納米技術總結精選(九篇)

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第1篇：納米技術總結范文

關鍵詞：功能性紡織品 納米技術開發 應用 研究

前言

傳統的紡織企業被發達國家逐漸淘汰，目前，先進的科學技術已經替代了傳統紡織企業。納米技術、生物技術、信息技術等新型的技術在紡織品制造中應用，能夠有效的完善紡織品的功能。其中基于納米技術下的紡織品的市場需求量逐漸增加。如，納米領跑、納米羊絨衫、納米保暖內衣等產品市場前景光明，為了拓展的紡織品市場，需要深入的研究納米技術應用。

一、功能性紡織品加工方法與發展思路

（一）功能性紡織品加工方法

功能性紡織品加工的方法比較多，常見的方法有以下幾種：第一，基于新的原料仿制功能性纖維。該種方法中所提到的新材料是指蝦、蟹、昆蟲殼中所提煉出來的纖維。此外還有自然界中的竹炭纖維、竹原纖維；第二，對紡織品的化學改性處理，該種方法是在原始的材料基礎上應用化學材料進行材料的性質改變，最終使得紡織品原液中的摻入功能劑；第三，應用新型的紡絲技術，該種技術下所生產出來的紡絲比較柔軟，并且表面上的纖維功能被優化；第四，基于后整理的纖維織物功能優化，應用功能性整理劑對紡織品進行后整理的方式，能夠賦予紡織品新的功能。

（二）功能性紡織品發展思路

功能性紡織品的產生，以人們的生活需求，社會的發展需求為核心，在未來，其發展道路更加的寬廣。在發展功能性紡織品環節中，首先需要強化基礎科學研究，其次，關注多學科、多領域以及相應產業鏈之間的合作與發展。第三，大力發展功能性紡織品市場。

二、納米技術在功能性紡織品加工中的應用

（一）仿荷葉效應防水材料

荷葉上的水珠不會浸濕荷葉，會聚積成為水珠，這樣的自然現象說明荷葉具有較好的防水性，該種現象對于功能性紡織材料的設計提供了新的思路。防水紡織品在人們的生活中應用廣泛，因此對于防水材料的研究比較關鍵。在電子顯微鏡下，蓮葉表面上覆蓋著無數尺寸約為10個Um的凸起包，并且在每個小凸起包上又布滿直徑約為的幾百nm的絨毛。基于荷葉表面的結構特征，使得其具備了較強的防水性能，該種結構為較為特殊的納米結構，研究人員在此基礎上研發出仿荷葉結構納米防水布。該種防水布借助其表面上凹凸不平的結構，能夠實現疏水疏油。

（二）仿“孔雀羽毛”結構的生色纖維

孔雀的羽毛色澤艷麗、美觀，將納米技術應用到功能性的紡織品加工中，通過分析孔雀時羽毛結構生色，總結出這樣結論：動物羽毛中的蛋白質晶體纖維會在自然光的照射下發生干涉，并且使得羽毛產生絢爛多彩的視覺色彩。為了借助納米技術仿造孔雀羽毛材料，采取對孔雀羽毛結構進行觀察的方式，了解其蛋白纖維的結構特征。在研究中發現孔雀羽毛的蛋白纖維、二維光子晶體結構產生過程比較特殊，是在積聚狀態下產生。在功能性紡織品研發中，應用納米技術，需要解決將nm單位的纖維設置在陽光折射率不同的尼龍材料中。該問題比較關鍵，需要在實際研究中，對重疊厚度設定中按照nm單位進行控制，那么，在這樣的設計下，就能夠制造出能夠發出紅、綠、藍、紫等四種顏色的紡織材料。該種材料與傳統的紡織材料相比，其實際的辨識度比較高，提升了紡織品的裝飾性。

（三）仿“小鳥絨毛”的中空纖維

鳥類的羽絨質軟，并且保暖性能較強，在羽絨服等御寒服裝中常見，但是該種羽絨材質造價比較高，因此，在紡織行業中運用納米技術研發出與小烏羽絨功能相似的中空纖維材料。該種纖維材料的產生為―種人工合成纖維，能夠有效的替代羽絨纖維材料，目前，該種材料已經成為了功能性紡織品中較為重點的材料。在絨毛纖維仿造中，借助虎皮鸚鵡的絨毛纖維特征進行生產，在研究中，通過虎皮鸚鵡絨毛纖維的電鏡照片，能夠發現絨毛細長，并且包含棱錐狀的附節。基于該種結構材料在實際應用，具有較好的方向性。在功能性紡織品生產中，借助膠原蛋白和靜電紡絲技術，能夠研制出一種兼具保暖性、蓬松性的產品。

（四）仿“蜘蛛絲”的防彈纖維

第2篇：納米技術總結范文

[關鍵詞]納米技術、包裝、食品包裝、藥品包裝

中圖分類號：TB383.1；TB484 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）06-0047-02

20世紀90年代初興起的納米技術，被認為是21世紀科技發展的前沿領域。它主要研究0.1～100nm尺寸之間的物質組成體系以及其運動規律和相互作用，其中在實際應用中納米技術的實用性。它是一種結合科學前沿和高技術于一體的完整體系。納米技術的出現標志著人類改造自然的能力已延伸到原子、分子水平，標志著人類科學技術已進入一個新的時代――納米科技時代。其科學價值和應用前景已逐漸被人們所認識，納米科學與技術被認為是21世紀3大科技之一。納米技術主要包括：納米物理學、納米化學、納米材料學、納米生物學、納米電子學、納米加工學和納米力學。在包裝行業迅速發展的當今社會，納米技術必然會引領包裝行業走向更好的未來。

1 納米材料

納米材料是納米科學技術最基本的組成部分。納米材料可定義為：把組成相或晶粒結構控制在100nm以下長度尺寸的材料。從廣義上說，納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺寸長度范圍或由它們作為基本單元構成的材料。

1.1 納米材料的結構特征和性質

納米材料又稱為納米結構材料，主要由晶粒和晶界組成。納米晶體結構與常規物質不同，關于納米晶體結構特征主要有兩類看法：a.以Gleiter為代表的1類氣體0結構。它既不同于長程有序的晶體也不同于近程有序的非晶體，而是處于一種無序度更高的狀態；b.近程有序結構說。根據大量的實驗結果分析，納米材料的晶界處存在著短程有序的結構單元，原子保持一定的有序度，趨于低能態排列。按不同的分類原則，納米材料有不同的分類。按納米晶體結構形態劃分成4類：零維納米材料，如原子團、量子點等；一維納米材料，即在一維方向上晶粒尺寸為納米量級，如納米絲、量子線等；二維納米材料，即在二維方向上晶粒尺寸為納米量級，如納米厚度薄膜，碳納米管等；三維納米材料，即在三維方向上晶粒尺寸為納米量級，如通常所指的納米固體。把所有納米材料從結構上區分為兩類：第一類納米材料結構全部為晶粒和晶界組成，結構基元尺寸為納米量級；第二類是低密度具有大量納米尺寸空洞的無規網格結構，由納米晶粒和納米空洞（有時還有納米骨架結構和更小的亞穩原子團簇）組成。

1.2 納米材料優異的特性[1～2]

a.表面效應 表面效應是指納米晶粒表面原子數與總原子數之比，隨粒徑變小而表面急劇增大后所引起的性質上的變化 這種表面效應使其在催化、吸附、化學反應等方面具有普通材料無法比擬的優越性。

b.體積效應 當納米晶粒的尺寸與傳導電子的德布羅意波波長相當或更小時，其周期性的邊界條件將被破壞，使其物理性質、化學活性、電磁活性、光吸收和催化特性等與普通材料相比都將發生很大變化，這就是納米粒子的體積效應。

c.量子尺寸效應 指納米粒子尺寸下降到一定值時，納米能級附近的電子能級由連續能級變為分離能級的現象，這一效應可使納米粒子具有高的光學非線性、特異催化性和光學催化性等。

d.宏觀量子隧道效應 微觀粒子具有貫穿勢壘的能力稱為隧道效應。近年來，人們發現一些宏觀量如微粒的磁化強度、量子相干器件中的磁通量以及電荷等亦具有隧道效應，它們可以穿越宏觀系統的勢壘而發生變化，故稱為宏觀量子隧道效應MQT。早期曾被用來定性的解釋納米Ni晶粒在低溫下保持順磁性現象。這一效應與量子尺寸效應一起確定了微器件進一步微型化的極限，同時也限定了采用磁帶磁盤進行信息存儲的最短時間。

