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生物材料的發(fā)展現(xiàn)狀精品(七篇)

時(shí)間:2024-01-11 16:09:16

序論:寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來(lái)了七篇生物材料的發(fā)展現(xiàn)狀范文,愿它們成為您寫作過(guò)程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。

生物材料的發(fā)展現(xiàn)狀

篇(1)

【關(guān)鍵詞】化工材料科學(xué)與工程 發(fā)展現(xiàn)狀 趨勢(shì)分析 研究

化工材料科學(xué)與工程是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力之一,同時(shí)能夠帶動(dòng)信息技術(shù)與生物技術(shù)的發(fā)展。在以科學(xué)技術(shù)為主導(dǎo)的當(dāng)今社會(huì)中,無(wú)論是高校中還是化工企業(yè)中,都需要培養(yǎng)化工材料科學(xué)與工程的專業(yè)人才,創(chuàng)新材料科學(xué)與工程的發(fā)展。從化工材料科學(xué)與工程的發(fā)展中找尋其中存在的問(wèn)題,以便于后期的工程技術(shù)研發(fā)。

1 化工材料科學(xué)與工程的發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.1 化工材料科學(xué)與工程的發(fā)展歷程

化工材料科學(xué)與工程的從個(gè)個(gè)單一分來(lái)的學(xué)術(shù)系統(tǒng)中,逐漸實(shí)現(xiàn)走向了科學(xué)之間的相互融合。在社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程中,材料科學(xué)的應(yīng)用與社會(huì)建設(shè)步伐息息相關(guān)。單一化的材料科學(xué)發(fā)展不能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求,各個(gè)材料學(xué)科之間應(yīng)該實(shí)現(xiàn)相互交叉、滲透、移植,從細(xì)分最終走向綜合化的發(fā)展。在20世紀(jì)40年代,基礎(chǔ)科學(xué)與工程之間的相互滲透較差,固體物理學(xué)與材料工程學(xué)之間的互不融合。從60年代起,材料科學(xué)與工程學(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)交互,材料科學(xué)與材料工程之間的大部分內(nèi)涵能夠?qū)崿F(xiàn)重疊,化工材料科學(xué)與工程得到了教育界的廣泛認(rèn)可[1]。

1.2 化工材料科學(xué)與工程在教育界的發(fā)展

化工材料科學(xué)與工程是高校教育中的重點(diǎn)內(nèi)容,該門學(xué)科經(jīng)過(guò)多變的研究與演變,衍生出中諸多的子學(xué)科。以美國(guó)麻省理工學(xué)院材料學(xué)科專業(yè)演變?yōu)槔?,與化工材料科學(xué)與工程相關(guān)的專業(yè)課程有:地質(zhì)與采礦工程、采礦與冶金、冶金與材料科學(xué)等。歐美等國(guó)家將在材料教育方面的認(rèn)識(shí)比較深,將很多高校中的冶金、陶瓷、電子材料等科目統(tǒng)稱為材料,材料教學(xué)內(nèi)容逐漸擴(kuò)大,應(yīng)用到社會(huì)建設(shè)中的諸多領(lǐng)域中。目前,我國(guó)重點(diǎn)高校相繼設(shè)立材料科學(xué)與工程學(xué)院,針對(duì)于化工方面的教學(xué)改革,在原設(shè)置專業(yè)的基礎(chǔ)上,補(bǔ)充了非金屬的工程材料的內(nèi)容。化工材料科學(xué)與工程的發(fā)展能夠打破原專業(yè)設(shè)置的界限,加強(qiáng)專業(yè)間的滲透和聯(lián)系,教學(xué)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)了更新。截止至2003年7月份,具備材料科學(xué)與工程的院校占據(jù)我國(guó)的高校的總數(shù)的34%?;げ牧峡茖W(xué)與工程的教學(xué)逐漸展現(xiàn)出了新思路[2]。

2 化工材料科學(xué)與工程的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 化工材料科學(xué)與工程教學(xué)中創(chuàng)新性人才培養(yǎng)

化工材料科學(xué)與工程的發(fā)展,以來(lái)社會(huì)化工企業(yè)的技術(shù)研發(fā)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,為了更好的促進(jìn)化工材料科學(xué)的發(fā)展,在未來(lái)的科技社會(huì)中,化工材料科學(xué)與工程還需要與教育實(shí)現(xiàn)緊密結(jié)合。促進(jìn)化工新材料的研發(fā)與應(yīng)用,需要在高校中培養(yǎng)優(yōu)秀的材料科學(xué)人才,與社會(huì)高精尖材料研發(fā)機(jī)構(gòu)構(gòu)成聯(lián)動(dòng)機(jī)制。對(duì)于材料科學(xué)的人才培養(yǎng)要求極為嚴(yán)格,一方面需要學(xué)生具有較好的結(jié)構(gòu)力學(xué)基礎(chǔ),另一方面還要向?qū)W生傳授學(xué)生微系統(tǒng)、納系統(tǒng)、生物系統(tǒng)。同時(shí)還需要進(jìn)行材料結(jié)構(gòu)、性能、工藝等工程的研究,以計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行材料科學(xué)的模擬研發(fā)。高校能夠?yàn)樯鐣?huì)輸送創(chuàng)新性的人才,是社會(huì)化工企業(yè)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步發(fā)展的關(guān)鍵。創(chuàng)新性人才的能夠促進(jìn)化工新材料的研發(fā),保障化工材料領(lǐng)域更新[3]。

2.2 化工新材料的研發(fā)

在科技信息不斷發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)中,對(duì)于化工材料的研發(fā)技術(shù)越來(lái)越先進(jìn),我國(guó)化工材料科學(xué)與工程的未來(lái)發(fā)展,需要與科技信息技術(shù)相互融合,研發(fā)出具有更多功能的化工新材料。這些新材料的研發(fā)與應(yīng)用能夠在傳統(tǒng)材料的優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)上,為人們的生活提供更多的便利。

2.2.1 纖維材料

化工新材料“十三五”發(fā)展規(guī)劃在即,很多具有高技術(shù)含量、高價(jià)值知識(shí)密集和技術(shù)密集的新型材料,在社會(huì)建設(shè)中能夠發(fā)揮出無(wú)線的潛力。這些新材料與傳統(tǒng)的材料相比,在質(zhì)量上更加的輕便,在性能上的更加的好,在功能上更加的強(qiáng)大,附加值更加的高。那么何為化工新材料,化工新材料是指一些包含高性能纖維復(fù)核材料,這些才能夠在國(guó)防軍工、航空航天、新能源及高科技產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用廣泛,同時(shí)化工新材料在建筑、通信、機(jī)械、環(huán)保以及海洋開(kāi)發(fā)中用途更大。有專家指出,全球纖產(chǎn)量在近十年內(nèi)的長(zhǎng)幅為3%,而高性能的纖維在全球范圍內(nèi)產(chǎn)量增長(zhǎng)能夠達(dá)到30%,也就是說(shuō),在未來(lái)的幾年間是高性能纖維發(fā)展的黃金期[4]。

