纳米技术的重要性精选(九篇)

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第1篇：纳米技术的重要性范文

既然，这一项新兴技术让世界各国站在同一起跑线上，我们完全可以利用我国扎实的基础教育在中学阶段开发和实践纳米课程，争取能培养更多学生对于科学的兴趣，提高学生的科学素养，并为高校输送一些愿意在科学道路上继续埋头苦干的学子.

本文笔者主要想和大家一起讨论在高中阶段开展纳米课程的一点思考，选择高中生这个群体，是因为他们已经在初中阶段学过了物理、生物、化学的一些基础知识，这样对于接受纳米知识做好了一些科学准备.幸运的是，笔者所在的学校十分重视实验室的建设，装备了纳米实验室，也为笔者进一步开发课程资源提供了近水楼台的条件.

我们可以在高中阶段对学生开发哪些纳米课程资源呢？能在中学装备纳米实验室的学校不多，高校的课程对于高中生又太难，在实践中我们只能摸着石头过河，我们相信将来随着纳米技术的普及，会有更多的学校开设这样的课程，这里我们只能是抛砖引玉，提一些自己粗浅的想法.

1 了解纳米和纳米技术

1.1 让学生知道纳米究竟是什么东西？

纳米（nm）实际上是一种计量单位，从宏观的角度上看1米等于100万微米，而1微米等于1000纳米；从微观上看，纳米是描述原子、分子等尺寸及其距离，1纳米仅等于十亿分之一米，人的一根头发丝的直径相当于6万个纳米.纳米小得可爱，却威力无比，它可以对材料性质产生影响，并发生变化，使材料呈现出极强的活跃性.科学家们说，纳米这个“小东西”将给人类生活带来的震憾会比被视为迄今为止影响现代生活方式最为重要的计算机技术更深刻、更广泛、更持久.

1.2 让学生知道纳米技术应用广泛

在汽车行业，纳米技术的应用十分广阔.特别是纳米技术的集成，可以使这个传统产业产生新的亮点，拥有更清洁的能源、更好的安全性能，更强的马力等等.这些方面已经引起一些大公司的关注，预计在近期内可形成约10亿美元的市场.

在建材行业，纳米技术的全面应用，将使这个传统产业发生翻天覆地的一场革命，绿色家具、环保洁具、绿色装修、清洁能源等等，将彻底改变人类的生活.

在纺织行业，纳米技术的应用将给人类提供更加舒适的着装，提供更优良品质的功能纤维，甚至可以应用到国防技术上，从而引发纺织面料的又一次革命，提高我国纺织品的附加值和我国纺织业的整体实力水平，同时大大提高我国纤维产业在国际市场的竞争力，把我国从纺织大国变成真正的纺织强国.

在机械行业，纳米技术的应用，将解决该行业的一些难题，加速产品的升级换代，提升我国机械工业的水平，从而促进我国的加工制造业飞速发展，承担起世界加工厂的重任.

在改造传统工业部门的同时，纳米经济也在促进着新兴经济部门的不断发展和创新.下面让我们具体的来看一下纳米技术对新兴经济的作用.

在电子信息产业，纳米技术的应用将为电子信息产业的发展克服以强场效应、量子隧穿效应等为代表的物理限制，制造出基于量子效应的新型纳米器件和制备技术.这将是对信息产业和其它相关产业的一场深刻的革命.这些技术的突破将全面地改变人类的生存方式.正如美国《新技术周刊》指出，纳米技术在电子信息产业中的应用，将成为21世纪经济增长的一个主要发动机，其作用可使微电子学在20世纪后半叶对世界的影响相形见绌.

纳米技术将在生物医学、药学、人类健康等生命科学领域有重大应用.在纳米生物材料、微细加工、光学显示、生物信息和分子生物学等技术积累的基础上，发展生物芯片技术，形成新型生物分子识别的专家系统、临床疾病检测系统、药物筛选系统和生物工业活性监测系统等实用化技术，具有重要的社会与经济前景.

纳米技术在环保产业上的应用，将使处理“三废”的手段更有效率，使人类居住的环境得到很大程度的改善.我国为实现可持续发展战略，对新型纳米环境材料及技术也提出了新的迫切需求.

2 了解我们身边的纳米材料和纳米技术的应用

这样的例子举不胜举，完全可以让学生通过网络自己搜寻，然后再相互沟通和交流.

比如：日本的8 mm摄像机的生产，抗菌除臭冰箱、洗衣机、高性能彩打墨粉等，都是采用的纳米技术，如果在分散的纳米分子材料上经过特殊处理，再运用到纤维物体上，那么衣服就可以不粘油、不粘水，由于纳米分子非常非常小，它不会影响纤维物体的透气性和清洗效果.

又如：纳米技术用在医学上，专家们把磁性纳米复合高分子微粒用于细胞分离，或者把非常细小磁性纳米微粒，放入一种液体中，然后让病人喝下后，对人身体的病灶部位进行治疗，并且通过操纵，可使纳米微粒在人的身体病灶部位聚集进行有目标的治疗，在不破坏正常细胞的情况下，可以把癌细胞等分离出来，也可以制成靶向药物控释纳米微粒载体（俗称“生物导弹”），用于治疗脑栓塞等疾病，同时也可用纳米技术生产出纳米探针（微型机器人）深入体内治疗疾病或清理体内垃圾等.如果在火箭燃料中加入不到1%的纳米铝粉，就可将燃烧能力提高一倍，纳米技术如果应用在陶瓷上，可使陶瓷具有超塑性，大大增强了陶瓷的韧性，不怕摔，不怕碎，陶瓷坚固无比.另外，戴上涂有纳米涂料的眼镜，在寒冷的冬季，人们从室外进入室内，就能避免眼镜上蒙上一层水气.令科学家高兴的是，纳米钛与树脂化合后生成的多种全新涂料，具有多种同类产品无法相比的优越性，在海水中浸泡10年不损，并具有神奇的自我修复能力和自洁性，纳米钛还作为唯一对人植物神经、味觉没有任何影响的金属，其用途广泛.

3 利用扫描隧道显微镜TSTM看微观世界并制作简单的纳米材料

3.1 了解扫描隧道显微镜的原理，学会操作扫描隧道显微镜

扫描隧道显微镜Scanning Tunneling Microscope缩写为STM.它作为一种扫描探针显微术工具，扫描隧道显微镜可以让科学家观察和定位单个原子，它具有比它的同类原子力显微镜更加高的分辨率.此外，扫描隧道显微镜在低温下可以利用探针尖端精确操纵原子，因此它在纳米科技既是重要的测量工具又是加工工具.

STM使人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物化性质，在表面科学、材料科学、生命科学等领域的研究中有着重大的意义和广泛的应用前景，被国际科学界公认为20世纪80年代世界十大科技成就之一.

扫描隧道显微镜的工作原理简单得出乎意料.就如同一根唱针扫过一张唱片，一根探针慢慢地通过要被分析的材料（针尖极为尖锐，仅仅由一个原子组成）.一个小小的电荷被放置在探针上，一股电流从探针流出，通过整个材料，到底层表面.当探针通过单个的原子，流过探针的电流量便有所不同，这些变化被记录下来.电流在流过一个原子的时候有涨有落，如此便极其细致地探出它的轮廓.在许多的流通后，通过绘出电流量的波动，人们可以得到组成一个网格结构的单个原子的美丽图片.

操作扫描隧道显微镜是个精细活儿，学生需要在教师指导下分步骤反复训练才能逐渐熟练起来.制作一个良好的针尖是实验成功的关键，而针尖的材料是铂金，为了让这个价格昂贵的实验耗材以后少损失，教师特别需要指导学生在实验初学好此基本功，这就如同学武功的人一定要练好马步一样.同时，学生还需要学会操作软件，记录数据和图像，因此学生需要具备一定的操作电脑的能力.

3.2 学会制作纳米材料

比如Fe纳米材料的制备方法可以分为两种：

（1）物理制备方法

具体又包含气相法、惰性气体蒸发、原位加压制备法、磁控溅射法与等离子体法等.

（2）化学制备方法

具体又包含水热法、溶胶-凝胶法、喷雾干燥法、微乳法等.

我们可以与学生用其中一两种方法尝试制作Fe纳米材料并[HJ1.73mm]研究其性质，这需要学生具备一定的物理、化学知识功底.

4 了解假纳米和纳米技术的风险

4.1 纳米打假

纳米技术并非高不可攀，但也决非人人都能“纳”一把，因此，我们要提前做好纳米技术的打假工作，为纳米技术的发展创造良好的空间.现在只要留心大城市的市场上，打着“纳米家用电器”、“纳米防辐射衣服”、“纳米防紫外线化妆品”、“纳米太阳伞”等新奇广告招牌随处可见，就如同“绿色食品”、“基因食品”、“数字电视”等一样，“前卫”商品堂而皇之地摆在商场的柜台上，纳米技术的用途相当广泛这点不错，但还没有到广泛地应用阶段，因此，一些企业借纳米造势，趁老百姓对纳米技术的内涵还不太清楚，或把一点点皮毛的加工谎称为纳米技术，甚至置纳米材料不会释放微波这一普通常识不顾，声称自己产品能释放保健微波来欺骗消费者.

