生物领域的科学技术精选(九篇)

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第1篇：生物领域的科学技术范文

关键词：生物技术；制药业；原理

生物科学技术的蓬勃发展，催生了社会生产力的提升和人类文明的进步，也为现代化制药企业提供了基础和保障。就现阶段的社会发展而言，无论是过去还是现在，生物技术都随时为人类发展创造着不可估量的财富，成为人类生活中不可缺少的技术项目之一。尤其是近几十年，仅仅是在医学药品领域，生物技术不断提升药品的质量和效果，就为人类生命健康做出了巨大的贡献。时至今日，生物制药的迅猛发展，更是为临床医学发展注入了强大的生命力，在疾病治疗方面取得了极大的效果。

一、生物技术概要

生物技术作为一门综合性、科学性都很强的学科，在上个世纪中期得到了人们的普遍关注。在近代社会的发展历程中，生物技术主要是通过改变动物和植物体内的DNA或者是生物细胞，以先进的科学技术和系统的生物理论为核心，对其进行有效物质的提取和人工的加工的过程。生物技术在科学技术领域的应用，对人类社会的进步和医疗事业的发展都有着重要的作用，而这种先进技术的广泛应用也无疑会对传统的医疗事业造成极大的冲击和影响。这种影响是有着正面意义和积极的作用的，是其能够在这种挑战竞争下，不断更新技术、加强科技创新。传统生物技术实际上只是一个对生物细胞进行加工的过程，而现在伴随着社会的进步和科技的发展，生物技术的研究也出现了新的特点。开始扩宽其领域，培养新的物种、研究新技术、开发新产品，而植物基因正是在这个环节中被广泛的采用了。相关研究人员开始把植物当做是主要的研究对象，将植物的相关细胞进行改造和人工加工，通过这些科学技术的运用，来提高植物的抵抗能力和生命力，使其能够适应恶劣的环境和不断变化的气候。

二、生物技术制药技术的原理

生物技术属于高新技术产业，也是一种新型的社会科学技术。归根究底，其就是一种微生物技术，是采用先进的科学技术和设备，对微生物的生活习性、生理机制等多个方面进行研究与分析的过程。作为生物技术在医药领域的应用，生物制药技术即是利用先进的科学技术和理论知识，对各种微生物和微元素进行辨析和处理，进而提取能够预防和治疗疾病的成分，最终加工成质量和效果更为显著的药品的过程。在当前的制药工艺中，通过不断对各种生物技术进行引进和利用，就能够更有力地保障各类病菌得到合理科学的抑制和消除。在现今的社会发展中，制药技术关系着人类的健康和安全，与人类生存与发展中不可替代的一部分。随着各种病菌的不断变化和各种病状的变动，传统的医疗措施已经无法满足当前各种病症的需求，以基因工程、微生物技术等多个方面为基础的综合性制药措施和原理，则逐渐成为现代化医疗发展的核心观念。同时，国民经济的发展与人民生活水平的提高，人们对各种药物需求不断增加，也加速了各种生物技术在药品制作领域的引进和利用。

三、生物制药在我国的发展现状

受近现代国情及其他因素的制约和影响，我国的生物技术发展与应用，起步晚，起点低，仅有短短的二十余年历史，技术水平与欧美发达国家根本无法比拟。不过，自生物技术在我国开始发展以来，得益于政府的大力扶持，现阶段的生物技术应用已经取得了良好的成绩。不过，在生物制药领域，相比世界先进国家的技术水平和产业规模，还有很大的差距。目前，国家和地方政府都在不断加大对生物制药产业的扶持力度，将其作为经济发展的重点建设行业和高新技术的支柱产业，从政策和资金等方面不断加大投入，在基础设施、配套服务业、研究开发、服务创新、教育培训和风险投资等方面进行发展和创新，为生物制药产业集群发展提供良好的发展环境。一些科技发达或经济发达的地区，正在不断建立国家级生物制药产业基地，并初步形成了初具规模的生物医药产业集群。对我国的生物医药产业发展，这起到了很好的带动作用。总体而言，中国生物制药领域的前景非常广阔，产业也将呈持续增长态势。

四、我国生物制药的前景

1、生物制药产业呈现集群式发展。

作为现代化的高科技产业，生物制药不仅需要在基础设施、上下游配套产业等方面得到相应的支持，还需要同教育培训、专业服务、技术转移中心等相关服务进行全方位立体组合，才能发挥最大化的优势和效应。当前，在生物技术产业迅猛发展浪潮的推动下，借助政府有力的扶持和引导，我国部分地区已经构建出了比较完善的生物技术应用产业链和产业集群。对于生物制药产业的发展，这些产业集群使得生物制药的整体产业链得到优化，在生产效率方面得到大幅提升，具有不可忽视的重要作用。以此为基础，我国生物制药产业已经在生物技术、人才、资金密集的区域，逐步形成了生物医药产业聚集区。其后，我国生物制药产业仍会朝着这方面快速发展，政府也将会加大投资力度、重点建设产业集群区，以提升产业的市场规模。

2、生物医药技术向产业化推进。

就现状而言，我国生物医药技术在科研方面取得的成果，显然没有实践应用所取得的成果丰硕。在科研未能大规模转换为生产力价值的状况下，很多社会及科学资源被浪费，生物医学的生产实践跟不上研发，造成了高科技高疗效医药生产的滞后，以及生物医学整体发展水平的滞缓。因此，将生物医药技术从科研转向产业化生产，即是科研的重要目的和最终方向。通过委托外包策略，建立技术同盟，与相应的企业形成优势互补，使自身能够专注于专长和优势，从而降低生产成本、提高竞争优势。这一方式，既是生物医药技术向产业化推进的要求，也将是国内生物医药研究机构与药品制作企业互利发展的主流模式。

3、生物制药新兴技术将不断应用于产业发展。

生物制药产业需要持续进行技术创新，才能不断解决产业发展中存在的问题，并不断满足医药水平提升的要求。因此，生物制药新兴技术的发展，将会不断应用到产业发展中，从而促进产业技术水平和社会医疗水平的提升。

五、结束语

作为近现代兴起的综合性技术学科，生物技术为我国制药业提供了宝贵的技术资源和信息资源，并由此成为提高我国制药业生产水平和生产工艺的主要手段和方法，以及未来产业发展的重要影响趋势和重要基础。随着生物技术的持续发展，其在我国制药产业将得到更全面、更深入的应用，也将为人类的身体健康和社会的文明进步做出更大的贡献。■

参考文献

第2篇：生物领域的科学技术范文

1)生物学、化学、物理学占据上海自然科学领域科技发展与学科建设的主导地位。

上海自然科学领域中生物学、化学、物理学分别名列前三位，占据上海自然科学领域学科发展的主导地位。排在后面的依次为信息与系统科学、地学、数学、天文学和力学。除生物学、化学、物理学三个学科科技发展的主成分得分为正外，其他五个学科科技发展的主成分得分均小于零，表明上海自然科学领域的多数学科的科技发展低于整体水平(见表1)。

表1　上海自然科学领域学科发展的综合评价

投入

产出

综合

排序

生物学

1.7461

0.98206

1.79619

1

化学

0.87113

1.18576

0.83031

2

物理学

0.81642

1.32005

0.76775

3

信息与系统科学 -0.41952 -0.77932 -0.37558 4

地学

-0.54201 -0.6447

-0.52783 5

数学

-0.71232 -0.20092 -0.7645

6

天文学

-0.88765 -1.14172 -0.84543 7

力学

-0.87214 -0.7212

-0.8809

8

2)上海自然科学领域的科技发展与学科建设在全国具有明显优势，但与北京差距明显。

在自然科学学科中，上海除地学外，其他学科国际科技论文数均进入前三名，其中数学、力学、物理学、化学、天文学、生物学六个学科在大陆排名第二(仅次于北京)，信息与系统科学国际科技论文数排在北京、湖南之后，名列第三(见表2)。虽然上海自然科学领域各学科国际科技论文数均位居前列，但与北京相比，差距明显，特别值得注意的是除天文学外，上海其他学科国际科技论文数均不足北京的1/2。在国内科技论文方面，上海自然科学领域中的力学、物理学、化学、信息与系统科学、天文学和生物学有明显优势，数学与地学国内科技论文未能进入前三名(见表2)。特别值得注意的是除数学外，上海其他学科国内科技论文均不足北京的1/2。

