纳米科技发展特点分析论文范文

2024-02-02

纳米科技发展特点分析论文范文第1篇

[内容提要]文章从党报的性质入手,分析党报体育版的现状,总结党报体育新闻报道的特点,梳理党报体育新闻报道存在的问题,寻求改进党报体育新闻报道的对策。

[关键词]党报;体育新闻报道;研究

截至2005年7月,全国共出版报纸1926种,形成了以党报为龙头,以都市类报纸为主体,各门类报纸共同发展的总体结构。全国各级党报共计438种,是我国数量最多的单一品种报纸,占我国报纸总量的22.7%。经过几年报刊治理后,党报的平均期印数比2004年增长8.5%,实现了稳中有升。2005年6月,《人民日报》、《光明日报》等党报开始在北京市部分报刊亭销售,开辟零售市场。

在党报的改革与发展过程中,体育新闻是一个不可或缺的新闻报道领域。本文专门探讨党报体育新闻报道的现实特征与发展对策。

一、党报的性质决定了体育版的现状

党报一般以“日报”命名,基本都是从中央到地方不同级别党委的机关报。党报的性质决定了党报体育版和党报体育新闻报道的现状。

第一,从机构和媒介性质上说,党报是当今社会的主流媒体,是党、政府和人民群众的耳目与喉舌。党报体育版延续了党报严肃认真的传统风格,与其他报纸体育版相比,党r报体育新闻报道具有较强的意识形态性。

第二,从文本上看,体育新闻已成为党报不可或缺的组成部分。在我国,党报报道内容一般分为时政、社会、经济和文体四大板块。这里的“文体”,即指文化、娱乐与体育。在这三者之中,相比之下,包括党报在内综合性报纸的文化报道往往以软新闻或副刊的形式出现,而娱乐报道则几乎是硬新闻与软新闻各占一半,只有体育新闻多以硬新闻的形式出现,且版面位置明显比文化、娱乐靠前。与其他媒体体育新闻报道相比,党报体育新闻具有较强的权威性,较少刊登体坛八卦与花边新闻。

第三,从受众上看,综合性报纸体育版的读者可谓“三教九流,无所不包”,但党报体育版的读者主要以党政干部、公务员为主,年龄跨度大,文化层次高,社会地位突出,且以男性为主。

第四,从出版周期上看,党报一般是一天一期,其体育新闻的时效性比一般的专业体育报要强得多,但由于发行范围广泛,送报线路过长,党报体育新闻比早报、晚报、都市报等市民类报纸体育新闻的时效性稍弱。

第五,从报道篇幅来看,党报一般是对开大报,其体育新闻报道的版面数和篇幅量不大,大多数党报每天只设一个体育版。与都市类报纸体育新闻报道相比,党报体育版版面数和报道篇幅明显要少。

二、党报体育新闻报道的特点

《人民日报》是我国级别最高的党报,该报体育新闻报道的特点,基本反映了当前我国党报体育新闻报道的特点。人民日报体育版主编李中文总结《人民日报》体育新闻最突出特色有五:

第一,紧抓体坛热点。能抓住消息的,抓第一落点消息。由于各种因素实在抓不到的,则借助《人民日报》体育专业记者的经验,把有特色的新闻分析在版面上体现出来。

第二,十分重视体育评论。如果某天《人民日报》有整版体育新闻,一般都会在这个版面上配置一篇评论。评论的好处在于它的战斗性,能起到释疑解惑、澄清思路、解析热点与难点的功效。

第三,特别注重体育新闻图片的运用。

第四,从大体育的概念出发,站在一个更高的层面上,对体育进行宏观观察,既关注竞技体育,更要关注全民健身;既关注体育赛事,也要关注体育人物。

第五,当前我国体育新闻报道正处于北京奥运会筹备期这一良好的背景之下,《人民日报》体育版已经开辟了一个名为“2008奥运之窗”的窗口,把有关北京奥运会的一些进程、前瞻性分析,通过这个窗口体现出来。

在我们看来,包括《人民日报》在内的党报体育版,除了上述突出特点以外,还有一个最重要的特点,那就是党报体育新闻报道的真实性、权威性和可信性。因为党报体育版跟党报的其他版面在编辑方针、报道风格等方面具有高度一致性,长期以来在人民群众中树立了可靠负责任的形象,拥有坚实的群众基础、丰厚权威的新闻资源和一以贯之的政治高度。这些优势都是其他报纸一时无法比拟的,这是党报长期形成与积淀的内在品质。

三、党报体育新闻报道存在的问题

因来自电视、网络和都市报等媒体的竞争,党报的体育报道遭遇很多困难,最大的问题,可以概况成四个字:慢、板、少、远。

慢。由于党报本身的特性和新闻采编力量的原因,党报的体育新闻和其他内容一样,总是慢半拍。党报体育报道之慢,体现在两个方面:一是赛事报道速度慢,二是报纸出报摊或送报上门的时间慢。

板。此处之“板”,即呆板。党报体育版的呆板,主要体现在报型、内容和编排三个方面。在报型上,党报多为对开大报,出于形象、定位考虑,各大报不会在形式上贸然小报化,因此,党报只方便单位订户在办公室或家庭进行深度阅读,而不便于在公汽、地铁等流动的公共场合阅读,这种报型难以吸引追求新鲜感的年轻人青睐,不利于发展新的读者群。在内容上,讲求客观、真实、公正固然没有错,但有关运动与时尚、热门人物与有争议的话题等报道较少。在编排设计上,受正统观念影响,党报体育版容易受党报其他时政、财经版面版式影响,从标题到图片到正文全都是四平八稳的模块,缺乏灵动与活泼。

少。现代报业已进入厚报时代,但由于定位、历史、广告、印能等多方面因素影响,党报的版面受到很大局限,信息量明显不足,很难满足读者对信息的渴求。

远。党报体育版与普通民众之间,无论在空间、时间等物理距离,还是在心理距离上,都比较远。在所有类型的报纸中,党报的空间覆盖面最广,这意味着读者拿到报纸的平均时间最长;党报肩负的舆论导向使命,坚持的新闻政策本位,与读者对体育报道多样性、亲和力要求之间容易产生落差,很难满足读者对体育新闻娱乐性的要求。远离读者,是党报体育版普遍存在的一个现象。

四、党报体育新闻报道改进措施

要解决党报体育新闻报道的现实问题,突破口就在于权威性、可读性、娱乐性、服务性、灵活性和地方性,简称“六性”。

第一,高扬权威性。

在传统观念上,一张报纸主要是由新闻报道和针对新闻事实发表意见的新闻评论所组成。戈公振在《中国报学史》中就曾明确指出,新闻评论可以帮助读者释疑解惑,指导社会实践,以其新闻事实的权威、准确的评价来满足读者“知其然而又不知其所以然”的愿望。长期以来,新闻评论被誉为报纸的“旗帜和灵魂”,它以强烈的时效性和鲜明的针对性,长期吸引着读者的目光,引起读者的共鸣。

任何报纸都想变成快报,但党报的性质与特征决定了它每天的出报时间,不可能比都市报更快。这种不足就必须通过分析、言论、述评等方式把问题做得更深、更透,以弥补慢半拍

这样的问题。评论是党报的一贯传统,也是党报的金字招牌。在这种背景下,只要发挥党报的综合优势,运用得法,在形式上高扬评论的多样性,在内容上高扬评论的时效性,在思想上高扬评论的战斗性,党报体育版的体育评论完全可以做到有别于他人而独树一帜,从而在读者心目中占有一席之地。

第二,增强可读性。

党报体育新闻报道的准确性为大家所公认,但怎样在写准的基础上,把体育新闻写活,党报体育记者还要下功夫。各级党报的记者不少是名校毕业的高材生,综合素质高,外语成绩好,但他们对于运动项目的熟悉程度往往不及普通院校特别是体育院校新闻学专业的毕业生,而且不少人本身非新闻科班出身,虽然写准体育动态信息没有问题,但是,要想结合新闻背景把体育报道写活,则勉为其难。他们还需要补两课:一是把各单项运动规则弄清,把比赛看懂;二是要充电积累一线体育掌故和赛场上的经典传奇。在此基础上,本着讲故事的态度,在首先让自己感动的前提下,才能自然而然令读者感动。如果党报体育新闻的可读性不强,就没法做到党报必须率先垂范的“三贴近”——贴近实际、贴近生活、贴近群众。

