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納米技術的風險范文1
1人工納米材料對環境的潛在風險
1.1人工納米材料為生物大分子結合人工納米材料是基于納米技術而言之上成功的,其在組成上以高分子和膠體構成,在尺度上界定在lnm~100nm范圍內。人工納米材料是人工制造的化學用品,種類很多,在環境中所表現的特征是建立在其組合形式基礎上的。人工納米材料生物成分居多,具有許多生態特征。由于其具有生物大分子的強烈結合性,會與生命物質強烈結合,并以其顯著的親脂特性、配位特性和體現出來的極性效應而滲入到體內。從人工納米材料的化學組成來看,其比表面積大,眾多的原子吸附在粒子表面的周圍,使得相鄰原子缺少而導致許多空鍵存在。這就意味著人工納米材料化學活性極強,特別是吸附能力非常強。人造納米材料的這些物化性質對于人體和環境都會產生不良影響。這部分對人體和生態環境產生負面影響的人工納米材料被稱為“納米污染物”。隨著納米時代的到來,這些人工制造的納米污染物必然會對生態環境產生嚴重的危害,因此要做好防護工作。
1.2人工納米材料可以產生高級生物的毒性效應人工納米材料的污染物以納米級存在,主要在于其強大的吸附性而導致其吸附被大量的污染物而被掩蓋,因此具有潛伏性。經過長期的化學結合而在合適的環境條件下就會產生化學反應,所釋放出來的化學物質就會污染到環境。納米污染物在特定的環境狹隘,會滲入到器官內且濃度不斷增大,使得毒性效應顯性化。如果納米污染物進入到生物鏈中,特別是進入到食物鏈環境,經過高位富集后,就會使納米的生物性發生毒性效應。納米污染物不僅具有組合復合性,而且還具有遷移性和擴散性。在任何的環境中,都會存在著多種化合物,它們以各種形體存在,相互之間協同,對環境不斷地改變,以使環境成為符合化合物生存的環境,由此而成為復合污染體系而難以控制。納米級的物質尺度小而吸附力極強,具有較強的遷移性,特別是小分子化合物,具有極大的擴散力。從物理性質上來看,這種擴散的形成是基于布朗運動和介質渦流而促成的。如果在納米分子的表面所吸附的顆粒物攜帶有生命體,就可以進行遠距離傳輸,發生擴散性的污染效應。
1.3人造納米材料具有廣泛的應用性而導致污染范圍擴大隨著科學技術進步,人類掌握了納米技術而將其在生活中普及?;诮洕砟疃\用納米技術所生產的各種消費品,使得越來越多的人有機會接觸納米材料,納米污染物也開始接近人體,威脅到人體健康。納米污染物融入到生態環境中,很容易與人類的皮膚接觸。皮膚對于宏觀的顆粒物具有阻擋性,但是納米級的材料粒徑僅為頭發絲直徑的1‰,已經納米碳的直徑僅為0.5nm,這么小的顆粒通過簡單的擴散,就會穿過皮膚屏障和肺血屏障而滲透到人體中。納米顆粒之小,對于人類的呼吸系統具有強大的侵襲力。當納米污染物進入到人體的肺部,就會在肺泡上逐漸沉積下來,透過細胞而擴散到人體的全身,對人體的各項機能具有極大的威脅力。納米污染物具有較高的毒性,美國著名的毒物學家歐博德瑞斯特(0berdorster)經過研究提出,在一些聚四氟乙烯材料中,直徑低于20nm的顆粒性物質會在空氣中漂浮,嚴重污染環境,并直接或者及間接性地滲入到生物體中。歐博德瑞斯特通過實驗證明納米污染物的危害,將實驗用的小白鼠放置在懸浮著納米顆粒物的環境中,大約15min后,小白鼠就會死亡。但是如果環境中的納米顆粒物直徑超過120nm,實驗小白鼠就沒有產生發病效應,依然存活。
2解決納米環境安全問題的途徑
目前運用納米技術制作的人造納米材料還沒有在社會中普及,但是其對環境安全的威脅已經引起關注。納米技術的運用是為了能夠使人類更好地生活,對于其對人體健康和環境的影響,則需要從學術角度以技術性評估,并做出安全評價,這就需要對納米技術以及人造納米材料在應用領域所產生的負面影響以認識。納米材料研究的學科覆蓋面廣泛,除了物理學、化學、生物學外,包括電子學以及交叉學科也會有所涉及,在對人造納米材料進行安全性評估中,就要材料的納米負面效用進行綜合性評價,以具有針對性地提出安全措施。在納米材料生產中,處于工業環節就要把好環境風險關,以防止納米污染物泄露于環境中。建立納米風險監控系統,并制定出泄露風險標準、安全操作條例,在納米材料的運輸上也要按照規定執行。此外,還要注重納米材料的回收,在生產人造納米材料的同時,要發展納米材料綠色處理技術,以避免人造納米材料在環境中造成二次污染。對于納米材料的使用要予以控制,強化納米廢棄材料的處理,大力開展納米材料的防護研究,以提升納米材料在應用領域中的安全性。
3結論
納米技術的風險范文2
【關鍵詞】納米技術 應用 材料
納米技術屬于高科技范疇,其已經成為國家發展前景十分優越的科學技術之一,當前納米技術已經廣泛涉及到國內很多行業,其中包含化工行業、材料行業、醫藥行業和食品行業等。納米技術主要包含納米的物理、化學、材料、生物、電子等科學,它們彼此雖然是獨立的科學,但是彼此又有著聯系。當前,納米的每個領域都取得了很好的研究成果,納米技術不斷創新、進步。