学生既然在学校学习了相应的纳米知识，应该去更多地影响身边的人，帮助大家识别真假纳米，这其实也是学生学以致用的过程，在这过程中，学生会更多地查找资料，思考讨论，更进一步提高了科学研究的能力.

4.2 纳米技术的负面效应

北京大学化学与分子工程学院刘元方院士说，随着纳米科技的迅猛发展，各种性能优异的纳米材料已经从实验室走出来，成为触手可及的商品，但除了产品功能，这些新型材料对生态环境的影响远远没有被我们了解.

目前需要解决的问题是，原来没有毒性的化学物质到了纳米尺度后是否对环境安全带来新的风险.目前有关尺度、形貌对毒性的影响，纳米材料与其他物质相互作用，外界环境如温场、光场、pH值对暴露在环境中的纳米粒子可能带来的安全风险等方面的研究甚少，基本处于空白状态.因此，需要着手建立纳米尺度有毒化学物质的数据库，进一步明确划分纳米尺度有毒化学物质的范围，以利于重点防范这些物质在生产和应用过程中对环境安全造成的危害.

同时，在纳米改性升级产品中，对纳米材料存在引起环境安全风险的研究，也才刚刚引起人们的注意.其中最值得注意的是化工产品，如农药、化肥、杀虫剂，因为这些产品与农业关系密切.纳米材料改性后产品功能升级，提高了使用效率，但是无机纳米粒子和有机修饰的纳米粒子，以及纳米尺度的有机金属离子的络合物却直接暴露在空气、水和土壤中，它们给环境安全带来的潜在风险应引起高度重视.

第2篇：纳米技术的重要性范文

【关键词】水产养殖；水体净化技术；现状；发展；策略

目前，我国水产养殖水体净化技术主要包括池塘清淤机、水质净化杀菌装置、高效生物净化器、过滤机以及水质自动监控系统等，其技术的最终目的是分离和净化水体中的有害物质。养殖水体净化技术是我国现阶段水产养殖过程中不可缺少的重要组成部分，凭借可控制的人工措施来优化养殖水体条件，根治鱼类疾病、资源环境问题以及增强水产生产力等。

1水产养殖现状分析

据调查研究表明，2008年开始我国的水产养殖产量就已经达到上万吨以上，虽然水产品的养殖促进了经济发展以及提高人们生活水平的质量，但也产生了大量的水体污染，给部分江河湖海等水资源环境造成压力和困扰，为国内水产养殖业的可持续发展带来阻碍，同时逐渐形成中国水产生产中难以突破的瓶颈。由于这种现象长期存在会对人们的生活及国家带来影响，因此，人们也开始认识到养殖水体净化技术的重要性，这也使得水体净化技术在目前已经取得了一定的成就。[1]

2水体净化技术物理方法及生物方法

2.1物理方法

在养殖业中，最常见的物理方法是在水底微孔管道中应用增氧技术和耕水机、在水池中应用纳米材料和纳米技术以及改进养殖水体的设计。其中，在水底微孔管道中应用增氧技术和耕水机是水体净化技术中最重要的物理方法，在水产养殖过程中，在水底引入管道增氧技术和耕水机能够有效消除水体中的氧跃层，以充分的供给氧气，并改善水池环境，其优点不仅耗能低且具有产量高以安全性能好等特点。纳米技术和纳米材料的应用则是净化技术中最关键的物理方法，在国外，纳米材料在水体中的应用也是十分可观的，通过纳米技术可以对水体中的水质进行净化、消毒和杀菌，对进一步完善水体环境非常实用。而改进养殖水体的设计则是水体净化技术中最根本的物理方法，专家可以通过改进养殖水体的设计过程，采用不同的实验进行检测，然后根据水流的形势进行水体构造，其目的是提高水体空间的利用率，使水体环境进一步优化。

2.2生物方法

水体净化技术的生物方法包括生物滤器、微生物制剂、人工湿地净化技术等。生物滤器的作用主要是免疫养殖水中的有害物质，它主要在封闭的环境下不断的循环水处理系统进行作业，它的耗能量和投入资金最高。而微生物制剂则是水体净化技术中最有效的生物方法，主要由最常见的枯草芽抱杆菌、酵母菌以及光和细菌等菌类组成，其中光和细菌微生物制剂应用最为广泛，由于其本身具有脱氢和氧化的作用，能够有效改善水体中的有毒物质，降低亚硝酸盐的含量，进一步促进水体中有机物的循环和利用。人工湿地净化技术是生物方法中最重要的净化技术，该技术能够同化水体中的污染物和有毒物质，完全避免了二次污染和破坏生态环境现象，不仅能够在水体中自给自足，同时为水产养殖业节省了大量能源，它是一种经济、环保且便于操作的最佳技术。

3水产养殖水体净化技术研究成果及发展策略

3.1研究成果

水产养殖是引发水体环境污染的源头，只有解决水体污染问题，才能进一步促进养殖业的发展。在增加水产养殖密度的过程中，不仅要重视水产养殖业的发展，同时也要重视水资源保护。现阶段，部分发达国家已经在尝试和探索新的水体净化技术，利用现代技术手段深入研究水体净化技术的再创新高，主要注重生物技术方面的探索，并已经研制出了许多新型技术，为打造全封闭健康式养殖系统不断努力和尝试。[2]

3.2发展策略

3.2.1合理利用现代技术随着经济的快速发展，水产养殖业也越来越重视水资源和能源的节约，我国针对诸多问题已经投入了大量的物质和人力，利用现代科技的优势不断优化水体净化系统。与此同时，我国也通过多种渠道加强与其他发达国家的协作，借鉴外国经验将水体净化技术推向更高的水平，这种做法为日后水产养殖的发展打下扎实基础，通过现代技术、新型材料与水产养殖的进一步统一，不仅降低了成本上的投入，同时提高水资源生产质量，使养殖生产力有了飞跃式的发展。3.2.2借鉴国外先进技术水体净化技术主要是为了消除水中所好友的污染物，我国与其他发达国家相比，国外专家在技术方面的研究更加深入，因此，国外的先进技术也非常显著。我国可以借鉴国外技术中的生物膜处理、自然生物处理以及活性污泥处理等方法作为基础，不仅可以应用于水产养殖中，同时也可以应用于工业水的处理，只要能在相关领域中发挥其最大价值，就要加以利用。[3]3.2.3完善养殖管理系统任何技术的进一步研究都离不开物理和化学作为基础，因此，要想进一步完善养殖管理系统并充分发挥水体净化技术的优势，就必须要重视基础研究，通过不断深入探索研究出更实用的水质改良技术，并在原有水体净化技术的基础之上加以改造，一方面要汲取其他国家的有益经验作为铺垫，另一方面也要研制出具有国家代表性的先进技术，以此来促进水产养殖净化技术的发展，同时促进我国经济水平和技术水平的不断提升。

4结束语

综上所述，水产养殖业对环境的影响不容小觑，为了有效改善水产养殖水体的水质，降低水产养殖业对水资源的影响非常重要，就连世界各国的专家们对水产养殖水体净化技术也做出了相应的尝试和探索。水产养殖水体净化技术对国家经济发展和环境保护都造成了一定的影响，过硬的水体净化技术是改善生态环境的关键，目前，通过物理方法和生物方法更为直接，具有实际性的参考价值。

参考文献

[1]王玮,陈军,刘晃等.中国水产养殖水体净化技术的发展概况.上海海洋大学学报,2013,19(1):41-49.

[2]刘瑜.海水养殖水体模块化净化技术.中国水产,2012,(9):68-69.

