,斯格明子具有拓扑纳米磁结构，将来的笔记本电脑的硬盘只有花生大小，ipod平板电脑的硬盘缩小到米粒大小.量子力学催生出隧道二极管，量子力学指导着研究电子器件大小的极限，光学纤维的发明为计算机网络提供数据通道.
1916年，爱因斯坦提出光受激辐射原理，时隔44年，哥伦比亚大学的希奥多•梅曼(TheodoreMaiman)于1960制成第一台激光器[14].由于激光具有单色性好，相干性好，方向性好和亮度高等特点，在医疗、农业、通讯、金属微加工，军事等方面得到广泛应用.激光在其他方面的应用暂不展开论述，只谈谈激光加工技术在工业生产上的应用.激光加工技术对材料进行切割、焊接、表面处理、微加工等，激光加工技术具有突出特点：不接触加工工件，对工件无污染;光点小，能量集中;激光束容易聚焦、导向，便于自动化控制;安全可靠，不会对材料造成机械挤压或机械应力;切割面光滑、无毛刺;切割面细小，割缝一般在;适合大件产品的加工等.在汽车、飞机、微电子、钢铁等行业得到广泛应用.2014年，仅我国激光加工产业总收入约270亿人民币，其中激光加工设备销售额达215亿人民币.
2014年，诺贝尔物理学奖授予赤崎勇、天野浩、中山修二等三位科学家，是因为他们发明了蓝色发光二极管(LED)，帮助人们以更节能的方式获得白光光源.他们的突出贡献在于，在三基色红、绿、蓝中，红光LED和绿光LED早已发明，但制造蓝光LED长期以来是个难题，他们三人于20世纪90年代发明了蓝光LED，这样三基色LED全被找到了，制造出来的LED灯用于照明使消费者感到舒适.这种LED灯耗能很低，耗能不到普通灯泡的1/20，全世界发的电40%用于照明，若把普通灯泡都换成LED灯，全世界每个节省的电能数字惊人!物理学研究给人类带来不可估量的益处.2010年，英国曼彻斯特大学科学家安德烈•海姆(AndreGeim)和康斯坦丁•诺沃肖洛夫(Kon-stantinNovoselov)，因发明石墨烯材料，获得诺贝尔物理学奖.目前，集成电路晶体管普遍采用硅材料制造，当硅材料尺寸小于10纳米时，用它制造出的晶体管稳定性变差.而石墨烯可以被刻成尺寸不到1个分子大小的单电子晶体管.此外，石墨烯高度稳定，即使被切成1纳米宽的元件，导电性也很好.因此，石墨烯被普遍认为会最终替代硅，从而引发电子工业革命[14].2012年，法国科学家沙吉•哈罗彻(SergeHaroche)与美国科学家大卫•温兰德()，在“突破性的试验方法使得测量和操纵单个量子系统成为可能”.他们的突破性的方法，使得这一领域的研究朝着基于量子物理学而建造一种新型超快计算机迈出了第一步[16].
2013年，由清华大学薛其坤院士领衔、清华大学物理系和中科院物理研究所组成的实验团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.早在2010年，我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作，提出磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系，薛其坤等在这一理论指导下开展实验研究，从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.我们使用计算机的时候，会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题.这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗.而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则，电子自旋向上的在一个跑道上，自旋向下的在另一个跑道上，犹如在高速公路上，它们在各自的跑道上“一往无前”地前进，不产生电子相互碰撞，不会产生热能损耗.通过密度集成，将来计算机的体积也将大大缩小，千亿次的超级计算机有望做成现在的iPad那么大.因此，这一科研成果的应用前景十分广阔[17].物理学的每一个重大发现、重大发明，都会开辟一块新天地，带来产业革命，推动社会进步，创造巨大物质财富.纵观科学与技术发展史，可以看出物理学是科技创新的源泉.
3结语
论述了X射线，电子、半导体、原子能、激光、蓝光LED等的发现或发明对人类进步的巨大推动作用，自然得出结论，物理学是科技创新的源泉.打开国门看一看，美国的著名大学非常注重大学物理，加州理工大学所有一、二年级的公共物理课程总学时为540，英、法、德也在400-500学时[18].国内高校只有中国科学技术大学的大学物理课程做到了与国际接轨，以他们的数学与应用数学为例，大一开设：力学与热学80学时，大学物理—基础实验54学时;大二开设：电磁学80学时，光学与原子物理80学时，大学物理—综合实验54学时;大三开设：理论力学60学时，大学物理及实验总计408学时.在大力倡导全民创业万众创新的今天，高等学校理所应当重视物理学教学.各高校的理工科要按照教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导委员会颁发的《非物理类理工学科大学物理课程/实验教学基本要求》给足大学物理课程及大学物理实验课时.
参考文献：
〔1〕祝之光.物理学[M].北京：高等教育出版社，.
〔2〕马文蔚，周雨青.物理学教程[M].北京：高等教育出版社，.