2.2.2 聚酰亞胺

有機(jī)高分子材料也是化工新材料的另一類,與傳統(tǒng)的高分子材料相比,聚酰亞胺的綜合性比較強(qiáng),特點(diǎn)突出。聚酰亞胺作為一種特種工程材料,已廣泛應(yīng)用在航空、航天、微電子、分離膜、納米、液晶、激光等領(lǐng)域。在物理性質(zhì)上,耐高溫達(dá) 400℃以上,長(zhǎng)期使用溫度范圍-200~300℃,熔點(diǎn)特征不明顯。并且該種材料絕緣性能極高。通常情況下,103赫下介電常數(shù)為4.0;在化學(xué)性質(zhì)上,聚酰亞胺可以被分為脂肪族、芳香族、半芳香族聚酰亞胺三種。聚酰亞胺,因其在性能和合成方面的突出特點(diǎn),不論是作為結(jié)構(gòu)材料或是作為功能性材料,其在微電子領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,化工材料科學(xué)與工程化工研發(fā)領(lǐng)域中的重點(diǎn)內(nèi)容,提升對(duì)于化工材料科學(xué)與工程的研發(fā),能夠有效的促進(jìn)化工領(lǐng)域發(fā)展。本文對(duì)化工材料科學(xué)與工程的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析,與社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)相互結(jié)合,研究其在未來(lái)的發(fā)展方向。在未來(lái),需要對(duì)化工材料科學(xué)與工程教學(xué)中進(jìn)行創(chuàng)新性人才培養(yǎng),鼓勵(lì)化工新材料的研發(fā),實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)造未來(lái)。

參考文獻(xiàn):

[1]劉海定,湯愛(ài)濤,潘復(fù)生,左汝林.材料科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[J].材料報(bào),2004,09:5-7.

[2]張鈞林.材料科學(xué)與工程的學(xué)科發(fā)展、現(xiàn)狀及人才培養(yǎng)[J].甘肅科技,2008,15:165-168+132.

篇(2)

關(guān)鍵詞:可降解塑料;發(fā)展現(xiàn)狀;環(huán)保;可持續(xù)發(fā)展;發(fā)展前景

塑料因其質(zhì)量輕巧、取材容易、化學(xué)穩(wěn)定性好、價(jià)格低廉以及用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)與木材、水泥、鋼鐵并列為四大支柱材料,其用途已滲透至國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人們?nèi)粘I畹母鱾€(gè)方面。近年來(lái)塑料工業(yè)發(fā)展迅猛,隨著人民生活水平的提高,塑料用量也在迅猛增加,但因廢棄塑料難于降解,由其引發(fā)的“白色污染”問(wèn)題也越來(lái)越引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。另?yè)?jù)有關(guān)環(huán)保人士稱,我國(guó)僅包裝用塑料每年用量已超過(guò)400萬(wàn)噸,每年僅涉及日常生活的消費(fèi)快餐盒達(dá)60億只,方便面碗50億只,我國(guó)僅包裝垃圾將以每年3%~5%的速度增長(zhǎng)。由此可以看出,我國(guó)由此引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題將更加突出。因此,大力發(fā)展和推廣可降解塑料制品對(duì)于環(huán)保節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展將具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

一、可降解塑料的定義及其特點(diǎn)

可降解塑料是指在特定環(huán)境下,其化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,并用標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法能測(cè)定其物質(zhì)性能變化的材料。通過(guò)光或微生物,將塑料高分子鏈切碎為小分子,并最終轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳的過(guò)程,成為塑料的降解過(guò)程。按照降解機(jī)理分類,可降解塑料可分為光降解塑料、生物降解塑料和光、生物降解塑料。

可降解塑料的優(yōu)點(diǎn):(1)材料天然,無(wú)毒性,透氣性能好;(2)任何廢棄物處理方式對(duì)其進(jìn)行處理(例如:焚化、掩埋、堆肥等),均不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染;(3)具有同以石油為基質(zhì)的傳統(tǒng)塑料材料的物理性能及使用方法,可以取代傳統(tǒng)塑料材料;(4)可降解塑料丟棄后,經(jīng)堆肥或掩埋處理可由微生物完全降解。

二、可降解塑料的研究發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

隨著環(huán)境保護(hù)的全球化,世界各國(guó)對(duì)可降解塑料的研究均已成為其研究的熱點(diǎn)之一。各國(guó)以光降解和生物降解機(jī)理為基礎(chǔ),進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)研究,歐美、日韓等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)生物可降解塑料的研究開(kāi)發(fā)提供了大量的資金支持。歐美許多公司在生物降解包裝材料的開(kāi)發(fā)方面取得了顯著的成績(jī),其產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于食品包裝行業(yè)。英國(guó)超市已大量推廣使用淀粉系列、聚乳酸系列可生物降解購(gòu)物袋及食品包裝袋,每年消費(fèi)已達(dá)260億個(gè)以上。

我國(guó)可降解塑料的研究始于20世紀(jì)70年代中期,起初研究的是光降解塑料,隨后又開(kāi)發(fā)出了生物降解塑料,之后又研究開(kāi)發(fā)了光一生物雙降解塑料。光降解塑料的研究最早,已有將近30年的歷史,技術(shù)較為成熟,其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)以及包裝方面。光降解塑料可分為合成型光降解塑料和添加型光降解塑料,合成型光降解塑料主要包括烯烴、一氧化碳以及烯酮單體的共聚物。添加型光降解塑料是通過(guò)添加光敏劑或光分解劑促進(jìn)聚合物加快光降解,添加劑有羰基甲基酮類,金屬化合物,含芳烴環(huán)結(jié)構(gòu)物、過(guò)氧化物、鹵化物和顏料等。生物降解塑料包括聚酯和多糖兩大類,如淀粉、纖維素、半纖維素、甲殼素、木質(zhì)素等天然物質(zhì)都可被微生物完全降解。聚乳酸制品是典型的合成高分子生物降解塑料,其降解產(chǎn)物為水和二氧化碳,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染,產(chǎn)品已在農(nóng)業(yè)、食品、服裝加工、醫(yī)療衛(wèi)生等行業(yè)廣泛應(yīng)用。光一生物降解塑料兼具光降解塑料和生物降解塑料的優(yōu)點(diǎn),是一種理性的可降解塑料,我國(guó)研制開(kāi)發(fā)的可降解地膜已基本達(dá)到了各方面的技術(shù)要求,并正在開(kāi)發(fā)更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