e.獨特的光學性質 又分為：線性光學性質。納米材料的紅外吸收研究是近年來比較活躍的領域，在納米SnO2、Fe2O3、Al2O3中均觀察到異常紅外振動吸收。目前，納米材料拉曼光譜的研究也日益引起關注。當Si晶粒尺寸減小到5nm或更小時，觀察到很強的可見光發射。進一步的研究發現，CdS、CuCl、TiO2、SnO2、Fe2O3等的晶粒尺寸減小到納米量級時，也觀察到發光現象。非線性光學效應。納米材料的非線性光學效應分為共振和非共振光學非線性效應，前者由波長低于共振吸收區的光照射樣品而導致，其來源于電子在不同電子能級的分布而引起電子結構的非線性，從而使納米材料的非線性響應顯著增大；后者由高于納米材料的光吸收邊的光照射樣品導致，目前主要采用ZSCAN和DFWM技術來探測納米材料的光學非線性。

f.巨磁電阻效應（GMR） 磁場導致物體電阻率改變的現象，稱為磁電阻效應（MR），對于一般的金屬其效應（2%～3%）常可忽略。巨磁電阻效應（GMR）是指在一定的磁場下電阻急劇減小，一般減小的幅度比通常磁性金屬與合金材料的磁電阻數值約高10余倍。最近，在一些磁性納米材料中觀測到比巨磁電阻效應大得多的效應稱為龐磁電阻效應（CMR）。

g.超塑性 指材料在特定條件下變形時不存在加工硬化現象，且可以承受很大程度的塑性變形而不斷裂，這種特性被稱為超塑性或超延展性。材料超塑變形的基本原理是高溫下的晶界滑移。除以上特性外，納米材料還具有高導電率和擴散率、高比熱和熱膨脹、高磁化率和矯頑力，在催化、光電化學、熔點、超導等方面也顯示出與宏觀晶體材料不同的特性。

2 納米技術在食品包裝應用研究的最新技術

2.1 納米抗菌性包裝材料

傳統的抗菌材料一般采用以銀、銅、鋅等金屬離子為抗菌活性成分的抗菌劑生產工藝，新的MOD系列納米高性能無機抗菌劑是將納米技術導入無菌復合包裝，是以MOD活性基因及無機納米銀化合物為主要抗菌成份，以各種無機材料為載體而制成的無機抗菌粉體。該抗菌材料采用高科技納米技術制備而成，抗菌機理為金屬離子作用和光催化作用，具有強力的長效抗菌功能，抗菌率可達99.9%，徹底解決了無機抗菌包裝材料在應用中變色的難題，是一種無毒的廣譜抗菌劑，可廣泛應用于生產液體奶、飲料無菌復合包裝產品。抗菌制品被世界各國認為是跨世紀的環保和健康產品，納米無機抗菌劑具有巨大的潛在市場[3]。新型抗菌材料尼龍66中摻加了一種特殊的納米粘土復合材料，經改性后，不但提高了強度、韌性等物理力學性能，還對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌具有明顯的殺傷效果，同時生產成本也可大幅度降低，應用于食品等高檔包裝薄膜的生產。日本開發了以銀沸石為母料的全新型無機抗菌劑，既起催化作用，同時有具有顯著的抗菌特性，其特點為抗菌效果持續時間長，不會氣化和遷移而對包裝物產生影響，加工穩定性高，不會污染環境。添加銀沸石母料（含量1%～ 3%）制得的薄膜或表面覆一層這種薄膜的容器，經2年試用表明：在無營養源的情況下，含1%銀沸石的薄膜在1～2天內完全殺死會引起食品中毒菌類，廣泛應用于熟食肉類、水產品和液體食品包裝[4]。

2.2 納米保鮮包裝材料

在保鮮包裝中，果蔬釋放出乙烯，當乙烯釋放到一定濃度后，果蔬會加速腐爛。因此，果蔬等新鮮食品的保鮮技術的思路，是加入乙烯吸收劑，減少加快果蔬后熟過程的乙烯氣體含量，控制包裝內部氣氛濃度。納米Ag粉具有乙烯氧化的催化作用，在保鮮包裝材料中加入納米銀粉，便可加速氧化果蔬食品釋放出的乙烯，減少包裝中乙烯含量，從而達到良好的保鮮效果，并延長貨架壽命。紫外線不僅能使肉類食品自動氧化而變色，而且還會破壞食品中的維生素和芳香化合物，從而降低食品的營養價值。利用納米材料的光學特性，納米TiO2粉體可以有效地屏蔽紫外線，用添加0.1%～0.5%的納米TiO2制成的透明塑料包裝材料包裝食品，既可防止紫外線對食品的破壞作用，還可以使食品保持新鮮。納米技術在食品包裝領域已得到較廣泛地應用，陳麗、李喜宏[5]等人成功研制出富士蘋果PVC/TiO2納米保鮮膜；李喜宏等[6]還進行了PE/Ag納米防霉保鮮膜研制；黃媛媛等通過實驗研制了一種新型綠茶納米包裝材料，與普通包裝材料相比，透氧量降低2.1%，透濕量降低28.0%，縱向拉伸強度提高24.0%；綠茶包裝240d后，新型納米材料包裝的綠茶中，維生素C、葉綠素、茶多酚、氨基酸保留量比采用普通包裝綠茶分別高7.7%、6.9%、10.0%、2.0%。

2.3 納米高阻隔性材料及其在高阻隔性PET塑料啤酒瓶中的應用

食品包裝阻隔性主要是指氧氣、二氧化碳等的氣體阻隔性，水蒸氣阻隔性等。目前市場上較普遍的玻璃啤酒瓶存在質重、運輸破損與易爆裂，制造污染等不利因素，國外上世紀90年代就已經著手研制用于啤酒灌裝的PET瓶。啤酒對包裝材料要求的一個重要指標是對氣體的阻隔性，首先要保證在6個月的貨架期內CO2的損失率小于10%，同時氧氣的透過量不超過110-6。氧氣尤為敏感，極微量的氧氣就可以使啤酒產生異味從而影響口感，甚至是塑料瓶體材料自身溶解的氧的滲出都會影響啤酒的品質，塑料作為啤酒包裝材料首先必須解決的就是氣體的阻隔性問題。PET瓶因透明，化學性質穩定，阻隔性相對好，質輕價廉，回收方便等優點廣泛用于軟飲料和含氣飲料的包裝，但作為啤酒瓶，PET的氣體阻隔性仍不夠高，普通PET裝啤酒一般只有1個月左右的保質期，不能滿足市場需求。如何改進PET材料組分使之適用于啤酒包裝是該領域的一個重要課題，提高聚酯瓶氣體阻隔性是實現啤酒包裝塑料化首要解決的技術問題。法國Sidel公司開發的無定形納米碳涂覆技術（ACTIS）是使等離子乙炔在PET瓶內壁凝聚淀積，形成一層高度氫化的非晶態碳均勻的納米固體膜，厚度為20～150nm。采用ACTIS工藝處理的PET瓶，較普通PET瓶的隔氧化性能效果提高30倍，對CO2的阻透性提高7倍多，防乙醛的滲入性提高了6倍[7]。此外，中科院化學所工程塑料國家重點實驗室的研究人員使用PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）聚合插層復合技術，將有機蒙脫石與PET單體一起加和到聚合釜中，成功地制備了PET納米塑料（NPET），這種納米塑料的阻隔性較普通的PET有了很大改善，實驗表明：把啤酒裝在NPET瓶里保存了4～5個月后，結果發現啤酒的口味與新鮮啤酒沒有明顯區別[8]。

3 納米技術在藥品包裝應用研究的最新技術

3.1 高阻隔性包裝

高阻隔性包裝是指對氧氣、水蒸氣、二氧化碳等有高阻隔性的包裝，高阻隔包裝常采用多層復合膜。藥用泡罩包裝材料包括藥用鋁箔、塑料硬片（最常用的材料是藥用聚氯乙烯PVC硬片）、熱封涂料等。但因為藥品對濕氣、氧氣等敏感和人們對藥用包裝要求的提高及藥品儲存期的延長，現在正在采用新技術將塑料硬片復合一層高阻隔性材料，如PVDC等，以提高對濕氣等氣體的阻隔性能，最具有代表的結構為PVC/PVDC，PVDC作為高阻隔層材料，其最大的特點就是對氣體水蒸汽優異的阻隔性，很好的保持藥品原味。

添加納米級材料的無機粒子可以極大地改進基礎樹脂的物性，在高阻隔包裝材料中發揮神奇的作用[9]。如德國Bayer公司推出的尼龍納米復合材料，把化學改性的硅酸鹽粘土分散在PA6薄膜中，這些細小顆粒不影響薄膜透明度，但建立了迷宮式的氣體通路，減慢氣體通過薄膜的進程。日本納米材料公司將納米復合材料涂在各種薄膜基體上，據稱阻隔性與鍍鋁膜相同。既具有無機材料的高阻隔性又有塑料透明性的涂氧化硅膜是塑料阻隔技術發展的代表，這種薄膜光澤、透明性好，阻隔性優于一般共擠出薄膜和PVDC涂布膜。氧化硅的深層厚度僅為0.05～0.06 m，不會影響透明度，氧氣、水蒸氣的透過率極低，而且與塑料膜粘合極牢，抗彎折性極佳，耐消毒，因而在美國、日本等發達國家已生產和使用。