〔3〕倪致祥，朱永忠，袁广宇，黄时中，大学物理学[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2005.前言.
〔4〕教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会.非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求[J].物理与工程，2006，16(5)
〔5〕教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会.非物理类理工学科大学物理实验课程教学基本要求[J].物理与工程，2006,16(4)：1-3.
〔6〕姚启钧，光学教程[M].北京;高等教育出版社，.
〔7〕张怪慈.量子力学简明教授[M].北京：人民教育出版社，.
〔8〕孙阳(导师：张裕恒).钙钛矿结构氧化物中的超大磁电阻效应及相关物性[D].中国科学技术大学，.
一、全息教学在初中物理教学中运用的策略
1.运用全息理论，对初中物理教学课型进行合理选择与搭配
新课改以后，物理课堂教学由传统的讲授内容方面转变到物理的过程方面，其核心是给学生提供机会、创造机会。因此，在物理教学中，教师要善于运用全息教学理论，并根据学生的生活经验和已有的知识背景，对课型合理地选择与搭配，带领学生运用多种方法对物理知识进行重演在现，激励学生发现并提出问题，进而激发学生学习物理的兴趣，培养学生创新和探究能力。例如：在讲静电屏蔽时，首先带领学生对静电屏蔽进行了实验，并得到了正确的结果。突然有一个学生提出问题“：用电吹风吹头时，电吹风其对电视信号有影响，那么是不是静电屏蔽不完全成立?”于是带领学生们又做了如下实验：将一个手机放在一个密闭的纸盒内，用另一部手机呼叫，学生们听到了响声。再让同学思考，如果将手机放在前面做过实验的金属笼内，是否能听到铃声?多数学生根据静电屏蔽原理猜测肯定不能。然而将手机放进铁笼后，仍能听到铃声。学生们都感到疑惑，难道静电平衡理论有误?针对这种现象让大家思考了“静电”二字，然后向学生们解释手机信号是一种电磁波而不是静电，其属一种交变的电磁场，遇到金属网时，金属网会感应出同频率的电磁波，只是强度变小，因此在仍能听到笼中手机铃声，也解释了，也就解释了为什么吹风机对电视信号有影响。这样通过对物理知识重演再现与对比的方式，加深了学生对物理知识的理解，从而提高了教学质量。
2.运用全息理论，根据物理教材和学情选择合适的教学方法
在进行物理教学时，物理教材中的安排的知识点难易程度不同，如果各个知识点都按照相同的教学方法去讲解，容易理解的知识点学生会掌握的相对熟练，而对于相对较难的知识点，就可能会导致学生对其似懂非懂，这样就会不利于学生的学习。这样物理教师在运用全息理论时，不要一味的按照一个教学方法进行讲解要注意对教学方法的改变，使学生能够熟练地掌握知识点。另外，每个学生对于知识点的掌握情况不同，有些学生可能掌握的好一些，有些学生掌握的差一些，因此物理教师要根据学情来选择教学方式，既要照顾那些掌握知识差的同学，也要让掌握较好的同学能够学到更多的知识。例如，在向同学讲解“测量”的知识点时，对与学生来说这个相对知识点相对容易，在日常生活中很容易接触到，因此教师在运用全息教学论时，可以先向学生对所要内容的主旨，主要思路进行讲解，然后对主要知识点进行仔细讲解，经过这样的讲解，学生会很容易对测量知识进行掌握。而在向学生讲解“光学规律”时，学生对其中的规律和容易混淆，如果物理教师还按照讲解“测量”方法向学生进行讲解，学生就很难掌握。因此，教师要改变教学方法，既要向学生进行理论讲解，也要带领学生对个规律进行实验，通过实验加深学生对光学规律的理解，使学生对知识点能够更好地掌握。3.运用全息理论，根据知识内容和特点选择合适的评价方式在物理教学中，物理教师对学生的评价方式非常重要，有的评价方式会激发学生学习物理的知识的兴趣，而有的评价方式可能使学生受到打击，从而失去学习物理的兴趣。因此教师要合理的运用全息理论，并且根据知识内容和特点选择合适的评价方式，激发学生学习物理的兴趣。例如，在课堂上让学生回答问题时，学生回答对了要给与肯定的评价，而如果学生回答错了，要用积极的评价方式去评价，用全息理论去告诉他，其在探讨知识的过程中，没有选择正确的方式方法，让其用正确的方式再去进行探讨，这样既让学生知道了自己了不足，也对学生进行了鼓励学生，这样学生就会乐意去学习，从而大大地提高物理教学质量。