目前,國(guó)內(nèi)使用最多的可降解塑料是傳統(tǒng)的塑料用品,如包裝品、一次性用品等。目前國(guó)內(nèi)已大力實(shí)施沙漠化治理、荒山綠化、固土工程等,一次性塑料用品的用量將大大提高,這對(duì)可降解塑料的生產(chǎn)是個(gè)良好的機(jī)遇。其發(fā)展也將廣泛滲透至文具、玩具、日常用品、管道用品、醫(yī)療衛(wèi)生等方面。盡管國(guó)家意志大力推廣可降解塑料產(chǎn)品,但可降解塑料在市場(chǎng)上仍不多見(jiàn),市場(chǎng)占有率低。這主要是國(guó)內(nèi)可降解塑料技術(shù)還較不成熟,大部分成果處于推廣示范階段,許多從事可降解塑料的公司企業(yè)停產(chǎn)倒閉,大規(guī)模生產(chǎn)的階段還未到來(lái);另外國(guó)內(nèi)缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),造成有些廠家生產(chǎn)出的可降解塑料質(zhì)量不穩(wěn)定,阻礙了可降解產(chǎn)品的推廣以及新技術(shù)的開(kāi)發(fā)。除此之外,可降解塑料制品價(jià)格較傳統(tǒng)塑料高,為一些使用塑料制品的商家提供竊機(jī),也給假冒偽劣留有生存空間。

三、我國(guó)今后可降解塑料發(fā)展的方向

盡管目前可降解塑料在塑料制品中市場(chǎng)占有率不高,但因其獨(dú)特的可降解,對(duì)環(huán)境無(wú)污染或無(wú)二次污染的性能,其發(fā)展前景甚為廣闊,與此對(duì)應(yīng)的科技研究以及生產(chǎn)應(yīng)用研究仍在大力展開(kāi)。

可降解塑料主要應(yīng)用于短期以及一次性的包裝材料,如垃圾袋、購(gòu)物袋、食品包裝袋、快餐餐具、醫(yī)療衛(wèi)生用品、農(nóng)業(yè)用品等,這些領(lǐng)域以后也將是可降解塑料應(yīng)用和推廣的重點(diǎn)。

在降解塑料已取得成就的基礎(chǔ)上,究其發(fā)展趨勢(shì),一下幾個(gè)方面值得更加深入的研究和探討:用纖維素、淀粉、甲殼素、木質(zhì)素等天然高分子材料制取生物降解塑料,改良天然高分子材料的技術(shù)及產(chǎn)品功能;利用技術(shù)成熟的精細(xì)化工合成技術(shù)合成生物降解塑料,利用現(xiàn)代生物技術(shù)結(jié)合綠色及天然材料和成天然可降解材料;研究可降解塑料的微生物培養(yǎng),通過(guò)現(xiàn)有方法尋找可合成塑料的微生物,以及可降解塑料的微生物,在生物方面提高可降解塑料的生產(chǎn)性;對(duì)可降解塑料改性提高其應(yīng)用性能也將是以后值得研究的一個(gè)重要方面。

篇(3)

文章導(dǎo)讀:通過(guò)幾年的實(shí)踐,我對(duì)我縣食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題有了更加深刻的了解,同時(shí)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),堅(jiān)定了通過(guò)自身所學(xué)帶領(lǐng)家鄉(xiāng)人民科學(xué)致富的信心。下一步,為加快我縣食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、帶動(dòng)家鄉(xiāng)人民科學(xué)致富……

回鄉(xiāng)后,為全面深入了解家鄉(xiāng)食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題,我深入生產(chǎn)一線開(kāi)展實(shí)地調(diào)查,并與種植戶進(jìn)行了深入交談。經(jīng)過(guò)調(diào)查,我發(fā)現(xiàn)雖然家鄉(xiāng)食用菌產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模,但要想獲得更大的發(fā)展,仍存在一些限制因素。農(nóng)民對(duì)食用菌種植的知識(shí)了解甚少,多數(shù)采用傳統(tǒng)的種植方式,種植成本較高;雖被命名為“中國(guó)靈芝之鄉(xiāng)”,但是本地尚無(wú)自己的菌種,種植成本高,嚴(yán)重限制了本地靈芝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展;種植的食用菌品種也以低檔食用菌為主,缺乏中高檔食用菌,制約了本地食用菌產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。針對(duì)上述問(wèn)題,我開(kāi)展了一系列工作,希望為家鄉(xiāng)食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了自己的貢獻(xiàn)。

2009年8月,我和家人一起成立了安徽健達(dá)生物科技有限公司,公司以北冬蟲(chóng)夏草、靈芝生產(chǎn)為主線,輔以中高檔食用菌,主要從事珍稀食用菌和藥用菌的研究和生產(chǎn)。先后投資近百萬(wàn)元構(gòu)建了微生物實(shí)驗(yàn)室,該實(shí)驗(yàn)室能夠進(jìn)行食用菌菌種分離、純化、篩選、保存、擴(kuò)繁,以及優(yōu)化食用菌的生產(chǎn)工藝,為實(shí)現(xiàn)本縣食用菌菌種自主化、提高經(jīng)濟(jì)效益提供了技術(shù)平臺(tái),公司也因此被納為“全國(guó)農(nóng)業(yè)科技試驗(yàn)示范基地”。利用該平臺(tái),結(jié)合菌種限制我縣靈芝產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,2012年,我們成功分離純化獲得了幾十株靈芝菌種,通過(guò)不斷優(yōu)化、篩選,獲得了幾株高產(chǎn)、適合本縣種植的菌種,經(jīng)實(shí)驗(yàn),這些菌種品質(zhì)優(yōu)良。下一步,我們將在全縣范圍內(nèi)大面積推廣高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)菌種,有望解決我縣靈芝產(chǎn)業(yè)菌種長(zhǎng)期依賴外地引進(jìn)的問(wèn)題,為我縣靈芝產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展提供保障。公司自成立起得到了中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)蔡祝南教授、張國(guó)珍教授等多名專家的悉心指導(dǎo),并與多家高等研究院所建立了長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系,擁有雄厚的科技實(shí)力。利用現(xiàn)代生物技術(shù),公司成功培育出高品質(zhì)的北冬蟲(chóng)夏草子實(shí)體,并與北京金貝爾生物工程研究所聯(lián)合開(kāi)發(fā)出包括蟲(chóng)草子實(shí)體禮盒、蟲(chóng)草茶、蟲(chóng)草子實(shí)體膠囊等系列蟲(chóng)草產(chǎn)品。這些產(chǎn)品一經(jīng)推向市場(chǎng),得到了廣大消費(fèi)者的一致好評(píng),為公司帶來(lái)了豐厚的利潤(rùn),先后獲得“安徽省高新技術(shù)產(chǎn)品”、“宣城市旅游產(chǎn)品”等榮譽(yù)稱號(hào),通過(guò)一年多的發(fā)展,目前公司年總產(chǎn)值可達(dá)到300萬(wàn)元。

篇(4)

Abstract: This paper aims to discuss how to base the principles of urban ecology as a guide, proper disposal of the relationship between settlements and cities construction and the environment in the construction of settlements during the ecological process.