第3篇：纳米技术的重要性范文

[关键词] 科技馆 可持续发展 管理 创新

科技进步是科技创新和科学普及的集中体现，一个民族的振兴与发展，决定于整个民族的整体文化素质和创新精神,可持续发展是全面落实科学发展观的要求。作为科普教育重要场所和传播科学知识、科学思想、科学方法重要阵地的科技馆，越来越受到社会各界的广泛关注和高度重视。我国科技馆事业正处在蓬勃发展阶段，具有广阔前景，但也存在发展过程中如何更进一步完善和深入探讨的诸多问题，现就如何实现科技馆的可持续发展，从科技馆管理创新、展品创新、服务方法创新及功能创新四个方面浅谈创新对现代科技馆可持续发展的重要性。

1 管理创新是现代科技馆可持续发展的动力源泉

创新就意味着淘汰旧东西，创造新东西，创造前所未有的事物。著名管理学家彼得?杜拉克指出：“管理学及其在实践中的一个重要步骤是他们现在都包含着人们的精神和创新”。在科技、信息迅猛发展的今天，传统的、因循守旧的管理思想、制度和方式必然会严重阻碍科技馆可持续发展的脚步。要想彻底摒弃这块束缚科技馆发展的绊脚石，我们必须在管理上下功夫，创新思想，创新制度，创新管理方式，这正是现代科技馆管理的本质所在，是现代科技馆可持续发展的动力源泉。

1.1 思想创新是管理创新的根本

哲学认为，人的思想意识具有主观能动性，一切事情都是靠人的主观能动性作用的发挥来实现的，思想意识的创新必然会带来管理制度、管理方式的创新，提高科技馆的管理水平和工作效率，更好地促进现代科技馆可持续发展。21世纪科学技术日新月异，知识量、信息量迅速增长，这些都对现代科技馆的科教服务理念及服务意识提出了更高要求。因循守旧、安于现状的管理思想意识已经远远不能适应现代科技馆的发展需要，面对这种环境，谁能感觉敏锐，事事做出快速反应，谁就会在竞争中取胜。作为科技馆管理创新主体的领导者，只有抢抓机遇，高度适应新环境，创新思想、创新管理理念，密切关注未来发展趋势，打破科技馆管理常规，改革原始的、落后的管理工作流程，以超前的意识果敢决策，促进科技馆管理工作的变革与更新，才会打造出高水平的科技馆管理水平，从而为现代科技馆的可持续发展夯实基础。因此，思想创新对于科技馆的管理创新起着决定作用，它是科技馆管理创新的根本。

1.2 制度创新是管理创新的保证

没有规矩，不成方圆，一切管理都不能离开制度，但僵化的制度不可能充满生机与活力，科技馆要想提高管理水平，促进自身可持续发展，必须创新制度。国内外诸多管理理论的研究都已经表明，决定社会发展竞争优势的是人才和科技的优势，而实现人才和科技优势必然要靠创新的制度去保证。科技馆过去的管理制度常常是过多地规范人的行为，甚至以不犯错误为出发点，不鞭策落后，也不鼓励积极进取，抑制了人的首创精神，窒息了新生事物的嫩芽，这种僵化的管理制度极大地阻碍了科技馆可持续发展的步伐。科技馆要想更好地生存与发展，就要对传统的管理制度进行扬弃，通过改革与创新，建立一套崭新的运行管理制度，为现代科技馆的管理创新提供坚实可靠的制度保证。

1.3 管理方式创新是管理创新的必然要求

正如生产力与生产关系辩证原理，当生产关系适应生产力发展的时候，它就会促进生产力的发展，反之，它就会束缚生产力的发展，这时就要改革或完善原有生产关系，使之能更好地促进生产力的发展。科技馆管理也是一样，随着知识经济时代的到来，传统的管理方式已经难以适应新时期的发展要求。科技馆必须改革固有的僵化体制，开拓思路，创新管理方式，营造一种健康有序、和谐发展、百花齐放、百家争鸣的良好环境。从这种意义上说，管理方式创新是科技馆管理创新的必然要求。在人才培养方面，科技馆应该本着以人为本的理念为社会培养全面发展的人才，让我们的人才观念深入人心，吸引更多有志于科普事业的高素质人才到科技馆工作，从而为科技馆事业的创新与可持续发展提供智力支持。

2 展品创新是现代科技馆可持续发展的基石

科学技术的飞速发展对科学普及的内容和方式提出了更高的要求，能否以创新精神不断研制出适合社会发展需求的优秀展品，加大科普宣传力度，是加速实施科教兴国战略的需求，是现代科技馆可持续发展的需求。

2.1 展品创新应该在传统展品改进上下功夫

一些传统展品现在已经成为很多科技馆的经典展品，在展区内必不可少。但很多传统展品参观起来比较乏味，很难激发观众热情，甚至很多科技馆相互克隆，这不仅使公众对科技馆的喜欢程度大打折扣，而且会影响科技馆的社会效益和可持续发展。科技馆一定要在改进传统展品上创新思维。比如，对一些大众化的展品，如勾股定理原理展示、瓦特蒸汽机原理展示等展品，观众看上去比较枯燥，可能不会引起太大的兴趣。如果考虑到在展区内用和谐优美的语音、音乐及图像演示发明勾股定理及蒸汽机的详细经过，那么就会大大激发观众的兴趣和好奇心，更会加深对展品的理解，同时还能利用名人效应激发青少年的学习兴趣。

第4篇：纳米技术的重要性范文

这本书让我知道了，数学是一门活生生的学问，虽然数学家们已经总结出了很多数学的原理，但是仍有许多未解之谜等待我们去发现，并且数学的应用范围也越来越广泛了，金融、纳米技术、航空航天、气象预测、动画片等等，这些现代行业和研究领域如果脱离了数学，就只能落后于尖端技术的发展了。

数是研究亮的基础，可以用来表示时间，还可以表示物品的个数……如果我们的世界没有数学，生活将是多么的糟糕啊！

研究图形的数学领域被称为几何。我们生活在用图形构成的世界里。井盖为什么是圆的？足球为什么是圆的？这些问题的答案都可以在数学中找到。

这本书让我理解并体验到了日常生活中的数字和图形、地图和空间、美术和音乐，还有深藏在自然界中的数学原理，更让我明白了，我们生活在一个由数学构成的世界里。

第5篇：纳米技术的重要性范文

关键词：计算机应用技术；发展问题；创新策略

1对计算机应用技术的认识

计算机应用技术是作为一门学科而存在的，这门学科的技术性很强，对应用者的素养要求很高，但计算机技术产生后，其对社会发展及其他领域的技术创新，还有社会经济发展有着重要的影响，计算机应用技术对社会经济发展具有积极的推动作用，具有极大的影响力。计算机应用技术指的是，计算机的相关知识能够在社会不同行业中，不同生活层面中得到应用，其功能在社会中得到有效地发挥，其价值和意义得以突出。作为计算机专业学生的，学习计算机应用技术学科是其必修课程，但如果要成为社会需要的人才，仅仅掌握计算机应用的相关知识是不够的。对学生而言，进行计算机应用技术学习，不仅要掌握计算机应用相关知识技能，同时还需要对相关领域的知识和技能有所了解和认识，这样，才能将计算机专业知识同其他学科知识进行融合，才能真正应用计算机技术手段解决相关专业内存在的问题，才能真正发挥计算机应用技术的价值，推动其他行业产业的发展，计算机应用技术的相关价值才能得到有效发挥。计算机应用技术主要分为两大类型，一种是数值型，一种是非数值型。数值型和非数值型都具有自己的特点与长处，其应用功效和价值都很突出，这两种类型应用于其他学科能够促进其他学科的不断创新发展。

2计算机应用技术创新发展所面临的问题

计算机技术的创新发展需要一支强有力的开发团队的支持，没有人才力量的支持，计算机应用技术创新发展就不能实现。但目前我国计算机技术在开发过程中，缺乏有效的人才。虽然目前社会上懂得计算机的人员并不少，计算机技术开发人员数量也很充分，但计算机技术开发人员的专业知识不够丰富，综合素养不高，他们仅仅掌握了一些计算机方面的基础知识，对计算机应用技术进行创新的能力欠缺，也缺乏开拓精神和创新意识，这些都影响到计算机应用技术的创新发展。计算机应用技术的创新发展需要开发人员具有较强的专业技能，具有丰富的专业知识和很高的专业素养，同时也需要相关从业者具有较强的创新意识和能力，能够根据不同专业不同领域的特点，进行计算机应用技术的创新，使计算机应用技术能够与专业领域知识技能进行融合，发挥计算机应用技术的应用价值。但这类人才的缺乏影响到计算机应用技术的创新发展。另外，计算机技术的创新发展，也需要高校的有效支持，但目前国内很多高校虽然开设有计算机应用技术学科，但高校在计算机应用技术课程开发方面、教学模式规划方面、授课方法选择方面还存在一些问题。在授课过程中，过分突出理论知识点的教学，对计算机应用的重视不够。在技术开发方面缺乏有效的人才支撑，计算机应用技术授课方式也较为老套，实际授课效果不是很好，这样，就导致所培养的人才存在一定问题，所培养的学生在毕业后难以适应工作的需求，难以满足社会的需要，其科研创新能力不足，这也制约了我国计算机应用技术的深化发展。不仅如此，我国计算机应用技术的普及程度不是很高，在全社会范围内，熟悉计算机应用技术的人群面不广。熟悉计算机应用的多是年轻人，但大部分年轻人都只是懂得一些计算机应用技术的“皮毛”，只能对相关开发软件进行应用，计算机技术创新能力明显不足。而年长者多不懂得计算机应用，不能进行计算机的简单操作，这样，更谈不上对计算机应用技术进行开发和创新了。我国计算机应用技术普及程度不高，不利于调动全社会的力量推动计算机应用技术的创新发展，这也影响到计算机技术的发展。