二、结束语
： （1）强关联电子体系中的超大磁电阻效应及其复杂的物理相图；（2）多铁性材料与多场耦合效应；（3）超导体/铁磁体异质结构的磁性及电输运性质；（4）微磁学与磁性纳米结构；过去的主要工作及获得的成果：首次实验研究了无序分布的磁性纳米颗粒列阵与超导体之间的相互作用，发现了一系列新奇的的实验现象。发现相互作用磁性纳米颗粒中的记忆效应，表明磁性纳米颗粒间的相互作用及任意磁各向异性可以导致“类自旋玻璃态”。发现窄能隙半导体中的巨磁热电势效应，支持了Abrokosov的线性量子磁电阻理论。系统研究了钙钛矿结构氧化物中元素替代效应。提出并实验证明异类元素之间也可能存在双交换相互作用。已发表SCI收录的研究论文30余篇。其中. 2篇，. 6 篇， 11篇。博士论文被授予2002年“全国优秀博士论文”荣誉称号。现为.，，. 等著名学术期刊审稿人 .目前的研究课题及展望：1、钙钛矿结构氧化物中超大磁电阻效应及相关物性；2、多铁性材料及多场耦合效应；3、磁性纳米结构（微磁学）：包括超导体与铁磁体之间的相互作用；4、利用电子自旋共振对磁性材料的研究。
研究领域：光学生物传感器 传感器技术的研究和应用，是实现实时在位、在线分析的重要途径。作为学科交叉与渗透的产物，化学和生物传感器是一个非常活跃的研究领域，已成功地用于生产过程的自动化控制、炸药和化学战争制剂的遥测分析、新型环境自动监测网络的建立、生命科学和临床化学中多种生物活性物质分析、活体成分分析和免疫分析等。这是一个正处于高速发展的科学领域，已成为现代科学的前沿领域之一。光导纤维化学和生物传感器是二十世纪八十年代诞生的一类新型化学和生物传感器，它的出现是分析化学近十多年来的一项重大进展。这种传感器具有很高的传输容量，可以通过波长、相位、衰减分布、偏振和强度调制、搜集瞬时信息等来反映多元成份的多维信息。它还具有探头直径小（可小至纳米级）、远距离传输能力强、抗电磁干扰性能好和对恶劣环境的适应性强等许多优良性能。现已成功地用于生产过程和化学反应的自动控制、遥测分析、化学战争制剂的现场监测和报警、生命科学研究和临床化学中活体成份的分析、药物分析和药代动力学分析。章竹君教授从1982年赴美国开始进行光纤化学和生物传感器的研究以来，在国内帅先开展分子识别光纤发光传感器的研究，曾得到1项国家自然科学基金重大项目、1项国家自然科学基金重点项目、4项国家自然科学基金项目和2项教育部科技重点项目的资助。在国内外权威刊物(SCI著录刊物)上发表论文120篇、论文在SCI上记录的引用次数有378次，被国内外公认 “对光纤化学传感器的创立和发展作出了贡献”。曾获得两项国家教委科技进步二等奖。 研究工作主要涉及以下几个方面的内容：(1) 新型光学流通式生物传感器的研究 传统的光学传感器一般为静态响应，有许多不足之处，如污染问题、提供的测量数据精密度差、响应时间长、不能用不可逆反应进行分子识别等。建立动态响应模式，有望解决以上问题。另外，传统的光学生物传感器多用酶分子识别，但由于酶种类缺乏、价格昂贵及诸多影响酶活性因素的存在而限制了其发展。寻找新的分子识别模式，是传感器发展的一个重要方向。如利用动植物组织、微生物、细胞进行分子识别，利用化学基础研究的新成果超分子化学进行超分子识别等，这些分子识别模式具有广阔的前景，值得人们探索和研究。本课题组改变传统光学传感器静态响应模式，把流动分析技术引入传感器的设计中，克服静态响应的缺点，建立动态响应模式，设计出流通式化学发光传感器、流通式荧光传感器和流通式室温磷光传感器，并对光学传感器的换能器和分子识别系统作了全面的研究，完成了一系列性能优良的流通式光学传感器。组织传感器国内外都已经开展了研究工作。但是，目前在这类生物传感器中，换能器几乎全部是电流型的电化学换能器。这类传感器中，一般通过物理的方法，把极其少量的生物材料固定在电极上。由于生物材料的固定量极少，故其生物催化活性不会很高，对分析物的转化率低，从而使这类传感器的灵敏不高，线性范围不宽；这些生物传感器均为静态分析，在静态响应过程中，底物需扩散到生物催化层中进行反应，而且反应产物需扩散到电极表面，一般需要较长的时间才能达到稳态响应，故不适合进行在线实时分析；此外，现存的这类生物传感器的制作工艺比较复杂、费时。