1 我國納米技術發展現狀
中國是世界上首先開始研究納米技術的國家之一。在二十世紀八十年代的中期,我國政府就開始對納米材料的研究以及設備加大了投入,當前我國的納米技術基礎研究在世界范圍內都占據領先地位。1982年研究出的掃描隧道顯微鏡以及1986年研究出的原子力顯微鏡是納米測量表征上的一個重要標桿,代表著納米技術已經從原本的理論時期,進入到了實踐研究時期。納米技術是一個有著很強的綜合性學科,研究的內涵包含了目前科技發展中的各個領域。納米科學和納米技術主要包含:納米體系物理學、化學、材料學、生物學、電子學、加工學、力學等。這七個相對獨立又彼此關聯的學科與納米材料、納米器械、納米尺度的檢測和表征這三個研究方面。納米材料的制備與研究是整個納米科技的基礎。在這之中,納米物理學與納米化學是納米技術的理論基礎,而納米電子學是納米技術最主要研究內容。
2 當前納米技術的應用
2.1 食品方面的應用
納米技術在食品科學的方面已經得到較為廣泛的應用,對于納米技術的研究能夠對食品的品質、營養與安全性等層面進行改善,避免原材料的過度消耗,促進食品科學發展的科學性UI高效性。 近幾年,城市中人們的生活節奏不斷加快,導致亞健康人群的數量不斷提升,因此,人們愈加青睞功能食品。經過研究表明,功能食品功能成分的穩定程度、存在方式和使用方式等對其食品的效果有著很大影響,盡管功能成分能夠加入到食品當中,但因為它的水溶性差、對環境較敏感等因素嚴重造成了功能食品的顏色和氣味等,很多功能食品不容易吸收,補充營養的效果較差。日本首先把納米技術應用于功能食品中,并且使用這一技術將功能食品中的β-聚糖改變成200nm以下的小顆粒,在卵磷脂穩定技術的支撐下,完成吸收。類胡蘿卜素是一種和水不相溶的物質,經過納米技術能夠將其納米化,能夠明顯的提升類胡蘿卜素的水溶性,所以可以保證食品的穩定性和顏色的鮮艷,讓它更容易被人消化和吸收。隨后研究者將納米胡蘿卜素應用在檸檬水生產和黃油生產中,經濟效益得到很大提高。
2.2 通信技術的應用
現代社會是網絡信息社會,通信技術在我們的日常生活中有著非常重要的作用。納米技術在通信技術中的應用給這一技術的發展起到了很大的影響。納米材料也給光纜提供了新的發展空間。近年來,很多廠家已經著手對納米光纖維涂料、納米光纖油膏、納米護套用聚乙烯(PE)及光纖護套管用納米PBT等材料進行開發。使用納米材料的光纜,能夠讓其具有很多的優點,例如提升光纜的對抗機械沖擊能力、防水、防氣味等,同時還可以讓光纜的使用時間得到延伸,提升了網絡的安全性。同時,在網絡通信的加密上也可以運用納米技術來制造量子點激光器。當前,很多金融部門以及政府部門都使用了這一技術,保證了信息在傳輸過程中的安全問題。
2.3 醫學、藥物中的應用
納米技術在醫學以及藥物中的應用早就已經開始,目前人們已經能夠把健康檢測設備佩戴在身上,這樣就能更好的了解自己的身體情況。假如能夠進一步把這種技術縮小,這樣使用納米技術就能夠將微型傳感器放進人們的身體當中,了解更具體的信息,這樣對于醫生的治療有著很大的便利。另外,納米技術能夠在檢測人們身體的炎癥、術后恢復等情況,納米技術在醫學與藥物當中的應用有著很好的發展前景。
2.4 化學方面的應用
使用納米金屬顆粒粉體當做催化劑,能夠讓化學的反應更加快速,有效地讓化工合成的效率得到提升。假如在金屬材料中假如納米成為,它會變得更加堅硬,比一般金屬的強度增加十幾倍,同時還能夠像橡膠一樣具有彈性。使用納米材料制造來建造汽車、飛機等,不光能讓重量減少,還能在很大程度上提高其性能。
3 納米技術應用的發展趨勢
3.1 大數據傳感器
傳感器的使用能夠給我們帶來以前沒有的大量信息數據,所以要對其進行處理,對于改變交通擁堵以及安全事故十分有效,同時,能夠把數據給警方使用,減少犯罪情況出現。納米技術在這一方面能夠創造出一種超密集的記憶體,來儲存大量的數據,另外,能夠推動快速的運算法則的發展,讓這些數據更加安全、有效。
3.2 應對全球變暖
目前,電動汽車與太陽能發電已經成為研究的重點,節能減排、低碳環保是重要的戰略規劃。納米技術在這一方面也具有很大的作用。在電動機器與太陽能發電中都能夠使用納米紋理以及納米材料,把平面變成更大面積的三維立體表面,進而儲存與形成更多的能量,提升設備的運用效率。
4 結論
綜上所述,納米技術在目前已經得到了廣泛的應用,并且取得了很大的效果,并且有著很大的發展空間。希望通過筆者的分析,讓更多人了解到納米技術的重要作用,相信在廣大學者的共同努力之下,能夠不斷提升納米技術在的應用價值。
參考文獻
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[4]曲秋蓮,張英鴿.納米技術和材料在醫學上應用的現狀與展望[J].東南大學學報(醫學版),2011(01):157-163.