3.2 納米抗菌性包裝材料

納米抗菌性包裝材料在藥品包裝領域的應用前景有具有抗菌功能的納米紙、納米復合抗菌素薄膜等。主要是將一些納米級的無機抗菌劑加入到造紙漿料或者薄膜中，制成抗菌性能極強的納米紙[10]、納米薄膜。

由于許多有機抗菌劑存在著耐熱性差、易揮發、易分解產生有害物質、安全性能不好等問題，所以無機抗菌劑的開發成為人們的研究重點。人們利用超微細技術可以產生納米級的無機抗菌劑，無機抗菌劑主要包括銀、銅、鋅、硫、砷及其離子元素。光催化抗菌劑有納米級氧化鈦、氧化硅、氧化鋅等，它們能將細菌和殘骸一起殺滅和消除，所以比傳統的抗菌劑僅能殺死細菌本身的性能更加優越。MOD系列的納米高性能無機抗菌劑還解決了無機抗菌劑在應用中 變色的世界性難題。

4 展望

納米技術是未來包裝技術的希望。它可以使用更少的材料，同時具有更好的性能，并且使包裝成為智能化系統的一部分。納米技術制造的包裝材料有更好的強度、剛性、生物降解性、化學穩定性、熱力穩定性、隔熱防火特性和防紫外線特性等。這必將使得食品和藥品包裝領域的新材料新技術大量出現。從而使這些與我們生活密切相關的商品質量得到更好的保障。

參考文獻

[1] 張榮.包裝機中薄膜熱封過程的仿真研究[D].哈爾濱：哈爾濱商業大學，2002.

[2] 程衛國.等.MATLAB5.3應用指南[M].北京：郵電出版社，2000.

[3] 陳希榮.納米無機抗菌劑的添加法及在液態奶包裝上應用[N].中國包裝報，2005-07-16

[4] 黃媛媛.王林，胡秋輝. 納米包裝在食品保鮮中的應用及其安全評價[J].食品科學，2005：16（8）：442-444

[5] 陳麗，李喜宏，胡云峰，等.富士蘋果PVC/TiO2納米保鮮膜的研究[J].食品科學，2001，22（7）：74-76

[6] 李喜宏，陳麗，關文強.PE/Ag納米防霉保鮮膜研制[J].食品科學，2002，23（2）：129-132

[7] 徐錦龍.聚酯啤酒瓶技術現狀及發展趨勢[J].合成技術及應用，2001，15（2）：22-24.

[8] 欣溪.食品工業中的納米科技[J].中外食品，2002，（7）：44

第3篇：納米技術總結范文

那么現代變色杯的變化技術有哪些奧妙呢？1600年前變色杯的變化技術會比現代更神奇嗎？

隨溫度變色的奧秘

能隨溫度變色的杯子，叫做溫變杯。現代人制作這種杯子的方法已經不止一種了。

早些時候的溫變杯是由同軸設置的外杯和內杯兩部分構成，在兩杯底端間辟設有一個內充有熱敏變色揮發液體的夾層腔體，在內杯的外側壁上鏤刻有藝術圖案，這些被鏤刻出的圖案有與夾層腔體相通的通道。當飲水杯倒入熱水后，夾層腔中的熱敏液體會產生色澤變化，使杯壁顯現出藝術圖案；當水溫變冷后，熱敏液體就會變成無色――這顯然是一種填充材料變色法。

最近流行的溫度變色法是在玻璃或陶瓷杯子上涂抹特殊材料，這種涂料不但可以遇熱變色，還可以遇冷變色。當熱變色的溫度達40攝氏度以上時，杯子顏色就會發生變化；當冷變色杯的溫度達20攝氏度以下時，杯子顏色也發生變化。

這其中的變色原理也不復雜：杯子外側包裹著一層變色涂層，這些涂層只涂在杯子本身設計好的藝術圖案上；涂層在常溫下的顏色與杯子整體的顏色是一樣的，當杯子內部的溫度升高或降低時，涂層的顏色就會發生改變。遇熱變色與遇冷變色的差別僅僅在于，涂層材料有所不同。

隨光變色更玄妙

和隨溫度變色的杯子比，隨光變色的杯子――光變杯其變化更顯得玄妙些，而且其制作技術也相對玄妙許多。

如我國研究人員發明的陶瓷光變杯，其色彩變化就非常玄妙，其變色靈敏，呈色豐富，能變幻紫、綠、藍、橘紅等14種不同顏色。如在陽光下呈紫茄色，白熾燈下顯玫瑰紅，日光燈下則變成天青色等等。一些輔以名家書畫，或采用描金、腐蝕金裝飾的杯子，更顯雍容華貴。其中的變術最玄妙的地方是陶瓷的制作材料，研究人員以某些稀土原料為著色劑，在加上特殊的燒制技術，所以讓特殊的陶瓷能對不同波長的光進行反射。

當然，玻璃杯也能變成光變杯，其制作方法是在玻璃原料中加入含有氯化銀和微量氧化銅的光色材料。此材料具有兩種不同的分子或電子結構狀態，在可見光區有兩種不同的吸收系數，在日光強弱不同的照射下，可從一種結構轉變到另一種結構，這才導致顏色的可逆變化。.

最近，美國科學家又研制出一種更玄妙的光變杯，這種杯子的色彩可以有人工控制，可以是全透明，可以半透明，也可以微微透明，甚至可以變成黑色！之所以能這樣，是因為科學家在玻璃中嵌入了一層超薄納米涂層，其材料由氧化銦錫納米晶體和氧化鈮組成。不過這種變色杯子需要用電來控制，其色彩變化完全由電流的強弱來決定。

1600年前的變術有多神奇？

現代的光變杯用上了納米技術，人們已經不會感到非常驚奇，但令人拍案驚奇的是，1600年前的光變杯，竟然也用上了納米技術！真有這么神奇的事情嗎？

事實卻是如此。1600年前的古羅馬人制作一支名為“盧奇格斯杯”的高腳杯，目前正在倫敦的大英博物館展出。這支神秘的高腳杯會變色：光線從正面照射時呈綠色，從后面照射時呈紅色。

在漫長的歲月里，人們一直對盧奇格斯杯的變色之謎迷惑不解，直到人類納米技術逐漸走向成熟之后，人們才揭開了這個謎團。英國科學家在將盧奇格斯杯的玻璃碎片進行顯微鏡分析時，發現古羅馬人將金銀顆粒植入玻璃了。這些金子顆粒的直徑只有50納米左右，是鹽粒直徑的千分之一――這表明古羅馬人已經掌握了納米技術。有了這種納米粒子，杯子才會發光：在受到光線照射時，玻璃內金屬顆粒的電子發生振動，從而改變了杯子的顏色。具體呈現出何種顏色。取決于光線入射的角度，也取決于觀察者的角度。

第4篇：納米技術總結范文

隨著納米技術的飛速發展，納米材料的生物效應與安全性引起了人們的高度關注，關于納米材料對生物的負效應研究也日益增多。本文對國內外納米材料水生態環境效應的研究進展進行了綜述，并提出了一些問題與研究的方向。

關鍵詞：

納米材料；環境效應；毒性

納米材料由于粒徑的特異性，具有獨特的物化性質，如巨大的比表面積、強烈的量子效應和界面效應等，使其在工業、科技和醫學等領域均有廣泛的應用，成為各國發展最快的科學研究和技術開發領域之一。隨著納米技術的飛速發展，納米材料的生物效應與安全性引起了人們的高度關注，關于納米材料的環境歸趨及對生物的負效應等研究也日益增多。

1納米材料對水生生物的毒性效應

納米材料的大量研發、生產和商品化應用，使其不可避免的通過不同途徑如水處理系統、污水排放和再生水補給等進入到城市河流和景觀水體等水體環境中，對其化學組成和生態系統產生影響。自2004年Oberdorster[1]報道了低濃度的富勒烯使大嘴黑鱸腦部產生脂質過氧化開始，納米材料對水生生物的生態毒理效應逐漸受到人們的關注。納米材料對不同營養級水生生物(細菌、浮游植物、浮游動物、魚類等)的毒性影響已有不少報道，發現納米材料對水生生物的毒性高于傳統材料，如抑制藻類、細菌和大型水蚤等的生長，降低生物的食物攝取能力，甚至能穿越魚的大腦屏障，到達大腦。

水體中碳納米管的存在會改變腐殖酸與銅的原有平衡而增大自由銅離子的濃度[2]。進入水環境中的懸浮納米材料能夠被不同營養級別的水生生物(細菌、浮游植物、浮游動物和魚類等)通過水體或者食物鏈的方式吸收，抑制其生長、繁殖，對其產生危害。納米TiO2顆粒會導致水生細菌產生細胞內ROS從而對其細胞壁產生破壞作用，且會抑制微藻和大型水蚤的生長[3]。低濃度富勒烯納米材料也會對大型水蚤產生毒性效應，顯著減弱大型蚤的繁殖能力，且會誘導大口黑鱸幼魚腦部脂肪超氧化作用，降低腮部谷胱甘肽的水平。納米Al2O3會影響網紋水蚤和微藻細胞的生長，且在低濃度下(1mg/L)會降低湖水中細菌的存活率并造成細胞損傷[4]，也有報道表明納米Al2O3對綠藻和大型水蚤低毒或基本無毒[5]。至今為止，對于納米Al2O3的毒性效應還沒有得到很好的認識。