表2　2001年自然科学领域各学科国际国内前三名地区

国际论文

国内论文

第一名 第二名 第三名 第一名 第二名 第三名

数学

北京 上海 江苏

北京 江苏 湖北

力学

北京 上海 陕西

北京 上海 陕西

信息与系统科学 北京 湖南 上海

北京 湖北 上海

物理学

北京 上海 江苏

北京 上海 安徽

化学

北京 上海 江苏

北京 上海 江苏

天文学

北京 上海 江苏

北京 江苏 上海

地学

北京 湖北 江苏

北京 江苏 湖北

生物学

北京 上海 湖北

北京 广东 上海

资料来源：2001年度中国科技论文统计与分析(年度研究报告)，中国科学技术信息研究所，2002，23-24。

3)知识流动不足、系统失灵是制约上海自然科学领域科技发展与学科建设的瓶颈。

科技发展与学科建设的效率，就其实质而言，是新的知识在一个系统中创造、流动和利用的效率。它取决于诸创新要素的创新动力、能力和互相之间相互作用的效率。而决定创新要素的创新动力、能力和互相作用则取决于经济科技制度的安排，政策体系的设计，基础设施建设的水平和创新文化的氛围。建设知识创新体系，提升学科建设与科技发展能力的关键是通过制度、政策和环境的作用，提高创新各要素的创新动力、能力和达到创新目标的要素间的互动。从本质上看，创新体系是由存在于企业、政府和学术界的关于科技发展方面的相互关系与交流所构成的。在这个系统中，相互之间的互动作用直接影响着创新的成效和整个经济体系。创新体系的核心内容是科学技术知识的循环流转。表3所示上海自然科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况，2/3左右的项目为独立完成，表明知识流动不足、系统失灵成为制约上海自然科学领域科技发展与学科建设的瓶颈，如何采取有效措施加速知识流转、战胜科技发展与学科建设中的系统失灵是上海自然科学领域知识创新体系建设面临的长期任务。

表3　上海自然科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况

项目数 项目参加人员全时当量 科学家和工程师 项目经费支出

与境外机构合作

114

343

275

5122

与国内高校合作

127

305

221

7258

与国内独立研究院所合作

107

243

177

2526

与境内注册外商独资企业合作 38

127

118

2360

与境内注册其他企业合作

915

2103

1895

25427

独立完成

2545

4408

2707

32311

其他

26

124

102

1384

资料来源：上海市全社会R&D资源清查工作小组。上海市R&D清查数据汇编，2001，72。

2　上海工程与技术领域科技发展的学科结构与绩效评价

1)学科在国内的比较优势。

在工程与技术科学领域20个学科的国际科技论文排名中，北京包揽了20个学科的第一名，上海只有材料科学、冶金与金属学、机械与仪表、动力与电气、电子通讯与自动控制、计算技术、化工、土木建筑、交通运输9个学科排名第二(仅次于北京)，上海能源科学技术和环境工程两个学科国际论文排名第三(见表4)。

表4　2001年工程与技术科学领域各学科国际国内前三名地区

国际论文

国内论文

第一名 第二名 第三名

第一名 第二名 第三名

工程与技术基础学科 北京 河北 山西

北京 陕西 江苏

测绘科学技术

北京 四川 陕西

北京 湖北 江苏

材料科学

北京 上海 辽宁

北京 上海 陕西

矿山工程技术

北京 江苏 湖南

北京 湖南 江苏

冶金、金属学

北京 上海 辽宁

北京 辽宁 上海

机械、仪表

北京 上海 陕西

北京 江苏 陕西

动力与电气

北京 上海 江苏

北京 湖北 陕西

能源科学技术

北京 湖北 上海

北京 山东 黑龙江

核科学技术

北京 安徽 四川

北京 四川 甘肃

电子、通信与自动控制 北京 上海 陕西

北京 陕西 上海

计算技术

北京 上海 江苏

北京 江苏 上海

化工

北京 上海 湖北

北京 江苏 上海

轻工、纺织

上海 北京 四川

北京 广东 上海

食品

北京 江苏 广东

广东 浙江 江苏

土木建筑

北京 上海 江苏

北京 上海 江苏

水利

北京 湖北 江苏

湖北 北京 江苏

交通运输

北京 上海 江苏

北京 上海 湖南

航空航天

北京 陕西 黑龙江

北京 陕西 江苏

环境

北京 江苏 上海

北京 江苏 上海

安全科学技术

北京 湖南 安徽

北京 湖南 江苏

资料来源：2001年度中国科技论文统计与分析(年度研究报告)，中国科学技术信息研究所，2002，23-24。

在工程与技术科学领域20个学科国内科技论文排名中，北京有18个学科排名第一，只有食品和水利分别由广东和湖北名列第一，而上海只有9个学科进入前3名，其中材料科学、土木建筑、交通运输3个学科名列第二，冶金与金属学、电子通信与自动控制、计算技术、化工、轻工与纺织、环境工程名列第三(见表3)。

2)上海工程与技术科学领域科技发展与学科建设占主导地位的学科。

上海工程与技术科学领域中占据科技发展主导地位的8个学科依次是电子通信与自动控制、机械与仪表、航空航天、材料科学、化工、计算技术、动力与电气、交通运输。上海工程与技术科学领域科技发展最为薄弱的5个学科是测绘科学与技术、水利、矿山工程技术、安全科学技术和食品。特别值得注意的是2/3的学科科技发展的主成分得分小于零，表明上海工程与技术科学领域60％的学科科技发展低于平均水平(见表5)。

表5　上海工程与技术科学领域学科发展的综合评价

投入

产出

综合

排序

电子、通信与自动控制

2.93105

2.48946

2.96681 1

机械、仪表

1.38674

0.06872

1.29458 2

航空航天

1.16586

-0.81414 0.98384 3

材料科学

0.57576

1.29195

0.67626 4

化工

0.61197

0.94682

0.66216 5

计算技术

0.35117

1.86971

0.51358 6

动力与电气

0.49477

0.42028

0.50252 7

交通运输

0.45473

-0.19787 0.40005 8

土木建筑

-0.32659 0.6906

-0.23377 9

工程与技术基础学科

-0.26822 -0.66067 -0.31811 10

冶金、金属学

-0.46472 0.25968

-0.40773 11

轻工、纺织

-0.46716 -0.475

-0.47954 12

环境

-0.69617 -0.31043 -0.67619 13

核科学技术

-0.72349 -0.79265 -0.75082 14

能源科学技术

-0.79072 -0.50098 -0.78198 15

食品

-0.76882 -0.90066 -0.80184 16

安全科学技术

-0.81005 -0.84276 -0.83462 17

矿山工程技术

-0.8642

-0.85314 -0.88633 18

水利

-0.89218 -0.8347

-0.91028 19

测绘科学技术

-0.89975 -0.85423 -0.91858 20

3)上海工程技术领域科技论文产出与北京差距悬殊。

在工程与技术科学领域国际科技论文方面，上海排在前3名的11个学科中，除材料科学与土木建筑两个学科外，冶金与金属学、机械与仪表、动力与电气、电子通信与自动控制、计算技术、化工、交通运输、能源科学技术和环境工程9个学科的国际科技论文数均不足北京的1/2。

在工程与技术科学领域国内科技论文方面，上海进入前3名的9个学科，除材料科学、轻工与纺织两个学科外，土木建筑、交通运输、冶金与金属学、电子通信与自动控制、计算技术、化工、环境工程等7个学科国内科技论文均不足北京的1/2。

4)加强产学研合作、战胜系统失灵是上海工程技术领域科技发展与学科建设面临的基本任务。

表6所示上海工程技术领域R&D项目按项目合作单位分组情况，70％左右的项目为独立完成，表明知识流动不足、系统失灵成为制约上海工程技术领域科技发展与学科建设的瓶颈，如何采取有效措施加强产学研合作、战胜系统失灵是上海工程技术领域科技发展与学科建设面临的基本任务。

表6　上海市工程与技术科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况

项目参加人

项目数 员全时当量 科学家和工程师 项目经费支出

与境外机构合作

201

3341

2169

74523

与国内高校合作

437

1762

1415

21865

与国内独立研究院所合作

644

3021

1745

24587

与境内注册外商独资企业合作 94

854

608

19073

与境内注册其他企业合作

1431

4551

3454

52744

独立完成

6934

22836

15879

219665

其他

293

1592

1198

10703

资料来源：上海市全社会R&D资源清查工作小组。上海市R&D清查数据汇编，2001，75。

3　上海农业科学领域科技发展的学科结构与绩效评价

1)农学和水产学占据上海农业科学领域中科技发展与学科建设的主导地位。

上海农业科学领域中占据科技发展主导地位的学科是农学和水产学，林学、畜牧与兽医科学相对薄弱(见表7)。

表7　上海农业科学领域学科发展的综合评价

投入

产出

综合

排名

农学

1.21943

1.45978

1.26327

1

水产学

0.28854

-0.26992

0.2164

2

畜牧、兽医科学 -0.3714

-0.38479

-0.37749 3

林学

-1.13657

-0.80507

-1.10218 4

2)上海农业科学领域各学科与国内先进地区有相当差距。

在农业科学领域4个学科国际科技论文排名中，北京的农学和林学、甘肃的畜牧兽医、湖北的水产学国际科技论文排名第一，上海在农业科学领域各学科国际科技论文无一进入前3名(见表8)。在农业科学领域4个学科国内科技论文排名中，北京的农学、浙江的林学，江苏的畜牧兽医、山东的水产学国内科技论文排名第一，上海在农业科学领域各学科国内科技论文无一进入前3名(见表8)。无论是国际科技论文、还是国内科技论文，上海农业科学领域各学科与国内先进地区都有相当大的差距。