本课题组首次把化学发光换能器引入这类传感器的设计中，采用大容量固定化技术，结合流动分析技术，从而把原有这类传感器的灵敏度提高1-2个数量级，响应时间减少到十分之一，从而达到了进行在线、实时分析和活体分析的要求。据此，完成了乙醇酸、草酸、脲化学发光组织传感器。溶胶凝胶技术是一种新型的化学和生物传感器试剂固定化技术，它具有优异的光学特性和热力学及机械稳定性，且形成的化学条件温和，尤其适合包埋生物大分子。我们把溶胶-凝胶技术引入化学发光传感器的设计中，从而设计出了溶胶-凝胶化学发光过氧化氢和葡萄糖传感器，并结合微透析活体取样技术，活体测定了动物的血糖浓度，实时性地监测了动物的体内血糖浓度的变化。文献上所有报道过的化学发光传感器大多数都是将一种或多种酶制剂固定在载体上的消耗型生物传感器且酶以外其它发光试剂均以溶液形式同时注入发光池中实现待测物的定量分析，从严格意义上来说不能算成一种真正的传感器。本课题组所提出的全固态化学发光传感器，即将具有分子识别功能和换能器功能的所有化学发光试剂通过电价键全部固定在阴、阳离子交换树脂上，在先于化学发光反应之前，将一定量发光试剂从载体上洗脱，与分析物发生化学发光反应，实现对待测物的传感。这种传感器虽然是消耗型、不可逆的，但树脂交换容量大，每次洗脱下的发光试剂的量又很少，每个柱子可以使用200次以上，这一概念已被国内外同行所接受。这一新型化学发光传感器的设计不仅优化了化学发光反应的量子产率，节约发光试剂的用量，而且由于载体远离检测器，减小了散射背景，提高了灵敏度。此外，还可通过控制洗脱剂的浓度精确控制发光试剂的释放量，进而控制传感器的使用寿命。根据这一构想，我们首次报道了抗坏血酸、过氧化氢、次氯酸、钒（V）、铬（VI）等十几种传感器。对于一定的流动相，能够保留于C18柱上的物质种类有限，而且其中具有天然荧光的也只是其中的一小部分，从而保证了C18硅胶作为分子识别试剂荧光传感器的选择性；当用另一种特定极性的流动相洗脱时，保留于柱上的荧光物质又能够被很好地洗脱，从而保证了这种传感器的可逆性；同时C18柱可改变荧光物质的微环境，且有富集作用，使这种传感器有高的灵敏度。基于此构想，本课题组首次完成以C18硅胶为分子识别试剂和载体的维生素B2、色氨酸、金鸡纳碱的荧光传感器，并提出了其理论响应模式。b-环糊精及其衍生物能够选择性的与一些物质形成包容配合物从而决定了b-环糊精及其衍生物作为分子识别试剂的传感器的选择性；同时b-环糊精及其衍生物空腔提供与客体分子的相对有机的微环境以及其富集作用，使得荧光客体分子荧光强度增加，大大改善了这种荧光传感器的灵敏度。根据这种构想，我们测定了奎宁、色氨酸、苯丙氨酸、潘生丁、四环素、土霉素及氯霉素等，同时对响应的理论模式进行了探索。磷光传感器是光学传感器中最薄弱的部分，尽管磷光有许多优点，但由于水和湿气都能破坏磷光体与基质形成的氢键，削弱刚性化作用，使磷光的淬灭增大，很难用于测定水溶液中的有机物和无机物。我们合成了多种Eu、Tb、Gd等稀土离子的配体，研究了它们二元和三元配合物的磷光特性，发现了它们的一些二元配合物能够与Chelex-100螯合树脂形成三元配合物增敏、增稳的室温磷光特性，据此设计制作了Zu、Tb、Gd室温磷光传感器，并用于稀土试样和免疫分析。我们所设计的一系列新型流通式光学传感器在环境监测、临床检验、生化分析、冶金分析等方面有较好的应用前景，可为上述这些领域提供实时、在线、连续、准确的分析测试新方法和技术；同时，这些传感器也将在生物芯片分析、微流控芯片分析技术、毛细管电泳分析和高效液相色谱分析中得到广泛的应用。该方向的研究工作处于国内领先，国际先进水平（获省科技进步一等奖）。(2) 光学传感器在纳米材料生物环境安全性研究中的应用 纳米生物环境效应研究，是一个典型的综合性强的交叉学科领域，需要各个领域的研究者的共同参与，才能有效地完成纳米生物环境效应的研究。作为“科学技术的眼睛”的分析科学，在这项研究有着极其重要的作用。生物环境下的纳米颗粒检测方法和技术、纳米材料毒性检测新方法和新技术等是我们分析工作者义不容辞的研究任务。目前，用于研究纳米生物环境效应的检测方法和技术均为传统的研究毒理的方法，如MTT法。这些传统的方法适合常规的物质（如重金属离子、有机污染物），但不一定适合具有特殊性质的纳米尺度的物质。