3计算机应用技术创新发展的策略

3.1提高计算机应用技术开发团队的综合素养

计算机应用技术的创新发展，必须要依靠开发团队的力量。目前，我国计算机应用技术开发工作多是由相关公司承担的，但公司中计算机应用技术开发团队人员的综合素养不是很高，技术创新开发能力明显不足，这样，就影响到计算机应用技术的创新发展。其实，对于计算机应用技术开发公司而言，在计算机应用技术开发之前，公司要有足够的计算机应用人员，并且这些开发者计算机专业应用知识应该非常丰富，能够关注社会计算机发展情况，关注国内外计算机领域的一些新知识和新技能，具有创新发展意识，开拓意识，综合素养要高，这样，才能保障计算机应用技术的创新发展。同时公司还需要能够与一些高校实现合作，能够使一些高校计算机教师或者是一些计算机知识丰富，技能过硬的学生加入到公司的计算机技术开发团队中去，解决团队在人力资源方面不足的问题。另外，针对计算机开发团队人员专业知识掌握不充分，综合素养不高的情况，公司也需要定期开展一些培训活动，或者是外派部分员工到外面进行学习，通过多种方式提升自己员工的综合素养，开发员工潜能。企业也可以邀请一些知名的计算机教育专家到企业中讲解计算机应用方面的知识技能，解答员工在计算机技术开发中的一些问题，通过开展交流活动，主题讨论活动等多种方式不断提升计算机应用技术开发团队员工的综合素养。以这种方式解决计算机应用技术发展中人力资源不足的问题，计算机技术开发公司，要能够重视人才储备与人才培养，建立强大的计算机应用技术开发团队，以推动计算机技术的发展。

3.2不断提升计算机应用技术的安全性能

计算机应用技术在创新发展中存在着安全性能不理想问题，计算机应用技术的进一步发展，必须要解决安全性能不理想的问题。因此，不断提升计算机应用技术的安全性能是很关键的。计算机应用技术开发人员要做好计算机安全软件的开发工作，要多探索，多实践，能够开发出一些安全应用软件。通过软件开发与应用保障计算机在联网状态下能够安全运行，促进计算机应用技术的创新发展。在提升计算机安全性能方面可以从以下方面做好工作，第一要改进防火墙技术，防火墙技术手段是保障计算机安全运行的重要手段，相关计算机应用技术开发人员，要不断提升防火墙技术水平，通过这种手段，提升各网段之间信息交流的安全性，提升网络访问的安全性。第二，要实现网关技术的多样化，要多开发集中网关技术，根据职能情况明确分工，通过网络技术多样化实现计算机的信息安全。

3.3普及计算机技术

要实现计算机应用技术的创新发展，就必须要能够在全社会范围内普及计算机技术，要使更多的人了解到计算机技术，能够应用计算机技术解决自己工作学习中的问题。在普及计算机技术方面，既要向年轻人普及，同时还需要关注中老年群体。普及计算机技术既需要在一些发达地区普及，同时还需要在一些西部偏远地区进行普及。在普及计算机技术方面要讲究一些策略，比如，可以向一些没有计算机基础的中老年人推荐使用一些比较简单的软件，根据他们的喜好，开发一些网络应用技术，使他们能够便捷地应用一些软件为自己的生活工作服务，中老年人能够在实用软件的过程中，体验到计算机应用的重要性。这样能够提升一些中老年朋友使用计算机应用技术的兴趣，使他们能够更好地掌握计算机技术。对于一些偏远地区，要实现计算机技术普及的目标，国家就需要制定一些优惠政策，整合社会力量，为一些偏远地区发送计算机，使偏远地区的孩子能够接触到计算机，在学习的过程中应用到计算机。这样，便于培养学生的计算机应用意识和能力。另外，普及计算机应用技术关键还需要依靠学校教育，在学校教育中，要能够突出计算机的应用，能够把计算机应用于其他学科教学进行融合，实现计算机应用的常态化。要开设专门的计算机应用课程，通过课程教育普及计算机应用技术知识技能，这对于储备计算机技术开发人才，实现计算机技术的普及，对于实现计算机技术的创新发展都有着积极的意义。

3.4加强技术创新

纳米技术应用于计算机元件中能够提升计算机元件的性能，纳米技术应用能够发展生物计算机甚至可以发展量子计算机，可以推动计算机技术的进一步发展，实现计算机性能质的飞跃。因此，加强这方面的技术创新是很重要的。另外，计算机技术开发者要关注新的计算机类型的研发，能够应用纳米技术提升计算机应用价值，推动计算机应用技术的深化发展。在网络技术方面，也需要实现创新突破。未来计算机发展需要依托网络技术，进行相关软件的技术创新，完善数据库是很重要的，计算机应用技术开发者要能够通过技术创新解决网络技术方面的问题，推动计算机应用技术的创新发展。

［参考文献］

第6篇：纳米技术的重要性范文

通过调查市场上具有透皮吸收效果的化妆品，可以发现许多保湿补水类产品都宣称其有很好的吸收效果。这是因为保湿类产品是功效化妆品中研究得最久最成熟的，因此通过添加保湿成分而同时达到保湿和吸收的性能对于生产者来说是最轻而易举的。同时，还能给保湿类化妆品加上新功效概念，所谓旧貌换新颜，何乐而不为。例如欧莱雅的保湿系列产品就因其吸收保湿效果显著而深受消费者喜爱。

还有许多植物化妆品，因其植物成分的分子量较小，能迅速渗入皮肤，再加上其植物本身的“绿色”效应，也占有市场的很大份额。这其中的代表有佰草集、佳美乐、the face shop等以天然植物为主打的化妆品品牌。

除此之外，还有一类通过采用各种包封或载体技术来达到透皮吸收效果的化妆品。例如，法国欧莱雅公司的欧莱雅、植村秀等品牌，美国宝洁公司的SK-II品牌，美国强生公司的露得清品牌都有这方面的产品上市。而在中国，这方面的产品还比较有限，只有上海家化的个别产品宣称采用了包封技术。

表1中列举了一些市场上具有优异透皮吸收效果的产品。

关于透皮吸收的研究，目前国内外仅对药物的透皮吸收研究较多，主要集中在药物渗透特性、药动学分析、促渗剂的选用等几个方面；而对于化妆品的透皮吸收，则是近十几年才开始重视并发展起来的。但透皮吸收对于化妆品的重要性及其技术发展的迅猛性都是行业中不可忽视的。

一、透皮吸收的重要性

护肤品中大量营养成分的添加，无论什么精华，什么营养，只要皮肤不能吸收，都是一种负担。皮肤表面化妆品营养成分过剩，正是造成”皮肤氧化”的重要原因之一。俄罗斯新西伯利亚细胞作物研究所的专家就发现，约有90％的抗皱霜营养成分过剩，非但不能起到延缓衰老的作用，反而会加速皮肤的衰老。

同时，皮肤表面的细菌在生长繁殖过程中需要大量维生素、蛋白质和生物细胞营养物，而这些也正是营养化妆品的主要成分。如果化妆品的营养成分不能被皮肤完全吸收，那么它就会成为寄生细菌生长繁殖的温床，而大量的细菌还会导致皮肤感染。

这些都说明我们应更重视化妆品功效成分“透皮吸收”的研究，而不是盲目地追求开发新原料，生产新产品。只有建立在透皮吸收的基础上，美白、抗衰老等功效成分的开发与应用才有意义。

二、化妆品中透皮吸收的定义

化妆品功效成分的透皮吸收，指化妆品中的有效成分通过皮肤，并到达不同作用皮肤层发挥各种作用的过程。化妆品与药物“透皮吸收”的主要区别在于化妆品功能性成分是以经皮渗透后积聚在作用皮肤层为最终目的。大多数化妆品功能性成分需要进入皮肤，是按产品的有效性作用于皮肤表面或进入表皮或真皮，并在该部位积聚和发挥作用，不需要透过皮肤进入体循环。例如，防晒产品中的UV吸收剂应滞留在皮肤表面，起吸收和反射紫外线的作用；美白产品中的美白剂常作用于表皮中的基底层，阻断黑色素的产生；而抗衰老产品的功效成分则常作用于真皮层的成纤维细胞，使皮肤富有弹性。

三、透皮的途径

透皮途径主要有三条：①角质层；②毛囊；③汗管。

其中，后两条通路经常被称为“旁路”，因为皮肤附属器与整个皮肤表面积相比，仅占1%以下，故在大多数情况下不成为主要吸收途径，但大分子物质及离子型物质难以通过富含类脂的角质层，可能经由这些途径进入皮肤。另外，这些通道在物质渗透开始阶段具有缩短“时滞”的作用，当物质经由皮肤扩散达到平衡后，这些通道的作用即可忽略。