第三,尝试娱乐性。

与时政、社会新闻相比,体育新闻的意识形态性相对较弱。党报体育版完全可以在坚持真实报道的基础上,尝试运用一些简单的娱乐化报道方式。比如,用娱乐报道的编排方式来安排版面,避免千篇一律的模块式版面,而采取多用图、多配色、变换字体字号、图片钩边、幽默性的图片说明等方式。在内容上,关注更多与体育相关的背景,人物和故事等。

第四,提高服务性。

任何媒体都有服务功能,为读者提供服务,既是一种责任,又是一种竞争手段。党报体育版应加强对各种赛事的预告、提示、分析等服务性内容的报道力度,还可以开辟有奖竞猜和有奖竞答之类的栏目,从而吸引读者,服务读者,形成自己固定的读者群。现在,各综合性报纸都即时开设了体育彩票和福利彩票之类的服务与报道栏目,党报也不应放弃这一商业良机。

第五,重视灵活性。

灵活性有多方面的表现。比如,每年的一、二月份就是体育的淡季,这给党报体育版提供了一个非常好的空间,党报体育部一方面应通过专题策划,来做一些引人深思的深度报道。如果在体育旺季,或适逢奥运会、世界杯足球赛举行,赛事较多,广告量大,可以设置特刊。在报型上,可以灵活采用“大报夹小报”的板块组合法,即主报保持大报开本,而部分副刊、特刊板块则实行小报化、杂志化。体育版可以灵活采用小报化,以满足市民阶层的读报趣味。

第六,突出地方性。

几乎所有的编辑记者都主张竞技新闻突出地方性,但是,对于缺乏本土或本地体育明星的众多中等城市党报来说,要突出地方性,还得另辟蹊径。其中,以专栏形式报道当地的群众体育活动或故事,就不失为一种好的方式。比如,2005年春夏之交,《湖北日报》体育版就搞了一个“国民体质荆楚行”系列报道,把湮没在民间乡野中的一些体育人物、体育故事重新整理出来,使旧闻变成新闻。其中,黄石市是培养优秀运动员较多的城市,该报体育版就着重分析其原因:当地之所以能培养出张勇军、程超、程菲、袁培琳等著名运动员,是因为有坚实的群众体育基础。再如,广东东莞因为篮球运动普及率高,东莞宝马仕和东莞新世纪两支职业篮球同城雄霸,以“德比”的名义拉动了当地篮球运动、篮球文化和篮球经济的发展,并且催生了《东莞日报·体育周刊》的诞生,而该周刊又反过来烘托了东莞的篮球球市,这都是体育新闻地方化带来的实惠。

参考文献:

①刘自雄,王风翔:《拐点来临:2005我国报业竞争态势》,新华报业网,http://www.jsoLorg/xhby/contenl/2006-01/26/content_112595l.htm,2006-1-6。

②人民日报体育新闻版主编李中文访谈实录:《从大体育视角看权威媒体体育报道的发展趋势》,人民网,http://media.people.com.cn/GB/35928/363。5613306301.html,2005年4月8日。

纳米科技发展特点分析论文范文第2篇

摘要 为进一步提升密集烤房烘烤性能,分别以泡沫保温材料和纳米涂料对密集烤房装烟室进行处理,并以普通密集烤房为对照,对比分析各处理烤房烘烤性能和效果。结果表明,铺设泡沫保温材料和涂抹纳米涂料的烤房较普通密集烤房保温性有所提升,平面温差分别降低0.85和1.19 ℃;垂直温差分别降低0.68 和1.35 ℃;烘烤时长分别缩短13 和18 h;干烟烘烤降低成本0.44和0.57元/kg,烤后烟均价分别提升0.74、1.29元/kg;感官评吸质量略有提升。经保温处理的烤房在增质提效、节能省工方面均有提升作用,但纳米涂料烤房的烘烤性能和效果要优于泡沫保温材料烤房。

关键词 密集烤房:烟叶烘烤:泡沫保温材料;纳米涂料

Study on Efficiency of Bulk Curing Barn of Different Insulation Materials

LI Hao

(Xiangcheng Tobacco Company,Xuchang Municipal Tobacco Company,Xiangcheng,Henan 461700)

Key words Bulk curing barn;Tobacco fluecuring;Foam insulating material;Nanometer paint

隨着我国科技和经济的进步以及烤烟的规模化生产,密集烤房逐渐适应了我国烤烟生产可持续发展的新形势,代表当前烤烟设备的发展方向。从早期自然通风气流上升式烤房至当前采用的机械强制通风热循环烤房,烤房发展历程一直注重在热风循环系统以及加热系统方面的改进[1]。当前推广的密集烤房虽然在装烟量、烟叶烘烤质量、集约化程度方面体现出巨大优势,但由于密集烤房墙体建造材质大多选用导热性较强的红砖或空心砖[2-3],烘烤过程中燃料提供的热量除用于烟叶脱水干燥,还可通过空气渗漏、墙体的传导、辐射等方式散失。研究表明,即使是一座封闭良好的全新烤房,其热能利用率也只能达到60%左右[4]。热能利用率较低会增加系统能耗,烘烤过程中热量供给不及时还会造成失水变色不协调,从而增加烤坏烟的发生概率,这些因素都在一定程度上降低了烟叶烘烤的经济效益。因此,提升烤房热能利用率,使烘烤过程中烟叶处于均匀温湿度场,对于降低烘烤成本、提升烟叶质量具有重要意义。

近年来针对提升烤房热能利用率的技术或材料已有很多研究,Danford[5]设计了一种新型密集型烟叶烘烤和干燥设备,该设备中的逆流余热回收换热器可从废气中回收热量,节省大量的能源。宋朝鹏等[4]将纳米涂料喷涂于密集烤房装烟室内壁,和未做处理的烤房进行对比,结果表明,纳米涂料处理的烤房用电量和耗煤量均有所降低;整体热效率提升10.75%,并有效缩短烘烤时长、增加烤后烟上中等比例,1 hm2烟田烟农增收29 643.75元。卢军等[6]在密集烤房中添加泡沫保温材料,结果表明,使用泡沫保温材料处理的烤房在缩短烘烤耗时、能耗以及提升烤后烟叶经济性状方面均表现出较大优势。以往研究均集中在材料的应用效果方面,不同保温处理之间的对比分析尚未见报道。笔者在密集烤房中分别铺设泡沫保温材料和涂抹纳米涂料,同时以普通密集烤房为对照,对比分析2种保温材料在烘烤性能和效果方面的差异,旨在为进一步提升密集烤房烘烤效果、增加烟农收益提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2016—2017年在河南省襄城县紫云镇开展,供试品种为中烟100,试验田土壤肥力中等,前茬作物为芝麻。田间管理按优质烤烟栽培生产技术规范进行,分别选取成熟度、颜色均匀一致的下部叶(5~6位叶)、中部叶(11~12位叶)、上部叶(15~16位叶)进行3次烘烤试验。

1.2 试验设计

于试验点密集烤房群中选择规格一致的气流上升式烤房3座(装烟室模式为2路3层设计,装烟室规格为8.0 m×2.7 m×3.5 m,烘烤能力1.33 hm2)。以三段式烘烤工艺[7]为基础,结合当地烟叶烘烤特性对烘烤过程中温湿度做适当调整。试验设3个处理:CK,普通密集烤房;T1,密集烤房装烟室铺设泡沫保温材料;T2,密集烤房装烟室内壁涂抹纳米涂料。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 空载试验保温性能测试。

关闭3座烤房的装烟门,添加相同质量的燃煤,循环风机模式调至高速挡,同时点火,每2 h记录1次温湿度表盘显示的温度,直至烤房中温度趋于稳定时结束。

1.3.2 平面温差和垂直温差。

参照王建安等[8]的方法在烤房中每个层位悬挂9个温度计,共27个检测位点(图1),每2 h记录1次数据。

垂直温差△t垂=(|t1′-t1″|+…+|t9′-t9″|)/9 (1)

平面温差△t平n=(tmax′-tmin′) (2)

式中,t1′~ t9′为顶棚温度计读数,t1″~t9″为底棚与其相对应的各温度计读数,n(1,2,3)代表烤房棚次。

1.3.3 烘烤耗时及能耗统计。烘烤时长和能耗计算参照《烟叶烘烤原理》[9]进行统计。

1.3.4 经济性状。参照YC/T 291—2009进行烤后烟叶等级划分。

1.3.5 感官评吸质量。聘请河南农业大学烟草学院8位相关专家,参照国家标准YC/T 530—2015烤烟烟叶质量风格特色感官评价方法,按“九分制”评分标准对各处理的各部位烟叶进行打分。