納米技術的風險范文3
【關鍵詞】納米技術;納米材料;納米光電子器件;光通信
五十年前,硅材料的研制成功和硅晶體管的發明,導致了電子信息行業的一次大革命。材料科學在不斷地向前發展,隨之而來的光通信時代、量子時代帶給人們的是更多的“不可思議”。預計納米技術總的社會影響將大于硅集成電路,尤其在通信領域,它將使得光器件的體積微型化,功能大大提高,滿足人類對信息的需求。
1、納米科技為光通信帶來的影響
納米是一個微小的尺度單位,1納米是十億分之一米(10-9),大約是單個原子直徑的4倍。納米科技是指在原子分子層次上對物質精細的觀測識別與控制的研究與應用, 它將對于21世紀的信息科學、生命科學、分子生物學、新材料科學和生態系統可持續發展科學提供一個新的技術基礎,這將引起一場產業革命,其深遠的意義可與18世紀的工業革命相媲美,它涉及面十分廣泛,包括物理學、化學、生物醫學和材料等有關的領域。納米科技中最具有生命力的、最代表納米科技發展前途的、對未來新技術和產業可能帶來革命性沖擊的是未來的納米器件。將來的納米器件應該是高集成的、多功能的和智能化的。它應該將信息的探測(傳感器)、運算(芯片)、傳輸(通信)和動作的執行諸功能集為一納米結構。
納米激光器的第一個重要應用很可能是芯片互聯。過去,處理器速度一直是阻礙計算技術和電信技術發展的主要因素。但是,當處理器速度提高到一定程度時,互聯就成了制約發展的因素。為此,半導體制造商采用銅互聯取代了過去的鋁互聯?,F在他們又在對光互聯以及超低K 值材料和碳納米管進行實驗。光互聯能夠提供足夠的帶寬,并能向最快的處理器提供數據。但是,考慮到尺寸和成本的因素,對于這種應用的激光器,要求將會非??量?。在板卡上可以采用VCSEL,同時使用保偏光纖也是降低成本的一種方法。在芯片中,激光器和波導都需要采用納米技術制造。
另一個需要面對的難題是如何將光子和電子集成起來。這就促進了硅光子技術的發展。如果硅既可以用來處理光子,又可以用來處理電子,那么就可以將二者集成到一起。硅加工方面的深厚技術積累對推動光互聯產品迅速進入市場將起到非常重要的作用。這一領域已引起最大的幾家半導體公司的關注。英特爾已推出了硅調制器和激光器,最近IBM也宣布了一種在硅片上制作光路的方法。小公司同樣不甘示弱,生產硅調制器的Luxtera就是其中的一個。
那么,納米光子互聯的市場到底有多大呢?這很難說。對于片上應用,激光器必須嵌入到芯片上,其價格將高于整個芯片的價格。但是一項針對板上應用的市場調查表明,納米互聯技術所帶來的市場需求可能非常大。假設在一塊板卡上有10個器件,如果要將這些器件互相連接在一起,那么就需要90個激光器來完成這項工作。目前每年售出的芯片板有上億只,激光器的數量之大就不難想象了。與此同時,英特爾、摩托羅拉和IBM等公司認為網絡發展中的下一個重大事件是光納米傳感器網絡。但它距離商用還有待時日,因為納米傳感器的研發主要靠政府資助,目前已知應用僅限于國土安全和軍事。
最后,納米科技還可以幫助我們降低10Gbit/s和40Gbit/s網絡的成本。隨著FTTX的迅速發展,市場對低成本器件肯定會有需求。盡管一些新興納米光子公司在大談降低現有網絡技術的成本,但是納米工程能否如他們所愿,就不得而知了。實際上,除非新技術具有無可比擬的絕對優勢,否則設備制造商決不會在這上面冒風險。上述的量子點激光器就表明納米科技并不總是集經濟實用于一體的。
2、納米技術在光通信中的應用
2.1應用于光通信中的納米光電子器件
2.1.1整齊排列的交叉式納米光纜線是一種“Y-形狀”的氧化硅納米光纜線,該納米光纜線的直徑為10nm,長度可達毫米級,線直而均勻并且是透明的,最重要的是該納米光纜線在生長過程中自動由一根分叉成為兩根,兩根可以分叉成四根,依次繼續分裂。
2.1.2納米級導電纖維是一種僅有一個分子粗細的導電纖維,可謂世界上最細“電線”。它的直徑僅3nm,中心部分具有良好導電性的丁二炔鏈,四周包覆著糖的衍生物,并作為絕緣層,防止漏電。
2.1.3納米聚合體電子器件是一種將化學合成的納米粒子和與其共扼的聚合體組合制成的二極管發光作用區,終于首次實現了具有應用價值的、轉化效率達2%~3%的有機近紅外發光二極管。
2.1.4新型納米激光器提高電腦信息存儲盆這種新型激光器實際上是以半導體硫化鍋為原料制成的納米線,直徑僅為一萬分之一毫米。研究人員將硫化鍋納米線安裝在涂有硅材料的基底上,制成一個回路。
2.2納米科技在光通信中的應用
2.2.1納米激光器
納米激光器的微小尺寸可以使光子被限制在少數幾個狀態上,而低音廊效應則使光子受到約束,直到所產生的光波累積起足夠多的能量后透過此結構。其結果是激光器達到極高的工作效率,而能量閾則很低。納米激光器實際上是一根彎曲成極薄面包圈的形狀的光子導線,實驗發現,納米激光器的大小和形狀能夠有效控制它發射出的光子的量子行為,從而影響激光器的工作。
2.2.2納米光纖
將碳納米管與聚乙烯醇(PVA)材料及水相混合,這樣就使得聚乙烯醇材料能夠將碳納米管緊緊包裹住,從而將無數的單個碳納米管捆綁在一起。這種最新材料的韌性比蛛死高4倍比用于制造防彈衣的凱夫拉爾纖維韌性強度高出了17倍。與同樣重量的鐵絲相比,新型納米光纖材料的硬度是前者的2倍,韌性是前者的20。
2.2.3納米光纖傳感器
納米光纖氣體傳感器的樣機,的特點在于核心部件采用了體積小、重量輕的普通光纖和納米光纖,耗電小、壽命長、不會中毒.除了一般條件下的用途外,適用于礦井井下的潮濕、強噪音、強振動、高粉塵的惡劣環境.該檢測儀的適應性強,除了應用于瓦斯的檢測外,簡單改變發光二極管和光電檢測管的工作波長,可以用于氫氣、二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、水蒸氣、硫化氫、氨氣等多種用途。五十年前,硅材料的研制成功和硅晶體管的發明,導致了電子信息行業的一次大革命。材料科學在不斷地向前發展,隨之而來的光通信時代、量子時代帶給人們的是更多的“不可思議”。預計納米技術總的社會影響將大于硅集成電路,尤其在通信領域,它將使得光器件的體積微型化,功能大大提高,滿足人類對信息的需求。
【參考文獻】
[1]程開富.納米電子/納米光電子技術[J].飛通電子技術,2002(2):76-80.