一般认为，透皮渗透的主要屏障来自角质层。有研究表明，在离体透皮实验中，将皮肤角质层剥除后，物质的渗透性可增加数十倍甚至数百倍。在角质层中的扩散途径又有两种：①通过细胞间隙扩散；②通过细胞膜的扩散（见图1）。一般认为，脂溶性、非极性物质易通过细胞间隙的脂质双分子层扩散；而水溶性、极性物质易通过角质细胞扩散。其中，细胞间隙虽然仅占角质层总容积的30%左右，但因其脂质的阻力较角质细胞小，所以在经皮渗透过程中起主要作用。

四、透皮吸收技术

药物中的透皮吸收技术主要分为两大类：化学技术及物理技术（见表2）。近几年来，药物领域对于各种物理技术的研究较多，但能真正用于化妆品中的却很少。而研究较早较久的化学技术，特别是各种促透剂，在化妆品中得到广泛的借鉴及应用。

以下具体介绍几种用于化妆品中的透皮吸收技术。

乳液技术

微乳液是指粒径在10nm-100nm的两种不混溶液的透明分散体系，是热力学稳定的透明溶液。由于微乳液的粒子细小，容易渗入皮肤，与普通乳状液相比，其界面张力小，通常可达到10-2mN/m - 10-6mN/m，具有非常强的乳化和增溶能力，可以通过微乳液的增溶性提高功效成分的稳定性和效力。微乳液在化妆品中的应用较重要的一个方面是香精和精油的加溶。

此外，多重乳液（W/O/W和O/W/O）也被认为是一种理想的化妆品体系，它可同时包含多种有效成分，对皮肤温和，是功能性和美容性兼有的分散体系。但是，由于多乳状液固有的复杂性，并未得到广泛应用。

渗透促进剂

添加渗透促进剂是至今应用最普遍的促渗方法。透皮吸收促渗剂有助于功效成分克服皮肤角质层的障碍，可逆地改变皮肤角质层的屏障作用，且不损伤任何活性细胞，达到增加药物在皮肤的溶解度，使药物透皮吸收率增加的目的（见图2）。

图2 促透剂的作用机理图

促渗剂又分为化学渗透促进剂、中药渗透促进剂和复合渗透促进剂。其中化学渗透促进剂（eg.氮酮、有机酸、表面活性剂类等）应用范围较广，但是当用量较大或长时间使用会引起刺激。中药透皮促渗剂（eg.杜香萜烯、桉叶油、薄荷、丁香等）在近年来因具有副作用小等优点而日益受到关注，其促透效果往往不如化学促透剂，但由于中药本身具有的功效，所以它也是化妆品中的“宠儿”。复合促透剂是当前研究的热点，它既有不同化学促透剂之间的复配，不同中药促透剂之间的复配，也有化学促透剂与中药促透剂的合用，从而取得采用单一促渗剂时无法达到的效果。

水合技术

皮肤的水合作用通常有利于经皮吸收。这是因为当提高角质层细胞的角蛋白中含氮物质的水合力后，细胞自身发生膨胀，结构的致密程度降低，物质的渗透性增加，这时水溶性和极性物质更容易从角质层细胞透过。所以，在化妆品中经常加入保湿剂（eg.丙二醇、甘油），来提高有效成分的吸收；或常采用贴式的面膜使局部皮肤封闭起来，成为隔绝湿气的屏障（汗水不能通过），使皮肤水合化程度增加。

软化角质

当角质层厚度变薄或被软化后，透皮速率都会增大。所以，一些化妆品中加入表面活性剂、水杨酸、果酸等成分能使角质层厚度变薄，从而促进其它功效成分的吸收。还有报道称某些表皮酶能作用于皮肤，使角层质发生改变，从而增强透皮吸收率，但这部分研究还主要在实验室阶段。

脂质体

脂质体是由类脂组成的双分子层的空心小球，类脂是一种天然表面活性剂，具有独特的亲水亲油结构。例如卵磷脂，分散在水中时会自发地形成空心的双层球，两亲分子的亲水基定向地指向空心小球的内部和其外表层，亲油基则指向双层结构的中间部分（见图3），在球的内部密封亲水的活性成分，而在双层膜的中间则可加载油溶成分。

脂质体可以软化角质，使包封物到达作用的部位，并能在皮肤表面形成保护膜，保湿润肤。正是由于这些优异性能、脂质体在化妆品中的应用已引起人们极大关注，至今欧美已有100多个新型含脂质体的化妆品上市。目前，采用脂质体包埋活性物的产品主要有：包埋β-胡萝卜素、黄酮类、超氧化物岐化酶（SOD）、辅酶Q10和维生素E及其衍生物等。但是脂质体由于其不稳定性、包封率低、与配方复配难等原因，国内能将此技术应用于生产的企业并不多见。

微胶囊

微胶囊技术是20世纪60年代开发使用的。是用天然或合成的高分子材料将固体或液体的成分包裹在直径为1～5000μm的小胶囊。最初的微胶囊技术是在制药工业中作为一种新剂型来使用的，目前，世界著名化妆品产品中，许多化妆品的添加剂用微胶囊包覆，使产品性能更加优越。如Avon的唇膏、眼影和香水，Chates of Ritz的保湿霜，Estee Lander的摩擦去垢清洁膏等。

环糊精

功效成分制成β-环糊精包含物，可增加其溶解性能，从而使渗透系数增大，改变其在皮肤内的分配。对于水溶性物质来说，角质层是透皮吸收的一大障碍，利用具有表面活性的烷基化环糊精，可使能量降低，透皮吸收增加。

茶树油的β-环糊精复合物适合于清洁皮肤与处理痤疮，表现出很好的稳定性。复合物防止茶树油中活性物的挥发。这种易挥发的活性成分，因为体温和皮肤湿度的触发释放而渗入皮肤。此外，环糊精还能改变产品中的茶树油性能，掩盖不良气味。此外，用γ或β-环糊精与维生素E以1∶2的摩尔比通过物理混合成复合物后，与没有复合的维生素E相比较，复合物的稳定性增加，并增强了对紫外线和温度的抵抗能力。

纳能托

纳能托是汽巴精化公司1998年发明的一种新型、稳定的化妆品活性物超微载体，是一种由卵磷脂和辅助表面活性剂，以一定比例组成的单层膜状结构的纳米胶体，平均粒径25 nm。纳能托透过角质层的几率和速率都远远高于普通的脂质体，从而能够使被包覆运载的活性成分到达表皮深层直至在真皮组织中发挥作用。纳能托是现在性能非常好的超微载体，它有可能引发一场外用药物和化妆品的革新。

多孔聚合物微球

多孔聚合物微球是一种有特殊表面结构的功能高分子材料，它作为化妆品活性物载体时，可使吸附在其中的活性物在相当长时间内缓慢释放，从而避免在使用初期皮肤表面活性物浓度不适当地过高，然后很快下降的缺点，对于刺激性活性物还可通过低浓度持续释放来降低对皮肤的刺激性，延长作用时间。例如，联合利华公司发明了一个化妆品配方，含有有机防晒剂和多孔聚合物微球粉末以及pH为7的水相体系，其中的多孔颗粒可以除去有机防晒剂通常带来的粘腻感，同时pH为7的体系也为使用者提供良好的使用感觉。多孔聚合物微球还可以用于中草药的提取分离及作为中草药活性组分的载体，具有广阔应用前景。

纳米技术

研究表明，分子量在100至800间，溶点低于85℃的物质，都有较大的透皮速率。所以纳米微粒凭借其粒径小，比表面积大，表现出独特的性能。采用纳米技术（eg.纳米微球，纳米钛白粉，纳米乳液，固体脂质纳米粒等）对化妆品进行处理，可使活性物质功效得到充分发挥，大大提高化妆品的性能。目前，部分纳米技术在化妆品行业中已得到了广泛应用。

球型液晶

液晶是处于固、汽、液三态之间的第四态新型物质，随着温度的变化可显示出变色效应，液晶技术在美容化妆品中的应用应该是一种不可逆转的趋势。液晶技术是微囊式包覆技术及微毫瞬间吸收技术的结合体。它可以明显改善化妆品的保湿、滋润等基本性能，将活性物质如维生素、抗氧化剂、植物提取酶与液晶复合后加入化妆品中，使用时可使复合物中的活性成分缓慢释放出来，充分被皮肤吸收，从而提高添加剂的功效。

尼龙颗粒

作为化妆品中的活性物质运载助剂，尼龙颗粒也得到越来越广泛的应用，它同样具有高比表面积、低结晶性和低吸湿性等优点，能够均匀可控地吸收化妆品有效活性成分和各种添加剂成分。这种新型颗粒专用于化妆品，尤其是需要保持最佳吸水性的化妆品。