表8　2001年农业科学领域各学科国际国内科技前三名地区

国际论文

国内论文

第一名 第二名 第三名

第一名 第二名 第三名

农学

北京

浙江

江苏

北京 江苏 浙江

林学

北京

黑龙江 安徽、福建、 浙江 北京 福建

广东、陕西

畜牧、兽医科学 甘肃

云南

北京

江苏 北京 甘肃

水产学

湖北

山东

广东

山东 广东 福建

资料来源：2001年度中国科技论文统计与分析(年度研究报告)，中国科学技术信息研究所，2002，23-24。

4)知识流动不足是上海农业科学领域科技发展与学科建设相对薄弱的重要原因。

表9所示上海农业科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况，64％的项目为独立完成，表明知识流动不足是上海农业科学领域科技发展与学科建设相对薄弱的重要原因，如何采取有效措施加强产学研合作、战胜系统失灵是加强上海农业科学领域科技发展与学科建设面临的重要任务。

表9　上海农业科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况

项目数 项目参加人员全时当量 科学家和工程师 项目经费支出

与境外机构合作

24

46

38

229

与国内高校合作

25

72

45

613

与国内独立研究院所合作

48

86

68

442

与境内注册外商独资企业合作 2

5

4

18

与境内注册其他企业合作

69

124

99

506

独立完成

312

420

269

3716

其他

9

8

3

25

资料来源：上海市全社会R&D资源清查工作小组。上海市R&D清查数据汇编，2001，73。

4　上海医药科学领域科技发展的学科结构与绩效评价

1)上海医药科学领域科技发展与学科建设在全国具有明显优势，但与北京仍有相当差距。

在医药科学领域6个学科国际科技论文排名中，北京的预防医学、基础医学、临床医学、中医学四个学科排名第一，上海的药物学和特种医学两个学科排名第一。此外，上海的基础医学、临床医学排名第二，中医学排名第三(见表10)。在医药科学领域国际科技论文方面，上海除药物学和特种医学外其他4个学科与北京均有一定的差距。

表10　2001年医药科学领域各学科国际国内前三名地区

国际论文

国内论文

第一名 第二名

第三名 第一名 第二名 第三名

预防医学 北京 浙江、广东

北京 广东 上海

基础医学 北京

上海

广东

北京 广东 上海

药物学

上海

北京

江苏

北京 广东 上海

临床医学 北京

上海

广东

北京 广东 上海

中医学

北京

云南

上海、江苏 北京 广东 江苏

特种医学 上海

北京

广东

北京 陕西 上海

资料来源：2001年度中国科技论文统计与分析(年度研究报告)，中国科学技术信息研究所，2002，23-24。

国内科技论文排名中，北京包揽了6个学科国内科技论文的第一，上海除中医学国内科技论文未进入前三名外，预防医学、基础医学、药物学、临床医学和特种医学国内科技论文均排名全国第三(见表11)。在医药科学领域国内科技论文方面，上海6个学科与北京均有一定的差距，特别值得注意的是中医学和特种医学国内科技论文不足北京的1/2。

表11　上海医药科学领域学科发展的综合评价

投入

产出

综合

排名

临床医学

1.495

1.583

1.56579 1

药学

0.89727

-0.15227 0.79183 2

基础医学

-0.33507 0.84777

-0.246

3

中医学与中药学

-0.21555 -0.8431

-0.27284 4

预防医学与卫生学

-0.69136 -0.64275 -0.70052 5

军事医学与特种医学 -1.1503

-0.79264 -1.13826 6

2)上海医药科学领域中占据科技发展主导地位的学科是临床医学和药学。

上海医药科学领域中占据科技发展主导地位的学科是临床医学和药学，中医学与中药学、基础医学、预防医学与卫生学、军事医学与特种医学科技发展相对薄弱。

3)知识流动不足是影响上海医药科学领域科技发展与学科建设的制约因素。

表12所示上海医药科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况，85％的项目为独立完成，表明知识流动不足是上海医药科学领域科技发展与学科建设相对薄弱的重要原因，如何采取有效措施加强产学研合作、战胜系统失灵是加强上海医药科学领域科技发展与学科建设面临的重要任务。

表12　上海医药科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况

项目参加人

项目数 员全时当量 科学家和工程师 项目经费支出

与境外机构合作

37

124

114

7510

与国内高校合作

142

258

170

1607

与国内独立研究院所合作

113

234

171

1921

与境内注册外商独资企业合作 6

10

7

119

与境内注册其他企业合作

97

195

166

2343

独立完成

3074

4857

3192

20038

其他

139

125

第3篇：生物领域的科学技术范文

关键词：化学；现代生活；物质文明；精神文明

生活中处处有化学。日常生活以及材料、能源、环境、生命科学等诸多问题，都体现了化学与人类、社会发展的密切关系以及化学发展的最新成果。随着生活水平的提高，人们越来越追求健康、高品位的生活，化学与生活的联系也日趋密切，为现代生活的方方面面都提供了便捷，对科技的进步也起到很重要的作用。如下所述是从几个纬度来解析化学在各个领域的应用。

一、化学在衣食住行方面的应用

“民以食为天”，我们吃的粮食离不开化肥、农药这些化学制品。1909年哈伯发明的合成氨技术使世界粮食翻倍，如果没有他发明的这个化学技术，那么世界上就有一半的人得不到温饱，那么世界上就有一半的人生命面临危机了。加工制造色香味俱佳的食品就更离不开各种食品添加剂，如，甜味剂、防腐剂、香料、味精、色素等等，它们多是用化学合成方法或化学分离方法制成的。转基因食品、生态环保型服装、智能材料等无不是化学给我们带来的福音。再看我们住的房子，石灰、水泥、钢筋，窗户上的铝合金、玻璃、塑料等材料，哪件不是化学制品。离得了铝合金的木制的窗户，也离不开化学制品油漆，就算不用玻璃吧，像一些贫穷人家用的尼龙布甚或用的报纸，不是化学制品又是什么？还有我们的日常生活用品，如，牙刷、牙膏、香皂、化妆品、清洁用品等等无一不跟化学沾边，都是化学制剂。

二、化学在医药学领域的应用

因为有了合成各种抗生素和大量新药物的技术，人类才能控制传染病，才能缓解心脑血管病，使人类的寿命延长25年。人类的健康成长离不开各种营养品和药品。如果没有这些化学药品，世上不知有多少人要受病魔的折磨，不知有多少人会被病魔夺去生命。

基因疗法、干细胞技术、生物质洁净能源、纳米生物技术等，人们要用化学方法不断创造新的化学产品；创造新药品战胜癌症、艾滋病、SARS等病毒性疾病；战胜老年性痴呆、心脏病与中风等影响健康长寿的顽疾。

从药物的成分来看，绝大部分是化合物，特别是西药中有相当大一部分是人工合成的。再从医药与化学的关系来看，从无机化学到有机化学、再到生物化学，药物就是化学的产物。

三、化学在科学技术领域的应用

航空航天工业是化学镀镍的使用大户之一，比较突出的应用实例是：美国俄克拉何马航空后勤中心，自1979年以来，以及西北航空公司自1983年以来均采用化学镀镍技术修复飞机发动机零件。

胶体推进剂在航天领域也起到不可或缺的作用，原本使用的固体推进剂密度大、易贮存和运输，但比冲较低且不能调节燃速，不能多次启动。液体推进剂比冲较高且能在飞行过程中调节推力，能多次启动，但它们易燃、易爆、有毒、安全性低，而胶体推进剂可具备固体和液体推进剂的优点。航空航天工业使用的耐高温耐腐蚀材料等绝大多数都是化工合成材料，对我国航天事业的发展起到了巨大的推动作用。

手机也是一个巨大的进步，而手机里高精密的电子版上有许许多多的化工材料以及锂电池的应用都是化学为我们带来的福祉。

四、化学在开发新能源领域的贡献

利用太阳能和氢能源的研究工作都是化学科学研究的前沿课题。材料科学是以化学、物理和生物学等为基础的边缘科学，它主要是研究和开发具有电、磁、光和催化等各种性能的新材料，如，高温超导体、非线性光学材料和功能性高分子合成材料等。生命过程中充满着各种生物化学反应，当今化学家和生物学家正在通力合作，探索生命现象的奥秘，从原子、分子水平上对生命过程做出化学的说明则是化学家的优势。

化学与国民经济各个部门、尖端科学技术各个领域以及人民生活各个方面都有着密切的联系。

化学与人类的衣、食、住、行以及能源、信息、材料、国防、环境保护、医药卫生、资源利用等方面都有密切的联系，它是一门社会迫切需要的实用学科。保证人类的生存并不断提高人类的生活质量，化学与现代生活息息相关。

参考文献：

[1]管国锋，赵汝溥.化工原理[M].北京化学工业出版社，2003.

[2]王洛礼.高分子科学技术发展简史[M].北京：高等教育出版社，1994.