此外，这些传统的检测方法灵敏度不够高，而且费时、复杂，不利于掌握和操作。可见，建立和应用一些灵敏度高、成本低、简单、快速的检测技术和方法，对于纳米材料生物环境效应研究是非常必要的。新的检测技术和方法的应用将可以大大地推动和促进纳米生物效应研究。近年来，光传感器在多类复杂有机物质，如氨基酸、维生素、核酸、激素、生物碱及各类药物及毒物的检测，多种生物活性物质的分析，生物芯片、微流控芯片研究中得到了广泛的应用，而且目前呈现出上升趋势。为生命科学、环境科学、材料科学的研究提供了许多新的、高灵敏度有效的分析手段，推动了这些学科理论和高新技术的发展。一些生命活动过程（如发光细菌在生长良好时、高等绿色植物的光合作用过程、种子萌发过程）会产生的化学发光。这种生物的微发光是生物体内生化代谢过程中的产物，其发光强度易受外界环境条件的影响。这种化学发光特性的改变提示出生物体、组织的代谢变化，从而综合性地反映其生态环境的变化。因此，控制一定的条件，就可以用这些生命活动过程所自发产生的发光现象来测定某中环境因素的变动。这类方法简单、灵敏、快速，已用于测定水和大气污染程度。可见，集准确、灵敏、快速、简便、廉价为一身的化学发光传感器最有希望被应用到纳米材料的生物环境安全性研究中，而且这种方法比其他的分析检测方法更简单、更直接，更适合于现场分析。我们将发光细菌化学发光体系、绿色植物光合作用延迟化学发光体系、植物种子（如大豆）萌发过程微化学发光体系和流通式化学发光传感器用于纳米材料的生物环境安全性研究中，来考察化学发光生物传感器用于研究纳米材料生物环境效应的可能性。根据纳米材料的特性以及生物环境安全性研究的要求，优化这些化学发光体系，设计出合适的化学发光生物传感器。以常见的纳米材料（如碳纳米材料、TiO2纳米粉末）为模型，来考察存在于人类生活和生存环境（大气、水体和土壤）中这些纳米材料的生物环境效应。用发光细菌的发光体系来研究存在于水体中的纳米材料的生物效应；用绿色植物叶子的延迟化学发光来研究存在于大气中的纳米粉末对光合作用过程的影响。以大豆种子及其幼苗作为生物个体模型，通过检测植物种子萌发过程中的微化学发光体系的发光强度的变化，在个体水平研究纳米尺度材料的生物效应；用多功能流通式化学发光生物传感器通过实时、在线检测细胞（如小鼠T细胞、吞噬细胞）培养液中活性组分的浓度变化，在细胞水平研究纳米粒子对细胞生长及代谢过程的影响；以葡萄糖氧化酶作为生物活性分子的模型分子，用化学发光葡萄糖传感器通过检测葡萄糖氧化酶分子活性的变化，在分子水平研究纳米粒子对生物分子活性的影响。并进一步研究纳米材料的粒径、浓度、形貌等对其生物环境效应的影响。从而，建立起简单、快速、灵敏的研究纳米材料生物环境安全性的新方法和新技术。此外，根据纳米材料的生物效应，设计出具有新特性的化学发光传感器。我们将简单、快速、高灵敏度的化学发光生物传感器应用于纳米材料的生物环境安全性研究，为在生物个体水平、细胞水平及分子水平上研究纳米尺度物质的生物效应提供新的检测方法和技术，从而推动纳米材料生物环境安全性研究。另一方面，拓宽化学发光传感器在科学研究(生命科学、环境科学、材料科学) 中的应用领域，为化学发光传感器的发展提供动力和源泉。（3） 近场光学和纳米粒子生物传感器的研究 传统的光学显微技术在细胞生物学和分子生物学研究中应用很广，也能够用于分析活细胞，但分辨能力被Abbe衍射作用所限制，其理论分辨率最高为，放大倍数最高也只能达到1600倍。而近场光学显微镜和近场光学传感器是近年发展起来的一个新的技术，可以大幅度地提高显微镜的分辨率和放大倍数。我们实验室组装了一台近场光学显微镜，其分辨率为1-2nm，放大倍数从1600倍提高到25000倍，能更清晰地显示活细胞内被检测成分的分布、含量及其动态变化。检测器为ICCD和雪崩金属光电倍增管（AMPMT）两种，并能同时进行数字显示、计算机处理和模拟显示，能够动态检测活细胞内物质代谢、能量代谢及信息传递过程并进行全程录像。纳米光纤探针尖端的直径为50nm，表面用真空沉积镀上一层银，端点用共价键合法键合上一层BPT抗体，用三维微移动器在近场光学显微镜下进行操作，使光纤尖端直接插入靶细胞中。当靶细胞中存在BPT时，它会同纳米光纤探针上的BPT抗体特异性结合，再从光纤的另一端射入的波长为325nm 激光的激发下，产生明亮的蓝色荧光。该法具有很高的选择性和灵敏度。