納米材料進入水環境后，由于與傳統材料相比具有巨大的比表面積和反應活性，能與水體中的其它污染物發生界面反應。不僅影響污染物在環境中的存在狀態和遷移轉化，也會作為污染物的載體，增大污染物的生物可利用性和毒性效應，引起嚴重的生態后果，具有潛在的生態風險。目前，大多數研究主要集中在單一納米材料的環境效應上，但卻忽視了實際環境中多種污染物共存產生的協同效應。重金屬污染物仍然是河流生態系統中重要的危害因子，其能夠通過食物鏈傳遞等影響城市陸地生態以及人群健康。納米材料與重金屬污染物的界面結合是強化還是弱化污染物的毒性效應至今仍無統一定論。

2總結與展望

第5篇：納米技術總結范文

關鍵詞：顛覆性技術；創新；移動互聯；機器人；人工智能

基金項目：“江蘇省社科應用研究精品工程”課題；項目名稱：顛覆性技術的識別及培育發展研究；項目編號：16SYB-023。

歷史上，每次科技革命時期，都是顛覆性技術出現的高峰期。科技革命構成了發掘和發展顛覆性技術的難得歷史機遇。目前，科W已經沉寂了60余年，第三次技術革命發生距今接近80年，科技知識體系積累的內在矛盾已經凸顯，迫切需要新的重大突破。在物質科學、量子信息科學、生命科學、宇宙科學等基礎科學領域，一些重要的科學問題和關鍵技術發生革命性突破的先兆日益顯現；科技發展跨學科趨勢愈益明顯，新學科、新知識、新思想的出現更多體現為學科交叉融合的方式，許多重大創新出現在學科交叉領域。當今世界已處在新一輪科技革命的前夜，顛覆性技術大量涌現的時期即將到來。

一、顛覆性技術的概念

顛覆性技術概念最早出自美國哈弗商學院克萊頓?克里斯滕森教授1995年出版的《顛覆性技術的機遇浪潮》。他認為，顛覆性技術是指這樣一類技術：它們往往從低端或邊緣市場切入，以簡單、方便、便宜為初始階段特征，隨著性能與功能的不斷改進與完善，最終取代已有技術，開辟出新市場，形成新的價值體系。德國弗郎恩霍夫協會認為：顛覆性技術就是指能夠“改變已有規則”的技術，即那些與現有技術相比，在性能或功能上有重大突破，其未來發展將逐步取代已有技術，進而改變作戰模式或作戰規則的技術。

綜上所述，顛覆性技術是一種另辟蹊徑、會對已有傳統或主流技術途徑產生顛覆性效果的技術，可能是完全創新的新技術，也可能是基于現有技術的跨學科、跨領域的創新型應用。顛覆性技術具有四個特點：技術發展速度快、產生潛在影響范圍廣、可創造經濟價值高、帶來顛覆性影響大。與漸進性技術相比，顛覆性技術在形態上更具有超越性和突變性，在效能上更具備革命性和破壞性。

二、我國顛覆性創新的領域選擇

（一）“十三五”國家科技創新規劃：15個領域

《“十三五”國家科技創新規劃》中明確提出要發展引領產業變革的顛覆性技術：加強產業變革趨勢和重大技術的預警，加強對顛覆性技術替代傳統產業拐點的預判，及時布局新興產業前沿技術研發，在信息、制造、生物、新材料、能源等領域，特別是交叉融合的方向，加快部署一批具有重大影響、能夠改變或部分改變科技、經濟、社會、生態格局的顛覆性技術研究，在新一輪產業變革中贏得競爭優勢。重點開發移動互聯、量子信息、人工智能等技術，推動增材制造、智能機器人、無人駕駛汽車等技術的發展，重視基因編輯、干細胞、合成生物、再生醫學等技術對生命科學、生物育種、工業生物領域的深刻影響，開發氫能、燃料電池等新一代能源技術，發揮納米技術、智能技術、石墨烯等對新材料產業發展的引領作用。

（二）國家科技重大專項：16個領域

《國家中長期科學技術發展規劃綱要（2006-2020 年）》確定了核心電子器件、高端通用芯片及基礎軟件，極大規模集成電路制造技術及成套工藝，新一代寬帶無線移動通信，高檔數控機床與基礎制造技術，大型油氣田及煤層氣開發，大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電站，水體污染控制與治理，轉基因生物新品種培育，重大新藥創制，艾滋病和病毒性肝炎等重大傳染病防治，大型飛機，高分辨率對地觀測系統，載人航天與探月工程等16個重大專項，涉及信息、生物等戰略產業領域，能源資源環境和人民健康等重大緊迫問題，以及軍民兩用技術和國防技術。

（三）中國科技發展戰略研究院：20項關鍵技術

2016年，中國科學技術發展戰略研究院科技預測與評價研究所對關系到我國經濟建設、生態建設、國防建設、民生改善乃至綜合國力提升具有決定性、基礎性的核心技術，按照科學（屬于國際競爭激烈的前沿或核心技術）、顛覆性（有望取代主流技術、替代主導產業的技術）、重大（有望替代1-2個主導產品，或顛覆1個以上行業的技術）、可行（經過10年努力能夠取得自主知識產權，并有望商業化的技術）四個原則，進行了預測和遴選，遴選出未來能夠改變或部分改變科技、經濟、生態、軍事現狀與格局的20項關鍵技術。

（四）中國科協創新戰略研究院：7大領域

中國科協創新戰略研究院在的《我國應對顛覆性技術創新需要重點布局的領域》中，認為未來十年世界范圍內可能出現的顛覆性創新集中在9大領域：先進計算技術與人工智能、納米技術與材料科學、基因與精準醫療、能源開發與存儲、航空航天與地外生命探測、網絡與大數據、智能汽車與智慧交通、綠色制造與先進制造、教育技術與知識自動化。

從我國各機構評選的技術來看，出現頻率最高的五大技術領域是移動互聯、機器人、3D 打印、人工智能、納米技術，這五大技術領域將是我國未來顛覆性技術創新的主要方向。

三、我國顛覆性領域的技術創新方向

（一）移動互聯領域

大力支持移動互聯網軟件開發，突破系統軟件、人機交互、應用開發、虛擬化等熱點技術與新興技術。加快推進移動互聯網的云計算和大數據應用，重點突破數據挖掘、海量數據處理、計費、訪問控制等平臺關鍵核心技術。支持開展未來網絡重大基礎設施（CENI）項目的關鍵技術研究，加強相關領域產品研發和產業孵化，大力推廣基于下一代廣播電視網的創新業務及相關應用。充分發揮移動互聯網對生產領域的帶動作用，在工程機械、汽車、食品、電子信息、物流等行業形成領先的服務產品。深化移動互聯網在生活領域的引領作用，大力推廣面向餐飲、休閑娛樂、購物、旅游等的移動互聯網應用，重點發展移動支付、移動娛樂、移動閱讀、移動資訊、移動搜索、移動位置服務等。鼓勵移動互聯網應用創新，重點發展車載數據與資訊、智能交通、基于北斗等多制式智能交通導航、遠程測試診斷、在線節能監管、道路救援、食品安全溯源與安防等移動信息服務。

（二）機器人領域

重點研究智能機器人機構設計、制造工藝、智能控制和人機交互等共性技術，攻克機器人優化建模、精準感知、多機器人協調等核心技術。（1）伺服電機方面：重點發展根據機器人的高速，重載，高精度等應用要求，增加驅動器和電機的瞬時過載能力，增加驅動器的動態響應能力，驅動增加相應的自定義算法接口單元，且采用通用的高速通訊總線作為通訊接口，摒棄原先的模擬量和脈沖方式，進一步提高控制品質。（2）減速器方面：重點發展高強度耐磨材料技g、加工工藝優化技術、高速技術、高精度裝配技術、可靠性及壽命檢測技術以及新型傳動機理的探索，發展適合機器人應用的高效率、低重量、長期免維護的系列化減速器。（3）控制器方面：重點研究開放式，模塊化控制系統，開發適用于機器人控制的通用軟件包；提高機器人控制器的智能化和網絡化水平，開發具有多傳感器信息融合能力的控制器。