關(guān)鍵詞:生態(tài)住區(qū);城市;環(huán)境

Key words: ecological residential area;urban;environment

中圖分類號(hào):TU20文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)24-0094-01

1生態(tài)住區(qū)的相關(guān)理論

目前,對(duì)于生態(tài)住區(qū)及其相關(guān)理論的研究較多,不同的學(xué)者對(duì)生態(tài)住區(qū)的定義是不一樣的,如中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院生態(tài)研究所認(rèn)為:生態(tài)住區(qū)是指符合生態(tài)學(xué)原理,社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然協(xié)調(diào)發(fā)展,物質(zhì)、能量、信息高效利用,生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的人類聚居區(qū)。但學(xué)者們一致認(rèn)為:生態(tài)住區(qū)應(yīng)該達(dá)到節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)約資源、節(jié)省材料、太陽(yáng)能運(yùn)用、無(wú)害化、減少?gòu)U棄物、注重材料、能量和資源的重復(fù)利用和循環(huán)利用等。

城市生態(tài)住區(qū)是生態(tài)城市的基本功能單元之一,它體現(xiàn)城市居民的生活方式、生活質(zhì)量、人口素質(zhì)、生態(tài)知識(shí)及生態(tài)參與,強(qiáng)調(diào)人、生物和環(huán)境的共同行動(dòng)或活動(dòng)。

城市生態(tài)住區(qū)應(yīng)具有的特征:①要有良好的自然生態(tài)系統(tǒng),較低的環(huán)境污染、完善的自然資源可循環(huán)利用體系。②要具備合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)布局,要有節(jié)約資源和能源的生產(chǎn)方式,要有低投入、高產(chǎn)出、低污染、高循環(huán)、高效率運(yùn)行的生產(chǎn)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。③要有良好的環(huán)保意識(shí)并積極主動(dòng)參與各種環(huán)保工作,提倡節(jié)約資源和能源的消費(fèi)方式。④在管理方面,要有健全的法律法規(guī),包括環(huán)保、環(huán)衛(wèi)、節(jié)約資源和能源以及物資回收利用方面的法律法規(guī),并有相應(yīng)的、有效的行政執(zhí)法制度。

2國(guó)內(nèi)外城市生態(tài)住區(qū)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外城市生態(tài)住區(qū)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1.1 太陽(yáng)能利用。歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家生態(tài)住區(qū)中一個(gè)顯著的特點(diǎn)就是普遍重視利用太陽(yáng)能來(lái)解決住宅能源問(wèn)題。以德國(guó)為例,許多生態(tài)住區(qū)所使用的能源中有50 %以上為清潔能源,主要是太陽(yáng)能.在德國(guó)的住宅建設(shè)中大面積采用了太陽(yáng)能光電板,太陽(yáng)能光電裝置產(chǎn)生的電力不僅可以自給,而且多余部分可以送到城市電網(wǎng)上去。

2.1.2 建筑節(jié)能。住宅節(jié)能是歐洲各國(guó)生態(tài)住區(qū)建設(shè)中的重點(diǎn)課題,住宅能耗占總能耗中約20%~25%的比例。歐洲各國(guó)都十分重視提高住宅的熱工性能,減少熱損失。為了達(dá)到節(jié)能要求,生態(tài)住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中從建筑朝向、外墻面積、墻體熱工性能、窗戶密閉性能、南向窗戶面積大小等方面都會(huì)作認(rèn)真細(xì)致的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。

2.1.3 水資源的循環(huán)利用。盡管歐洲許多城市的水資源并不缺乏,但節(jié)約用水仍是所有生態(tài)住區(qū)的共同要求.德國(guó)、英國(guó)等國(guó)生態(tài)住區(qū)中都設(shè)有完善的雨水收集設(shè)施。

2.1.4 屋頂植被與自然綠化。住宅建設(shè)中必須償還一定面積的綠化。可以是政府主導(dǎo),也可以是建設(shè)者根據(jù)規(guī)定的要求,進(jìn)行立體綠化.在生態(tài)住區(qū),采用的重要技術(shù)措施之一就是實(shí)現(xiàn)屋頂綠化,屋頂綠化夏天可以吸熱防曬,種植層在冬天又可起一定的保溫作用.在德國(guó)生態(tài)住區(qū)中,屋頂上長(zhǎng)滿各種綠草已成為一個(gè)特殊景觀.住宅區(qū)的綠化,質(zhì)樸自然,沒(méi)有國(guó)內(nèi)住區(qū)中常見(jiàn)的大量人工雕鑿的綠化,也很少有大面積鋪砌的廣場(chǎng)、噴水池。

2.1.5 建筑材料綠色化、建筑技術(shù)集成化。歐洲許多國(guó)家鼓勵(lì)使用木制品,木材作為生態(tài)性建材,在住宅建設(shè)中得到普遍使用,許多住宅采用木制品作骨架,墻體和建筑配件。

生態(tài)住宅區(qū)在建造過(guò)程中,大量采用集成配套技術(shù),如復(fù)合墻體保溫技術(shù)、屋面保溫技術(shù)、太陽(yáng)能裝置技術(shù)、屋頂植被技術(shù)、滲水池修建技術(shù)等。

2.2 國(guó)內(nèi)城市生態(tài)住區(qū)的發(fā)展現(xiàn)狀①住區(qū)綠化工作做得普遍較好。但真正的生態(tài)住區(qū)絕不是簡(jiǎn)單的等同于景觀設(shè)計(jì)中的“綠地”加“水系”,而應(yīng)是體現(xiàn)在人與自然環(huán)境和諧相處的問(wèn)題。②住區(qū)物業(yè)的智能自動(dòng)化管理程度較高。目前,信息時(shí)代的科技已使人類的生活發(fā)生很多變革,人們已可以足不出戶,就能享受信息技術(shù)發(fā)展帶來(lái)的先進(jìn)成果。③住區(qū)景觀環(huán)境水平提高得很快,但是住區(qū)的節(jié)能與環(huán)保水平卻與國(guó)外相差甚遠(yuǎn).在能源利用方面,已建成的生態(tài)住區(qū)主要還是利用從外界輸入的能源:電能和天然氣等,維持住區(qū)的正常運(yùn)轉(zhuǎn).對(duì)于新能源的利用,只是停留在表面,利用率比較低。