利用这种抗体靶标，还可以测定活细胞中的多种化学物质及基因表达的多种蛋白质，在阻断单细胞中致病蛋白生产的药物筛选研究中，也将发挥重要的作用。从原理上讲，还可以制备出含有几种荧光体及生物活性分子，如酶、蛋白质受体或抗体，同时反映出多元成分的多维信息，并通过波长、相位、衰减分布、偏振和强度调制、时间分辨等，对单个活细胞中的多个成分同时进行实时传感。在近场光纤传感器方面，我们正用于细胞中环腺苷酶介导的膜信号传导的研究，此传感器是在纳米级光纤端点固定荧光素和荧光虫素酶，用生物发光反应检测ATP，并通过偶合反应检测cAMP，从而获取环腺苷酶介导的细胞信号转导系统的实时信息。在细胞或线粒体内物质代谢所涉及的电子传递，最终体现在膜上的传递及相应的细胞膜电位或线粒体电位的变化。现用的微电极法，由于弱电的干扰，难于得出准确的结果。我们曾对应用电位敏感染料的生物传感器进行过系统研究，故可以采用近场光学和纳米粒子生物传感器两种手段，将电位敏感染料固定化，通过近场显微技术，可以实时、在位对膜电位的变化进行监测，为细胞内信息传递提供定量数据。（4） 对光纤化学和生物传感器进行了系统的理论研究 首次提出了双波长技术的荧光传感器，建立起了这类传感器的响应理论。这一理论被国内外所有光导纤维传感器专著引用，被评论为“双波长荧光传感器的诞生”和“理论上奠定了光纤荧光传感器的基础”；提出了基于光吸收的光纤传感器。首次提出一配合物形成模式作为分子识别系统的金属离子光纤传感器，建立金属离子荧光、吸收、反射传感器的设计原理，这已成为离子光纤传感器的经典理论；把离子对萃取原理，应用于光纤传感器的设计中，完成了高灵敏、高选择性的钠离子、钾离子光纤传感器。系统地建立了各类光纤传感器的响应理论模式，这些理论已被作为经典理论被国内外学者接受，并已载入国内外有关专著中。阐明了传感膜的分子识别和传感机制，研究了多种传感膜基质的动力学，实现了多种分子识别物质在这些膜基质上的固定化。完成了pH、pO2、胆固醇、多巴胺、乙酰胆碱、胆碱、铁蛋白、D-氨基酸等生化物质，抗坏血酸、潘生丁、安乃近、维生素K3、甲氨蝶呤、核黄素等物，乙型肝炎表面抗原和抗体、核心抗原和抗体、E抗原、茶叶碱等抗原，抗体和半抗原以及14种微量元素传感器的设计和应用研究。其中，基于双波长技术和荧光能量转移的荧光传感器、基于选择性中性载体和离子对萃取原理的传感器、基于聚合物膨胀的单光纤传感器、基于电位敏感染料和脂质技术的传感器、二元和三元体系磷光传感器、流动式消耗型化学发光传感器、细胞免疫传感器等均为原始性创新。当前，在对光导纤维生物传感器的分子识别反应和多维信息换能系统进行研究的基础上，研究无损在体和微量离体检测用新型光纤生物传感器，建立活体组织、人体体液、细胞等的高灵敏快速分析技术及其在体药代动力学分析方法，从而能快速、精确地反映活体组织及体液的变化，以适应临床快速诊断的要求（国家自然科学基金生命科学部重点项目）。
来自美国麻省理工学院（MIT）的团队，开发出了一种新方法，可以很直观的观察到癌症治疗手段有没有奏效。这种方法有点像红绿灯，当癌细胞发出红光时，就表明治疗起作用了；相反，如果癌细胞发出绿光，就说明治疗可能还没有效果。
治疗癌症的方法不断出新，从目前三大传统治疗方式：手术、化疗以及放疗，到近年精准医疗兴起后的标靶、免疫治疗，但其实，无论是什么治疗方式，医患最关心的问题还是，到底治疗有没有效果？毕竟，癌友的时间宝贵，如果发现治疗的方式没有效果，就要尽快换一种尝试。
8月7日，一项麻省理工学院团队的研究，发表在《Nature Communications》上，并得到了MIT官网的特别报导，团队研究的，正是如何观察癌症治疗效果。
过氧化氢
要了解这项技术，首先要先认识过氧化氢。癌症的肿瘤细胞是由一般细胞突变而来，当太多癌细胞突变，会导致体内的过氧化氢代谢旺盛，而过氧化氢本身对于细胞是由毒性的，因此不断突变的癌细胞，会演化出抗氧化的系统，移除体内的过氧化氢。
题外话是，之前也有团队看中了癌细胞的这项特性，设计了一类药物，让癌细胞的抗氧化系统被破坏，透过过氧化氢来消灭癌细胞，目前已经有这类的药物进入到临床实验了。
观察过氧化氢来判断疗效
过氧化氢能够消灭癌症，那能不能拿来检测癌症治疗成效呢？大家都知道，癌症的治疗手段，常常是对甲有效、对乙却没有效果，有时候连治疗团队都说不上为什么。「所以，我们需要一款有效的检测工具，可以迅速的告诉医生，这种疗法有没有效果，」论文作者Sikes说。