（三）3D打印領域

圍繞3D打印重點方向，突破一批原創性技術。（1）材料方面：針對金屬3D打印專用材料，優化粉末大小、形狀和化學性質等材料特性，開發滿足3D打印發展需要的金屬材料；針對非金屬3D打印專用材料，提高現有材料在耐高溫、高強度等方面的性能，降低材料成本。（2）工藝方面：解決金屬構件成形中高效、熱應力控制及變形開裂預防、組織性能調控，以及非金屬材料成形技術中溫度場控制、變形控制、材料組份控制等工藝難題。（3）裝備及核心器件方面：加強3D打印專用材料、工藝技術與裝備的結合，不斷提高金屬材料3D打印裝備的效率、精度、可靠性，以及非金屬材料3D打印裝備的高工況溫度和工藝穩定性，提升個人桌面機的易用性、可靠性；重點研制與3D打印裝備配套的嵌入式軟件系統及核心器件，提升裝備軟、硬件協同能力。

（四）人工智能領域

進行人工智能前沿技術布局，推動核心技術產業化，重點突破人工智能基礎理論（包括深度學習、類腦智能等）、人工智能共性技術（包括人工智能領域的芯片、傳感器、操作系統、存儲系統、高端服務器、關鍵網絡設備、網絡安全技術設備、中間件等基礎軟硬件技術）、人工智能應用技術（包括基于人工智能的計算機視聽覺、生物特征識別、復雜環境識別、新型人機交互、自然語言理解、機器翻譯、智能決策控制、網絡安全技術等）。加快人工智能基礎資源公共服務平臺建設，包括滿足深度學習計算需求的新型計算集群共享平臺、云端智能分析處理平臺、算法與技術開放平臺、智能系統安全情報共享平臺等，為人工智能創新創業提供相關研發工具、檢驗評測、安全、標準、知識產權、創業咨詢等專業化服務。加快人工智能技術的產業化進程，推動人工智能在家居、汽車、無人系統、安防、制造、教育、環境、交通、商業、健康醫療、網絡安全、社會治理等重要領域開展試點。

（五）納米技術領域

加強納米技術研究，重點突破納米材料及制品的制備與應用關鍵技術，積極開發納米粉體、納米碳管、富勒烯等材料，大力推進納米材料在電子信息、生物醫藥、新能源和節能環保等領域的廣泛應用。針對信息、能源、環保、生物醫學等領域的迫切需求，開發納米結構加工與制造的新方法、納米器件集成與系統的設計、制備技術。重點研究新型納米電子、光電器件、傳感器件，大力發展納米晶太陽能電池、新型薄膜太陽能電池、有機太陽能電池、熱電電池、超級電容器等技術，著力突破室內空氣污染物、工業源有毒有害氣體、動力機械尾氣的納米凈化材料及催化凈化技術，切實攻克納米顆粒與生物活性物質的組裝方法。促進納米綠色印刷制版、高密度存儲器、新型顯示、高效能源轉化、氣體凈化、疾病快速診斷等納米材料與技術的規模化應用，搶占未來納米材料發展的制高點。

參考文獻

[1] 劉根生.多些“顛覆性技術創新”[J].群眾，2016，（1）.

[2] 楊，余曉潔.科技創新引領“第一動力”重視顛覆性技術創新[J].中國職工教育，2016，（1）.

[3] 趙剛.未來五年顛覆性技術將不斷涌現[J].領導文萃，2016，（7）.

[4] 王武軍.顛覆性技術的“搖籃”高明在哪兒[J].中國中小企業，2016，（6）.

第6篇：納米技術總結范文

關鍵詞：計算機 趨勢 發展

一、計算機科學與技術的發展趨勢

（一）計算機科學與技術實現了智能化的超級計算

可能你不知道，超高速計算機采用平行處理技術改進計算機結構，使計算機系統同時執行多條指令或同時對多個數據進行處理，進一步提高計算機運行速度。超級計算機通常是由數百數千甚至更多的處理器（機）組成，能完成普通計算機和服務器不能計算的大型復雜任務。從超級計算機獲得數據分析和模擬成果，能推動各個領域高精尖項目的研算、傳翰和存儲。光子計算機即全光數字計算機，以光子代替電子，光互連代替導線互連，光硬件代替計算機中的電子硬件，光運算代替電運算。在光子計算機中，不同波長的光代表不同的數據，可以對復雜度高、計算量大的任務實現快速地并行處理。光子計算機將使運算速度在目前基礎上呈指數上升。總之，計算機科學與技術實現了智能化的超級計算。

（二）計算機科學與技術實現了分子計算機

大家都知道，分子計算機體積小、耗電少、運算快、存儲量大。分子計算機的運行是吸收分子晶體上以電荷形式存在的信息，并以更有效的方式進行組織排列。分子計算機的運算過程就是蛋白質分子與周圍物理化學介質的相互作用過程。轉換開關為酶，而程序則在酶合成系統本身和蛋白質的結構中極其明顯地表示出來。生物分子組成的計算機具備能在生化環境下，甚至在生物有機體中運行，并能以其它分子形式與外部環境交換。因此它將在醫療診治、遺傳追蹤和仿生工程中發揮無法替代的作用。目前正在研究的主要有生物分子或超分子芯片、自動機模型、仿生算法、分子化學反應算法等幾種類型。分子芯片體積可比現在的芯片大大減小，而效率大大提高，分子計算機完成一項運算，所需的時間僅為10微微秒，比人的思維速度快100萬倍。分子計算機具有驚人的存貯容量，1立方米的DNA溶液可存儲1萬億億的二進制數據。分子計算機消耗的能量非常小，只有電子計算機的十億分之一。由于分子芯片的原材料是蛋白質分子，所以分子計算機既有自我修復的功能，又可直接與分子活體相聯。美國已研制出分子計算機分子電路的基礎元器件，可在光照幾萬分之一秒的時間內產生感應電流。以色列科學家已經研制出一種由DNA分子和酶分子構成的微型分子計算機。預計20年后，分子計算機將進人實用階段。也就是說計算機科學與技術實現了分子計算機。

（三）計算機科學與技術實現了納米計算機

納米計算機是用納米技術研發的新型高性能計算機。納米管元件尺寸在幾到幾十納米范圍，質地堅固，有著極強的導電性，能代替硅芯片制造計算機。“納米”是一個計量單位，大約是氫原子直徑的10倍。納米技術是從20世紀80年代初迅速發展起來的新的前沿科研領域，最終目標是人類按照自己的意志直接操縱單個原子，制造出具有特定功能的產品。現在納米技術正從微電子算機也會像現在的馬達一樣，存在于家中的各種電器中，那時問你家里有多少計算機，你也數不清，你的筆記本，書籍都已電子化。再過十幾、二十幾年，可能學生們上課用的不再是教科書，而只是一個筆記本大小的計算機，不同的學生可以根據自己的需要方便地從中查到想要的資料所以有人預言未來計算機可能像紙張一樣便宜，可以一次性使用，計算機將成為不被人注意的最常用的日用品。

（四）計算機科學與技術實現了量子計算機

量子計算機的概念源于對可逆計算機的研究，量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。量子計算機是基于量子效應基礎上開發的，它利用一種鏈狀分子聚合物的特性來表示開與關的狀態，利用激光脈沖來改變分子的狀態。使信息沿著聚合物移動。從而進行運算。量子計算機中的數據用量子位存儲。由于量子疊加效應，一個量子位可以是0或1，也可以既存儲0又存儲1。因此，一個量子位可以存儲2個數據，同樣數量的存儲位，量子計算機的存儲量比通常計算機大許多。同時量子計算機能夠實行量子并行計算，其運算速度可能比目前計算機的Pentium DI晶片快10億倍。除具有高速并行處理數據的能力外，量子計算機還將對現有的保密體系、國家安全意識產生重大的沖擊。無論是量子并行計算還是量子模擬計算，本質上都是利用了量子相干性。世界各地的許多實驗室正在以巨大的熱情追尋著這個夢想。目前已經提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束縛離子、電子或核自旋共振、量子點操縱、超導量子干涉等。量子編碼采用糾錯、避錯和防錯等。量子計算機使計算的概念煥然一新。

二、計算機科學與技術的發展趨勢總結

計算機科學與技術的發展，將朝著向信息的智能化發展。計算機技術的大多數領域以應用學科和工程學科的出現為標志，這些學科的職責是促進與實踐有關的認識的發展，這些學科常吸收更為基礎的學科，提高就能有實踐的進步，在對計算機技術研究中，發現常有另外一條路徑，這個過程存在著強烈的相互作用，有關半導體是如何運行的理論也建立了起來，這是用它們能夠使計算機技術的實踐中普遍存在的問題得到解決，或者說是促進實踐的發展。能實現或更困難一些。顯然，選擇機制在計算機技術的實踐進化和認識進化之間明顯地提供了一種雙向的連接，推動計算機技術的快速發展。參考文獻：

[1]王華.計算機技術發展[J].電腦與電信，2013（02）.