1.4 数据处理 数据统计和作图用 SPSS 17.0和Microsoft Excel 2010软件。

2 结果与分析

2.1 空载升温效果

从图2可以看出,空载条件下各试验烤房温度变化均呈现相同的变化趋势。0~10 h为燃料燃烧供热阶段,烤房中温度在此阶段不断上升,但上升速率有所不同,T1、T2、CK 3个处理在此阶段平均升温速率分别为436、3.86、3.43 ℃/h。各处理烤房温度均在10 h左右达到最高值,其中表现为T1>T2>CK。由于燃料消耗完毕,烤房中温度和外界温度差值较大,因此在10~18 h存在快速掉温阶段,18 h之后烤房中温度经缓慢下降后趋于稳定状态,在掉温阶段各处理烤房温度均表现为T1>T2>CK的趋势。综合各处理烤房升温掉温情况,可以看出保温材料处理的烤房较普通烤房在升温速度以及保温性能方面均有提升,且以纳米涂料处理的烤房效果最高。

2.2 烘烤耗时

由图3可知,对照处理烘烤时长分别高出 T1和 T2 2个处理13和18 h,且差异达到显著水平(P<005),2个保温材料处理烤房烘烤时长为T1>T2,二者差异不显著。烘烤时间长短反映了烘烤劳动强度和能耗高低,如果以对照普通烤房用工强度设定为1,结合T1和T2 2个处理烘烤耗时,用工强度分别节省0.11和0.14个。因此,烤房装烟室中增设保温材料在一定程度上可以降低劳动强度和烘烤成本,且纳米涂料涂抹烤房在节省烘烤耗时方面的效果优于泡沫保温材料处理的烤房。

2.3 平面温差与垂直温差

从表1可以看出,对照普通烤房平均平面温差分别高出T1和T2 2个处理0.85和1.19 ℃,且CK处理和T1、T2处理差异均达到极显著水平,2个保温材料处理之间差异不显著;垂直温差较平面温差进一步增大,3个处理表现相同趋势,T1和T2处理分别较CK处理降低16.71%和33.17%,且各处理之间差异均达到极显著水平。可见,经保温材料处理的烤房装烟室的各个位点在烘烤過程中稳温性较普通烤房均有所提升,从而使烤房内各个位置烟叶所处的温湿度环境近似相同,促进烟叶失水和变色相协调,对提升烟叶的整体烘烤质量具有重要意义,纳米涂料较泡沫保温材料在减小烤房温差方面存在一定优势。

2.4 烘烤能耗

为消除装烟量对烘烤成本的影响,数据统计后计算出1 kg干烟叶产出所需燃料用量及耗电量。由表2可知,T1和T2处理在耗煤量和耗电量方面较对照均有所降低,其中T1和T2处理在燃料成本方面较CK处理分别减少了0.42、0.52元/kg,耗电成本方面较CK处理分别减少了0.02和0.05元/kg。综合烘烤成本包括煤炭使用成本和用电成本,T1和T2处理较CK处理降低幅度分别达到17.05%和22.09%。

2.5 烤后烟经济性状

烟叶质量的高低决定了烟叶烘烤的经济效益,和烟农的利益直接相关,同时也可以作为衡量烤房性能的关键指标之一。从表3统计的不同处理烤房烤后烟叶各等级可以看出,相对于 CK处理,T1和T2处理上等烟比例较对照处理提高的幅度分别为7.43%和1087%;下等烟比例降低幅度分别为10.92%和15.14%,虽然中等烟比例较对照有所降低,但由于上等烟、下等烟比例的差异最终使均价分别提高0.74和1.29元/kg。 可见,经保温处理的烤房可以在一定程度上提升上等烟比例,降低烤坏烟比例,且纳米涂料处理的烤房提升烟叶质量的效果高于泡沫保温材料烤房。

2.6 感官质量评价

从表4可以看出,各处理感官评吸质量的各项评价指标得分均比较接近,经保温材料处理的烤房在香气量和香气质2个指标得分方面较对照略有提升,和余金龙等[10]研究结果一致。此外可以看出,T1和T2 2个处理的C3F在燃烧性方面较对照有所提升,可能是由于烟叶部位特性[11]和感官评吸人员的主观性所致[12]。整体来看,T1和T2 2个处理在感官评吸质量方面得分较为接近,略好于对照。

3 结论与讨论

该试验结果表明,经保温材料处理的烤房在烘烤性能和效果方面均优于普通密集烤房。在装烟室内铺设泡沫保温材料較普通密集烤房烘烤成本降低0.44元/kg,缩短烘烤耗时13 h左右,烤后烟均价提升0.74元/kg。而装烟室内壁涂抹纳米材料较普通密集烤房烘烤成本可降低0.57元/kg,缩短烘烤耗时18 h左右,烤后烟均价提升1.29元/kg。均表现出明显的提质增效、省工降本作用。纳米涂料在保温性能、缩短烘烤耗时、节省烘烤能耗、增加烤后烟经济性状方面均优于泡沫保温材料,平面温差不同保温处理之间差异不显著,垂直温差差异达到极显著水平,但保温材料处理对于烤后烟感官评吸质量提升效果并不明显。

纳米涂料在降低烤房温差方面表现出的明显优势主要是由于纳米涂料自身电磁学性能、光学性能、流体学性能所致[13]。特别是纳米微粒的吸收带普遍存在“蓝移”现象[14],热能通过漫射的方式在烤房中各个位置自由流动。而现有泡沫保温材料大多通过泡沫的密闭性达到物理保温效果[15],最终导致泡沫保温材料和纳米涂料在促进烤房中温度均衡性方面出现较大差异。综合来看,密集烤房经保温处理后在烟叶烘烤的省工、降本、提质、增效方面均有一定程度的提升作用,但材料本身的挥发性对烟叶品质以及安全性的影响仍需进一探究。

参考文献

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纳米科技发展特点分析论文范文第3篇

策划人语

1959年,美国物理学家理查德·费曼曾大胆提出设想:“如果有一天可以按照人的意志安排一个个原子的话,那将会产生怎样的奇迹?”而今,因纳米科技而产生的奇迹不仅在不断发生,并且纳米带给人类生活的震憾,丝毫不逊于计算机技术的影响力,并且将更深刻、更广泛、更持久。

科学家们认为,纳米不仅小得可爱,而且威力无比、很有力量。它将会带来21世纪的一次产业革命,并且将深刻地影响人类的生活。

本刊在2012年第6期对北京怀柔纳米产业园做了报道,但纳米技术如何渗透到我们的衣、食、住、行、用等各个方面、如何改变你我的生活?在不远的将来,像现在“银河”那样的巨型计算机可以小到随手放进口袋;而美国国会图书馆的全部信息,可以压缩到一块糖那么小;纳米机器人可能进入我们身体的任何地方,帮助清除垃圾和病灶;甚至星际旅行也将因为有了纳米技术而变成现实……有了纳米技术,这一天看上去并不遥远。您相信吗?

茶杯摔不碎、衣服不用洗、机器人可以到人体内部给人治病,这一切听起来像是天方夜谈,但是因为有了小而可爱的纳米技术,一切成为了可能。纳米技术看似神秘,其实,在今天,它已经走进了你我的生活,悄悄渗透到我们的衣、食、住、行、用等各个方面……

纳米“生物炸弹”直击病灶

设想一下,未来您去医院看病既不用打针,也不需要吃药,这样就能治好您的病,您会相信吗?比如让微小的纳米粒子将癌症“烧煮”后从体内驱赶出去;药物像“精准的炸弹”一样,只在病灶靶心处引爆起作用;纳米级粒子使药物在人体内传输更加方便;在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排异反应……这一切不只是想象,不久的将来,科学家将这些理论会变成可实际应用的治疗方法。

国家纳米材料科学中心研究员蒋兴宇激动地说:“纳米技术将带给医学一场前所未有的技术革命,它将大幅度提高人类健康和保健的水平,可以预见,不久的将来纳米医学将可望在许多方面得到突破和应用。”

举个例子,比方说感冒,大家感冒吃药,现在病人吃一次药可以管12个小时。说不定将来用纳米技术做成的药物吃一次可以管一周,也就是说一次感冒你吃一次药就足够了,这就是常说的纳米缓释技术。

还有呢,利用纳米技术,你可以让用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体。这种智能药物能直接到达原来到达不了的病灶部位,人们通过操纵智能药物,可使纳米微粒在人的身体病灶部位聚集并进行有目标的治疗,这就是常说的靶向药物,它能控释纳米微粒载体(俗称“生物导弹”)在病灶处引爆,这种用纳米定向技术输送药物治疗效果神奇。