第4篇：生物领域的科学技术范文

关键词　科技革命　　辩证唯物主义　自然观

中图分类号：A81 文献标识码：A

是关于人类社会发展的学说，是关于人类认识自然、改造自然、认识社会、改造社会的学说。这个学说的指导思想是辩证唯物主义的自然观与历史观，它的酝酿和形成始于19世纪40年代。而在这一时期自然科学的各个领域相继涌现出一系列的新发现，在技术领域发生了遍及欧洲的产业革命。马克思、恩格斯科学地总结和概括了当时自然科学以及技术发展的最新成就，批判地继承了哲学史上的宝贵遗产以及人类文明史中一切有价值的成果，建立和完善了辩证唯物主义学说。

1 辩证唯物主义自然观的形成与科学革命有着不可分割的联系

恩格斯指出：“要确立辩证的同时又是唯物主义的自然观，需要具备数学和自然科学的知识”。①马恩时代，自然科学领域正发生一系列革命性的变革。他们首先以近代自然科学成就为依据，对它们进行批判与分析。

康德的星云假说既否定了“神的第一次推动”，又批判了宇宙神创论，为的产生提供了天文学的依据。英国地质学家赖尔提出了地球地层缓慢进化的学说——渐变论，在地质学领域有力地冲击了灾变论。恩格斯称赞这个学说使人确信“不仅整个地球、而且地球今天的表面以及生活于其上的植物和动物，也都有时间上的历史”。②德国化学家维勒用人工方法首次由无机物合成有机物——尿素以及能量守恒与转化定理的发现，也都从不同侧面揭示了自然界的历史性，为的产生提供了化学、物理学基础。19世纪以来的物理学成就，摧毁了那种认为力、热、光、电、磁彼此间独立无关的形而上学的认识，实现了人类对自然认识的又一次综合。19世纪生物学中的细胞学说和生物进化论也为的产生提供了科学基础。生物进化论的提出是具有划时代意义的生物学革命，它摧毁了上帝创世说，否定了物种不变论，第一次把生物学放在完全科学的基础上，为的产生奠定了科学基石。马克思、恩格斯高度评价了达尔文的进化论，称它“证明了自然界的历史发展”，③为自然界的历史观“提供了自然史的基础”。④

在自然科学革命的基础上，马克思恩格斯建立了辩证唯物主义自然观，描绘出自然界辩证发展的图景。

2 辩证唯物主义历史观的形成与技术革命有着不可分割的联系

从18世纪中期到19世纪，欧洲经历了一场技术革命，这场革命整个地改变了欧洲资本主义经济的技术基础。人们通常把这次技术革命叫做工业革命或产业革命。从19世纪下半叶开始的、以电机的发明和应用为标志的电气革命，为后起的资本主义各国如德国和美国带来了新的经济发展，并对20世纪经济社会的发展产生了深远影响。如果说蒸汽机革命揭开了技术革命的序幕，电力革命则把技术革命引向纵深，它们为社会主义社会的产生提供了技术基础，也为揭示的资本主义必然灭亡的规律提供了科学依据。

工业革命把技术和科学结合，从此技术与科学不仅成为联系自然史与人类史的中间环节，而且成为变革自然和变革社会的革命力量。技术改变自然的革命力量突出地表现在劳动工具上。劳动工具依靠它机械的、物理的和化学的属性改变自然。

马克思、恩格斯正是从劳动工具的变革，提出了关于历史唯物主义的重要思想原理：技术是社会发展史的指示器；技术革命划分了不同的历史时代；技术革命引发产业革命；技术革命推动了市场经济的发展；技术革命促进资本主义市场经济的发展。

3 对近代科技革命提出的问题的回答

首先，在科学认识论和方法论方面，马克思、恩格斯克服了培根经验论的形而上学的缺陷和笛卡儿唯理论中的唯心主义倾向，把他们的归纳法和演绎法辩证地结合起来，创立了辩证唯物主义的科学认识论和科学方法论。他们认为：自然科学是实验的科学；以观察和实验为基础的物理学是自然科学的最重要的部分。

其次，关于如何看待自然界的问题，马克思、恩格斯认为：自然界是物质的；物质处在永恒运动和发展的过程。关于自然界的辩证发展问题，马克思恩格斯根据自然科学的成就，科学地阐明自然界的四大演化即天体、地球、生物、人类的演化。恩格斯从两个方面描绘了自然界演化的总图景：自然界中一切有限的事物都有它产生和发展的历史；自然界是一个无限发展的过程。

第5篇：生物领域的科学技术范文

关键词：生物技术;畜牧兽医;应用实践

生物技术的蓬勃发展对于各行各业来说都是一种强有力的技术支撑与新领域的不断创新，最具有应用价值的就是生物技术在畜牧兽医实践的不断发展。生物技术应用到畜牧兽医领域中是对畜牧兽医领域的创新，在不断完善发展生物技术的同时也使整个畜牧兽医领域在应用该技术之后使自身不断向前迈进，不断注入新鲜的血液。

一、生物技术的研究领域

生物技术是科技发展的新时代新要求下，应运而生的新产物，能够很好的适应人们的新要求，现代生物技术的研究领域主要是基因技术的应用与开发以及微生物的繁殖发展，在生物的遗传、生长以及在应对疾病等方面都进行了分析与探讨，同时还能对生物的生长状态与生长性能不断进行改善，而且对于生物新物种的产生也有积极的影响，畜牧兽医领域对于现代生物技术的应用促进畜牧兽医领域的蓬勃发展。

二、现代生物技术对畜牧兽医实践的影响

生物技术是新时代下不断涌现发展出的适宜人们生产发展的新技术，它涵盖了很多不同的研究领域以及不同的研究方向，它能够从不同方面来影响畜牧兽医领域的发展与实践，不断提升整个畜牧兽医行业的高度与其发展的模式。现代生物技术对畜牧兽医实践的影响主要有以下几个方面。

（一）现代生物技术对动物生长繁殖的影响

在畜牧兽医领域的发展领域中的繁殖与生产是整个领域的重要组成行业，尤其是在当前的发展环境以及城市化进程不断加快的情况下，畜牧业面领着更严峻的挑战。现代生物技术的应用不断稳定了畜牧业的发展，在其发展模式上等各个方面促进了动物的生长与繁殖。

在以往动物的育种过程中，人们会面临着众多的难题与挑战，不能适应21世纪更高水平的现代技术的需要，而现代生物技术的运用很好的利用DNA的重组技术，实现了动物的快速高效育种，在以往克隆羊多莉的完成上就很好的诠释了生物技术的重要性以及必要性。在运用现代生物技术之前，人们如果想要提高动物育种的效率、提高动物增重的速度，就需要进行多次的杂交，不断进行人工筛选与杂交才能培育出比较优良的生物品种，这种方法在当时为生物的优良选择与培育做出了很大的贡献，但是现在看来这种“原始”的生物培育方法不仅需要耗费大量的时间、人力物力，更多的需要不断的创新与尝试，这未免为动物的快速有效的繁殖增添了许多不必要的麻烦，并且利用这种生物技术繁殖出的动物往往很难改变自身的基因状态，这种再叫技术还不能很有效的促进基因的杂交，同时还需要面临有害基因的带入，这就加大了生物杂交的困难度与危险度。

针对以往生物育种的困难，现代生物技术的的运用对以往动物育种方式进行了改进与完善，这是为畜牧兽医领域的更快发展提高了发展的层次与高度，不断提高生物育种的速度以及安全有效性，这已经成为该领域发展的必要技术与一种发展趋势，在实际运用现代生物技术的过程中，可以利用DNA的导入技术，促进胚胎发育工程的有效进行，首先要对进行操作的基因进行高效细致的筛选，防止有害基因的带入，然后利用分子生物技术快速繁育出高质量的生物品种，不断增强生物育种的便利性与高效性以及安全性，同时不断增加生物物种的多样性，对于其他各行各业的发展也有重要显著的推动作用。

（二）现代生物技术促进激素的释放

生长激素对于动物的生长繁殖具有很重要的作用，它是生物发育的重要调剂，能够促进动物生长状态的完善与发展，对于动物的身体发育以及各个动物不同性能的开发都有不可取代的作用。但是生长激素在获得途径上往往很受限制，不能高效的利用其价值。

科学家在这一方面不断运用现代生物技术的便利性，研制出生长抑素，可以不断提高整个激素的释放量，对于动物的生长性能的完善与提高具有不可替代的作用。现代生物技术发展领域中最常应用的就是半胱氨酸，这种生长抑素能够改变酮体的成分，有效改善动物的生长性能以及体内激素的释放量，对于该领域发展有巨大的推动作用。

三、结束语

畜牧兽医领域是我们的生产与发展有重要的基础作用，需要加大对其重视程度以及新技术的引用与开发力度，不断为其注入新鲜的血液，运用新技术促进该领域的不断发展与完善。在现代生物技术的构建下畜牧兽医领域更是不断向前发展，促进畜牧兽医领域实现更高水平的改善，这为畜牧兽医领域的应用与实践带来了更多的发展契机。

参考文献：

[1]李红梅，章新，张宏雨.新平哀牢山自然保护区东坡爬行动物多样性研究.2012年16期.