于是，团队跳脱了拿过氧化氢当治疗癌症手段的思维，想利用过氧化氢的含量，来检测癌症的治疗状态。Sikes团队设计了一种能够检测人类细胞内过氧化氢多寡的传感器，观察被治疗的癌细胞对于药物的反应。
红绿传感器：红的有效，绿的没效
具体来说，这个传感器是使用了人类的一种蛋白质，团队在蛋白质的一端加入了绿色萤光蛋白，另一端则是红色萤光蛋白。在周遭环境没有过氧化氢的情况下，传感器只会发出绿光。
刚刚已经提过，癌细胞会移除体内的过氧化氢，因此如果药物没有作用，癌细胞仍在持续运作的话，周围环境就不会有过氧化氢。研究人员只要看到传感器仍然维持着绿色，就知道治疗没有效果。
相反的，如果治疗发挥了效果，癌细胞被消灭打压，就没有机制能够去处周围环境的过氧化氢，抗癌疗法生效，癌细胞里出现大量过氧化氢的情况下，传感器的结构会发生改变，使细胞发出红光。
未来临床应用
Sikes表示，这个发明至少有两个应用前景。首先，它可以被用来筛选现有的新药库，观察它们对哪些类型的癌细胞有效，从而开发新的疗法；其次，它也可以在患者接受治疗前，就筛选不同药物的治疗效果，提高治疗的成功率。
最近，苏州大学材料与化学化工学部的汪胜教授团队在高水平期刊《Nature Communications》上发表了题为“Hybrid nanogenerator for simultaneously harvesting sun and rain energy”的一篇论文。该研究团队成功地设计并制备了一种新型的混合纳米发电机，可以同时从太阳和雨水中收集能量。该混合纳米发电机采用了多层结构，包括由半导体纳米线、珍珠岩和碳纤维布组成的柔性基板和由钛酸锶、银、氧化锌和聚丙烯腈等复合材料制成的光电极。在实验中，该混合纳米发电机可以同时输出太阳能和雨能电能，达到了不错的能量转换效率。这项研究的成果具有重要的应用价值，可以在实现清洁能源方面发挥重要作用。该研究还证明了科学家们通过将不同技术结合在一起，可以开发出更加高效的能源转换装置。
过氧化氢做氧化剂时，其中－1价的氧化合价降低为－2价，产物通常为H2O（酸性环境）。也可能产生OH-离子（比如碱性环境）。做还原剂时，产物为氧气和水。比如和高锰酸钾反应时就是这样的5H2O2+2MnO4-=2Mn2++5O2+6OH-+2H2O
· 二氧化碳的是非功过 二氧化碳是植物光合作用的必备原料，其含量增多，对植物的生长有好处。二氧化碳在大棚蔬菜栽培中可作为化肥来施放，使作物增产。 二氧化碳在潜水、航空中可作为氧气的来源。 液态二氧化碳有广阔的应用前景，把液态二氧化碳作为从某些植物或植物源中提取天然存在的化合物的媒质，不仅不会破坏原料所含的生物活性物质，而且产品中不含残留的媒质，用喷洒液态二氧化碳的方法为飞机场除雾，除雾效率比固态二氧化碳高几百倍。用二氧化碳代替传统的有机溶剂进行喷漆，能有效地减少喷漆过程中释放到大气中的有害物质的数量。 在高科技中，二氧化碳也有它的用武之地，用二氧化碳代替氦氖进行激光治疗，可以减少病人的痛苦，并且节省费用，用二氧化碳萃取蛋黄卵磷脂，经济效益可观。二氧化碳可用来洗衣服，并且不污染环境，而且来源广泛。 二氧化碳增多引起的温室效应，使两极冰川融化，致使海平面升高，危及沿海城市，使海岸地区土地盐碱化，增加开发难度，温度升高还使一些山顶的积雪融化，使以积雪融化为水资源的河流水量减少，甚至发生断流现象，影响这些地区的生产活动。 大气温度的升高，造成海洋中吸收二氧化碳的某些藻类植物 大肆繁殖，致使吸收二氧化碳的浮游藻类死亡，间接地影响渔业的繁殖，并使大气中的二氧化碳的增多走向恶性循环。 综上所述：二氧化碳的增多是好是坏，关键看人类如何利用。只要我们因势利导，化害为益、一定会使二氧化碳成为人类的有用功臣。