现在的医疗水平,一般是等到疾病发展到一定程度的时候,疾病才能被诊断出来。如果疾病能早检测、早知道、早治疗的话,显然对治疗是有好处的。就像美国前总统克林顿曾经说过的那样,如果说癌症还只有几个细胞大小的时候就能被发现,那么癌症就没那么可怕了。纳米技术使得这种设想有可能变为现实,因为纳米技术的检测灵敏度特别高。未来,使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液,就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病;纳米技术会让医生只检测几个细胞就能判断出病人是否患上癌症……

这些听上去似乎是天方夜谭的畅想,未来将逐渐变成现实。蒋兴宇研究员和他的团队使我们看到了利用纳米技术的希望。蒋兴宇激动地介绍说,2010年的一天,他和他的团队在大量研究中偶然发现了“黄金组合”——“纳米颗粒+药物前体小分子”。这种新型纳米材料是将本身无活性的嘧啶类药物前体小分子修饰于金纳米颗粒,使其显示优良的抗菌活性,从而攻破了“超级细菌”(随着抗生素的滥用,一批曾是“孱弱之躯”的细菌经历优胜劣汰,躲过抗生素的灭杀,数代繁殖后逐渐练就了一身“铜墙铁壁”,形成了所谓的“超级细菌”)的金钟罩、铁布衫。与现有抗生素相比,这种纳米材料很难诱导细菌产生耐药性。

“我们发现它是非常偶然的,但是我们抓住了这个偶然的机会。没有预期它对耐药菌的作用这么好。”

那么,这种作为新型抗菌体的纳米颗粒,是不是就能取代抗生素呢?蒋兴宇摇了摇头说:“纳米材料在耐药性方面可能会优于抗生素,但现在还需考虑的问题是纳米材料对人体的作用。” 据介绍,纳米颗粒对人原代细胞生理活动并无显著影响,但还需要根据更全面的实验来进行分析。最终能否对“取代”这一说法盖棺定论,还需在今后继续进行动物实验再到人体试验来加以验证。

“芯片上的实验室”守护食品安全

眼下,随着一系列食品安全事件的爆发,各种食品安全问题成了老百姓关心的焦点。大家要问,如果有准确、迅速、简便的检测方法,老百姓在选择食品的时候就有守护神了。2008年9月,我国爆发三鹿婴幼儿奶粉受污染事件,罪魁祸首三聚氰胺开始浮出水面,蒋兴宇说,“纳米技术运用于三聚氰胺的检测,表密度更高,选择性更好,速度更快,这是它较之前检测办法的优势。”这项技术便是微流控芯片,也被形象地称为“芯片上的实验室”。

微流控芯片的主要特点是能够使样品、试剂和能量消耗大大降低,缩短检验时间,提高分析检测的效率。特别是很多种基于免疫分析的检测方法,都可以利用微流控来克服常规免疫分析的缺点,大大降低检测成本。

除了灵敏度高、通量大、特性好等优点,微流控芯片之所以被称为“芯片上的实验室”,还源于其最大的魅力——小型化。这相当于将一个大型的实验室及实验设备搬迁至一个小小的芯片之上,使得普通消费者不再需要去检测中心花费大量的时间和财力进行像食品添加剂等物质的检测。这无疑是对检测技术的一场革命,为该检测技术走向千家万户提供了可能。

“就好比将我们过去很大的台式机电脑变成了现在的笔记本电脑,甚至手机的功能也远远超过了过去台式机电脑的功能,这都是小型化的过程。”蒋兴宇解释说,“我们希望能够将检测小型化,而这项技术的应用领域也非常广,可以做三聚氰胺检测,可以做艾滋病检测,可以做生化检测……长远来看,甚至食品安全的监测都可以依靠这个技术。”

蒋兴宇介绍说,微流控芯片目前大部分仍处于比较基础的研究阶段,还有一些技术上的难题没有完全解决,比如样品的前处理,部分信号的读出,分离、分析等。“目前信号的读出还需要借助一些大型仪器,我们希望能创造出一种像PH试纸一样高灵敏度的肉眼检测方法。”

一项技术从理论形态发展到日常生活用品,并非易事,蒋兴宇对纳米检测技术持乐观态度的同时也对其应用发展之路有着清楚的认识,“我们的主要工作就是对原型的实现,把检测的基本概念现实化,从原理上验证其可行,但后续要实现大面积应用、做成大家都能用的东西还需要和产业界相结合。”

纳米计算机:真实的“科幻”

世界上第一台实用电子计算机“埃尼克”(电子数学积分计算机)于1946年诞生。虽然这是人类科技史上值得大书特书的事情,但“埃尼克”却是个地地道道的庞然大物,它占地170平方米,重达30吨,运算速度只有每秒5000次。而由纳米物质制成的巨型计算机可以装入口袋里,其运算速度比今天最快的超级计算机都要快上10亿倍,此外,纳米计算机还有其他许多引人入胜的优异性能……

国家纳米材料科学中心研究员何军介绍,应用纳米技术研制的计算机内存芯片,其体积不过数百个原子大小,相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机其性能要比今天的计算机强大许多倍。随着在硅片上集成的晶体管数量越来越接近极限,集成电路的性能将越来越不稳定。由于加工芯片的机械需要有极高的精确度,所以生产成本非常昂贵。相比之下,利用纳米技术生产芯片,不仅可以达到极高的集成度,其成本也十分低廉。

纳米计算机有一些非常奇异的运算方式。例如,在种类众多的生物计算机中,科学家们最感兴趣的是“DNA计算机”。DNA计算机的原理是:DNA分子中的遗传密码相当于存储的数据,DNA分子间通过生化反应,从一种基因代码转变为另一种基因代码。反应前的基因代码相当于输入数据,反应后的基因代码相当于输出数据。如果能控制这一反应过程,那么就可以制作成功DNA计算机。

一旦人们掌握了制造体积微小的计算机的技术,人类社会就会从根本上处于一种新的形势。体积微小的计算机将非常便宜,因而随处都可以使用计算机,更广泛意义上的嵌入计算和普及计算将成为现实。

科学的未来让人无法预料。电脑与人脑相连接,这也许不再是科幻片中的场景。蒋兴宇研究员也相信“人机连接”实现的可能,而他们团队对神经细胞的生长控制研究,正为“脑机接口”这一新兴领域的研究带来了曙光。蒋兴宇研究员认为,“非常好地控制单个神经元的生长”,进一步研究这一有效途径,从而可能实现使用电子元件,恢复人体神经系统的缺失,为神经瘫痪、断肢病人带去福音。

非常有趣的是,传统计算机“软硬分明”,而纳米计算机的软、硬件的界限将逐渐变得模糊,巨型计算机还可以随你任意折叠,装在口袋里随身携带。利用纳米技术和一种称作“纳米盒”的装置,软件将可以由物质构成。因为利用化学方法,由纳米材料制成的硬件可以切成一小块一小块。人们不仅可以在因特网上下载软件,还能下载硬件。甚至,某些肉眼看不见的机器人可以将某些物质拆成原子,再将这些原子组装成纳米计算机。

在今后的10-15年内,纳米技术使纳米计算机会发生更根本、更爆炸性的变化,就像科幻故事描绘的一样令人吃惊。它的精髓不在于使计算机走向更微小、更便宜、更快速。它的意义在于人类学会了自然界所拥有的创新机理,也就是在原子水平上来进行开发。

纳米机器人:未来的体内医生?

在美国科幻大片《惊异大奇航》中,科学家把变小的人和飞船注射进人体,让这些缩小的“参观者”直接观看到人体各个器官的组织和运行情况。仿照细胞制造微型机器人早在上个世纪80年代中期,当科学家可以直接操纵原子的时候,人们就开始了许多幻想,如制造仅有少数原子构成的微型纳米机器人,它们可以游走在血管中吃掉沉积在血管壁上的垃圾,它们可以游走在组织间定向地识别和杀死癌细胞,然而在现实中,科学家根据分子病理学的原理已经研制出各种各样的可以进入人体的纳米机器人,有望用于维护人体健康。

目前,医用纳米机器人还处在试验阶段,大到长几毫米,小到直径几微米;但可以肯定的是,未来几年内,纳米机器人将会带来一场医学革命。

蒋兴宇研究员认为,医用纳米机器人有着无限的潜力——而其中最有可能的包括:治疗动脉粥样硬化、抗癌、去除血块、清洁伤口、帮助凝血、祛除寄生虫、治疗痛风、粉碎肾结石、人工授精以及激活细胞能量。

2011年10月,保加利亚科学家发明了一种用于试管“人工授精”的纳米机器人,可大大提高“人工授精”的效率。这种名为“HYDROMINA”的纳米机器人是由保加利亚科学院机械研究院科学家开发的,它实现了“人工授精”的全自动化,可以在避免细胞膜破裂的情况下精确地将精子注入卵子。纳米机器人的超薄吸液管可以对直径为三万分之一毫米的细胞进行注射。使用这种机器人可以避免许多以往的人为操作失误。据报道,这项发明可使“人工授精”的效率比过去提高100多倍。

展望未来,会有那么一天,成千上万的微型机器人在我们的血脉中穿梭,为我们调整机能、治疗伤口、甚至疾病吗?有了纳米技术,这一天看上去并不遥远。

纳米房子住着挺美

未来,大家可以住在环保又舒适的纳米房子里,大家会问,纳米房子到底有啥好处呢?