納米技術的風險范文4
納米是什么?納米其實是-個度量單位,一個納米長度相當于十億分之一米。但現代高科技賦予納米技術的含義又不僅僅是度量單位。物質到了納米級后,物理、化學性質便會發生根本性變化。
物質在納米世界里的神奇變化使科學家們產生了很大興趣,他們設法把納米材料用到飛機上,用以吸收雷達波,于是,隱形飛機問世了;將鎳或銅鋅化合物加工成納米顆粒,可以代替昂貴的鉑或鈀作催化劑;在高分子塑料中加入納米材料制成的刀具,比鉆石刀具還硬;將電腦芯片和光盤加工成納米級,其運算速度和記錄密度高出幾個數量級;用納米技術造出的計算機芯片可以植入到大腦;將來也可能用納米技術制成從地球通往月球的天梯……
納米科技帶給人們無限遐想。
童年故事:貧窮 夢想 追求
1962年冬,劉忠范出生在吉林九臺的一個農民家庭。家里很窮,兄弟姐妹又多,但母親堅持送幾個孩子讀書。
家里窮,作業本寫完后用橡皮擦干凈了再用,反復幾次。有一次他和哥哥賭氣撕了一頁,還挨了打。上高中時劉忠范離開村校到鄉里,離家有15里地,付不出住宿錢,也買不起自行車,每天就走路上學。他是沒錢住校的極少數學生之一,每天要走30里路,來回三個小時,不管刮風下雨,他都堅持去學校。路上要經過一條河,下雨了河水漲了,他就把衣服和書包頂在頭上游過去……最辛苦的是冬天,早上5點上路天是黑的,回來天也是黑的,他膽子又小。有幾次天氣太惡劣,到了學校都沒人。不過,他沒有因此缺過一天課。
后來在劉忠范留學過的東京大學,有一則“游水求學”的故事,被演繹成書呆子傳奇流傳著。故事說的是一天拂曉,一個少年迎著晨曦上路,斜挎的書包里,除了書本還有母親準備的溫熱干糧。少年疾走如飛。突然,大雨如注,必經的一座小橋淹沒在水中,少年沒多想,跳入水中,游到對岸……到達學校,才發現沒人來上學。
劉忠范從小到大都比較乖,也許是家里太窮了,血液里一些不安分的因子很早就被壓制住了,他比一般孩子要多些單純和“遲鈍”,沒有反叛的青春期,一直聽老師家長的話,刻苦讀書。他的經濟條件是最差的,而學習成績卻一直是學校的第一名。
單純的特質,靈動的特性。小小年紀的劉忠范,對美妙的大自然充滿探求欲。
父母到田里勞作去了。他突發奇想,給家里種的茄子、辣椒和雞、豬、狗、鵝們拉手風琴(哥哥從學校借來的),看看這些動物都有哪些反應。結果他發現,一拉手風琴,所有的動物都向他跑來,停留時間最短的是雞,鵝聽得最認真,甚至引頸鳴和。而狗翹著尾巴在他旁邊轉圈子,只是湊熱鬧……
用涼開水澆地是否比生水更好?劉忠范也曾懷著強烈的好奇心實驗過。書上看到的東西他都想親自試驗一下。父親務農,母親是家庭婦女,只有哥哥有文化。兄弟姐妹五個,在鄰村的小學教書的哥哥大他14歲。哥哥有許多書,但舍不得借給他,怕被他弄壞弄丟。他就偷出來看,小說、唐詩宋詞、詩詞……結果,哥哥的嗜好,大多變成了他的興趣。
1979年考大學,劉忠范是鄉中學唯一一名上榜生,不會填報志愿,只好請老師幫忙,第一志愿填的延邊大學,第二志愿是吉林工學院。老師也不知道上延邊大學要會朝鮮語,所以他直接上了吉林工學院。從小愛念書,是哥哥的熏陶。而愛上化學,是受到初、高中階段兩位化學老師的影響。這樣,在考大學時,他就毫不猶豫地選擇了化學??忌洗髮W的劉忠范穿得很舊,拿個破書包和大茶缸,成天往圖書館和教室跑,因為沒錢去社交,而看書不要錢。
成才確是要歷經艱苦。當功成名就之時,回顧少年時期的磨難,劉忠范無限感慨:“我的人生挺簡單,就是在做一件事情,小時候是讀書學習,現在是讀書研究,很難分為幾個明顯的階段。生活條件是改善了,但生活本質沒有變。如果要按年齡分,對我自己而言,我覺得哪個階段都重要,有青春期的貧窮和挫折、奮斗和夢想,才有現在的進步、幸福以及平和。我一直認為,經歷是人生的財富,無論是成功的經歷,還是失敗的經歷,都是如此?!?/p>
攀登之旅:馬拉松不是百米賽
1983年本科畢業后,劉忠范赴日留學,先后在日本橫濱國立大學、東京大學取得了碩士和博士學位,并在東京大學和分子科學研究所做博士后。
博士期間,劉忠范隨國際著名光電化學家藤嶋昭先生做研究,很為先生的工作精神感動,年過半百仍撲在事業上。先生家離學校有近兩個小時的車程,但他早上8點半必到辦公室,晚上10點才離開。這幾年先生都是諾貝爾獎的熱門人選。
自幼養成的勤奮習慣和藤嶋昭先生的表率,讓劉忠范在日學習期間取得很大成功,獲得了日本政府獎學金并在《Nature》上發表了學術論文。與中國不同的社會環境,也讓埋頭讀書不問世事的劉忠范更加開朗起來。這時,北京大學化學系的教授蔡生民找到了他,不止一次地邀請劉忠范回國。蔡教授的真誠打動了他。