3城市生態(tài)住區(qū)的發(fā)展趨勢(shì)

首先,住區(qū)的選址要考慮到居民的健康需求,包括生理上的和心理上的。應(yīng)用生態(tài)學(xué)基本原理規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)居住區(qū),并與所在區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展能力相適應(yīng)。

在布局上,為了維持居住社區(qū)的穩(wěn)定,住宅形式趨向多樣化.要改變通常的條形住宅和兵營(yíng)式的布局,結(jié)合自然環(huán)境,從層數(shù)、體量、造型、曲直、朝向、排列組合等方面著手,創(chuàng)造多樣的住宅布局,形成有豐富層次的空間。

要盡量減少并高效利用如水、煤、電等不可再生資源,要充分利用如太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮堋⑸锬艿仍偕茉匆约皬U棄物轉(zhuǎn)換能源,如沼氣等的回收利用。對(duì)住宅進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。采用新能源和綠色能源,比如:太陽(yáng)能、生物能及地域開(kāi)發(fā)能源,建立雨水收集系統(tǒng)和中水回收系統(tǒng),形成對(duì)水資源的多級(jí)使用、循環(huán)使用。提高水的回收利用率,中水系統(tǒng)納入景觀水系統(tǒng),住宅區(qū)的供水設(shè)施及用水器具采用節(jié)水、節(jié)能型。水資源緊缺和能源緊張是全球面臨的共同問(wèn)題,特別是對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)人口眾多的發(fā)展中大國(guó)來(lái)說(shuō),尤其嚴(yán)重。因此,在住區(qū)運(yùn)行中提倡4R原則,4R即:減少使用(Reduce)、回收使用(Recover)、重復(fù)使用(Reuse)和循環(huán)使用(Recycle)。

4結(jié)語(yǔ)

生態(tài)不僅僅科學(xué)概念,更是一種人文理念。城市生態(tài)住區(qū)是一項(xiàng)前瞻性的研究課題,雖然古今中外不少設(shè)計(jì)師都在這方面作了大量的研究,但是目前還很沒(méi)有在理念上達(dá)到理想狀態(tài)的城市生態(tài)住區(qū)。這正說(shuō)明了城市生態(tài)住區(qū)建設(shè)的艱巨性,它需要我們進(jìn)行長(zhǎng)期的努力,不斷總結(jié)、不斷探索,努力實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生的目標(biāo),為人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。相信隨著社會(huì)的發(fā)展,我們身邊會(huì)逐步建設(shè)出真正體現(xiàn)生態(tài)學(xué)原理的城市住區(qū),實(shí)現(xiàn)人類生態(tài)化居住的美好愿望。

參考文獻(xiàn):

[1]曹湊貴.生態(tài)學(xué)概論[M].北京:高等教育出版社,2004.

篇(5)

一、 農(nóng)業(yè)廢棄物的定義

農(nóng)業(yè)廢棄物是一種特殊形式的農(nóng)業(yè)資源,具體指農(nóng)業(yè)資源利用過(guò)程中產(chǎn)生的物質(zhì)能量流失和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和再生產(chǎn)中資源投入與產(chǎn)出在能量和物質(zhì)的差額。

二、農(nóng)業(yè)廢棄物處理與資源化利用的發(fā)展現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)廢棄物的產(chǎn)生主要有四種來(lái)源,分別為植物性來(lái)源、動(dòng)物性來(lái)源、農(nóng)副產(chǎn)品加工性來(lái)源和農(nóng)村城鎮(zhèn)生活性來(lái)源,這些廢棄物的來(lái)源伴隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展而出現(xiàn)。總的來(lái)說(shuō),我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物處理與資源化利用的發(fā)展仍存在著許多問(wèn)題,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:一是農(nóng)業(yè)廢棄物的來(lái)源較廣且分散,產(chǎn)生的廢棄物數(shù)量越來(lái)越多,在對(duì)其進(jìn)行處理時(shí)未能做到實(shí)際有效;二是處理眾多農(nóng)業(yè)廢棄物的技術(shù)水平較為低下,只進(jìn)行了較為粗放的資源化利用;三是缺乏相應(yīng)的政策支持和配套基礎(chǔ)設(shè)施,制約了農(nóng)業(yè)廢棄物的處理與資源化利用。

三、農(nóng)業(yè)廢棄物處理與資源化利用的主要途徑

鑒于農(nóng)業(yè)廢棄物處理與資源化利用的重要意義,我們可以從這些農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)生的來(lái)源與發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā),探討出具體的處理與資源化利用途徑,主要包括以下幾個(gè)方面:

1.深化對(duì)現(xiàn)有農(nóng)業(yè)廢棄物的資源利用,通過(guò)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)將廢棄物作用到農(nóng)業(yè)上來(lái)。

(1)制作肥料 .

1)堆肥。利用微生物在一定溫度、濕度、pH值條件下,使畜禽糞便和秸稈等農(nóng)業(yè)有機(jī)廢物發(fā)生生物化學(xué)降解,形成一種類似腐殖質(zhì)土壤的物質(zhì),可作肥料和改良土壤。根據(jù)處理過(guò)程中微生物對(duì)氧氣要求的不同,培肥化可分為好氧堆肥化和厭氧堆肥化。

2)液體肥料。農(nóng)業(yè)廢棄物(廢渣、雜草、廢菜葉、瓜果皮等)做成堆肥后,其液體汁液經(jīng)安全處理后可制成液體肥料。

3)有機(jī)生物肥。堆肥處理后,沼氣池中的固體殘?jiān)?jīng)處理后可制成有機(jī)肥。

4) 有機(jī)復(fù)合肥。將高溫堆肥產(chǎn)品經(jīng)殺滅病原菌、蟲(chóng)卵和雜草種子等無(wú)害化處理和穩(wěn)定化處理后,配以一定比例的無(wú)機(jī)氮、磷、鉀復(fù)合造粒,加入功能微生物而形成的一種融有機(jī)、無(wú)機(jī)肥及功能微生物于一體的“三合一”肥料。

(2)生產(chǎn)飼料

1)氨化飼料。利用堿尿素等含氨的物質(zhì)經(jīng)過(guò)與秸稈混合發(fā)生變化,使秸稈中的纖維素、木質(zhì)素細(xì)胞壁膨脹疏松,便于牲畜消化吸收。

2)青儲(chǔ)飼料。能有效保持作物莖桿的青綠狀態(tài),提高適口性。

3) 生化蛋白飼料。利用微生物培養(yǎng)基、酵母真菌、氨基酸、酶制劑等生物和礦物質(zhì)使作物飼料轉(zhuǎn)化成蛋白飼料,比普通飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高。