何军研究员介绍,纳米房子,自然是用纳米材料建成的房子了,它的整个结构都是使用纳米建材做成。何军把它称为环保节能型房子。现有的纳米建筑材料几乎涵盖了建筑材料的各个方面,包括轻质高强纳米墙体材料、门窗、管材、环保涂料、屋面材料、新型纳米阻燃材料、太阳能电池、通风及给排水净化系统等。纳米材料以其特有的光、电、磁等性能为建筑材料的发展带来一次前所未有的革命。

如利用纳米材料开发的具有自清洁功能的抗菌防霉涂料,对墙体有更牢固的附着力,并且易于清洁,能有效地抑制细菌、霉菌的生长,分解空气中的有机物和臭味,净化空气中的有害气体,增加空气中的负离子浓度,达到清新空气等功效;具有自洁功能的玻璃将实现免擦洗,从而解除蜘蛛人的危险而繁重的日常劳动;具有自洁功能的瓷砖将使家居生活更温馨,将使繁重的家务劳动变得很轻松;具有自洁、抗菌功能的PPR供水管,将使生活更轻松,管道使用寿命更长,水质污染更小……总之,今后住在纳米材料建成的房子里面,最大的享受莫过于舒适,厨房以后再也不用擦洗,地板也不用擦,墙壁也沾不上灰尘。

何军研究员告诉记者,纳米房子还有一大优点———冬天保暖夏天凉快,其实这也是纳米建材对光的效应所致:在夏天,纳米粒子能把各种红外线、紫外线分散、吸收掉,导致纳米墙体砖的传热性差,光的能量传不到房子里面来,里面自然变凉快了;冬天屋里面的热传不出去,便能取得保暖的效果。有这些优点,今后你要是住在纳米房子里,甚至可以夏不用空调、冬不用暖气了。

纳米衣服不用洗

“纯棉总比化纤好!”这个很多人根深蒂固的观念恐怕要改改了。“纳米衣物因含有特别的纳米颗粒,可持久释放微粒子,屏蔽体外细菌,甚至让人仿佛置身野外,时刻感受清新舒心之气……”何军研究员介绍说,“纳米衣”听起来十分神奇,随着纳米技术的发展却正在变成现实。

2000年春,国家纳米科技指导协调委员会首席科学家白春礼院士一边为国务院领导讲纳米科技,一边现场演示。他所演示的是一条漂亮的“纳米自洁领带”。它和普通领带、丝巾没什么两样,但经过纳米技术处理,却产生了特殊功能。污水像落在荷叶之上,一点粘不上,用手搓搓,净水一冲,污迹和油垢就没有了,根本不用洗涤用品。如魔术梦幻一般的演示,让观者无不叫好,表示出极大兴趣。

何军研究员介绍,这条“纳米自洁领带”就是由国家纳米材料科学中心江雷研究员主持研制的新产品。它的神奇归功于纳米新材料———二元协同纳米界面材料。它会在物质表面上形成一层稳定的气体薄膜,使油或水无法与材料的表面直接接触,从而使材料表面呈现水不沾的“超双疏”性能。

经过“超双疏”界面材料技术处理过的棉、麻、丝、毛、绒、混纺、化纤等各种纺织面料,都具备对果汁、墨水、酱油、植物油等“不沾”的“超疏”性能,但这种处理技术又不会改变原有织物的各种性能,即纤维强度、面料色泽、耐洗涤性、透气性、皮肤亲和性和免熨性等;同时还有杀菌、防辐射、防霉的辅助效果。如此一来,服装的洗涤次数可大大减少,洗涤方式只是用水轻漂即可,人们可从此告别大量使用洗涤剂洗衣的时代,减少污染、节约水资源、节约时间都是不言而喻的。这意味着这项技术将给我们的生活带来革命性的变化——让衣服不用洗变成现实。

你可知道, 2003年,“神舟5号”宇航员身穿北京铜牛集团生产的“铜牛”内衣遨游太空,这种内衣就是由北京铜牛集团自主研发的弗莱特纳米面料。这种纳米布料吸湿透气、抗菌、抗污轻薄、保暖防静电阻燃。这种纳米布料不仅弹性好,而且让人穿着舒适的同时还紧贴身体,通过不同的缝制工艺,无论宇航员怎么活动都不会带动其中的传感器材。要把这么多特性集于一身,纳料技术起到了关键的作用。

纳米汽车超省油

对于司机来说,雨天开车视线模糊,容易出交通事故,在不久的将来,汽车的挡风玻璃上贴上纳米车膜,这种车膜就可以自动挡开飞溅而来的雨水,让您在雨天开车也没有困扰。

还有我们知道,汽车的车身和大部分部件都是金属的,如果把纳米粒子跟塑料、聚合物结合起来,制成新的纳米材料,并用它来取代金属部件,那么这样做成的汽车就会特别特别的轻,特别轻了以后就很省油。有人曾经计算过,如果用纳米新材料做成汽车的话,全世界每年可以节省汽油15亿升左右,这样既减少了环境污染,又可以节省能源,而且汽油燃烧少了,自然二氧化碳的排放也就少了。

另外,由于纳米材料比表面积大、催化效率高等特点,在汽车尾气及车内空气净化方面应用纳米技术,将使排放的气体更清洁、更环保;发动机应用纳米陶瓷复合材料,将使发动机更坚固,使用寿命更长;在安全防护方面应用纳米力敏传感材料、汽车防腐底漆、自洁功能面漆、保险杠,车内装饰用纳米改性高分子材料(阻燃等),可以极大地提高汽车寿命,改善汽车的安全性;各类电机中应用的新型纳米稀土永磁材料,汽车动力应用纳米新型太阳能电池,将进一步降低能耗,使能源更清洁,功率更强劲。何军研究员充满信心,他说,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。由此可见,纳米技术在汽车产业中存在着巨大的商机。

【知识链接】

纳米技术大事记

理论物理学家理查德·费因曼(Richard Feynman)1959年12月29日预言,由于小型化,可能出现一个新的物理领域。人们可能制造出由几千个原子组成的微型机器。

1990年,首次演示了分子纳米技术的原理,当时IBM公司的研究人员设法将35个氙原子,组成\"IBM\"三个字。

纳米之父艾利克·德累克斯勒1990年出版的一本书:《纳米系统:分子机械、制造和计算》。

1996年,诺贝尔奖获得者、化学家里查德·斯莫利在纳米技术研讨会上作了主题发言,他发现了复杂的碳分子叫做\"福勒尼\"(fullerene),称之为纳米管。

1997年,世界上第一个纳米级商业纳米机器-生物探测器问世。

1999年7月,美国一个研究小组制造出厚度不足单个分子的简单的计算元件。

纳米科技发展特点分析论文范文第4篇

摘 要: 本文首先简单介绍导电高分子纳米复合材料的发展历史以及发展前景,接下来详细介绍了导电高分子纳米复合材料的物理性能以及各方面特点,综述了导电高分子纳米复合材料的最新研究进展,最后结合当下科技发展形势,给出了导电高分子纳米复合材料的发展前景以及应用领域的扩展。

关键词: 导电高分子;纳米复合材料;聚苯胺

1 引言

随着科技的发展,导电高分子纳米复合材料的应用也日益广泛,本文简单介绍一下导电高分子纳米复合材料的发展历史和主要特点,通过查阅相关文献得知,导电高分子纳米复合材料根据导电高分子的特殊性能,可以把导电高分子纳米复合材料分为导电材料、导电以及导磁材料、光合催化材料、微波用的吸收材料、生物吸附材料以及防腐材料等,这些导电高分子纳米复合材料在各自的应用领域发挥着越来越大的作用,本文总结各种材料的共同特点,给出导电高分子复合材料的基本特点。