劉忠范確實有機會長期留在國外,然而,他選擇了祖國??茖W的確沒有國界,但科學家一定要有祖國。他屬于這個地方,這里有他的夢想、他的青春、他的師友,他的父老鄉親……
他選擇了北大。當時也沒有考慮過其他高校,或許北大的悠久歷史吸引了他,或許北大的自由氛圍吸引了他,總之,十幾年后回憶起來,劉忠范覺得,“北大是最適合我的”。
劉忠范選擇了納米。
人們接受納米有一個過程。1997年9月27日,北京大學成立了納米科技中心,這是中國高校的第一個跨院系、跨學科從事納米交叉學科研究的綜合性研究中心。劉忠范接到很多電話,有人問到,聽說你們搞出一種納米,貴不貴,好不好吃?他只好回答他,納米太小了,既不好吃,恐怕也吃不飽。
近年來,納米技術掀起了陣陣熱潮,也漸漸出現在人們生活中。納米技術將為目前阻礙發展的許多技術難題提供新的解決方案和思路,進一步提高人們的生活水平并有可能在很大程度上改變人們的生活方式。1986年諾貝爾物理獎得主羅雷爾說,曾重視微米科技的國家,今天都已成為發達國家,而納米科技則為人們提供了新的發展機遇,今天重視納米科技的國家必將在未來的高科技競爭中獨領。
1994年,劉忠范申請了科技部攀登計劃項目,經費500萬——在90年代初期,這是一個非常龐大的數字——劉忠范成為這個項目的首席科學家,也是當時科技部最年輕的首席科學家。他從此開始了納米攀登之旅。
“當時是做納米級的信息存儲技術,相當于超級光盤。這個項目共有三個承擔單位,還包括當時的北大電子學系——現在的信息科學技術學院的吳全德院士和薛增泉教授以及吉林大學化學系的李鐵津教授。吳先生盡管年事已高,但對‘納米’非常敏感。吳老先生和薛教授都是做信息技術的,尤其有感于我國微電子技術發展的曲折和落后現狀,而納米技術應該是一個難得的機會。因此,我們之間產生了強烈共鳴,覺得應該醞釀一個計劃,大張旗鼓地在納米領域開拓。這就是北京大學納米科技中心成立的初衷?!?/p>
1993年回國后,劉忠范親手建立起光電智能材料研究室。當時高校還多以“課題組”形式組織科研,“研究室”這個名字新鮮而洋氣。起初的確什么都沒有,完全從零開始做。有幾間空房子,每一個插頭在什么地方放著,都要劉忠范自己設計以后找人安裝,桌椅板凳都是他自己一件件買的。
1993年,劉忠范花50多萬元人民幣買了一臺用于看原子和分子的STM儀器(掃描隧道顯微鏡),差不多是國內最早進口的洋玩意。需要為儀器配置防震臺,但是因為資金緊張,劉忠范只能帶著學生到學校附近的工地上找沙子和鋸末代替。沙子和鋸末弄回來以后,還要曬干才能用。他們是7月份開始做這個事情的,正好趕上雨季,一下雨還得搶收這些曬著的寶貝。至今劉忠范回憶當年的艱辛仍然記憶猶新。
創業是艱辛的。當年的劉忠范人稱“拼命三郎”,每天最早進樓的是他,最晚一個走出實驗室的還是他。由于總是工作到深夜,樓門早已關閉,因此他經常翻越化學樓的鐵門,因此練就了一副好身手,他自嘲道。他的口號是“一天二十六小時工作制”,在他的感染下,他的學生、他的同事也都變成了大大小小的拼命三郎。搞前沿研究需要先進設備。為了購買這些設備,他省吃儉用,甚至到了摳門的程度。他還學會了砍價,變成了砍價高手。他冒著風險舉債,最多時超過80萬元。要知道,在十幾年前,這是一筆巨額債務。
科研工作很辛苦,但也充滿了快樂。在劉忠范眼里,研究的一大樂趣就是和學生一道創造故事。學生一個錯誤的實驗設計帶來了熱化學燒孔存儲技術;一位女同學的頑固不化和他的堅持加包容收獲了石墨烯的偏析生長方法,進而開啟了石墨烯生長過程工程學研究之門?;貞浧疬@些往事,劉忠范的臉上洋溢著成就感。
劉忠范現任北京大學化學與分子工程學院“納米科技崗位”長江特聘教授、北京大學納米科技中心主任、物理化學研究所所長、以及科技部納米重大研究計劃項目首席科學家、基金委“表界面納米工程學”創新研究群體學術帶頭人等職,2007年加入九三學社。他還擔任中國化學會、中國材料研究學會和中國微米納米技術學會常務理事,“化學學報”和“化學通報”副主編,以及Adv. Mater.、Chemistry_ An Asian J.、Nano Research、NPG Asia Materials、J. Photochem. Photobiol. (C) Photochem. Rev.、J. Nanoscience Letters、Frontiers of Chinese Chemistry、“微納電子技術”、“物理化學學報”、“電化學”等國內外著名學術期刊編委或顧問編委。英國物理學會Fellow,歐美同學會會員。