第7篇：納米技術總結范文

【關鍵詞】計算機技術 信息化 發展趨勢

一、計算機科學與技術的歷史步伐

已去的20 世紀，是計算機飛速發展的一個時期。世界上第一臺電子計算機“ENIAC”誕生于1946年，至此計算機的發展才不過60年的光陰。現代計算機體系結構的形成及其技術實現的有關發明，主要歸功于兩位數學家，與四位物理學家，由于他們的不懈努力奠定了計算機科學與技術發展的基石。

英國數學家布里頓.艾倫.圖靈和美國數學家馮.諾依曼在計算機體系結構方面做出了巨大的貢獻。1935 年到1936年間由圖靈設計的抽象計算機“圖靈機”成為計算機發展歷史中的里程碑，因此，圖靈被人們公認為計算機科學之父。馮.諾依曼在1945年總結了ENIAC計算機的優缺點， 提出了基于存儲程序的通用電子計算機EDVAC邏輯設計方案，1952年成功設計建造，它在體系結構設計中實現了數字化的計算過程、存儲程序控制并按電子學原理工作，這三點奠定了現代計算機體系結構的基礎，因此，人們又把現代計算機稱之為“馮.諾依曼計算機”。

1947美國貝爾實驗室的物理學家威廉.肖克萊、約翰.巴丁和沃爾特.布萊頓共同發明了晶體管，他們一起成為了晶體管之父。11年之后，美國物理學家杰克.基爾比研制出第一塊集成電路（IC），從此，以晶體管為基礎的芯片按照摩爾預言的速度發展，帶來了今天計算機的普及，基爾也成為了電子學革命之父。

大規模集成電路的發展和微處理器的出現，其直接成果就是帶來了計算機的高性能和快速小型化，1971年，世界上第一款微處理器—Intel4004問世，1978年，英特爾公司開發出了8086，首次用于IBM PC機中，電腦走入家庭。一個全新的概念“個人電腦（PC）”取代了“微電腦”的概念，

二、計算機科學與技術得到發展的原因

（一）日新月異的時代需求

起初對計算機的時代需求為“二戰”時期，有著對各種信息進行處理加工的欲求，這樣促使進算計的研發運用。隨后信息化時代的快速發展，計算機的運算速度也在不斷的提高，存儲功能不斷強大，使其在教育、經濟等領域迅速發展普及。市場激烈的競爭之下，計算機要順應社會需求，不斷的研發變化著，無形的競爭很大程度上促進了計算機科學技術的發展進步。

（二）穩定的選擇機制基于計算機技術

對于相互競爭的技術價值做出一個共識性判斷之前需要一段時間，這種不確定因素可能最后影響選擇機制。大多數，同時發揮作用的圍繞計算機技術的若干選擇判據和機制及其影響要素，選擇的環境常常是非常敏銳和穩定的，這是計算機技術迅速發展的一個重要原因。

在實踐中，最強的技術性創新，把經濟之間的激烈競爭轉化為了技術性的較量。其計算機的發展在工程學科和應用學科也給我們許多啟發。這使計算機的選擇機制判斷更加穩定明顯，這樣就更容易解決計算機在生產生活的運用中所存在的各種問題。同時，計算機選擇機制的發展與計算機的發展是一種雙向促進的關系，一種技術的發展可以促進另一種技術的進步。

（三）科學技術的發展離不開計算機技術的支持

新一代的技術與其他領域結合，又為了滿足其需求不斷的研發更新，慢慢計算機技術成為生活生產中的重要工具，并成為其他行業生產中重要的工具，直接與間接的促進了各個行業科學技術的發展，最終提高了社會的經濟水平。

三、計算機科學與技術的發展趨勢

計算機的具體發展趨勢主要分為兩大部分：

（一）智能化

智能化計算機是指設計結構獨特并采用平行的處理技術，對計算機中的多個數據及多種指令可進行同時處理和分析的一種超級計算機。超級計算機相對于普通的計算機來說有著更高的運算速度。這些更智能化的計算機跟接近與人類大腦的性能，可以為人們生活和工作提供方便。更可以在某些高端行業，幫忙處理大量繁雜數據，提高工作效率，節省時間與成本。這也就是計算機發展的趨勢是更人性化，更智能化。

（二）新型計算機

計算機的發展是基于硅芯片技術的不斷更新，但由于需求的不斷加強，硅芯片的研發潛力已近極限。所以很多新型計算機就成為了計算機技術的發展趨勢。

（1）納米計算機。計算機技術與納米技術相結合，便有了納米計算機。納米元件與電子元件相比，其體積較小，質地優良且導電性能較高，完全可以取代傳統的硅芯片。納米技術興起于20世紀80年代初，納米作為一種計量單位，它的目標是使人類可以自由的操作原子。使用納米級芯片組成的納米計算機的能耗非常小，幾乎可以忽略不計，性能上遠遠高于現有的計算機，所以納米計算會是計算機技術的發展趨勢之一。

（2）量子計算機。量子力學的原理來對大量數據進行運算以及存儲和分析處理的源自可逆計算機的一種物理裝置，而量子計算機就是基于這個。量子效應是量子計算機研發的基礎，這種計算機中，開與關的狀態是通過激光脈沖來改變一種鏈狀分子聚合物的特性來決定的。由于量子的疊加效應，與傳統計算機對比而言，量子計算機存儲的數據量要大得多，還有就是，其運算速度是傳統計算機的十億倍。除了其存儲性能及運算速度方面的優勢外，其在安全性及安保體系等方面的優良性能也遠遠高于傳統計算機。這也成為了計算機發展的另一趨勢。

（3）光子計算機。光子計算機是利用光子進行計算，用光子代替傳統的計算機通過電子進行數據計算、傳輸和儲存。并把傳統計算機的導線互聯轉變成了光互聯。傳統的計算機硬件結構復雜，多數為電子硬件，而光子計算機則為光子硬件，并為光運算，不同的數據是由光的不同波長表現出來的，對于復雜的任務可以進行快速處理。成為新型計算機一員。

四、總結

以上為對計算機科學與技術發展趨勢的探究，從其發展趨勢到發展其必要原因到未來計算機從智能化到新型化的發展態勢的必然進行了探究闡述。

第8篇：納米技術總結范文

微博傳言

2012年CES展會上一家名為Liquipel的公司通過納米防水技術讓iPhone 4擁有了防水能力，在當時，這種神乎其技的能力讓人大跌眼鏡。2013年該公司推出升級版Liquipel2.0，官方稱2.0版本較上一代防水能力提升百倍，可正常在一米的水下停留30分鐘。一層看不見、摸不著的納米涂層為何有著如此神奇的能力？

先來點通俗易懂的內容：科技源于生活，在我們的生活中你一定見過荷葉，其表面具有超疏水以及自潔的特性，于是聰明人總結出了“蓮花效應”。20世紀70年代，波恩大學的植物學家巴特洛特在研究植物葉子表面時發現，光滑的葉子表面有灰塵，要先清洗才能在顯微鏡下觀察，而蓮葉等可以防水的葉子表面卻總是干干凈凈。

蓮花出污泥而不染，自古以來就被人們認為是純潔的象征。落在葉面上的雨水會因表面張力形成水珠，換言之，水與葉面的接觸角會大于150度，只要葉面稍微傾斜，水珠就會滾離葉面。巴特洛特在顯微鏡下發現，蓮葉的表面有一層茸毛和一些微小絨毛和顆粒。在這群聰明人之中，總有一些人具備商業頭腦，他們模擬蓮花葉的表面，發明了納米自清潔的衣料和建筑涂料，只需一點水形成水滴，就可以自動清潔衣物和建筑表面。

同門競爭

科技總是有著互通性，就像燈泡的發明一樣。它是眾多科學家嘔心瀝血的成果，顯然，愛迪生解決了關鍵問題，于是我們記住了愛迪生。納米防水涂層可不僅僅是Liquipel的專利……

HzO

WaterBlock

2013年CES電子展，WaterBlock涂層讓人眼前一亮，其有著Liquipel的特性而且看起來更強大，在果汁、啤酒等各種混合水的液體中都可以很好地保護手機。

UltraTech

――Ultra Ever Dry

這貨顯然是最近才在微博上火起來的，與上面兩位相比，它的能力更像是孫悟空的72變，讓二師兄的36變黯然失色。ArsTechnica的野心不局限于那兩位在IT行業的發展，它將目標定在給生活各個方面帶來便利的遠景上，其防水、泥和油漆粘附的性能以及可以附著在任何物體上的方便特性，很難不讓它成為焦點。

和域戰士

――神盾防水

和域戰士可謂是民族科技的領跑者，關鍵是價格很便宜，而且在青島、威都、重慶、東莞、香港都設立了服務網點。

防水噴霧

iWo聊了這么多，你是否想嘗鮮體驗一下？手機全身防水一般在200元-500元，有沒有更便宜的嘗鮮方式？必須的，在淘寶購入20元一瓶的防水噴霧，可以用它保護你的衣服、鞋以及包包等生活物品。至于手機嘛？我們不太推薦，這么便宜顯然不是納米技術，而是像不粘鍋一樣的氟化物涂層。