2 导电高分子纳米复合材料的性能

导电高分子材料有很多基本性能,其中比较重要的性能主要有导电性能、导电导磁性能、光学性能、生物吸附功能、微波吸收功能、防腐性能等,接下里详细介绍这些性能。

导电性能

导电性能是导电高分子纳米复合材料最基本的性能,也是最重要的性能,当前,很多科学家把提高高分子纳米复合材料的单位导电性作为一个重要的课题,并取得了很多成果,当前最热的研究领域就是利用纳米分子掺杂技术来提高高分子的导电能力,实际证明,通过纳米分子掺杂技术可以成百上千的增加高分子的导电性能,通过提高高分子的导电性能可以大大扩展导电高分子的应用领域,现在提的比较多的纳米掺杂高分子材料主要有金属氧化物纳米复合材料、蒙脱土纳米复合材料、碳纳米管复合材料、稀土氧化物納米复合材料、金属盐纳米复合材料等,这些复合材料由于掺杂了纳米复合材料,大大增强了性能。

导电导磁性能

导电导磁性能也是导电高分子纳米复合材料的重要特点之一,由于其特殊的“双导”特点,大大增加了导电导磁材料的应用范围,现在已经广泛应用于电池、电显示器件、分子电器件、非线性光学材料、传感器以及微波吸收等领域,其中导磁高分子复合材料在分子电器件领域占据了绝对优势地位,据不完全统计,在分子电器件领域,导磁高分子复合材料占80%以上的市场份额。

光学性能

光学性能是某些高分子复合材料的特殊性能,其中美国科学家米勒在上世纪90年代就研究了聚苯胺和聚吡咯两种复合材料,经过长时间尝试,终于发现聚苯胺和聚吡咯等复合材料具有光学性能,我国科学家何晓云等以电化方法在氧化铟锡ITO导电玻璃基体上制备聚吡咯薄膜。在导电高分子膜上涂布纳米MOS2晶体,荧光分析发现其荧光光谱相对于高分子膜有一定程度的红移,这说明有些导电高分子复合材料具有光学性能,如今,导电高分子复合材料的光学性能已经被普遍应用,比如应用在液晶显示玻璃基板的生产中。

生物吸附功能

我国科学工作者郑国祥等用苯胺作还原剂还原氯金酸合成了金纳米结构。TEM实验表明,苯胺还原氯金酸能生成苯胺齐聚物或其聚合物包裹的金球形纳米粒子。X射线光电子能谱(XPS)分析表明,金纳米粒子包覆的聚合物层带正电荷。该纳米粒子能用于电极表面纳米结构组装及氧化还原性的生物大分子的电化学研究,实现了超氧化物歧化酶(SOD)在这种带正电荷的金纳米粒子表面的直接电子转移,这些研究工作表明导电高分子具有生物吸附功能,此外导电高分子复合材料还有微波吸收功能、防腐性能等,限于论文篇幅,在这里不再累述,具体可以参阅相关文献。

3 导电高分子纳米复合材料的研究现状

随着科技的不断进步,导电高分子材料的研究成果不断涌出,导电高分子复合材料的研究不断深入,高分子材料在很长一段时期都被用作电绝缘材料.随着不同应用领域的需要以及为进一步拓宽高分子材料的应用范围,一些高分子材料被赋予某种程度的导电性以致成为导电高分子材料。其之所以有导电能力主要是因为进行了掺杂处理,在其导电原理中已经发现了导电通路原理,在导电通路原理中有“渗滤阀值”现象。在分类上可以分为两大类:结构型导电高分子和复合型导电高分子。导电高分子又有具有很多特殊效应,比如压敏﹑拉敏效应等。导电高分子材料是一类具有重要理论研究价值和广阔应用前景的新型功能材料,在很多领域都可以应用到。

4 导电高分子纳米复合材料的应用前景分析

目前导电高分的研究方向是朝着光导电方向和复合型导电高分子材料的研究方向。高分子材料代替金属材料是今后材料学科领域的发展趋势。由此带来导电性聚合物的市场需求日益增长,其应用领域逐步扩大,这就必然对导电性聚合物提出更高的要求。因此将来必定有更多的专家学者加入到大盘点高分子的阵营中。

5 结语

本文简单介绍了导电高分子纳米复合材料的发展历史以及基本特点,在此基础上,较为详细的介绍了导电高分子纳米复合材料的研究现状和应用前景,本文认为导电高分子纳米复合材料性能优良,研究充分,应用广泛,具有远大的发展前景。

参考文献

[1] 生瑜,陈建定,朱德钦.功能高分子学报,2004,17(1):13~15.

[2] 苏广均,李建华.南通大学学报(自然科学版),2005,4(2):21~27.

[3] AmitabhaD,AjayD,SusantaL.SyntheticMetals,2004,144(3):303~307.

作者简介:李晖(1995—),性别男,民族汉,籍贯河南漯河,学历大学本科,研究方向 材料物理

纳米科技发展特点分析论文范文第5篇

摘要:“1+X”证书制度是促进技术技能人才培养培训模式和评价模式改革、提高人才培养质量的重要举措,是促进产业发展与创新人才高度匹配的重要途径。利用GM(1,1)模型,通过分析江苏省53家新兴产业企业的问卷调查数据,得出新兴产业与创新人才匹配度数据及需求预测结果,提出以高技能人才培养培训、产业均衡发展、现有创新人才结构优化为提升新兴产业与创新人才匹配的切入点,并在此基础上提出深化职业教育改革、建立健全各层次创新人才的激励机制、构建新兴产业创新创业人才产学研联合培养机制、加大新兴产业创新人才培养投入力度、优化职业教育专业结构与培养层次等对策建议。

关键词:“1+X”证书制度;新兴产业发展;创新人才;匹配度

基金项目 2018年度国家社科基金青年项目“推进互联网、大数据、人工智能与中小企业深度融合的模式与路径研究”(项目编号:18CGL013);2017年度教育部人文社会科学研究规划基金项目“基于供给侧改革的新兴产业人才职业教育培训模式与策略研究”(项目编号:17YJA880073)

作者简介.汪碗,女,江苏理工学院科学技术处副处长,副研究员,主要研究方向为科技管理、职业教育;许柏松,男,常州市生产力发展中心高级工程师,主要研究方向为产学研合作、知识产权管理、科技服务等;武健,男,杭州电子科技大学副教授,硕士研究生导师,主要研究方向为技术创新管理、区域经济学和产业经济学。

文献标识码A

一、引言

党的十九届四中全会提出,坚持和完善社会主义基本经济制度,推动经济高质量发展[1]2019年中央经济会议提出,着力推动高质量发展[2]。高质量发展已成为我国新时代经济社会发展的基本特征,而新兴产业是高质量发展的重要支撑。作为当下及未来一段时间内最具发展活力的产业,新兴产业是推动我国产业转型升级的核心力量(李红锦,曾敏杰,2019)[3],是促进我国经济持续发展的第一推动力,同时,也是实现经济强国战略的重要牵引力(曹崇延,郭成,长谷川惠一,2018)[4],是产业结构合理化和高度化的重要路径。创新人才是助推新兴产业发展的重要支撑,即新兴产业的发展离不开创新人才,创新人才的数量和质量直接影响着地区科技创新水平和新兴产业发展水平的高低。职业教育是培养创新人才的重要教育类型,发展现代职业教育是提升人力资源素质、稳定和扩大就业的现实需要,也是推动经济高质量发展、建设现代化强国的重要举措。2019年,中国职业教育拉开了新的帷幕,出台了《国家职业教育改革实施方案》;发布了《教育部财政部关于实施中国特色高水平高职学校和专业建设计划的意见》,正式启动了高等职业教育培养模式的改革;印发了《关于在院校实施“学历证书+若干职业技能等级证书”制度试点方案》,自2019年开始,重点围绕服务国家需要、市场需求、学生就业能力提升,从10个左右领域做起,启动“1+X”证书制度试点工作。产业发展与人才有相互促进、相互制约的关系,二者的匹配度直接影响着经济的高效、高质量发展。而“1+X”证书制度是促进技术技能人才培养培训模式和评价模式改革、提高人才培养质量的重要举措,是促进产业发展与创新人才高度匹配的重要途径。

江苏省作为经济大省,其新兴产业的发展走在了全国前列,已经形成从传统产业向新兴产业的更迭换代。地区生产总值从1978年的249.2亿元增加至2018年的92 595.4亿元,年均增长率达15.95%。2018年,江苏省战略性新兴产业和高新技术产业产值占规上工业总产值比重分别提升到32%和43.8%。江苏经济的快速发展,特别是新兴产业的快速发展,对创新人才的需求剧增,新兴产业人才队伍整体供需矛盾分化明显,高层次人才、高技能人才的匮乏已在一定程度上影响到了新兴产业的发展(贲慧,张长征,2018)[5]。如何提高新兴产业发展与创新人才的匹配度成为当前国家和地方政府高度关注的焦点,也成为应用型本科院校、高职院校和企业培养适应新兴产业发展需要的创新人才的新课题。江苏省的新兴产业发展走在全国前列,因此,深入探讨其新兴产业与创新人才匹配度及创新人才需求预测,进一步激发新兴产业人才创新活力,为加快新兴产业发展提供政策参考,具有重要的现实意义。