揮灑人生:從高原到高峰
十幾年來,中國納米科技發展得飛快。從數量上看,已經與美國并駕齊驅,論文的檔次也越來越高,盡管原創性和影響力尚有待提高。劉忠范為中國納米的發展簡單勾勒了三部曲:科學、技術和工程?!耙騼深^進軍,一頭是解決納米中的大科學問題、真正的原創性科學問題;另一頭是納米技術的產業化問題,解決關鍵的技術和工程問題。我們還有許多努力和揮灑的空間,從科學到技術到產業是一條崎嶇的攀登之旅,納米技術的真正魅力在于它所蘊藏的巨大生產力。國家需要投入和耐心,最后才能開花結果?!?/p>
談起與自己一同成長的北大納米科技中心,劉忠范說,北大的納米研究,總體上還處于納米科學的層面,經過十幾年的努力,已經取得了長足進步,在國內外擁有了一定的學術影響和地位,化學學院、信息學院和物理學院的納米團隊功不可沒。當然,我們還缺少重大突破,需要從高原到高峰的飛躍。
劉忠范特別推崇團隊精神和團隊文化建設,這或許與他多年留學日本的經歷有關。說起他的研究團隊,他充滿了激情和自豪。他總是強調,他所取得的些許成績,都是團隊成員共同拼搏、共同奮斗的結果。他的研究團隊,從最初的幾個人、十幾個人,發展到今天的幾十個人,不斷地壯大著,也形成了獨具一格的團隊文化。這種團隊文化中,既有對科學的熱愛和執著,也有快樂的業余生活。新年聯歡晚會上學生們自編自導的精彩節目從另一方面展示了他團隊的創造力。每周一次的羽毛球俱樂部活動,還有一年一度的五一春游、研究室周年慶典、以及教師還鄉團活動,使他的團隊充滿朝氣和凝聚力。正是這樣的團隊文化,帶來了一個又一個的學術研究成果,也使北大成為國際知名的低維碳材料研究基地。他的信條是,人才決定潛力,機制決定效率,文化決定高度。
劉忠范最自豪的不是他發表的300多篇學術論文,而是培養了一批熱愛科學、熱愛納米的弟子。他的弟子絕大多數都在國內外知名學術機構從事科研工作,其中有21位晉升為教授,而副教授和助理教授則更多。在人才培養方面,他總是不遺余力,傾注了大量心血。他極為認真地講,他更希望將來有一天被稱為教育家,而不僅僅是一名科學家。
責任是通向偉大的代價,這是丘吉爾的一句名言。已近天命之年的劉忠范深深地感受到越來越多的社會責任。兒時刻骨銘心的貧窮經歷使他對農村教育和失學兒童問題極為敏感,并力所能及地做些事情。他的多方奔走、努力和奉獻給他曾經就讀的村小帶來了漂亮的新校舍、嶄新的桌椅和計算機房、以及寬敞明亮的圖書室。他收到學生家長寄來的感謝信,講述自己的孩子第一次看到和使用電腦時的激動心情,他感動得落了淚。他設立的獎學金拯救了不少瀕臨失學的兒童。作為一名“九三”人,他感受到更多的責任,也有了更為廣闊的舞臺,為國家、社會的發展獻計獻策。
納米技術的風險范文5
【關鍵詞】藏藥 劑型改進 應用 展望
藏藥是中華民族一顆璀璨奪目的瑰寶,是藏在漫長的長河中不斷創造出來的優秀民族遺產,凝聚著歷代藏醫藥工作者的聰明才智、心血和汗水,在防病治病維護藏民族身體健康和生命安全中發揮著巨大的作用。藏藥以其獨特的理論、優秀的品質正在受到中國和世界醫藥界的矚目,藏藥應用推廣的勢頭正在悄然升起。然而由于歷史和其它許多方面的原因,藏藥在劑型、品種、制造工藝、制劑理論、質量標準等方面的研究還存在著明顯的不足和落后,不能滿足現代的需要和出口的要求,嚴重的制約著藏藥的發展與應用。
一 藥劑的發展現狀
劑型是藥物應用的形式,對藥效的發揮極為重要,過去人們認為化學結構、處方組成是決定藥效的唯一因素,隨著生物藥劑學的發展,人們逐步認識到劑型因素在一定條件下對藥物的藥效有決定性影響,改變劑型可以調節藥物的作用速度,降低或消除藥物的毒副作用,也能達到靶向給藥的目的。這一認識已成為藥物研究、生產時考慮的重要問題。
現代藥物制劑的發展可分為四個時代:第一代制劑為普通制劑,包括注射劑、片劑、膠囊劑、軟膏劑、栓劑等;第二代制劑為緩釋制劑(也稱長效制劑);第三代制劑為控釋制劑;第四代制劑為靶向制劑。目前,包合技術、固體分散技術、微型包囊技術、納米技術、緩釋控釋技術等制劑新技術正在被廣泛的研究和應用于制劑的生產。當今藥物制劑正在向速效、高效、長效、劑量小、毒性小、副作用少、定時、定位、定速、使用方便的智能化給藥系統方向發展。
二 藏藥劑型改進的必要性