转载 环境污染与保护已经成为当今社会的重大问题。上个世纪，人类社会的文明得到了飞跃的发展，科技飞速进步。人类用环境的代价换来了社会的进步。今天我们享受物质文明的时候，被污染的环境也同时在向我们索要代价。环境遭到的破环。已经达到了刻不容缓的程度。 当今世界环境污染问题涉及到许多方面，其中最显著的有以下几个 1二氧化碳的“温室效应” “温室效应”是当代人类社会面临的全球性环境问题之一，如果大气中的二氧化碳气体含量增加1倍，全球的年平均气温将升高～℃。科学家预测，随着人类活动产生的温室气体大量增加，到2100年，全球气温将上升2～5℃。随着温室效应的不断增强，将对人类生存环境和社会经济发生重大影响。有的科学家认为，随着全球气候变暖，两极冰雪会部分融化，从而导致海平面上升，使沿海的一些国家和城市被海水淹没。另外，随着气温升高，各地区降水和干湿状况也会发生变化，气候变化还会引起一些疾病蔓延，危害人体健康等。因此二氧化碳的“温室效应”，已引起世界各国的普遍关注。 2臭氧层遭破坏 臭氧层遭破坏是当代人类社会面临的全球性环境问题之一，是人类活动使大气严重污染的结果。臭氧层遭破坏，使照射到地面上的太阳紫外线增多，严重损害地面上动植物的基本结构，并危害到海洋生物的生存。此外，还会使地球的气候和生态环境发生变异，直接影响人体健康，使皮肤癌、白内障等疾病增多。据科学家研究，大气中的臭氧每减少1％，照射到地面上的紫外线就会增加2％。80年代，科学家观测到南极上空的臭氧在每年的9～10月急剧减少。1985年公布的测量结果表明，南极上空的臭氧层浓度大大减少，臭氧层“空洞”已扩大。1987年，科学家们又发现北极上空也出现了臭氧层“空洞”。 3酸雨。 酸雨的形成主要是工厂、汽车、飞机等燃烧和石油、天然气，不断地向大气中排放硫和氮的百分比物造成的。酸雨的危害很大。酸雨降落河湖，会使河湖水酸化，影响鱼类生长和繁殖乃至大量死亡；酸雨降落土壤，会使土壤酸化，危害农作物或森林生长并进而危害人体健康；酸雨还会腐蚀建筑物、桥梁、铁轨等。就连保存了多少个世纪的文物古迹、碑刻石雕等也会被酸雨腐蚀得斑驳脱落、满目疮痍。酸雨给人类生存、发展带来巨大危害，被人们称为“空中死神”。 4固体废物污染 固体废物的堆放带来的严重环境问题主要有：①占用土地，损伤地表。越来越多的城市垃圾、矿业尾矿、煤矸石、工业废渣等侵占了大量土地，直接影响了农业生产，妨碍了城市环境卫生，并且埋掉了绿色植物，破坏了大自然的生态平衡。②污染土壤、水体、大气。堆放在地面的固体废物以及渗出物会改变土壤的成分和结构，有毒的废物还会杀伤土壤中的微生物和动物，降低土壤肥力。③危害人体健康。固体废物中所含的有毒物质和病原体，除了以大气、水体、土壤为媒介进行传播外，还会通过多种有害生物为媒介传播疾病，如传播鼠疫等。 而现代中国也正面临着一个比较严重的问题： 温室效应的主要祸首二氧化碳，我国就是世界第二大排放国，而目前二氧花硫的排放已是世界第一；土地沙漠化，世界上沙漠正已每年600万公顷的速度侵蚀土地，而我国每天都有500公顷的土地被沙漠吞食；水资源危机，作为世界21个贫水国之一的中国，全国600多座城市中，缺水的就有300多座； 水土流失面积已达367万平方公里，每年至少有50亿吨沃土付之东流； 我国的长江以南地区是全世界三大酸雨区，而全国酸雨面积占国土资源的30%；森林面积减少，全世界每年有1200万公顷的森林消失，而我国年均消失天然林40万公顷且按近十年的平均采伐和毁坏森林的速度，到5055年将失去全部森林； 与日俱增的工业垃圾、生活垃圾已包围了我国三分之二的城市； 大气污染已使我国600多座城市的大气质量符合国家标准的不到1%。据调查确认，城市中大气环境指数达到国家标准的只有40%左右，国土面积的30%以上有酸雨现象。据说造成酸雨的氮氧化物和硫磺氧化物等物质借风向流动，给日本及朝鲜半岛等上空带来极大的不良影响。另外，还有二氧化碳排放量的骤增占世界14%、严重的水质污染、水源不足、沙漠化的扩展、沙尘暴及黄沙所带来的环境污染等等诸多问题，可以说中国的环境污染已经陷入危机状态。 中国是一个在环境上回旋余地极小的大国，又是一个在全球资源、市场基本被瓜分完毕后崛起的一个后起国家。中国没有任何可能像某些先行国家那样，等到环境恶劣到极点后再来治理。 但中国又是一个发展中国家，别人走过的先发展经济、再治理污染的道路，中国不可避免的也会走一遭。 世界各国的历史已经表明，在经济增长与环境变化之间有一个共同的规律:一个国家在工业化进程中，会有一个环境污染随国内生产总值同步高速增长的时期，尤其是重化工业时代:但当GDP增长到一定程度，随着产业结构高级化，以及居民环境支付意愿的增强。污染水平在到达转折点后就会随着GDP的增长反而戛然向下，直至污染水平重新回到环境容量之下，当年日本的发展过程就是这一规律。 中国在治理污染问题上，任重道远，需要依法办事，制止恶性环保事件的发生，延缓环境恶化的速度。