第6篇：生物领域的科学技术范文

[关键词]纳米机器人；纳米科技；生物医学

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.32.068

随着纳米科技的不断发展，产生了纳米机器人技术，研制可编程的纳米机器人。纳米机器人涉及分子仿生学和电子控制技术的范围，以分子水平的生物学原理来设计研制出可对纳米空间级进行操作的“功能分子器件”，研发出能操控生物分子的纳米级结构，突破了传统机器结构的限制，纳米机器人的研发已成为当今科技的前沿热点，具有较强的创新性和前瞻性，备受世人瞩目，具有广泛的应用前景。

1 国内外研究现状

近年来，国内外对纳米机器人的研究越来越热，并取得了一定的进展，部分国家已经研制出纳米机器人的样机。美国在纳米机器人的设计和研究领域处于世界领先水平。纽约大学的科学家研制出一个双足分子机器人，该机器人可以运送原子，可以作为精密医学的工具。加利福尼亚大学的科学家研制出一种能够凭借自身生长的肌肉行走的微型机器。科学家将鼠心肌细胞附着在约200μm长的硅制框架上，这些心肌细胞在接近自然状况的培养环境中生长分裂，长成了约100μm的肌肉，这些肌肉吸收溶液中的葡萄糖后就能够自主收缩和舒张，从而带动硅制框架缓慢向前行走，形成了微型机器人，为纳米机器人动力系统的研制提供了有效方法，这种方法在医学上能够用来清除血管内的脂肪斑。哥伦比亚大学研制出一种 “纳米蜘蛛”微型机器人，该机器人只有4nm大小，由DNA分子构成，能够跟随DNA的运行轨迹移动，在二维体表面可以行走100nm，可用于医疗领域，进行疾病诊断、协助手术过程、清理血管垃圾等。加拿大、法国、日本、瑞士、以色列、德国等国也在纳米机器人领域开展了富有成效的研究工作。加拿大蒙特利尔理工大学在纳米机器人的运动控制方面取得了进展：在计算机控制下，成功地引导了一个微型装置在活体动脉内以10cm/s的速度运动。法国国家科研中心则成功地利用特种显微镜仪器，让一个分子做出了各种动作。日本东京大学的科学家成功地将2个分子机器人组装在一起，形成了一个分子机器复合体，紫外线和可见光能够为这个超微型分子机器提供动力。利用光的控制，这个分子机器人能够充当“机器人外科医生”，可穿行于人体血管以及杀死癌细胞。瑞士苏黎世实验室和巴塞尔大学、韩国等都研制出了不需要电池的纳米机器人，为纳米机器人未来在医疗中的应用拓宽了方向。以色列的科学家发明了一种只有几毫米大小的微型机器人，该机器人能够凭借细小的附属肢体在血管里附着和移动，科学家通过在病人体外制造磁场来控制这些附属肢体的动作，所制造的磁场能够使微型机器人的肢体发生振动，并且在血管中进行运动。在纳米加工或操作的自动化装置方面，德国曾经研制出具有信息处理、导航和通信能力的微型直升机，这种基于多方面纳米技术的微型飞机可以旋停、低飞、高飞，可以实现侦察、引导导弹攻击目标等功能。我国纳米机器人的研究工作开展不多，研究工作主要集中在沈阳、重庆、上海、北京等地，其中北京在生物纳米机器人的部分领域已经达到国际先进水平。

当前生物纳米机器人研究工作已从第一代生物机械简单结合系统（例如用碳纳米管作结构件，分子马达作为动力组件，DNA关节作为连接件等）发展到第二代由原子或分子装配的具有特定功能的分子器件（例如直接用原子、DN断或者蛋白质分子装配成生物纳米机器人），未来还将向第三代包含纳米计算机在内的进行人机对话的操控性纳米机器人发展。第三代生物纳米机器人目前还处于设想阶段。目前，在全世界范围内用于严格意义上纳米加工或操作的自动化装置发展较少，包括以环境扫描电镜为平台的多功能微纳操作、表征及微加工系统等，能对微小零部件进行纳米级加工的“纳米车床”等主要还停留在概念设计阶段。

2 纳米机器人

一般认为，纳米机器人是根据分子水平的生物学原理为设计原型，在纳米尺度上应用生物学原理，研制可编程的分子机器人。它是纳米机械装置与生物系统有机结合的产物。当人体某个部分感染时往往会服用或注射抗生素，但是抗生素在血液里会被稀释，真正起到治疗效果的只有一小部分药物，大部分人则可以直接把小剂量的药物送至感染部位，减少了副作用，还提高了治疗效果。在生物医学上，科学家还利用纳米技术制造纳米机器人，让它在人的血管网络中漫游，进行巡逻和检查，尽早发现异常细胞，而且可以对人体内细胞组织进行修复。它不仅可以完成早期诊断工作，更重要的是可以充当微型医生发挥治疗作用，解决传统医生难以解决的问题，如：杀死癌细胞、疏通血栓、清除动脉脂肪沉积物等。这种简单的机器人，可以是一个人造红细胞，约由1800 万个主要是碳的原子构成，能模仿正常的充满血红素的血红细胞行为，该装置上的压力传感器可接收医生的信号，在人体内的它们还可以实时监测人体在不同条件下的各类信息，如不同时间人体内不同位置处的各类化合物的水平，从而形成动态图像，形成了一种新的医学成像方法。纳米机器人还可以用来为人体器官做手术、为脑部动手术等。

3 纳米机器人的应用

目前，纳米机器人尚在研究开发阶段，但其潜在应用十分广泛，主要体现在医疗和军事上。

3.1 纳米机器人在医疗上的应用

在生物医学上，纳米技术具有无限的潜力，纳米机器人的研制成功成为纳米研发领域的骄傲。纳米机器人不但能够修复细胞与基因，还能够清除体内垃圾、养护血管。

（1）细胞与基因的修复。随着人类对物质控制能力的不断进步，分子大小的机械部件将会诞生，它们可以组装成比细胞还要小的微型机器。人工制造的“细胞修复机”在纳米计算机的操纵下，可以对原子逐个进行操作，修正DNA的错误，维护个别细胞的成分，从而达到对整个基因细胞的修复。

（2）清理体内垃圾。人体是一个保持自然平衡的有机体，新陈代谢的过程可以起到吸收新鲜养分、排除有害物质的作用。但有时候人体自身平衡出现问题，无法实现自我平衡。例如，人体铅、汞中毒后，机体无法排出，也无法分解这些元素。这时，如果让纳米机器人进入体内，就会极具目的性地把这些有害物质清出体内，使人体恢复自然平衡。

（3）养护血管。人体的脑部血管有些地方天生脆弱，平时很难被察觉，但在意外情况下，可能会突然发生破裂，导致脑溢血。如果让纳米机器人事先进入血管，仔细检查，并且一一修复那些脆弱血管，就可以避免这类悲剧的发生。有时血管中会产生血栓，堵塞血液正常流动。如果将纳米机器人导入血管，可以把血栓打成小碎片，避免血栓的进一步扩大。

3.2 纳米机器人在军事上的应用

世界各国的军备竞赛已经延伸到了纳米领域，各国都在探索利用纳米技术进行军事装备的升级与改造。多国已经开展了有关纳米机器人在军事应用上的探索，主要体现在以下几个方面。

（1）用于传统的武器装备中。纳米机器人用于传统的武器技术装备，能够改善装备材料、工艺、控制系统、制导系统、运输和储存方式，提高传统武器技术装备的技术性能，使作战装备的杀伤效能得到有效提高。

（2）用于开发新的人体作战手段和方式。特殊的纳米微型组件能够堵住人体的脸、鼻、口、眼或粘住手、脚等，利用其这一特性，可以限制敌军的活动。

（3）研制纳米武器。纳米武器是纳米机器人在军事应用上的另一个研究热点，如果将纳米武器注入到人造或杂交的昆虫体内，昆虫便将这些纳米武器传播到敌国军民的身体中，造成巨大的杀伤力。同时，纳米机器人还可通过自我复制或自我繁殖的方法迅速在敌方阵营中扩散。随着纳米武器的诞生和大量运用，传统的作战方式不断更新，纳米技术水平的高低对战争的胜负影响越来越大。

4 纳米机器人发展的前景展望

在21世纪，纳米科学技术将成为科学技术发展的主流。纳米机器人的发展是化学、物理、生物、工程、医学、材料科学等多门学科发展的结果，必将促进21世纪科学技术大军的跨学科教育。纳米机器人将对21世纪初的经济与社会产生深刻影响，也许可与信息技术、细胞生物学、遗传生物学与分子生物学的影响匹敌。从应用的范围和潜力方面讲，无论是军用还是民用，纳米机器人的未来是不可估量的，由于其不同的功能，高表面积与体积比，纳米结构对于化学和生物传感器、医疗设备、触媒、光电材料和纳米元件非常重要。多种材料选择加上不同的合成策略，产生了不同形态的纳米材料，如纳米级薄膜、纳米线、纳米管、纳米带、纳米粒子和纳米多孔结构等。这种多功能的和多成分分层的异晶结构是非常有用的，必将在许多方面影响我们的生活，从纳米汽车到纳米电子技术，随着纳米机器人技术逐渐产业化和日趋成熟，其产业化和市场化的前景是十分可观的。

5 结 论

随着科学技术的不断发展，纳米机器人已经与信息技术、生命科学技术等一起成为科学技术进步的重要方向。纳米机器人的设计与制造已成为世界上人们关注的热点，成为21世纪科学技术进步的发展动力。纳米机器人的发展方向是多种技术的综合应用，以实现各种技术的优势互补。因此要想通过纳米机器人的研发带动纳米技术的整体蓬勃发展，还需要研究人员不断开拓创新，逐一解决研发中的各种问题，为早日突破纳米机器人技术占领世界技术至高点奠定基础，最终使纳米机器人早日走入人民生活，造福人类。

参考文献：

[1]顾宁，黄岚，张宁，等.制造纳米电子器件的技术途径[J].华北工学院测试技术学报，2000，14（4）：241.