近幾年來,在“藥學是一個偉大的寶庫,應當努力發掘,加以提高”的方針指引下,在全國倡導學習中醫,研究新劑型,現已研究出顆粒劑、片劑、涂膜劑、膜劑、氣霧劑、注射劑、眼用制劑、合劑、口服液、栓劑、膠囊劑、軟膏劑、中組方制劑等中藥新劑型。我國2000年版藥典收載的中藥新劑型就有100多個品種,在中成藥的質量控制方面也有很大提高。藏藥和中藥同屬于傳統藥物的范疇,而其目前的劑型主要有湯劑、散劑、丸劑、酒劑等,雖然有些藥廠也生產口服液、硬膠囊劑等其它一些新劑型,但總體而言,劑型種類比較少,生產工藝落后,藥物劑量相對較大,服用不便,吸收緩慢,作用遲緩,生物利用度差,生產自動化成度不高,同一劑型同一品種不同生產廠家的產品質量、療效有很大差別,產品質量波動性大;治療慢性疾病有獨特療效,治療急癥則顯不足,其劑型的研究與開發遠遠落后于中藥,嚴重的影響了藏藥的推廣使用。為了進一步提高藏藥的療效,擴大使用范圍,減少使用劑量,方便給藥,改進傳統藏藥劑型,采用制藥新技術,生產先進,高效、安全、美觀、優質的藏藥新劑型,使藏藥走向全國、走向世界,對藏醫藥事業的發展是十分重要和必要的。
三 藏藥劑型改進的原則
藏藥劑型改進是在傳統藏藥劑型的基礎上,以藏論為,應用現代化藥劑學的技術、方法將藏藥制成適合于現代臨床應用的高效藏藥新劑型。其改進應堅持以下原則:
1 堅持藏藥理論的指導:藏藥劑型改進必須遵循藏醫藥的理論體系,突出藏一醫藥的特點,在藏藥理論的指導下,對長期臨床實踐證明確有獨特療效的藥物,首先進行劑型改進。
2 有揚有棄,繼承和創新并重:藏藥經過長期的臨床應用和歷代藏醫藥家的努力,形成了自己獨特有效的組方和生產工藝,對此必須采取有力措施加以保護和發掘繼承,在繼承的基礎上通過現代化的劑型改進加以提高。
3 提高藥效:經過劑型改進后的藏藥新劑型,必須比原有劑型在療效上保持或有所提高,給藥途徑更適宜、方便,藥物的安全性更高,藥品的質量更好、更穩定,否則劑型改進將毫無意義。
4 以治療急癥重癥為重點:藏藥傳統劑型作用緩和、毒性小、對慢性病有獨特療效,但對急癥重癥的治療則不足,所以劑型改進應考慮對急癥重癥的治療。
四 藏藥劑型改進的方法
進行藏藥劑型改進,首先必須立足于的實際,選擇具有明顯民族特色、療效確切的藏藥進行,如“七十味珍珠丸”、“二十五味珊瑚丸”、“二十五味松石丸”等。其次應選擇對常見病、多發病或地區特有的疾病療效好的藏藥。也可以考慮對民間單方、驗方、祖傳秘方,或能促進入的免疫機能,或能抗衰老延年益壽的藏藥進行發掘。第三、應考慮到自然資源的分布,要選擇地區天然藥物資源豐富、再生能力比較強或可以人工栽培的藏藥,以便于今后規?;a,爭取規模效益。
進行藏藥劑型改進時,不應以味追求高科技,追求最先進的工藝和劑型,應立足于的實際,借鑒中藥劑型改革的方法和經驗,由易到難,由簡到繁,逐步發展提高。利用現代化的提取、分離技術,選擇合適的生產工藝,將藏藥有效成分最大限度的提取出來,再經過純化,去除無效成分,得到單一有效成分或多種有效成分的混合物,然后再進一步采用現代化的制藥技術制成適合現代臨床需要的多種劑型,這是提升藏藥質量、改進劑型的重要方法。在劑型改進時,對藏藥的組方要遵循藏醫藥的理論指導,但對其處方藥味也不能一成不變,要應用現代藥理、化學方法對其進行拆方研究,優化組合。做到用藥最精,用量最佳,療效最好,毒副作用最小。
五 現代化高科技用于藏藥生產的展望:
藥劑學是以、學、化學、生物化學、微生物學、藥、藥物分析等學科的理論為基礎,結合藥物的性質和醫療的要求,用藥劑學的方法和手段將藥物設計和制成符合臨床需要的藥物型式,它是隨著其他科學技術的發展而發展起來的。目前高新科學技術如:納米技術、基因工程、細胞工程、發酵工程與酶工程、微、新和新能源技術,這一影響21世紀科學技術和國計民生的四大科學技術,在藥劑學的發展上展現了巨大的潛力。下面就其在藏藥制劑上的應用略作展望。
(一)納米技術: 納米技術(Nano-ST)是20世紀80年代末剛剛誕生并在崛起的新科學技術,它的基本含義是在納米尺寸(10-9-10-7m)范圍內認識和改造自然,通過直接操作和安排原子、分子,創新物質。據專家們預測,納米科技必將成為21世紀的主導新技術之一。納米技術在方面的應用前景廣闊。1998-2000年美國專利中涉及納米技術的專利在生物占到了80%以上。國內已將納米技術應用于中藥石決明、雄黃的研究。