五、前景及发展方向

第7篇：纳米技术的重要性范文

安全快速检测技术因其应用目的，要求和场合的不同，所用需要的技术和仪器设备也是不同的。对其分类和命名，国内学界和业界有着不同理解，大致包括以下几种：

实验室快速检测与筛查技术及仪器

实验室快速检测与筛查的技术和仪器设备，如色谱一质谱联用仪，在发达国家颇受重视，主要用于进出口检验和定期监测及食品安全事件的应急检测与分析等。显然，为此不仅要求准确的定性和定量分析，而且要达到更高的通量。发达国家通过加大研发投入，不断提升各种色谱一质谱联用仪的灵敏度（降低检测限）、分辩率和速度，一次进样可以检测数百种残留物及其代谢物的多残留分析技术与仪器在国外已经成为当今主流。此外，一天可以检测数千份样品的生物芯片分析系统和以新一代的表面等离子共振分析仪（SPR）为基础，集免疫敏感芯片，微流控，纳米技术、分子印迹等新技术为一体仪器等，也己被视为当前和未来实验室快速检测和筛查仪器的发展方向。

在线质控技术与设备

国外常通称为过程分析与控制技术，主要用于规模化食品生产现场。在发达国家，由于食品生产规模化程度高，对生产现场质量控制技术与仪器有着很大的需求，所以在线质控技术与设备在发达国家非常受重视，通常将其视为建立食品良好生产规范（GMP）和危害分析与关键控制点（HACCP）的重要环节和措施。其中所用的技术和设备，大多是各种通用分析测试技术和自动控制技术与仪器的派生，衍生，并作有针对性的有机整合。

快速检测筛查及现场速测技术与仪器

目前的快速筛查和现场速测的技术及仪器有很多，但是很成熟的不多，在我国也是近几年才有长足的发展，有的已实现产业化，有的正在应用开发，有的处在进一步完善和拓展。目前有较好市场前景的快速筛查或现场速测的技术与仪器主要有以下10大类。

1 免疫分析方法与仪器

免疫分析方法包括放射免疫、酶联免疫、荧光免疫、化学发光免疫和胶体金标免疫等。其中酶联免疫检测技术（EUSA）曾被AOAC（美国官方分析化学师协会）列为残留检测3大支柱技术之一，具有高特异性、准确性、简便、快速等特点，可用于筛查农药和兽药残留，致病菌，病毒，毒素以及转基因产品。美国EPA（美国环保局）颁布了12项筛查与农业环保相关的土壤和水中的氯丹五氯酚、多环芳烃，聚氯双酚、汞，阿特拉津、毒杀芬等方法，均使用ELISA。目前我国已有许多家企业生产胶体金试纸条、酶联免疫试剂盒和配套仪器，如北京勤邦、陆桥等企业已能生产出性能与进口试剂盒相近，品种更多且价格为进口试剂盒的1/2一2/3。化学发光免疫分析法具有灵敏度高（可测定极限达到10-17-10-19M/L）、可测定浓度范围宽、试剂稳定性好、操作简单、无环境污染等优点，目前国内外生产相关产品的企业有Beckman Coulter、Roche、Bayer、博奥生物、北京科美生物技术有限公司、深圳新产业生物医学工程有限公司等，上述厂家生产的化学发光免疫分析仪器主要面向医学和生命科学领域。在免疫分析技术领域，今后应深入研究ELI SA方法的各种影响因素，标准化、系列化生产各种试剂盒，并向重组抗原、多项目标物、酶的定向改造和体外分子进化等技术。

2 基于经典的分子光谱法的速测仪器

分子光谱法是最经典的技术，几乎可用于所有检测任务，但是一般只能进行常量或微量检测，难于承担痕量分析的任务。近几年，吉大小天鹅和华厦科创等，以分析化学为基础，优化和整合分析的方法、程序、试剂，开发出一系列针对不同检测目标的多种试剂盒，并采用集束式冷光源/单色器等新技术，推出了高精度、高稳定性、模块化的便携式仪器。此外，配合样品快速提取和富集技术，构成了可以快速筛查与食品安全密切相关的40多种参数（如硝酸盐、亚硝酸盐、菊脂类农药残留，甲醛、吊白块、味素、人造色素、无机砷、金属铅、劣质奶、“地沟油”、“泔水油”等）的多参数食品安全速测仪。这些仪器非常符合我国市场需求，在食品安全快速筛检中占据一席之地。

3 酶抑制法与仪器

酶抑制法和仪器早在1951年由美国提出，1968年由加拿大做了改进，我国于20世纪80年代，浙大等单位开始研发过，发现其有诸多不足，故未推广但前些年，借某专业检测机构的名声，有众多企业推出十几种商品化仪器，并得到推广，事后众多应用者和专家都发现，该方法只能检测有机磷和氨基甲酸酯两类农药，且对同类、不同种农药的抑制率差别很大，所以用统一的抑制率确定农药残留是否超标，必然会导致假阳性或假阴性的漏检，所以酶的抑制法是目前“不得已而采用的速测法”。该方法仅适用于基层初检，在发现超标现象时，必须用标准方法进行复测、确证，这在《农产品质量安全法》第36条第二款中有明确的规定。对于阴性结果，也应按比例进行抽样，采用可靠的实验室仪器分析方法进行复测和确证。

4 生物传感器

生物传感器具有功能多样、微型、智能、集成、低成本、高灵敏、高识别和实用性等特点。国内外高度重视，发展快、种类很多，有代表性的包括如下几类：

（1）发达国家已广泛应用将SPR仪与其他许多新技术强强结合，推出一批新型的快速筛查、检测方法和仪器，其特点是：灵敏、快速、无需标记、便捷，实时。最典型的以BiacoreAB和美国TI以及BioRAD为代表。Biacore将SPR检测系统、生物传感芯片、微流控系统等组合为一体，配以多种试剂盒，构成用于快速筛查和检测兽药残、致病菌、毒素等。日本曾将此技术用于筛查二恶英。Bio-PAD称为分子相互作用仪，其发展方向是：快速、高通量、高灵敏，进而实现，便携、现场、小型甚至微型。

（2）最近有报导美国采用纳米技术开发出新型生物传感器，可快速、高灵敏度地检测食品和水中极微量的细菌、病毒、寄生虫、病原体等。

（3）微生物传感器，其中尤以对毒性物质具有高灵敏发光反应的为代表的微生物传感器。在欧美很重视发光菌的研究和应用，例如ISO11348，即利用费希尔弧发光菌检测杀虫剂、除草剂、灭菌剂、黄曲霉，重金属、氰化物、毒素、硝基化合物、溴代合物等。另外运用ATP检测技术，即利用三磷酸腺苷与荧光素酶发光反应，快速筛查（可现场速检）微生物和有机物污染程度。此外还有利用铁氧化菌的活力与污染的灵敏关系，速检有害物质。

5 生物芯片系统、微缩芯片实验室和便携式微流控芯片系统

此类技术具有高通量、高灵敏度和快速等特点，因而国际上对其在食品安全、疾病诊断等方面的应用给予了极大关注。我国国家生物芯片中心已开发出用于食源性致病菌、食源性病毒和兽药残留等检测的生物芯片技术平台（仪器和试剂盒），并将进一步向现场速测、称之为微缩芯片实验室方向发展。与上述并列的，虽也应用芯片技术（但一般用中或低密度芯片），但同时应用于许多其他新技术，从而形成一个独立分支，国际上称之为“微流控”、“微全分析技术”，国内常称之为便携式微流控芯片系统或称为微全分析系统。近几年的发展，凸显出其在生化、食品安全、检验检疫、医疗等生命科学领域中具有巨大的潜在前景，国外正在大力产业化开发之中，如Caliper、Micronics&PATH、Agilent等企业，国内有中国检科院、浙大，吉大，中科院等有关单位在研发之中。

6 纳米材料修饰的微型化和智能化电化学传感器

电化学传感器具有小巧、灵敏、多样化、高选择性和多目称同时速测且成本低等优点，可利用特种电化学传感器构建食品安全快速检测仪。当前研发多聚焦到有关碳纳米管和石墨烯传感器的制备和产业化上，长春应用化学研究所和华东师范大学等单位，将纳米技术和电化学技术有机结合，构建了快速检测食品中有毒有害重金属的仪器；同时运用新型纳米过氧化物传感器和纳米金属/氧化物传感器，构建了快速检测细菌总数和大肠杆菌的快速检测仪等。