[2]付宏刚，刘克松，王江，等.功能纳米结构的组装[J].哈尔滨工业大学学报，2005，37（5）：978.

[3]崔铮，陶佳瑞.纳米压印加工技术发展综述[J].世界科技研究与发展，2004，26（1）：7.

[4]王素娜，江国庆，游效曾，等.无机分子纳米材料的研究进展[J].无机化学学报，2005，21（1）：1.

第7篇：生物领域的科学技术范文

关键词： 纳米技术意义展望

一、纳米技术的内涵

纳米技术是一门在0.1―100nm空间尺度内操纵原子和分子，对材料进行加工、制造具有特定性能的产品，或对物质进行研究、掌握其原子和分子的规律和特征的高新技术学科，被认为是“今后十年最可能使人类发生巨大变化的十项技术”之一。

纳米技术包含下列四个主要方面：（1）纳米材料。当物质到纳米尺度以后，即0.1―100nm这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，又不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。（2）纳米动力学。主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统，用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等。用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺，特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百μm，而宽度误差很小。（3）纳米生物学和纳米药物学。如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子，dna的精细结构，等等。纳米生物学发展到一定技术时，可以用纳米材料制成具有识别能力的纳米生物细胞，并可以吸收癌细胞的生物医药，注入人体内，用于定向杀癌细胞。（4）纳米电子学。包括基于量子效应的纳米电子器件，纳米结构的光/电性质，纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装，等等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷。更快，是指响应速度要快。更冷，是指单个器件的功耗要小。但是更小并非没有限度，纳米技术是建设者的最后疆界，它的影响将是巨大的。

二、研发纳米技术的重要意义

在充满生机的21世纪，信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小；航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高。新材料的创新，以及在此基础上诱发的新技术、新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域，纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。近年来，纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就。例如，存储密度达到每平方英寸400G的磁性纳米棒阵列的量子磁盘，成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器，价格低廉。高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件，用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世，充分显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。纳米材料和纳米结构的应用将对调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。

研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次，是知识创新的源泉。由于纳米结构单元的尺度（0.1―100nrn）与物质中的许多特征长度，如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当，因而纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子，又不同于宏观物体，从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的中间领域。在纳米领域发现新现象，认识新规律，提出新概念，建立新理论，为构筑纳米材料科学体系新框架奠定基础，也将极大丰富纳米物理和纳米化学等新领域的研究内涵。世纪之交高韧性纳米陶瓷、超强纳米金属等仍然是纳米材料领域重要的研究课题；纳米结构设计，异质、异相和不同性质的纳米基元（零维纳米微粒、一维纳米管、纳米棒和纳米丝）的组合。纳米尺度基元的表面修饰改性等形成了当今纳米材料研究新热点，人们可以有更多的自由度按自己的的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法设计纳米结构原理性器件及纳米复合传统材料改性正孕育着新的突破。

纳米技术作为一门新兴的学科，被誉为21世纪最具有发展前景的技术，是对未来经济和社会发展产生重大影响的一种关键性前沿技术。纳米技术在社会上的应用前景非常广阔，纳米技术不仅会推动新产品的开发，而且将为改善人们的生活环境，提高生活质量作出不可估量的贡献。纳米技术将成为21世纪新型技术的发展新方向，相信在不久的将来，我们将跨入一个全新的时代。

三、对纳米技术未来发展的展望

纳米技术将从根本上改变未来制造的两种基本类型方式――连续制造和离散制造。连续制造是指批量物质或材料的生产，例如化学品或金属卷材。离散制造是指单个配件的生产，例如螺栓或元件（集成电路）或组装系统（计算机）。对于纳米尺度制造来说，原子、分子与团簇都是生产“原料”。因此，纳米尺度制造的生产工艺和设备与目前应用于大于100nm的微制造工艺与设备将会有很大不同。纳米制造未来的研究方向包括以下几个。

1.材料开发

了解和模拟纳米尺度物质合成、操控及监测的现象和工艺，这是开发新型纳米制造技术所需的；开发表征、监测、筛选、分离和控制纳米结构大小/形状/多分散性和表面或体积特征的方法。

2.制造纳米系统的材料操控与控制

分子、大分子、纳米颗粒及纳米尺度组件的定位、定向、分散、集群和导向自我组装，非共价键和信息内容是不可或缺的；纳米材料的包装和输运，如通过超声和纳米流化床；纳米自组装结构融入功能器件和系统。

3.与微观和宏观系统相结合

把自下而上和自上而下的制备技术融入低本高效的优化生产制造中；制造技术的尺度放大、并行和集成能力，如平行探针或束阵列等方法。

4.制造工具

改造和控制表面组成/结构，以确保随后组装的稳定性和功能性；开发可支撑的、用户与环境友好、廉价而高产的制图技术；开发和运用纳米结构复制方法；纳米制造结构和性能的低本高效清除/修复/接缝技术，等等。

5.测量和标准工具

纳米颗粒与结构的化学和结构表征技术（除几何形状特征外）；开发三维加工和非破坏性表面下探测技术；把在线传感与监测技术同制造方法融合在一起；远程制作和远程表征设备和仪器，等等。

参考文献：

第8篇：生物领域的科学技术范文

[关 键 词]高新技术；技术革命；经济社会变革

一、21世纪高新技术发展大趋势

    在2l世纪影响技术发展趋势的基本因素主要是：第一，技术自身自主的发展，这是最重要的因素；第

二，科学发展状态对技术发展的巨大影响，科学发展的最新成就必然影响技术的发展方向和速度；第三，

社会和经济发展的需求将技术发展的速度、方向和规模产生巨大影响。

    根据以上影响21世纪技术发展趋势的基本因素，我们大体上可以推断高新技术发展的三大领域的大趋势。第一，以计算机为中心的信息技术革命将延续到2l世纪初期。全球“信息高速公路”浪潮的兴起将成为“世纪工程”。它将成为全球的神经中枢，使人类居住的地球就如同一个具有高度智慧的“大脑”。之所以出现这样的趋势，这是因为，其一，预计未来20年，半导体芯片集成度每18个月翻一番，价格减半的被称之为“摩尔定律”的发展趋势还会继续。而与之并行的处理技术难度使计算能力每两年提高一个数量级，预计到2005年计算能力将达到每秒千万亿次级。过去十年间，光纤的传输速率几乎每年翻一番，近两年达到每半年翻一番。其二，信息产业已成为经济增长的主要推动力。1995——1998年，信息技术及相关产业对美国国内生产总值增长的贡献率占l／3以上。据统计，1998年，全球电子产品市场规模为1．13万亿美元，2000年达到1．3万亿美元。其三，互联网和电子商务高速增长。全球互联网‘用户从1996年不足4000万户增长到目前的2．6亿户，预计到2005年将超过10亿户。目前全球电子商务市场贸易总额已达1500亿美元，预计到2003年将达到1．3万亿美元。未来10年，全世界国际贸易可能将会有1/3通过电子商务实现。

    第二，生物学世纪正处在创新浪潮中，生物技术将得到有史以来从未有过的大发展。生物学发展最引人注目的是，它不仅在了解生命，还在改造生命，定向进化成为生物技术的新热点。在自然条件下需要几年甚至几十年才能实现的事情，现在可以在几周甚至几天内实现。一系列大型计划如《国际地圈及生物圈计划》、《人类基因组作图与预测计划》、《人类前沿科学计划》、《脑的10年》、《生物多样性利用与保护研究》等的实现，特使生物技术崛起。现在生物技术研究成果不断涌现，应用速度加快。人类面临的一系列重大问题如人口膨胀、环境污染、粮食匮乏、疾病威胁等都紧迫地需要发展生物技术以求解决。围绕着生物技术的发展，环境保护技术、农业技术、生物——心理——社会技术等也将得到充分的发展，以致形成新的高新技术产业群。