4)糖化飼料。人工造就近似于牛前胃的生理環(huán)境,通過(guò)有益微生物發(fā)酵使秸稈的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等成分轉(zhuǎn)化為糖類,增加粗蛋白7%~13%、18種氨基酸4%~8%及各種維生素,從而使低能的廢棄物轉(zhuǎn)化為高能的廉價(jià)的“細(xì)菌飼料”。

5) 堿化飼料。在一定濃度的堿液(通常占干物質(zhì)的3% ~5%)的作用下,打破秸稈粗纖維中纖維素、半纖維素、木質(zhì)素之間的醚鍵或酯鍵,并溶去大部分木質(zhì)素和矽酸鹽,撕斷維生素與木質(zhì)素的復(fù)合物,從而提高粗飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,使不消化的木?|素變?yōu)橐紫牧u基木質(zhì)素,利于動(dòng)物吸收。

(3)生產(chǎn)工業(yè)及醫(yī)藥原料

1) 有機(jī)產(chǎn)品。生產(chǎn)木糖、木糖醇、淀粉,制乙醇、糠醛,提取煙堿及中藥原料。

2) 輕型建材??芍谱骶幙椢锖脱b飾品及其他。如麥秸可編成涼席涼帽;高粱稈可制成門簾和窗簾;稻草和其他秸稈可廣泛用于造紙、人造板、復(fù)合墻板等

3) 可降解的包裝材料。用農(nóng)作物秸稈制作的方便碗和快餐盒有易分解、易腐爛的優(yōu)點(diǎn),不僅減少了白色污染,還減少了木料的消耗,利于保護(hù)環(huán)境。

4) 食品防腐劑和空氣清新劑。如竹葉可制防腐劑,有些水果殘?jiān)芍瞥煽諝馇逍聞?/p>

5) 藥物。如芹菜和黃瓜根可制成中藥,薯秧根可作飼料、制糖稀或釀酒。副食品如果皮可制飴糖、酒精或氨基酸,過(guò)熟的水果可制成果醬、甜點(diǎn)心、冰淇淋、飲料和果味面包等。

6) 生產(chǎn)食用菌。平均1kg食用菌(平菇、香菇、金針菇等)可消耗秸稈1kg左右,菌渣還可還田作有機(jī)肥料。

7) 其他。農(nóng)業(yè)廢棄物還可用來(lái)制造生物油、生物柴油、生物塑料、生物洗滌劑、汽車構(gòu)件和特殊紙類等。

2.建立一套完整的農(nóng)業(yè)廢棄物處理與資源化利用的政策法規(guī),提高全民對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的意識(shí)。

3.加大對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物處理與資源化利用的技術(shù)支持和資金支持,完善相應(yīng)的基礎(chǔ)配套設(shè)施。面對(duì)農(nóng)村對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物處理技術(shù)較為低下和落后的現(xiàn)狀,必須要從技術(shù)上予以支持,從資金上予以幫助。

篇(6)

關(guān)鍵詞:食品安全;快速檢測(cè)技術(shù);應(yīng)用;發(fā)展現(xiàn)狀

食物是人們生存發(fā)展的基礎(chǔ),對(duì)食品安全的重視是十分有必要。要想保證我國(guó)食品安全生產(chǎn),保證人們健康飲食,就要加大對(duì)食品安全生產(chǎn)的監(jiān)督和檢測(cè),重視食品銷售、生產(chǎn)和加工等各個(gè)途徑的安全檢查。那么如何才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)食品生產(chǎn)或者是加工過(guò)程中的食品安全問(wèn)題,這需要人們找到一種具有高強(qiáng)度的準(zhǔn)確性、高效性的食品檢測(cè)技術(shù)。隨著現(xiàn)代科學(xué)不斷深入研究,我國(guó)在食品生產(chǎn)和食品加工方面生物檢測(cè)技術(shù)也在不斷發(fā)展,這種高質(zhì)量、高效率的檢測(cè)技術(shù)得到很多人喜愛(ài),不同食品生產(chǎn)加工中得到廣泛應(yīng)用。

1食品安全快速檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用分析

1.1生物傳感器法

人們身體健康和食用食物很大關(guān)系,病從口入就說(shuō)明不健康的食物會(huì)給人們帶來(lái)疾病和災(zāi)害。這主要是因?yàn)槭澄锉患?xì)菌污染,人們也就很容易感染上疾病。比如瘋牛病和禽流感等都是食物攜帶病毒,給人們生活帶來(lái)很大影響。我國(guó)傳統(tǒng)的食品檢測(cè)技術(shù)主要是物理化學(xué)方面的感官檢測(cè)或生物檢測(cè),存在很多問(wèn)題。檢測(cè)效率和檢測(cè)精確定都很差。就生物檢測(cè)技術(shù)來(lái)說(shuō),檢測(cè)所需要細(xì)菌很多,因此,需要在檢測(cè)前培養(yǎng)細(xì)菌,這就浪費(fèi)一定時(shí)間,然后等將近一周左右時(shí)間,檢測(cè)結(jié)果才能出來(lái)。但是這段時(shí)間內(nèi)可能已經(jīng)發(fā)生災(zāi)情[1]。因此,高效食品檢測(cè)技術(shù)很有必要。新型食品檢測(cè)技術(shù),有一種新型生物傳感器。主要是采用納米技術(shù)對(duì)病菌開(kāi)展檢測(cè),檢測(cè)效率高,并且檢測(cè)準(zhǔn)確性高,可以利用和開(kāi)發(fā)的空間很大。檢測(cè)食品時(shí),通過(guò)觀察傳感器上的生物化學(xué)反應(yīng),判斷食物中是否含有沙門氏菌。

1.2化學(xué)試紙比色法

[2]化學(xué)比色分析法是現(xiàn)代食品安全檢測(cè)的快速檢測(cè)技術(shù)之一。這種方式通過(guò)對(duì)食品中主要分析相應(yīng)化學(xué)成分,然后將需要檢測(cè)食品采用化學(xué)反應(yīng)方式做顯色實(shí)驗(yàn),將顏色和正常標(biāo)準(zhǔn)顏色分析比較,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。除此之外,關(guān)于微生物檢測(cè)紙片歷史起源很早,可以準(zhǔn)確檢葡萄球菌、菌落總數(shù)、霉菌、大腸菌群以及沙門菌等測(cè)。比如在大腸菌群的試紙檢測(cè)餐具表面時(shí),檢測(cè)效果很好,同時(shí)這種方式還可以節(jié)省時(shí)間和材料。綜上所述,食品安全監(jiān)測(cè)積極使用化學(xué)比色法可以提高檢測(cè)效果的精確性,提高檢測(cè)的靈敏度。同樣這種方式操作簡(jiǎn)單,結(jié)果清晰。不斷的研究和完善,這種方式方法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確性和敏感性的進(jìn)一步提升。