7 激光拉曼光谱、深紫外光谱及近红外光谱分析技术与仪器

中国检科院等单位运用国产化的高性能小型激光器和稳频技术，开发出高灵敏度的便携式激光拉曼光谱仪，可用于三聚氰胺的快速筛查，不仅灵敏度高，而且可进行半定量检测。赛默飞世尔推出一款新的拉曼光谱仪，可直接穿透玻璃和塑料包装，具有高重现性和高特征性。以我国许祖彦院士首创的全固态深紫外线激光器（能量分辨率可提高5一10倍，光子流密度提高3一5分量级）为基础，高强度激光拉曼光谱仪已在研发中：王占国院士正在研究的深紫外光致发光光谱仪；佟振合院士正在研发的深紫外光化学反应仪，这些都有可能催生出一批快速、灵敏的速测仪。近红外光谱分析方面，有采用微精细机电加工技术，推出更稳定、可靠，模块化小巧的近红外光谱仪：有将近红外光谱分析与成像技术结合，构成更直观、快速且分辨力更高的仪器。上述几类光谱分析技术的快速发展，都将创造出新一代、一系列可用于食品安全快速筛查的光谱分析仪。

8 离子迁移质谱仪（IMS）和小型化飞行时间质谱仪（TOF-MS）

目前，食品安全检测的国际和国内标准方法多是采用气相和液相色谱与各种质谱（MS）的联用、杂交，实现多残留快速分析，但是要实现小型，便携和快速的现场检测，通常的色谱仪和质谱仪都存在困难，而后者比前者更为困难。为应对航天、国防、环境、食品等方面的突发事件及恐怖袭击事件，国外最早致力于离子阱质谱的小型化，之后转向研究小型化的TOF-MS和IMS，并已经取得了一定的进展。IMS依据样品中不同分子，离子，在大气压下漂移管中的特征迁移时间，进行快速检测，检测限可达微秒级。IMS不需真空系统，装置很小，造价不高，而灵敏度极高，可达到皮克（pg）级，采用最新检测器可达飞克（fg）级，可区分异构体。

9 飞秒激光太赫兹时域光谱仪

此项技术在最近20年才被开发出来，被认为最后开发出来的一段特殊电磁波谱（0.03-3mm的THZ波），己成为国际上研究、开发、应用的热门。据报告，国际上有80多家高科技企业研发和销售THZ相关产品，因其具有特殊的空间穿透性，成为优选强穿透性的成像技术，已被美国等用于安检、质检、防恐，反恐等领域。2011年年度重大科学仪器开发专项中，以上海理工大学为首的科研团队已获得侧重于该技术的成像技术的立项。此外，太赫兹时域光谱不仅具有强穿透性，还对许多物质具有良好的指纹特征和很灵敏的检出限，所以成为非破坏性、非侵入式的新兴检测分析技术和THZ光谱仪。国外己不断地开发，并成为实时、现场、快速、灵敏地检测食品、药品、、危险品等极有力工具，成为国际上竞争的热门。

10 实时直接分析质谱仪（DART-M8）和便携式质谱仪

第8篇：纳米技术的重要性范文

    多媒体教学应用越来越广泛,其具有传统教学不可比拟的优势。多媒体教学中,图片、动画和录象并用,能生动、直观、形象地模拟生产过程,展示生产设备及其原理,将抽象的原理形象化,将复杂的生产工艺具体化,其很好的弥补了传统教学的缺陷,在教学法中,有些重要的制药设备和生产工艺,我们会采用图片、录象等展示讲授,激发学生的新鲜感,加强认同感,让学生一看就懂,学习的兴趣和积极性被激发起来,学习更轻松,印象更深刻。比如,在讲授颗粒剂制备过程时,可将各阶段颗粒的状态以图片的方式展示出来,并同时附有教师解说,这样使抽象的文字具体化,学生更好理解。而在讲授胶囊剂生产过程时,则可先用图片展示不同型号的胶囊壳、胶囊填充板、胶囊填充机的外观,关键部位等,再用flash动画表现胶囊填充过程中的运动过程,让学生对填充胶囊的细节过程有一定的认识,最后用录象展示胶囊制备的全过程,则学生更易理解胶囊填充机的工作原理和过程,易于记忆和掌握。

    但多媒体教学中还需要与传统的教学方法相辅才能达到较好的教学效果,例如在有大量公式推导的药代动力学部分,我们也有个别学生反映课件显示速度过快,思维跟不上。究其原因,采用多媒体进行授课,利用相关软件如Excel中作图及计算功能虽然能缩短公式的推导和计算时间,但公式推导的过程无法详细的展示出来,因此,对存在有大量公式推导的部分如药代动力学的教学,我们采取的是由板书逐步讲解其中的推导过程并随时与学生进行交流,让学生慢慢地跟随教师的讲解把握其来龙去脉,再用多媒体课件清晰地列出重要的中间公式及最后的结果,这样的教学或许可收到较好的效果。因此,我们在教学中尽量做到合理选择和运用现代教学媒体,并与传统教学手段有机组合,共同参与教学全过程,实现优势互补。

    2及时更新知识结构,实现教与学互补

    随着现代科技的飞速发展,药学类专业知识也在不断更新,教材上一些内容难免滞后,因此,在教学中要注意及时介绍学科热点和最新进展,准确把握基础的知识点与先进性知识点的有机结合,使学生在完成基本专业培养的同时也开阔学生的视野。例如,在讲授难溶性药物的增溶方面时,可给学生介绍当前在增加药物的溶解度,提高生物利用度方面显示出更大的优势固体分散体、包合技术等。也可讲授纳米技术的应用,随之纳米球、纳米囊、纳米脂质体、纳米束等、纳米混悬剂、纳米乳新制剂的出现与发展,已有大量事实证明,一些难溶性的药物通过微粉技术或超微粉技术达到纳米大小范围时可以显着提高胃肠道吸收。在教学中,给学生讲授这些新的发展热点,既可激发学生的学习兴趣,扩大知识面,在教学中对这些内容的讲授,可以采用讲堂讲授与学生自习有机结合的方式,可以给学生提供一些比较新的论文、一些常用的网站等,引导学生积极去探索和了解。既可以培养学生的自主学习能力,又可以扎实掌握理论授课内容。

    3运用案例教学法,实现教学相长

    我们在教学中也采取了案例教学法,即围绕一定教学的目的把实际中真实的情景加以典型化处理,形成供学生思考分析和决断的案例,通过独立研究和相互讨论的方式,来提高学生的分析问题和解决问题的能力的一种方法。案例教学的最大特点是它的真实性。由于教学内容是具体的实例,加之采用是形象、直观、生动的形式。给人以身临其境之感,易于学习和理解。能够实现教学相长。例如,我们在介绍剂型的重要性时,可以举例天津天士力制药有限公司治疗心绞痛的复方丹参滴丸的研发思路、研发过程及所取得的成功。又如,在讲到灭菌时,我们在课堂上选择2006年安徽华源生物药业有限公司生产的克林霉素磷酸酯葡萄糖注射液(欣弗)引发的药品不良事件致11人死亡,并说明起因是生产过程中未按批准的工艺参数灭菌,擅自降低灭菌温度、缩短灭菌时问、增加灭菌柜装载量,影响了灭菌效果,导致无菌检查和热原检查不符合规定。学生能够通过对这些案例来进行学习,在必要的时候回忆出并应用相关知识与技能。运用案例教学法的使用,不断变换教学形式,使得学生注意力能够得到及时调节,有利于学生精神始终维持最佳状态。

    4科研与教学相结合提高人才培养质量

    在教学过程中,注重与学生就科研方面的新成果进行交流和渗透,加强科研与教学的融合,虽然教学内容主要是向学生系统地讲授“基本理论、基本知识、基本技能”,但是,为了培养合格的药学人才,课堂教学除了围绕基本理论和概念进行外,还注重科研成果和科技最新发展动态的渗透。例如,在讲授药物制剂的新技术与新剂型时,就可以及时将科研工作中所获得的新成果如聚多卡醇注射剂、溶组织梭菌制胶原酶注射剂、托西珠单抗注射剂等传授给学生,以便为他们及时了解新知识,及时掌握新动态,又能增加学生的学习兴趣,取得较好的教学效果。

    5注重开放式教学

    我们会安排学生到本地较大的药厂进行见习或参观,并在参观过程中,由经验丰富的工作人员介绍车间总体布局,讲授相关品种的制备工艺流程,详细讲解所用的制药机械。通过实地参观,可让学生把课堂上学习的相关理论与实践结合起来,把抽象的理论具体化,更深入地理解课堂知识,也能解决一些在课堂上的疑难问题,在开拓他们视野的同时激发他们的学习兴趣,增强自身的学习能力,适应社会的需求。

第9篇：纳米技术的重要性范文

复杂的“表面”

物质的两相之间密切接触的过渡区称为界面，若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。在相界面上所发生的一切物理化学现象统称为界面现象或表面现象，而研究在表面上所发生化学反应过程的科学称为表面化学。

表面并不简单，实际上，发生在固体表面的反应非常难以研究。对于相对简单的气相反应体系，往往只涉及到反应分子之间的碰撞和相互作用。但是，在对固体表面发生的化学反应进行描述时，人们还必须同时对反应分子与固体表面的相互作用，以及固体表面结构的影响进行深入了解。