    第三，以纳米科技为前沿和核心的新材料科技正在引发新的产业革命。纳米科技应用非常广泛。即将到来的微型化和分子电子装置浪潮——纳米技术，正在化学、物理学、生物学和电子工程学的交叉领域形成。这次浪潮的出现，将引发一场比20世纪末达到鼎盛的微电子装置更加引人注目的大规模行业变革。随着纳米科技的新发展，分子计算机、光子计算机、生物计算机、量子计算机在不久的将来就会出现。人们估计“后pc时代”正在到来。这是计算机技术发展的第三次浪潮的核心，它把计算机技术运用到各种日常和器具之中，同时使得它具有联网功能和高度智能化，这一趋势将从根本上改变现在个人计算机为中心的地位，扭转计算机性能的总体格局。尽管在相当程度上纳米技术仍然存在很多末探知领域，但科学家从已经获得的知识推断，纳米技术将对材料与加工、电子学等计算机技术、医药与生物工程技术、环境与能源、国防科技等领域产生重大影响。纳米科技之所以将在2l世纪产生如此重大深远广泛的影响，与纳米材料本身在高科技中的地位密不可分。

    2l世纪里，信息、生物和新材料代表了高新技术发展方向。在信息产业如火如荼的今天，新材料领域有一项技术引起了世界各国政府和科技界的高度关注，这就是纳米技术。有人预言，处于2l世纪高技术前沿和核心地位的纳米技术所引起的世界性技术革命和产业革命对社会经济、政治、国防等所产生的冲击，将比以往的技术革命时代带来的影响更为巨大。纳米技术将会掀起新一轮的技术浪潮，领导下一场工业革命。人类将进入一个新的时代——纳米技术时代。

二、应重视高新技术的发展对发展社会变革影响的研究

    2l世纪是一个科技革命给经济社会发展带来伟大变革的时代，世界性技术革命和产业革命对社会经济、政治、国防等所产生的冲击，将比以往的技术革命时代带来的影响更为巨大。信息、生物、纳米技术等高新技术的发展将会掀起新一轮的技术浪潮，领导丁一场工业革命。有鉴于此，研究高新技术对经济社会变革的巨大影响这一课题的意义就是要说明，技术革命的作用不能再用传统的、等同于资金和劳动力等经济活动的外在因素来解释，科学技术在促进经济和社会发展的活动中是一种内生因素，是一种特殊资源，是推动人类社会进步的最高意义上的革命力量。新技术革命带来的技术领域的变革，其直接后果是生产力和生产效率的大幅度提高。然而，生产力的发展必然引起生产关系的变化。也就是说，新技术革命的影响不只是简单的量的影响，而是会对生产过程中人与人的关系产生质的影响；它不仅会引起经济的巨大变革，而且会引起社会的重大变革，这是一个客观规律。也是研究高新技术发展对经济社会变革产生巨大影响这一重大课题的一个最基本的视角。

    关于社会发展远景的思想及其实际体现，已经证明了人们有可能科学预见每一社会发展阶段的最近结果，以及较远的后果。根据关于原则上可能认识未来的思想，研究高新技术发展对经济社会变革的影响的方法论基础是：社会实际是客观实际，认识实际的一般哲学方法，即辩证唯物主义和历史唯物主义c这也是研究科学技术与经济社会的关系的方法论根据。随着现代科学技术的发展出现的具有方法论意义的新学科是研究高新技术发展对经济社会变革的影响的一般科学方法。这主要包括系统论、信息论和控制论。此外，研究高新技术发展对经济社会变革的影响这一课题的方法还应包括经济学的研究方法和未来学研究未来本身的方法等。

    研究高新技术发展对经济社会变革的影响这一课题的主要途径应该是，一切从实际出发，深入国内外科研院所、高等院校、高新技术企业调查研究了解高新技术研究和应用的实际情况；广泛搜集国内外有关高新技术研究发展方面的各种资料，在占有丰富资料的基础上研究它对经济社会变革正在发生和将要发生的影响；召开有科学家、企业家、经济学家、人文社会科学家参加的学术研讨会，建立自然科学家与人文社会科学家之间的对话机制，共同探讨科技进步和人类社会发展的未来，使自然科学和经济学、未来学、人文社会科学交叉互补，充分发挥学科综合优势，博采众长、优势互补，以取得各学科综合研究成果。

    研究高新技术发展对经济社会变革的影响目的就是要在跨人新的21世纪之时，面对世界经济和科技前所未有的大发展，面对前所未有的激烈国际竞争，警醒国人，我们也面临着一次大的机遇和姚战，呼唤国人的科技意识，逆水行舟，不进则退，抓住机遇，开拓进取，赢得主动，发展壮大，是中华民族必须肩负的历史责任。抓住高新技术革命的机遇，思考应变的政策的战略，及时作出新世纪的正确战略决策，迎头赶上，奋起直追，以新的技术革命来促进整个经济社会的全面进步，实现中华民族的伟大复兴。

    从宏观经济全局来观察，高新技术革命的影响主要体现在产业结构的变化上。由于新技术革命的冲击，一些原有的产业会逐步消亡，一些新的产业会迅速成长起来，更多的产业在新技术革命的影响之下，则会重新改组或改造，这既包括技术的改造，也包括组织与管理方式的改造。

    从技术变革到经济变革,新技术革命，预示了一种全新的经济运行模式。它以新技术革命的丰硕成果为技术基础，以科技创新作为发展动力，以全球一体化的高度的生产社会化和国际化为宏观背景，以“后pc”时代的信息技术系统提供支持和科学决策为指导，它的发展必将为人类带来更高水平的物质文明和精神文明。

    新技术革命不仅会引起人类经济社会发展的变革，而且经济变革会进一步引起人类社会的深刻变革。经济关系的变革对于全社会来说，是带有根本性的、全面的变革。作为人类社会一切活动的基础，经济形态的变革必然通过各种渠道、各种方式影响到社会的各个方面、各个角落，从而导致整个社会生活的全面变革，从而形成新的社会格局。在2l世纪科技新时代里，社会的变革还会将更为全面和更加深刻。

    高科技时代带来的社会变革，首先将发生在法律领域，立法和法制建设就显得非常重要；其次，它对人们的道德观念将提出新的挑战，人类需要新的思维方式和新的思想观念。第三，随着高新技术的应用和普及，人们的工作方式、生活方式、休闲方式等都将发生巨大变化。最后，由新科技引发的技术革命对传统的教育也会引起巨大的冲击。在以上各方面的社会变革中，人们的思想观念的变革是最根本的变革。事实上，正是在2l世纪新的技术革命带来的这场大变革中，人类将不断地重新认识自己，重新认识自己与大自然与社会的相互关系。而这个认识的过程正是人类及其社会走向新的文明水平必须迈上的台阶。

第9篇：生物领域的科学技术范文

关键词:科技伦理;问题;责任

中图分类号:B82文献标识码:A

一、科技伦理学的概念和研究内容

科技伦理学是一门交叉学科,是科学技术学与伦理学相结合的产物。科学技术学与伦理学之所以能够联系起来,形成―门独立的学科――科技伦理学,是因为作为第一生产力,科学技术是与利益问题分不开的,关系到人类的利益,而伦理学的基本问题则是道德与利益的关系问题。这样,利益问题就成了科学技术与伦理道德统一的基础或联系的桥梁。科技伦理学主要是指科技创新活动中人与社会、人与自然和人与人关系的思想与行为准则,它规定了科技工作者及其共同体应恪守的价值观念、社会责任和行为规范。研究者指出,科学伦理和科技工作者的社会责任事关整个社会的发展前途。概括地说,作为科学技术学与伦理学相结合的科技伦理学,主要研究人与自然的道德关系、科学技术的伦理本质、科技发展与道德进步的互动及其机制。

二、常见的科技伦理问题

(一)生命科学的伦理问题

1、克隆技术与科学伦理。克隆技术引起的伦理问题最令人关注。克隆人也许为人类实现长生不老的千年梦想提供了有科学依据的可能,但祸福总相依,克隆行为将会损害被克隆者的公民权益,使被克隆者的唯一性、独特性大大降低。同时,自我欲求、需要、生存价值受到限制,与他人同样所应有的自、自决权将会遭到否定。科学家在控制生命、实践生物技术的过程中,其行为时刻面对着道德选择。由于人类胚胎干细胞研究与“克隆人”仅仅是一步之遥,在人类胚胎中收集胚胎干细胞必须要考察行为人的动机。人的胚胎是生命的一种形式,它具有发育成一个个体人的潜力,随意破坏人的胚胎实际上是在扼杀人的生命,是不道德也是非人道的。尽管世界各国政府和科学家对“克隆人”技术表示强烈反对,但是对于人类胚胎干细胞克隆技术应用于人体医学科技领域则给予高度关注。