身邊的科技

諾基亞EOS

IT行業的定律――不創新就等死，諾基亞經歷了鳳凰涅的重生之后，更堅定了創新的理念。即將到來的4100萬像素諾基亞EOS將作為Lumia 920接班人推出，配備4100萬像素攝像頭，加入光學防抖功能，鋁合金材質機身等眾多亮點。但這還不夠，于是諾基亞將其打造成為表面和內部元件則涂有納米防水涂層的新一代旗艦手機。昔日老大的一舉一動都在影響著整個行業，納米防水涂層成為標配的日子不遠了。

第9篇：納米技術總結范文

博士，中國科學技術大學副研究員，主要從事微量元素硒研究，獲研究經費超過300萬，在國內外學術期刊超過20篇，主要成就為發現了納米硒，該研究改變了硒研究中教條性認識。

1995年國家教委、人事部授予“全國優秀教師”

1997年國家煙草專賣局授予“技術創新先進工作者”

1998年團中央、科技部授予“第三屆中國優秀青年科技創業獎”

1995年所負責研究組被評為國家煙草專賣局“先進集體”

1997年所負責研究組被評為國家煙草專賣局“科技創新先進集體”

1998年研制的納米硒被衛生部批準為“保健食品”

1998年研制的納米硒被國家經貿委批準為“國家級新產品”

1999年研制的納米硒被國家知識產權局批準為“中國發明專利”

2000年至2002年在英國食品研究所開展研究工作，硒與西蘭花提取物協同作用后，立即被英國的BBC、衛報等幾十家傳媒報道。

2000年，將納米硒知識產權轉讓上海四通納米技術港有限公司，并實現產業化，現納米硒產品“硒旺膠囊”已在全國各大城市上市。

目前，張勁松繼續投入在如何防止癌癥的高發和把硒作為一個名副其實的放化療輔助治療并減少放化療副作用和耐藥性預防癌細胞轉移的攻關課題中。

Extraordinary, essential, enigmatic selenium and novel Nano-Se A talk with the first inventor of Nano-Se, Dr. Jinsong Zhang

Dr. Jinsong Zhang is an associated professor in University of Science and Technology of China. He and his colleagues found and elucidated nano red elemental selenium (Nano-Se). Their finding challenges long-held dogma that elemental selenium is biological inert and shows this kind of selenium in nano size is highly active with lower toxicity. In this talk, Dr. Zhang explain why selenium is extraordinary, essential, and enigmatic, also he describe his experience of Nano-Se research and novel properties of Nano-Se.

張勁松博士是中國科學技術大學副研究員，他和他的同事發現并闡述了納米硒。他們的發現挑戰了長期持有的零價元素硒無生物活性教條，說明這種硒處在納米尺寸時有高活性和低毒性。本訪談中，張博士解釋了硒被稱為非凡的、必需的和謎一般的原因，介紹了發現納米硒的經歷和納米硒特點。

記者：你主要的工作是研究納米硒，從發現它到闡述它甚至到產業化均做了大量工作，首先想問一下硒的重要性是什么？

張勁松博士：德國科學家最近寫過一個綜述，題目叫“非凡的、必需的與謎一般的硒和硒蛋白”。三個形容詞的開頭均是E，如果我們能理解硒的3E性，就可以很好認識硒的重要性。首先是非凡性，自上世紀六十年代破譯基因密碼，確定二十種氨基酸之后近半個世紀，在進入21世紀時，硒半胱氨酸是唯一被科學界公認的第21個參與蛋白質合成的氨基酸。除了這個特殊性外，硒半胱氨酸進入蛋白質與前20種截然不同，它利用本該終止蛋白質合成的密碼，要十分特別的基因結構參與識別這個密碼。

另外一個明顯區別是，前20種氨基酸是合成后加到蛋白質上，而硒半胱氨酸是與蛋白質合成同步的，顯然機體蛋白質要加入硒半胱氨酸比加入其它氨基酸要吃力的多，動用更復雜的裝配線。那么為什么生命的進化要向這種耗能的方向發展呢？原因是硒半胱氨酸極活潑，當它占據活性中心后，其工作效率，如清除自由基，是非凡的，這樣看前面合成雖費勁，但后面運轉高效，因而生命從無硒半胱氨酸向有硒半胱氨酸進化。其次是必需性，簡單的說，當用基因刪除等手段將硒蛋白的基因逐個從身體中除去，會導致死亡和多種疾病，顯示出硒的必需性。最后是硒的謎一般性質，這有兩個層面，第一層面是硒蛋白可能有近百種，而已知的只有二十幾種，準確知道其作用的不足十種。

前面說到機體那么費力地生產硒蛋白，已知的硒蛋白有非凡的效應，那些未知的硒蛋白到底在我們的機體中做了些什么？硒與健康關聯那么緊，大大小小疾病的預防和輔助治療的報道不勝枚舉，現有的知識遠遠闡述不了它被觀察到的作用，這不能不讓人感到神秘。由此可以想到它與疾病的關聯比我們目前所知的還要廣泛。另一個層面形象一點說，是月光女神時而明媚時而漆黑，硒是用希臘神話中月光女神命名的，恰巧它的個性與它的名相吻合，科學研究中已發現缺硒導致疾病、疾病伴隨缺硒，硒與五花八門的疾病有關聯，補硒對很多疾病的預防和治療是有益的，相對充足、超營養水平效果更好，但太高又靠近它的毒性，這使得硒顯得十分神秘。非凡、必需和神秘說明硒留給我們研究、思考和開拓的內容太多，也說明它十分重要。要等到完全認清硒再去利用硒防治疾病顯然不合適，在對硒的認識還處有限階段充分利用硒的潛能的唯一選擇是開發低毒高效的硒，讓它更明媚、讓它脫離黑暗。

記者：硒是人體和動物必需的微量元素，硒和維生素一樣是作為營養品，在國內外被廣泛應用。但是傳統硒的特點就是營養劑量和毒性劑量之間的范圍很窄，因此其使用往往受到限制。我們已知道您在零價元素硒中利用納米技術魔術般改變硒的形式，成為零價納米硒，具有高效低毒的功效，那也就是說，作為營養劑我們在劑量上放寬了范圍。

張勁松博士：硒作為人體和動物必需的微量元素，特點是必需和微量，作為營養劑，世界衛生組織已明確提供每日膳食補充50～250微克硒，在這個劑量范圍內，目前在國內外已使用的硒是安全的。但是有一點，硒的防癌作用和治療或輔助治療疾病作用在較高劑量時才突出，這就產生了矛盾，能充分體現硒效應的劑量靠近不安全劑量，如果能增強硒的活性，提高硒的安全限度，則能有效緩解這個矛盾，釋放出硒防病治病潛能。納米硒顯示出低毒高效特點，在應用上，尤其是在防癌、治療或輔助治療疾病方面更有潛力可挖。

記者：剛剛提到，傳統硒的營養劑量和毒性劑量之間的范圍狹窄，而硒的抗癌和有益生理作用往往依賴于較高的攝入量。現在發明的納米硒和傳統的無機硒、有機硒相比，在毒性方面有什么區別，您是如何發現的？

張勁松博士：因為硒有幾十種化學形式，不同的化學形式的硒，它的生物活性以及它的副作用都是不一樣的。現在研究比較多的是無機硒和天然有機硒。

我們對硒的興趣起源于從植物中提取蛋白質，湖北恩施市是世界上硒含量最高地區，一個偶爾的機會，恩施市副市長等參觀我的實驗室，他們說你提取植物蛋白質，為什么不提取硒蛋白呢，恩施的土壤富硒，植物中的硒多富集在蛋白質中。我們去恩施做了一段研究，確實如此，后來我們就把研究興趣轉到提取植物硒蛋白，它屬于天然有機硒，主要成份為硒蛋氨酸，和硒酵母的成份相同。然而，愈來愈多的資料顯示，以硒蛋氨酸為主要成份的有機硒并不象科學界期待的那樣有高活性和低毒性。硒蛋氨酸有很好吸收作用，但對硒而言，吸收不等于高效，防癌作用為硒最突出的作用，令人失望的是硒蛋氨酸效果反而不如無機硒。另一方面它的長期安全性也不優于無機硒，由于它能被更多吸收，非專一地積蓄，甚至會造成更強的毒性。這就提示我們需要進一步探索其它形式的硒，有一種硒，在國際上大家普遍認為它沒有生物利用度，就是零價態的硒。零價態的硒外觀形同煙灰，為粉末，它不溶于水，這樣它即沒有活性，也沒有毒性，所以它是一種惰性硒。我們發現把這種惰性的零價硒，用生物的方法，使它成為納米粒子，居然產生了巨大的變化。首先是外觀上的，它原來是黑色，但是到了納米以后它變成紅色了。從最初它不溶于水，到了納米硒以后，它變成紅亮透明溶液，也就是說它溶于水了。它的生物性質發生了改變，我們經過一系列的研究，發現納米硒有很強的生物活性，同時它的安全性也提高了，與其它硒形式相比，納米硒顯示出低毒和高效特征。現在國際上對硒的研究越來越重視，也發現硒必須在一個較高的劑量情況下，才能有較高的生物學活性，比如說，用硒來控制艾滋病情的發展，每天攝入量要達到800微克，癌癥病人在放化療期間，攝入量要達到1500微克，在癌癥期間，用到600至800微克的很多。在高劑量的情況，硒的安全性就是一個比較突出的問題。用什么樣的硒，當然選用活性高的，安全性高的。我們發現納米硒具有這么一個特點。科學界已研究了近千種硒，一概排斥對零價硒的深入探索，形成零價硒是惰性的教條。恰恰是大家所拋棄的零價硒，經過納米技術改造以后，它產生了巨大的變化。它產生了人們最希望得到的特性，即低毒和高效的特點。