早在19世纪末，以朗缪尔为代表的物理化学家已经充分认识到固体表面的结构对诸如吸附、催化和电化学反应过程的重要影响，并陆续提出了一些重要的理论和假设。但是，由于表面研究的特殊性和复杂性，在精确的实验和系统的理论方面一直没有出现重大突破。

20世纪60年代，由半导体工业发展出的真空技术促成了现代表面化学的诞生。埃特尔是最早洞察到真空技术巨大潜力的科学家之一。由于物质表面的化学活性很强，在普通状态中很难研究某个独特的变化。借助超高真空实验设备，就可以观察金属表面原子和分子是如何运作的。而在此之前，对于表面化学的认识仅停留在分子层次以上。

自上世纪60年代以来，埃特尔逐步建立了研究固体表面化学过程的方法学，通过利用多种研究技术的组合，在原子分子层次提供了一个表面化学反应的完整图像，为固体表面化学研究奠定了科学基础。他发展的方法学不仅应用于化学过程的研究，对相应工业过程也具有重要的指导意义，如化工催化剂的研发、半导体元件的加工、金属表面的防腐、燃料电池的研究等等。

科学界公认，合成氨反应过程的催化机理的认识和表面非线性反应动力学理论的建立是埃特尔教授对固体表面化学过程研究的两个最典型的重要贡献。

合成氨机理的研究

哈伯－博施(Haber－Bosch)合成氨过程是最重要的多相催化反应之一，在这个过程中，空气中的氮气被分离并转化为生产化肥所需要的氨。上世纪初，合成氨催化剂的发现不仅启动了现代化学工业，也宣告了现代农业的到来。德国科学家弗里茨・哈伯由于发明了合成氨的铁基催化剂而获得了1918年诺贝尔化学奖。卡尔・博施由于开发合成氨高压催化工艺而分享1931年诺贝尔化学奖。

由于哈伯－博施合成氨反应的重要性，其反应机理被广泛研究。这个过程是以精细的铁粉作为催化剂，让氮气与氢气同时被吸附到铁粉表面，然后进行反应生成氨。那么，在这一反应过程中，哪个步骤是速控步，也就是对提高整个过程的速度起到至关重要作用的那一步?还有，氮分子是以分子还是原子的形式与氢反应?50年来科学研究给出的最肯定的结论是合成氨反应的速控步是氮气的化学吸附，而表面吸附氮物种是氮分子还是氮原子则没有定论。

埃特尔设计了一个理想系统：在真空中铺上一层清洁和光滑的铁粉，再控制性地输入不同的气体。他发现，当氮气分子到达铁粉表面时，它首先是以分子的形式吸附，完全吸附后，氮分子中两个氮原子之间的键断裂，以氮原子的形式与铁离子吸附。埃特尔使用不同的方法测量分子在铁表面停留的时间，发现氮分子分裂成氮原子这一过程是催化反应的速控步，氮原子一旦分裂出来就立刻与周围的氢原子结合生成氨。如果要提高整个反应的速度，就必须加快氮气分裂成氮原子的速度。

为了搞清氮是以分子还是原子的形式与氢反应，埃特尔在增加氢气的同时测量了铁粉表面氮原子的浓度，发现氮增加得越多，铁表面氮原子的浓度就越低，这表明氮是以原子而不是分子的形式与氢反应。

测量铁表面氮原子的浓度并不是一件容易的事。埃特尔用光谱分析方法来区分氮原子和氮分子，同时，他又用另一种方法来测量氮的浓度，即研究铁粉表面的形状，因为当氮吸附在铁粉表面时，表面的形状会有微小变化，他用电子轰击铁粉表面，电子不同的散射模式揭示了表面的不同。

之所以要同时使用不同的方法，是因为研究这种类型的表面，极有可能眼见非实，因为系统中任何微小的杂质都会立即吸附到表面。所以，这种表面必须用尽可能多的不同方法来研究，以确保所获得的图像没有因污染而扭曲。

埃特尔利用多种现代表面科学研究技术系统研究了哈伯－博施合成氨过程的模型催化体系，并利用多种谱学技术鉴定了反应过程中全部的反应中间物种，并给出了反应的势能图。埃特尔同时发现高压反应条件下的变化关系与低压反应条件下模型催化体系测得的变化关系一致，从而证实了在这个催化反应体系中，模型催化体系表面化学研究结果可以推广到工业催化体系。埃特尔教授对哈伯－博施合成氨反应机理的研究，已经成为如何合理利用多种现代表面科学研究手段的组合来研究并理解复杂催化反应相关的表面化学过程的教科书般的典范。

非线性反应动力学的研究

埃特尔还对铂等贵金属催化荆在一氧化碳氧化反应中的作用进行了深入的研究，这是发生在净化汽车尾气的催化转化器中的一个重要反应。通过对这个催化反应的模型体系的研究，开创了固体表面化学之非线性反应动力学研究领域。

早在1982年，埃特尔的研究小组便报道了铂单晶表面催化的一氧化碳氧化反应表现出非线性反应动力学行为，即二氧化碳的生成速率随反应时间发生振荡。这在当时是表现非线性反应动力学的唯一实际催化反应。在随后的一系列开创性的工作中，埃特尔研究了一氧化碳氧化反应速率与铂表面反应物种浓度、铂单晶表面结构之间的关系，提出了铂单晶表面催化一氧化碳氧化反应非线性反应动力学的微观模型：反应过程中，取决于一氧化碳表面浓度；铂单晶表面存在两种表面结构，两者对一氧化碳氧化反应的催化活性相差较大，从而表现出反应速率的振荡；在振荡反应体系中，体系变量还依赖于其在体系内的空间位置，因此振荡反应会表现出时空斑图。为观察铂单晶表面上的时空斑图，埃特尔研究组发展了光发射电子显微镜(PEEM)，能够原位动态

观察表面吸附物种的浓度变化。观察到振荡反应过程中吸附一氧化碳物种和吸附氧物种在铂单晶表面形成的丰富的时空斑图，从螺旋波到混沌。这些研究结果无论是从深度，还是广度都极大加深了我们对固体表面反应动力学的理解。

埃特尔的研究是完全基础性的研究，但他对表面分子反应动力学过程的研究，对以固体催化剂为基础的多相催化过程的研究，基本上是化学领域最具有支撑作用的核心技术。目前，现代大型化工生产过程中，催化过程达80％以上，并已渗透到精细化学品的合成、药物中间体的合成及环境保护等领域。新催化剂的开发已由技艺水平向分子设计方向发展。新催化剂和新催化工艺的出现，已成为现代化学工业发展的增长点。除了在化工领域已取得的实际应用之外，埃特尔的研究还对包括煤炭、天然气以及太阳能等新能源在内的能源利用有着深远的影响，并推动表面化学向纳米科学、生物科学等诸多学科渗透。

表面科学在中国的发展

催化和表面化学研究在中国的开展，可以追溯到上世纪30年代。1933年，张大煜先生在获得了德国德累斯顿工业大学博士学位以后，便回国开创和发展胶体化学和表面化学的研究。从50年代初期开始，他致力于工业上广泛使用的催化剂担体研究，结合水煤气合成石油的钴催化剂和合成氨催化剂的催化性能研究，逐步建立了物理吸附、化学吸附等一系列研究方法，提出了表面键理论的设想，并以此为指导，研制成功了合成氨新流程3个催化剂，在当时达到了国际先进水平。

在表面化学研究方面特别值得一提还有郭燮贤和邓景发两位院士的工作。前者在基础研究方面先后提出了表面“空位”对吸附和催化反应作用的概念；氢和一氧化碳活化吸附方面的“易位吸附”和“协同机理”的新概念等；后者自行设计、组装了多种近代能谱仪，在国内较早建成了一个从分子水平研究表面吸附和催化过程的表面催化实验室，系统开展了银系列催化剂的基础理论研究。

作为表面科学和技术研究领域的杰出代表，埃特尔教授也为中国表面化学和催化研究发展做出了重要的贡献。他分别从1997年和2000年开始担任中科院大连化学物理研究所《催化学报》顾问和催化基础国家重点实验室国际顾问，先后在他的研究室长期工作的中国学者超过了10位。其中大连化物所的包信和研究员从1989至1995年一直在埃特尔教授的指导下研究高压条件下氧与银表面的相互作用以及甲醇催化选择氧化机理。

由于年事已高，埃特尔很遗憾自己不能将模型催化的研究拓展到纳米和生物领域。当包信和提出回国后希望拓展模型催化剂的基础研究，进一步将催化表面化学的研究与纳米技术相结合，从纳米尺度上深入理解催化反应过程时，埃特尔表示极大支持，并将他们自行研制的一台光发射电子显微镜(PEEM)赠送给包信和。他还积极推动大连化物所与弗里茨一哈伯研究所共同成立了中科院和马普学会“催化纳米技术”伙伴小组，并亲自担任专家组组长，利用表面科学的表征、制备手段，研究催化反应的纳米作用基础。

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