总之,国际社会及各国政府的制约是确保生物技术健康发展的必要条件,而科学家的个人行为范式是确保生物技术造福于人类的决定性因素。科学家的个人觉悟、道德情操、思想品德、献身科学的勇气及高尚的人文精神,都将对21世纪生物技术的发展起到极大的推动作用。

2、基因研究中的科学伦理。基因工程技术是生物工程技术的核心。人类基因组研究是从分子水平直接探索人类自身奥秘的伟大科学工程,是人类认识自我、追求健康、战胜疾病最为重要的科学研究行为。它之所以在全球范围内引起轰动,除了其自身的科学价值和经济价值外,一个重要的原因就是它对伦理、法律等构成了挑战。

按科学家的设想,人类基因组研究计划旨在建立起全球性的人类基因多样性资源库(包括生物样品、统计数据、相关的信息等)。人类基因组研究的目标与意义主要包括如下几个方面:探讨人类的起源,了解和说明人类进化的历史,从微观层面深化对人与人、人与社会、人与自然关系的认识,为寻求导致疾病与防治疾病的遗传因素以及为这些因素与环境的相互关系提供更基础的信息。但是,人们在享受这一成果的同时,不能不思考它带来的各种伦理问题,如基因争夺与基因殖民主义;基因隐私与基因歧视;个体自决权问题;基因治疗与基因犯罪等。

此外,还有转基因技术应用的安全性问题。转基因技术是利用分子生物学技术,将某些生物的基因转移到其他物种中,使遗传物质得到改造的生物在性状、营养和消费品质等方面向人类需要的目标转变。尽管转基因技术可以提高作物的产量、增强作物的抗病虫害能力,但转基因产品的安全问题却一直存在争议,至今尚无定论。人们对转基因技术的主要担心有:含有抗病虫害基因的食品是否会威胁人类的健康、转基因产品对环境的影响、转基因产品是否会破坏生物的多样性和转基因产品带来的伦理问题等。

(二)生态环境伦理问题。人与自然环境的关系问题,自人类出现就已经存在。人既依赖自然而生存,又是改变自然的力量,人与自然是依存、适应、冲突与和谐的关系。随着科技进步和生产力的提高,人由自然的奴隶变成自然的主人,人与自然的关系也逐渐成了改造与被改造、征服与被征服的关系。人类以自然的主人自居,片面地按照人类的主观意志或需求去改造自然,往往会违背客观规律,酿成环境恶化、资源枯竭的苦果。

实践证明,“人类中心论”漠视自然客体,过分强调人类的价值主体地位,有悖于可持续发展思想,已逐渐失去社会思维主体地位。生态环境伦理学是人与自然道德生活的理论基础,它根据生态学揭示的人与自然相互作用的规律,对资源利用和环境保护进行深层次的哲学思考,它突出强调在改造自然中要保持自然的生态平衡,要尊重和保护环境,不能急功近利,不能以牺牲环境为代价取得经济的暂时发展。

当前,建构生态环境伦理要主张人与人及人与自然的生存平等、利益平等和发展平等,即一部分人的发展不能以牺牲另一部分人的利益为代价,既要求代内平等,也要求代际平等。所谓代际平等的道德原则,就是当代人与后代人在享用自然、利用自然、开发自然的权利要均等。解决代际不平等现象,必须建构生态环境伦理,用理性约束人类的行为,树立可持续发展的生态环境观念。

(三)纳米等“新材料”的科学伦理问题。自20世纪九十年代纳米产品进入人们生活以来,纳米材料已经应用于大众生活的各个方面,显示出巨大的发展潜力。纳米技术是对大小在100纳米以下的物质进行操作,利用物质在这一尺度上表现出的独特性质来制造新产品。目前部分计算机芯片、防皱的裤子、DVD播放机、自洁玻璃、防晒霜中的遮光剂等产品,都是应用纳米技术的实例。

但近期,纳米技术对人类健康和自然环境的负面影响,成了科学界研究的新课题。在美国化学学会2003年年会上,有3个研究小组分别报告说,纳米材料具有特殊的毒性。美国航空航天局太空中心的研究小组发现,向小鼠的肺部喷含有碳纳米管的溶液,碳纳米管会进入小鼠肺泡,并形成肉芽瘤,而用聚四氟乙烯制作的纳米颗粒毒性更强。纽约州罗切斯特大学的研究小组让大鼠在含有这种纳米颗粒的空气中生活15分钟,会导致大多数老鼠在4个小时内死亡。研究人员指出,这只是初步结果,还需要做更深入的研究。

开展纳米技术的安全性研究,并不是要限制纳米技术的发展,而是要更科学地发展纳米技术。研究发现,纳米技术一旦渗透到生物学领域将迅速改变农业和医学的面貌,人类生活方式也将在纳米技术与计算机和基因生物学的结合中迅速出现革命性的变化。同时,在人类健康、社会伦理、生态环境、可持续发展等方面将会引发诸多问题。

(四)网络时代的信息伦理问题。20世纪九十年代以来,以数字技术、多媒体技术和网络技术为代表的现代信息技术推动着人类社会从后工业社会向信息社会迅速转变,引发了信息传播在媒介形式、报道方式、受众地位、受众行为等多方面产生了一系列深刻的变革,同时也带来了信息伦理问题。

网络的开放性使得文化和价值观各异的人们参与到网络中来,在网络交往活动中,首先面临的是对个人隐私的挑战,如何保护合法的个人隐私、如何防止把个人隐私作为谋取经济利益的手段,成为网络时代的主要伦理问题。虚拟与现实之间,一系列其他新的社会问题诸如网络犯罪、网络病毒、网络黑客、垃圾邮件、网络安全、信息垄断、网上知识产权,以及利用信息网络进行恐怖活动和发动信息战争,危害社会公共利益和威胁国家安全等随之产生,这些都引发了计算机网络技术与信息伦理的激烈冲突。

专家指出,要构建新形势下的信息伦理,必须在四个方面有所突破:一是提高公民的信息伦理意识;二是制定出清晰的信息伦理准则;三是超前预示各类信息伦理问题;四是进行信息立法,互补信息伦理。

(五)基因武器和生化武器的军事伦理问题。世界上任何的高新技术一经开发,很快就会被应用于军事领域。像美俄两国始终致力于把最新技术引入核武器系统中,以实现其核武器的现代化,奉行对别国的核威慑战略。典型的还有基因技术在军事领域的应用及其所带来的军事伦理问题。

基因武器还可以根据人类的基因特征选择某一种族群体作为杀伤对象。原理是人类不同种群的遗传基因有一些差别,将基因表现不同的产物当作攻击目标是完全可行的,因此科学家们也称这种“只对敌方具有残酷杀伤力,而对己方毫无影响”的新型生物武器为“种族武器”。

与造价昂贵的大规模杀伤性武器相比,基因武器有着许多无可比拟的优势:一是成本低、产量高、杀伤能力强;二是使用方法非常简单,难以防治。基因武器从使用到发生作用都没有明显征候和特殊标记,因而很难迅速隔离和及时救治。

科学技术是一把双刃剑,既是“上帝”又是魔鬼,在为人类创造物质财富和精神财富的同时,也使战争的最基本要素――武器的研制和使用得到了飞速发展。自武器进入热核时代、生化时代以来,不管是用战争手段维护正义,还是用战争手段夺人城池,都产生一个非正义的结果,那就是对地球、对人类赖以生存的地理环境造成巨大的毁坏,因此必须要用正义的伦理道德来约束和制止。

三、科技伦理的道德约束和科学家的社会责任

科技给人类带来的一切危害都不是它本身的过错,但科技方法、科技活动、科技成果以及成果的运用,明显渗透着社会文化和伦理道德的因素。科学上“能够的”并不是伦理上“应该的”。作为先进文化的重要组成部分,科技伦理道德的发展方向对整个社会伦理道德的建立和完善有着极为重要的意义。

科技伦理是对科技活动的道德引导,是调节科技工作者相互之间、科技共同体与社会之间诸种关系的道德原则、道德规范。科技伦理不仅蕴含一般的伦理价值,而且包容科学技术真价值。如果一个科学家明明知道某项科学发现将会严重危及人类的生存,那么他就不应该把这一发现公布于众;另外,不论科学研究还是它的社会运用,都是在社会中进行的,而这一舞台的导演是各国政府,因此政府必须规范科技运用,采取措施加强科技发展中的道德伦理约束极为必要。

科学家的社会责任关系到整个社会的道德取向和道德规范,全社会必须关注科技伦理和科学家群体的社会责任问题,在面对种种新的技术成果的同时,不能忽略其自身涉及的种种现实及潜在的危险,必须正确地利用科技成果为人类造福,维护人类的健康和生命,最大限度地避免由于科技成果的使用不当而给社会带来的负面影响。

(作者单位:陕西科技大学)

主要参考文献:

[1]约瑟夫.P.德马科理查德,M福克斯.现代伦理学的新趋向[M].北京:中国青年出版社,1990.

[2]方福德.科技与伦理[N].光明日报,2000.9.18.