記者：納米硒在急毒、慢毒方面做了哪些研究和測試試驗，您可以簡單地介紹一下嗎？

張勁松博士：在急性毒性方面，我們發現納米硒比無機硒下降了7倍，這是一個非常大的下降幅度，最近國內其他學者證實了我們的這個發現，同時進一步說明納米硒比有機硒的急性毒性下降了3倍。超大劑量硒的短期毒性也是納米硒低，如肝損傷、抗氧化逆境和壓制生長，從這些指標看，納米硒比無機硒更安全。硒的長期毒性指標與它作為營養劑的關系更緊，通常用亞慢毒性試驗比較，這個關鍵環節上，我們十分慎重，圍繞亞慢毒性試驗工作，我們就做了3次，在別人眼中有點不可思議，甚至有些傻，因為每次試驗的耗時與耗資是一般試驗不可比的。第1次在南京鐵道醫學院，發現納米硒亞慢毒性沒出現傳統硒所表現出的強烈毒性，提示納米硒低毒。接著在預防醫科院營養與食品衛生研究所、食品安全毒理實驗室，比較了天然有機硒（大豆硒蛋白），無機硒（亞硒酸鈉）和納米硒，在明顯產生硒中毒的高劑量（飼料含硒6ppm），發現了納米硒的毒性要比其它硒要輕。為進一步說明它的低毒，我們又在預防醫科院營養與食品衛生研究所、食品安全毒理實驗室進行了比較，降低硒劑量，在2、3、4和5 ppm大范圍比較天然有機硒（大豆硒蛋白），無機硒（亞硒酸鈉）和納米硒亞慢毒性，充分證明納米硒毒性最低，同時也看到天然硒蛋白毒性不僅不低于無機硒，反而略高于無機硒。最近國內其他學者用0.5和1ppm含硒飼料喂養動物，這些劑量一般不產生硒毒性，但無機與有機硒在此劑量范圍導致動物不再增重，而納米硒保持高增重狀態，說明納米硒的安全范圍寬。

記者：納米硒和其它硒相比，除了剛才所說的這些特點之外，還有其他的不同之處嗎？

張勁松博士：硒在生物體內發揮生物功能，基本途徑是通過調節含硒酶，從這個角度來說，納米硒和其它硒有許多相近的地方，都能有效地增加谷胱甘肽過氧化物酶、硫氧還蛋白還原酶、脫碘酶等含硒酶。但是納米硒有一個新的特點，它能直接清除自由基，也就是說納米硒碰到自由基能把它還原，從實際結果看，納米硒效應強于無機硒，按表面硒原子數計算，它比其它硒的活性大幅提高，達幾十倍，這依賴于納米尺寸和結構。現在很多人認為到了納米已是高技術了，其實除了納米尺寸，還有納米結構的概念。我所做的納米硒在電鏡下觀察為中空結構，使硒表面最大化，我所講的納米硒是具有這種結構特點的納米硒，不同于一般的以尺寸定義的納米硒。我們在防肺癌實驗和免疫實驗中，發現納米硒與其它硒相比，有更高的生物學活性，這可能跟它有新的作用途徑有關。

記者：硒在防癌、抗癌方面有哪些機理呢？

張勁松博士：硒在癌癥治療中作為輔助治療，是非常有效的，這體現在以下幾個方面：第一方面，硒能控制腫瘤細胞的轉移。癌癥治療中的一個難點就控制癌細胞轉移，癌細胞轉移到其他部位，是導致無藥可救的主要原因。美國已經做4項研究，都證明硒能有效阻止癌細胞轉移。第二方面，硒在放化療中作為輔助治療有明顯效果，因為放化療產生很大副作用，病人的白細胞、紅細胞都普遍的下降，很多病人堅持不住，高劑量硒能防止白細胞和紅細胞下降，防止嘔吐和浮腫等現象。硒在癌癥病人中用的非常廣，它對放化療起到很好的改善作用。第三方面，化療藥物長期使用的話，癌細胞將產生耐藥性。如果說不加控制的話，化療藥物用到后期就對癌細胞失效了。硒能抑制癌細胞對化療藥物產生耐藥性，這樣使化療藥物對癌細胞始終處于一個敏感狀態。圍繞硒預防和治療癌癥的機理，現在科學家總結出5個可能的途徑。

第一，硒能調節人體的免疫，最近發現硒對癌癥病人的免疫調節效應比對健康人更靈敏。

第二，硒能夠增強人體的抗氧化功能，因為癌癥病人廣泛存在抗氧化不平衡，自由基過剩。硒可以通過一系列含硒酶，使許多脂質過氧化物，過氧化氫等得到有效的清除。

第三，硒能夠上調人機體中的二相酶，或者叫脫毒酶，比如說谷胱甘肽硫轉移酶。這一類酶能把許多致癌物在它發揮致癌效應以前代謝排除掉，從而降低致癌物的毒性。

第四，硒能抑制腫瘤血管形成。因為腫瘤轉移和生長，依賴于自身建立一套血管系統，從人體中獲取養分，來滿足它快速生長需要，硒能抑制形成腫瘤血管的信號途徑，從而控制腫瘤的生長和轉移。

第五，硒能抑制癌細胞生長和殺傷癌細胞，這點研究的最透徹。

記者：納米硒在抗癌上有什么優勢？

張勁松博士：2004年美國用超大劑量硒與依力替康聯用，取得驚人效果。依力替康是最新的治療腸癌化療藥物，它對敏感性腸癌和頭頸部癌治愈率為20%―30%，對不敏感性腸癌和頭頸部癌治愈率為0%―10%。當與超大劑量硒聯用后，敏感性腸癌和頭頸部癌治愈率達到100%，不敏感性腸癌和頭頸部癌治愈率達到40%―80%。美國這項研究中使用的是超大劑量硒，結果即振奮人心又引人深思，超大劑量硒意味著硒會有毒性，納米硒有低毒優勢，我們想從這個點上用納米硒追趕并超越美國的研究，將其視為納米硒的第二次創新，目前苗頭挺好，有兩年時間可能會實現納米硒的二次創新目標。

記者：我國科學家對于納米硒的研制和開發對于國際上硒元素的研究起到了哪些積極的影響和促進作用？

張勁松博士：

我們在1995年～1999年就把納米硒多方面的性質描述清楚而且把它產業化，申報了衛生部的保健食品，以及國家經貿委的國家級新產品。這些都得到了批準。我們挑戰的零價硒沒有生物利用度，在申報保健食品時，確實面臨著很多困難。所以要通過研究鑒定會形式，由管理部門請國內該領域最好的專家進行鑒定和評審。從硒和納米兩方面雙重鑒定和評審。有幾個科研成果要經歷雙重鑒定和評審？很少。有哪項保健品是只有通過學術成果鑒定會認可，才最終被衛生部專家組批準的？沒有。學術創新本身已很困難，這種創新迅速跨越至產品所面對的困難是非常大的。雖然我們面對的過程很多，但每次答辯均贏得高分。這些是國內的情況。

去年美國威斯康新醫學院有一位教授，他長期做光化療治療研究，發現一種光化療藥物，如果用硒代替硫，它的光化療效果更好。因為硒從光化療藥物脫離下來，變成了納米態的硒。所以他認為納米硒是最令他興奮的發現，這對他來說也是一個意外的發現，他在自己的網頁上聲稱自己挑戰了零價硒不能利用教條，但沒有注意到我們早期的科研工作。我與他通信指出了我們首先挑戰，并告訴他我們已實現了產業化。今年初，美國一個微生物實驗室和美國一個重要的納米技術研究所合作，發現微生物能合成納米硒，為300納米，他們認為納米硒只能在微生物中生成，不能在體外制備。恰恰相反，我們在5年前已經在體外制備了小至5納米的納米硒，并將20-60納米產業化，形成“國家級新產品”。美國權威雜志《科學》，把這個微生物現象摘錄到該雜志評述，突出了它的重要性。著名的生物學網站（省略）也大篇幅評述這項工作意義，題目叫納米與生物結合開創新的研究空間。這些均忽視了我們的工作，我們的納米硒已產生了幾篇高影響因子論文，在這些論文送審中，國際上該領域匿名審稿專家認為納米硒改變了硒研究教條性認識，這一點是納米硒所產生的最基本的影響。