二、新兴产业与创新人才的关联分析

产业变迁是经济社会发展的一种必然现象,新兴产业是经济社会发展和产业结构优化所催生的一种新业态。新兴产业的发展既是产业发展走向高度化的重要表现,也是人力资源高端化的重要表现。在2018年的两会上,习近平总书记强调,发展是第一要务,人才是第一资源,创新是第一动力。人才资源的数量与质量不仅关系着经济社会发展水平,还直接影响着产业发展的水平和质量。从产业发展与人才发展的一般规律来看,产业与人才互动符合推力一拉力规律[6],即人才推动产业升级,产业升级拉动人才发展,两种力量在动态调整中保持一定程度的平衡,为经济的持续稳定增长奠定基础[7]。

(一)新兴产业发展是创新人才的价值基础

随着新兴产业的不断发展,越来越多的高素质创新人才涌向新兴产业,并形成良性循环,进而促进新兴产业进一步发展和保持持久的产业竞争优势。新興产业的发展是创新人才以专业技能解决新材料、新能源、高端装备制造等生产过程中的实际问题[8],形成新技术、新工艺、新方法,从而推动新兴产业的技术创新,即新兴产业的发展是创新人才实现自我价值的基础。同时,随着新兴产业的不断发展,产业结构的合理化、高度化将导致人才结构的变化,吸引更多具备高级职称的人才投身新兴产业的创新创业中,新兴产业创新人才队伍的规模和质量将逐步提升。

(二)创新人才是新兴产业发展的第一资源

新兴产业的发展离不开高端技术技能人才的支撑[9],创新人才是新兴产业发展的第一资源。纵观产业发展历史,新兴产业的形成和发展通常集中于人才集聚区,正是因为拥有大批的创新人才以及高素质的产业人才,才能够有效地推动产业创新发展、产业结构合理化和高度化。创新人才影响着新兴产业的整体发展。在市场经济条件下,人才、资本等生产要素会由生产要素率低的部门和地区向生产要素率高的部门和地区转移,以实现生产要素的最优组合和利润最大化。随着创新人才的转移,创新人才的结构、规模和质量在不断调整,新兴产业也将随着创新人才的变化而呈现出不同的发展态势。当创新人才规模较大、质量较优时,新兴产业将呈现蓬勃发展态势,而当创新人才较少,甚至外流严重时,则新兴产业发展较为缓慢。即创新人才作为第一资源,能够推动新兴产业的快速发展。

三、江苏省新兴产业发展及创新人才现状

新兴产业的发展需要相应的创新人才与之匹配,才能够实现新兴产业的可持续高质量发展。近年来,江苏省委省政府高度重视,充分利用区位优势和地方资源,大力发展新兴产业,培养创新人才,取得了显著成效。

(一)江苏省新兴产业发展现状

江苏新兴产业规模和发展水平全国领先,在国内发展格局中形成了先发优势。2018年,江苏高新技术产业产值增长11.0%,占规上工业总产值比重达43.8%,科技进步贡献率达63%;战略性新兴产业产值增长8.8%,占规上工业总产值比重达32%,比2017年提高1个百分点①。2018年,新认定高新企业超8 000家,总数超过了18 000家。从全国情况来看,江苏省新材料、节能环保、医药、软件、新能源等产业规模居全国前列,节能环保产业占全国比重达25%,光伏产业占全国比重近50%②。

(二)江苏省创新人才现状

近年来,江苏省创新能力连续多年居全国首位,创新人才队伍不断壮大。2018年,全省研发人员达到79.41万人,比2010年增加了38.79万人,增长95.5%,年均增长8.74%。但是,2018年,江苏省各类专业技术人员为119.89万人,比2010年减少了20.64万人(见表1),年均下降1.97%。其中,工程技术人员由2010年的19万人减少到2018年的11.14万人,减少了7.86万人,年均下降6.46%;农业技术人员由2010年的2.72万人减少到2018年的2.53万人,减少了0.19万人,年均下降0.9%;科学研究人员由2010年的1.53万人减少到2018年的1.3万人,减少了0.23万人,年均下降2.02%。由此可见,虽然江苏省的研发人才得到了显著增长,但是各类专业技术人员(包括工程技术人员、农业技术人员、科学研究人员)却呈现下降趋势,创新人才的整体发展有待进一步优化。

四、新兴产业与创新人才匹配度分析

(一)模型简介(灰色预测模型)

灰色预测模型适用于“小样本、贫信息、不确定”问题的解决,尤其在数据序列较短(即历史数据个数较少)且有明显上升趋势时,预测精度较高[10]。灰色预测模型的实质是将无规律的原始数据进行累加生成,得到规律性较强的生成数列后重新建模,并由生成模型得到的数据通过累加生成的逆运算一累减生成得到还原模型,再由还原模型作为预测模型[11]。由于新兴产业发展及创新人才的相关数据较为贫乏,并且通过问卷调查所得到的数据较短,因此,本文选择对数据要求较为宽泛的灰色预测模型CM(1,1)进行实证分析。

(二)数据说明

本文所用数据来源于“江苏省新兴产业人才需求调查问卷”,主要对新能源、节能环保、新材料、高端装备制造业、生物产业及新兴信息产业等六大新兴产业进行调查,其中,新能源企业8家、节能环保企业5家、新材料企业5家、高端装备制造业企业16家、生物产业企业6家、新兴信息产业企业13家,共计53家企业。企业主要分布于常州市(21家)、徐州市(14家)、无锡市(7家)、苏州市(3家)、镇江市(3家)、南京市(2家)、盐城市(2家)、淮安市(1家)。

(三)匹配度数据结果分析及趋势预测

1.人才缺口。问卷调查结果显示,53家新兴产业企业的人才缺口数呈现逐年递增趋势,总人才缺口数由2013年的900人上升至2017年的1405人,企业平均人才缺口数由17人上升至27人(见图1)。随着新兴产业的快速发展,新兴产业企业对人才的需求越来越大,特别是对高技能人才的需求缺口较大,这也反映出目前江苏省新兴产业发展与创新人才的匹配度不高。

用GM(1,1)模型拟合,得到时间响应函数为:X1 (k+l)=5 445.260.33k-4 545.26,拟合的平均相对误差为5.41%。因此,根据模型预测,2018-2022年的人才缺口数为:2018年2 301人、2019年3 208人、2020年4 475人、2021年6 241人、2022年8 704人(见图1)。由预测数据可知,未来5年,新兴产业企业对创新人才的需求更大,企业需求与人才短缺的矛盾将更加突出,人才缺口将持续扩大。到2022年,人才缺口将扩大至8 704人,企业平均人才缺口数达164人。

2.人才结构。管理人才、研发人才、营销人才、技能人才和投融资人才的人数逐年递增,用CM(1,1)模型拟合,得到时间响应函数和未来5年预测值分别如下(见表2)。

管理人才:X1 (k+l)=8 886.03e0.34k一7 396.03,拟合的平均相对误差为5.64%。因此,根据模型预测,2018—2022年的管理人才需求数为:2018年4 110人、2019年5 784人、2020年8 140人、2021年l1 456人、2022年l6 123人。

研发人才:X1(k+1)=19 237.24e0.34k一16 012.24,拟合的平均相对误差为5.64%。因此,根据模型预测,2018—2022年的研发人才需求数为:2018年8 896人、2019年12 520人、2020年17 620人、2021年24 797人、2022年34 897人。

营销人才:X1(k+1)=7 654.67e0.34k一6 371.67,拟合的平均相对误差为5.64%。因此,根据模型预测,2018—2022年的营销人才需求数为:2018年3 540人、2019年4 980人、2020年7 009人、2021年9 865人、2022年l3 881人。

技能人才:X1(k+1)=22 722.2e0.34k一18 913.27,拟合的平均相對误差为5.64%。因此,根据模型预测,2018—2022年的技能人才需求数为:2018年10 510人、2019年14 792人、2020年20 817人、2021年29 297人、2022年41 231人。