1.3酶抑制分析法

[3]酶抑制法在食品安全檢測(cè)中經(jīng)常用到,這種方式相對(duì)其他檢測(cè)方式而言成本低、檢測(cè)效果好和準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)。這種檢測(cè)方式和范圍的應(yīng)用也很廣泛。雖然如此,也同樣存在一些問(wèn)題。比如,在檢測(cè)過(guò)程中,一些農(nóng)藥殘留導(dǎo)致蔬菜檢測(cè)會(huì)出現(xiàn)假陽(yáng)性現(xiàn)象,影響檢測(cè)結(jié)果,給農(nóng)產(chǎn)品安全檢測(cè)帶來(lái)難度。

2食品安全快速檢測(cè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析

2.1檢驗(yàn)非食用物質(zhì)技術(shù)的發(fā)展分析

隨著國(guó)家在非食用物質(zhì)方面法律體系不斷完善,我國(guó)在不正當(dāng)食品生產(chǎn)和加工方面打擊力度很大,必須重視各個(gè)生產(chǎn)廠家非食用物質(zhì)生產(chǎn)添加問(wèn)題,堅(jiān)決打擊行為,同時(shí)通過(guò)建立完善各種檢測(cè)技術(shù),實(shí)現(xiàn)檢測(cè)手段和方式的提升,保證人們飲食安全[4]。

2.2檢測(cè)農(nóng)藥殘留法的發(fā)展分析

隨著檢測(cè)技術(shù)的提升,對(duì)食品生產(chǎn)和加工方面的監(jiān)督逐漸加大,促使我國(guó)在食品農(nóng)藥方面的檢測(cè)技術(shù)的提升,降低農(nóng)藥在食品中的存留,提高檢測(cè)技術(shù)的敏感度。同時(shí)需要加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)時(shí)間和檢測(cè)精確性的研究。

2.3檢測(cè)獸藥殘留的措施發(fā)展分析

通過(guò)不斷研究發(fā)現(xiàn),我國(guó)在獸藥檢測(cè)方面有了很大突破。檢測(cè)殘留的儀器和相關(guān)措施的效有所提升,相關(guān)藥物檢測(cè)主要是有以下幾種。阿維菌類、β-內(nèi)酰胺類、四環(huán)素類、β-興奮劑、氨基糖苷類、氨基硫脲類以及喹喏酮類等[5]。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述,食品安全一直影響著人們健康和生命安全,必須保證監(jiān)督管理力度,提高檢測(cè)技術(shù),運(yùn)用多種檢測(cè)技術(shù),不斷提高檢測(cè)效率,實(shí)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果精確性提升,保證人們食用放心,保證社會(huì)穩(wěn)定。

作者:呂琳 劉天 單位:營(yíng)口市食品安全檢驗(yàn)檢測(cè)中心

參考文獻(xiàn)

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[2]王偉華,韓占江,魏新軍,等.酶聯(lián)免疫吸附法在磺胺類藥物殘留檢測(cè)中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,34(6):1101-1101.

[3]方邢有,高志賢.膠體金免疫層析法檢測(cè)罌粟堿的研究[J].分析試驗(yàn)室,2005,24(12):1-4.

篇(7)

關(guān)鍵詞:納米;電子技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展

進(jìn)入第二十一世紀(jì)以來(lái),專家們認(rèn)識(shí)到,納米技術(shù)將作為科學(xué)技術(shù)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),為納米技術(shù)的深入研究,納米電子技術(shù)可能帶來(lái)革命性的突破,新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。納米電子元件的速率非常高,可用于高度集成的器件,且能耗低,具有一定的節(jié)能效果,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于信息技術(shù)領(lǐng)域,已成為信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)。目前,納米電子技術(shù)的研究還不夠深入,應(yīng)用還不夠,但納米電子技術(shù)具有很強(qiáng)的應(yīng)用潛力和較強(qiáng)的應(yīng)用前景。目前,對(duì)納米電子技術(shù)產(chǎn)品的研究主要包括納米電子器件和納米電子材料,這些產(chǎn)品不僅功能齊全,而且性能良好。

1 納米電子技術(shù)產(chǎn)生的概述

1.1 納米技術(shù)產(chǎn)生的背景

1.1.1 微電子技術(shù)遇到挑戰(zhàn)

20世紀(jì)有很多重大的發(fā)明,電子器件是其中對(duì)我們生活和工作最具有深遠(yuǎn)影響的發(fā)明之一。集成電路芯片的發(fā)展基木上遵循了摩爾定律,即每隔3年集成度增加4倍,特征尺寸縮小2倍微電子產(chǎn)業(yè)已沿著摩爾軌道運(yùn)行了30余年。

21世紀(jì)微電子技術(shù)仍在快速發(fā)展,但是它遇到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。隨著電子元件尺寸的不斷縮小,集成電路的集成度也要求越來(lái)越高,在未來(lái)若干年如何制造出具有更低功率消耗、更低成木、更小尺寸及更穩(wěn)定更好性能的半導(dǎo)體芯片就成了擺在我們而前的當(dāng)務(wù)之急。

1.1.2 納米電子技術(shù)的產(chǎn)生

為了能夠產(chǎn)生較低的功耗,降低到木材,更小的尺寸和更穩(wěn)定的半導(dǎo)體芯片的電子器件的性能更好的納米器件和納米電子技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。它解決了微電子技術(shù)的問(wèn)題:納米電子器件不僅是微電子器件的尺寸進(jìn)一步減小,更重要的是他們的工作將取決于器件的量子特性,所以他們也被稱為量子器件。它主要是通過(guò)對(duì)電子波相位的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)一定的功能,因此,量子器件具有較高的響應(yīng)速度和較低的功耗,將從根本上解決日益嚴(yán)重的功耗問(wèn)題。

1.2 納米電子技術(shù)的定義

納米電子技術(shù)是一種新的科學(xué)技術(shù),作為現(xiàn)代物理學(xué)和先進(jìn)工程技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,是基礎(chǔ)研究和應(yīng)用的產(chǎn)物,是納米技術(shù)和電子技術(shù)的產(chǎn)物,其最終目的是實(shí)現(xiàn)人類可以根據(jù)自己的意志來(lái)進(jìn)行單原子操縱,納米電子產(chǎn)品包括納米電子器件和電子材料。

2 納米電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 納米電子材料的應(yīng)用

目前大多數(shù)納米材料包括:納米硅薄膜、納米硅材料以及納米半導(dǎo)體材料。其中,納米硅材料最具有技術(shù)優(yōu)勢(shì),非常符合新世紀(jì)人類對(duì)電子技術(shù)的發(fā)展需求。硅電子材料的技術(shù)相較于其他材料的優(yōu)勢(shì)在于:

1.能耗低、準(zhǔn)確可靠、運(yùn)行時(shí)間較短、不易受外界的環(huán)境影響。

2.得益于科技的保證和不斷地開(kāi)發(fā)研究應(yīng)用,使得其成本價(jià)錢有所降低。

3.由于其短距離的分子間距,使得硅電子材料在運(yùn)行過(guò)程中,反應(yīng)速度很快,這就從另一方面降低了材料能耗,提高工作效率。

2.2 納米電子元件的應(yīng)用

納米電子元件問(wèn)世之前,電子元件經(jīng)過(guò)了集成元件、超大規(guī)模集成元件兩個(gè)發(fā)展歷程,因此,納米電子元件是在“兩位前輩”的發(fā)展基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的。

隨著集成規(guī)模的不斷擴(kuò)大,電子元件的尺寸卻要越做越小,要達(dá)到納米尺寸的范圍(0.1-100nm),例如剛剛面試的單電子晶體管,它的一個(gè)電子信號(hào)就代表了一位信息的數(shù)據(jù),意思就是晶體管的尺寸要小到極致,從而顛覆了現(xiàn)代電子技術(shù)的高集成、高速度下,一定要高能耗的格局。

2.3 納米電子技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代科學(xué)

納米電子技術(shù)的發(fā)展有助于細(xì)微部位的研究,而這些細(xì)微之處通過(guò)普通顯微

鏡是無(wú)法做到的,納米電子技術(shù)的應(yīng)用還能有助于納米傳感器的發(fā)明,通過(guò)納米傳感器可以觀察到生化反應(yīng)的各種不同的化學(xué)信息以及電化學(xué)信息。

納米電子學(xué)作為新技術(shù)交叉口的生物醫(yī)學(xué)和電子技術(shù),具有極大的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值,其研究潛力是無(wú)限的。結(jié)合生物醫(yī)學(xué)電子作為生物醫(yī)學(xué)和電子的兩大主題,在生物醫(yī)學(xué)電子設(shè)備的集成和小型化方向的研究有很大的發(fā)展空間,本研究主要是基于微電子器件的發(fā)展,當(dāng)器件的規(guī)模發(fā)展到原子或分子水平的大小,人們對(duì)于微小生物的研究將進(jìn)入一個(gè)前所未有的新階段。

3 納米電子技術(shù)的未來(lái)展望

3.1 新型電子元器件

電子元器件技術(shù)將會(huì)在未來(lái)10至20年飛速發(fā)展,而市場(chǎng)對(duì)新型的電子元器件在不斷提出要求,電子元器件技術(shù)將需要不斷適應(yīng)市場(chǎng)的要求,走向?qū)嵱眯?。單電子器件、共振隧穿電子器件、納米場(chǎng)效應(yīng)晶體管、納米尺度MOS器件、分子電子器件、自旋量子器件、單原子開(kāi)關(guān)等新型信息器件的研究將不斷取得突破,促使納米電子技術(shù)向著延續(xù)、擴(kuò)展摩爾定律和超越CMOS的方向發(fā)展,大規(guī)模納米集成電路將初步實(shí)現(xiàn),對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算機(jī)發(fā)展等產(chǎn)生重大影響。

3.2 石墨烯

石墨烯是質(zhì)地堅(jiān)硬且非常薄的一種納米材料,它在常溫下傳遞電子的速度,比一般導(dǎo)體都快。正是由于它具有這樣的特點(diǎn),對(duì)石墨烯的研究與開(kāi)發(fā)更具意義。大家都知道,電子和原子碰撞會(huì)產(chǎn)生能量,這就是一般的導(dǎo)體釋放能量的方式。但同時(shí)我們可以看到,這樣釋放能量的方式也是能量的浪費(fèi)??墒┎煌谝话愕膶?dǎo)體,它具有異常的特性,使得能量不會(huì)在碰撞中耗損。據(jù)專家預(yù)計(jì),2020年左右將研制成功性能優(yōu)異的石墨烯材料和晶體管,并解決其互連和集成等技術(shù)問(wèn)題;2030年左右可研制成功石墨烯系統(tǒng)芯片,并形成規(guī)?;a(chǎn)。這將使碳基COMS取代長(zhǎng)期占據(jù)集成電路主導(dǎo)地位的硅基CMOS,引發(fā)集成電路領(lǐng)域發(fā)生革命性的變化。

3.3 碳納米管

碳納米管是一種一維的納米材料,整體重量輕和完美的六邊形構(gòu)成是它的特點(diǎn),由于它具有這樣的特點(diǎn)也導(dǎo)致了它異于一般導(dǎo)體優(yōu)勢(shì):良好的力學(xué)性能(金剛石的強(qiáng)度卻又有極大的柔韌度);良好的導(dǎo)電性能;良好的傳熱性能;良好的光學(xué)性能和儲(chǔ)氫性能。碳納米管在納米電子方面有著非常重要的用途,是場(chǎng)效應(yīng)晶體管和單電子器件的一種具有發(fā)展前途的重要材料,以實(shí)現(xiàn)集成電路高速且耗能低的目標(biāo)。

3.4 憶阻器

憶阻器顧名思義就是記憶電阻器,是繼電阻器、電容器、電感元件之后的第四種電子元件。憶阻器是一種基于模擬信號(hào)的非線性動(dòng)態(tài)納米元件,可以構(gòu)成交叉開(kāi)關(guān),且其材料可以與CMOS工藝兼容。憶阻器體積小、功率低、不受輻射影響,特別是用憶阻器實(shí)現(xiàn)的器件可兼有運(yùn)算和存儲(chǔ)功能,被認(rèn)為是替代硅芯片、延續(xù)摩爾定律的有力競(jìng)爭(zhēng)者。

4 總結(jié)

納米電子技術(shù)取得了飛速的發(fā)展,其影響力是深遠(yuǎn)的,所以在這個(gè)特殊的階段,我們需要抓住這個(gè)好機(jī)會(huì),集中優(yōu)勢(shì)力量,加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究,在納米電子學(xué)、前沿捕捉納米電子技術(shù),我國(guó)的信息技術(shù)得到了更新和升級(jí),加快了發(fā)展步伐。

面對(duì)上述的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)前景,我們可以看到,它是一種具有巨大潛力、應(yīng)用廣泛、產(chǎn)品性能優(yōu)良、符合人類未來(lái)需求的科學(xué)技術(shù)。如果它能應(yīng)用于其他科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,將促進(jìn)我國(guó)新一代信息技術(shù)的飛速發(fā)展。

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