藏藥目前應用最主要的劑行為丸劑,屬于固體分散體系的劑型,在固體分散體系中,藥物微粒的大小對藥物的溶解、吸收、生物利用度、藥效等有非常大的影響。據報道灰黃霉素的粉沫被進一步磨細成微粉后,其療效增加一倍。重慶西南制藥三廠試制一種“高效灰黃霉素滴丸”,口服后在血液中的藥物含量比微粉片劑又高出一倍以上,經臨床觀察,其用量僅為微粉制劑的一半一下,療效確切,副作用小。這種滴丸劑型,就是進一步降低了微粒的粒徑。如將微粒粒徑降至納米級,療效會更好,因而在藏藥丸劑傳統制劑工藝的基礎上,針對其組成中的主要藥味,進行納米技術的加工處理,會賦予其新的功效,提高生物利用度,增強靶向性,降低毒副作用,拓寬藏藥的適應癥,提高療效,減少用藥量,節省藏藥資源,特別是珍貴藥物資源。
(二)包合技術: 包合技術系指一種分子或藥物被包嵌于另一種分子的空穴結構內,形成包合物的技術。藥物經包合后溶解度增大,穩定性提高,液體藥物可粉沫化,防止揮發性成分的揮發,掩蓋藥物的不良味道,調節釋藥的速度,提高藥物的生物利用度,降低藥物的刺激性與毒副作用,在藏藥的生產上,可以運用現代化的提取分離技術,對藏藥的復方或單方制劑,進行適當的提取、分離、純化,然后用包合技術進行包合,在進一步制成片劑、注射劑、膠囊劑、口服液等現代的劑型,使藏藥顯效更快、使用方便、外形美觀、用量減少、藥效更高。
除了納米技術,包合技術之外,目前比較成熟的制藥新技術,有固體分散技術、微型包膠技術、微粉技術、緩釋、控釋劑技術、經皮吸收技術、靶向制劑技術等。都可用于藏藥傳統的生產工藝中,也可用于開發研究藏藥的新工藝、新劑型,這將是藏藥現代化發展的重要方向之一。對于提高藏藥的質量水平及療效,擴展其使用范圍有著十分重要的意義。
作者單位:811300 黃南藏族自治州藏醫院
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納米技術的風險范文6
ARM陣營中的高通和聯發科,憑借在技術和應用上的成功布局,占據了移動手機芯片的高端和中低端大部分市場份額。英特爾作為PC處理器市場的王者,當前正努力向移動智能終端市場延伸滲透,大力推廣基于x86結構的移動芯片處理器。中國的海思和展訊等企業,憑借本土手機市場崛起帶來的東風,2014年實現了超過十億美元的銷售收入,在移動芯片領域占據一定的市場份額。但是隨著高通中低端移動芯片以及聯發科向高端發力,中國的移動芯片企業將面臨更加嚴峻的考驗。要想在競爭中突圍,中國移動芯片企業應該在以下三方面尋求突破。
一是抓住應用市場需求,開展差異化競爭。無論對于手機、平板等移動終端,還是快速增長的可穿戴設備等新興領域,中國都擁有最大的移動芯片消費市場。但是,在無法進入高通、三星等強勢品牌占據的高端市場之后,越來越多的中國企業開始了中低端市場的較量,產品同質化嚴重,因此在移動芯片領域構建差異化的市場競爭格局顯得尤為重要。一方面,企業可以瞄準移動芯片領域的基帶芯片、射頻芯片、電源管理芯片、存儲芯片、導航芯片等細分領域進行產品開發,為本土的移動終端企業實現產業鏈配套,完善自身的技術支持和服務體系;另一方面,加強布局移動芯片的新興應用領域,包括可穿戴設備、智能家居、物聯網、健康醫療等應用市場,從提升性能、降低功耗、縮短研發周期、降低成本等方面展開產品研發,贏得市場先機。
二是抓住技術授權機遇,開展國際合作。中國芯片企業的崛起,促使英特爾希望通過合作的方式,打開x86架構的移動芯片在中國的市場,擴大移動芯片市場份額。ARM陣營面對競爭,也將會重新審視在中國的布局,未來或許會向中國開放一部分的技術資源。這將是國內芯片企業發展的巨大機遇。一方面,應通過國際合作,提升國內企業在移動芯片領域的技術水平、工藝開發和質量控制等方面的能力,進一步建立和推廣自主可控的移動芯片生態系統,實現技術創新;同時,通過技術授權,可以幫助國內企業規避專利壁壘,有助于實現長遠可持續發展。另一方面,國內企業應通過國際合作開拓國際市場,拓展營銷渠道,增強品牌認知度和普及率,提升企業的國際競爭力。
三是抓住IC制造業發展契機,開展產業鏈合作。中芯國際已經發展成為全球第五大芯片代工企業,去年高通宣布其為最新驍龍處理器28納米多晶硅和28納米高介電常數金屬柵極工藝制程產品的代工企業之一,中芯國際也已經在去年年底實現了28納米技術的量產。面對我國芯片代工業的迅速崛起,國產移動芯片企業應該抓住這一契機。一方面,移動芯片設計企業應加強與芯片制造企業之間的合作,采用虛擬IDM等方式獲得流片驗證支持,縮短研發周期,實現產品技術創新和快速產業化;另一方面,通過產業鏈上下游之間的協作,強化代工企業為移動芯片設計企業提供穩定的產品供應,降低市場風險。