投融资人才:X1(k+1)=3 613.3e0.34k一3 007.3,拟合的平均相对误差为5.64%。因此,根据模型预测,2018-2022年的投融资人才需求数为:2018年1 671人、2019年2 351人、2020年3 309人、2021年4656人、2022年6 553人。

综上所述,根据江苏省53家新兴产业企业的问卷调查数据,预测未来5年江苏省新兴产业发展与创新人才需求将呈现出:一方面,新兴产业发展与创新人才的缺口将持续扩大,创新人才将是新兴产业发展的核心力量;另一方面,新兴产业对管理人才、研发人才、营销人才、技能人才和投融资人才的需求呈现爆炸式增长。

五、新兴产业与创新人才匹配切入点分析

(一)高技能人才培养培训方面

近年来,江苏省的区域创新能力位居全国前列,专利发明数连续多年位居全国第一,但是各类专业技术人员数却呈现持续下降的趋势,高技能人才培养与产业发展的人才需求矛盾日益突出。问卷调查数据显示,超过一半的企业对职工教育培训支出占销售收入的比例普遍为3%-5%,同时,还有33.96%的企业职工教育培训支出占销售收入的比例为2%及以下。职工教育培训的低投入必将影响企业职工的整体素质,并影响产业的发展。因此,江苏省新兴产业发展的首要任务就是加大对高技能人才的培养培训,建立健全高技能人才培养培训机制,以满足新兴产业发展对高技能人才的需求,提高新兴产业与创新人才的匹配度。一是职业教育要加快推进“1+X”证书制度改革,通过社会化机制招募遴选培训评价组织开发职业技能等级标准、教学资源并实施考核发证,突出职业教育的类型定位,深化职业教育教学改革,提升职业教育服务经济社会发展的能力[12];二是政府要加大政策、资金等方面的支持力度,倾力打造高技能人才高地;三是企业要支持、鼓励、引导职工继续深造,派遣优秀职工到国内外优秀高职院校进行专业化的培训,从而提高其专业技能。

(二)产业均衡发展方面

从江苏省新兴产业结构来看,高端装备制造业、新材料制造业和新兴信息产业发展较好,而生物产业、新能源制造业和节能环保产业相对较弱。高端装备制造业、新材料制造业和新兴信息产业的产值占高新技术产业产值的77.21%,其中,高端装备制造业产值占比28.19%,新材料制造业产值占比27.39%,新兴信息产业产值占比21.63%,而新能源制造业产值仅占高新技术产业产值的5.11%,生物医药制造业产值占比仅为7.22%。因此,在继续加大高端装备制造业、新材料制造业和新兴信息产业创新人才培养和输送的基础上,应进一步加强对生物产业、新能源制造业和节能环保产业等的人才培养和输送,给予更优厚的人才引进资助,重点培养和引进一批生物医药、新能源、节能环保等领域的创新型人才,助推生物产业、新能源制造业和节能环保产业的快速发展,以实现产业均衡发展。

(三)现有创新人才结构优化方面

由问卷调查数据可知,目前江苏省新兴产业企业人员的学历结构呈金字塔型,主要以本科、大专及以下学历为主;年龄结构呈菱型,25-45岁的人才是主力军;职称结构呈金字塔型,主要以初级、中级职称为主(见表3)。因此,需要从以下三个方面优化创新人才结构:一是提高人才学历水平,扩大研发人才和技能人才的博士、硕士比例,提升人才的整体素质;二是加紧培养25岁以下的创新人才,特别是青年技能人才,加快提升技能人才的素质;三是提高具有高级职称的研发人才和技能人才数,同时鼓励管理、研发、营销、技能及投融资等人才参加专业技术职称评审,并提高高级职称人才的相关福利待遇。

六、推进“1+X”证书制度建设,培养与新兴产业适配的创新人才对策建议

根據以上分析,本文提出以下对策建议,以期为“十四五”期间国家高质量发展要求进行新兴产业结构与创新人才匹配提供有益参考。

(一)以推进“1+X”证书制度试点为契机,深化职业教育改革

职业教育应以推进“1+X”证书制度试点为契机,深化教育教学综合改革,加快职业院校办学模式和人才培养模式的改革,大力推进职业院校“一校一品”特色发展。职业院校要以促进教师发展与提升为突破口,改革人才培养模式,实现教学标准与技能等级鉴定标准对接、课程内容与职业鉴定要求对接、课程教学与技能培训对接、课程考核与技能等级鉴定对接、学历教育与技能等级认证对接,让教师转换观念,提升技能水平,把技能等级鉴定融入课堂教学,全面推进技能鉴定的日常化、常态化[13]。同时,要以专业(群)为基本单元,对接专业技能等级证书和标准,优化人才培养方案,探索培养培训模式改革,打造专兼结合的师资队伍,创新校企合作路径,拓宽社会服务面向,推进学历证书和职业技能等级证书的有机衔接[14],推进创新人才与新兴产业的有效匹配。

(二)建立健全创新人才激励机制,多途径多举措培养高层次人才

据问卷调查可知,目前新兴产业呈现“招人难、留人更难”的人才窘境,人才流动性较大,且主要是由于薪酬待遇和企业文化导致人才的流动。因此,建立健全各层次创新人才的激励机制,有利于激发创新人才干事创业的积极性,同时,也有利于创新人才的成长和企业的做大做强。一是鼓励社会成员、在校生取得多种职业技能等级证书,同时,建立职业证书等级与薪酬挂钩的工资体系,让获取职业技能证书的人才拥有更公平的待遇。二是构建各层次创新人才激励动态管理机制。对各层次创新人才的薪酬福利待遇实施动态管理,对研发人才的技术研发、产品研发成果给予奖金或股份奖励,提高研发人才的创新创业积极性。三是构建市场化的人才薪酬激励机制。引入市场机制来确定各层次人才的薪酬水平,考核各层次人才的工作绩效。四是探索建立多层次、多样化的薪酬制度。一方面,根据企业实际情况,将各层次人才的激励与企业发展目标相结合;另一方面,针对不同层次的人才制订不同的激励措施,管理人才以企业发展整体情况作为考核标准,研发人才以技术突破为考核标准,营销人才以月度或年度销售额为考核标准,从而优化各层次人才的收入分配。五是强调刚性激励与柔性激励相结合、物质激励与精神激励并重。企业不仅要以物质激励来留人才,还需要以感情留人才,以企业文化留人才,通过刚柔并济的方式开发创新人才的潜力,激励创新人才的成长。

(三)构建新兴产业创新创业人才的产学研联合培养机制

加强产学研联合培养是新兴产业应对创新人才匹配度较低的重要突破口。据问卷调查可知,企业认为,高职院校教学内容与新兴产业实际发展脱节、毕业生动手能力不强且与企业实际需求脱节是目前新兴产业人才队伍建设存在的主要问题。因此,亟待加快建立新兴产业创新创业人才的产学研联合培养机制,培养更多创新型、实用型的创新人才,为新兴产业的快速发展提供人才支撑。一是根据新兴产业发展的实际需求,省内高职院校应及时更新办学理念,合理调整人才培养目标,合理规划专业学科结构和课程设置,依托院校学科特色和优势,培养一批创新能力强、适应能力强的创新人才,为新兴产业发展培养和输送人才。二是建立新兴产业企业与高职院校的产学研协同创新联盟。企业在高职院校建立科研基地,高职院校在企业建立实习基地,充分利用高职院校和企业两种资源,强化理论指导实践、实践验证和深化理论,加强新兴产业企业人才的理论深度和创新能力。同时,加强对高职院校学生进行融入企业、扎根企业的引导和教育,形成校企良性互动与有效合作,建立健全人才共育、过程共管、成果共享、责任共担的紧密型合作办学体制机制[15],促进毕业证书与职业技能等级证书之间的衔接与融通,提升高素质技术技能型人才培养质量。三是建立新兴产业高层次人才与高职院校教师自由流动、相互挂职的渠道,加强企业与高职院校的联系和合作,形成新兴产业企业与高职院校联合培养创新创业高层次人才的联动机制。

(四)加大新兴产业创新人才培养投入力度

目前,新兴产业创新人才培養投入普遍较低,人才培养的专业性和系统性不强。创新人才是新兴产业发展的基础,而人才培养投入机制是人才创新能力的保障。一是政府层面要加大新兴产业创新人才培养投入力度,设立省、市级创新人才培养基金,给优秀创新人才提供出国深造、国内进修培训等渠道和资助。二是要建立省、市两级创新人才数据库,对创新人才实施动态管理,并定期举办创新人才研讨会议和技能培训班。三是企业层面要加大新兴产业创新人才的培养投入比例,将企业对职工教育培训支出占销售收入的比例提高至10%及以上,加强研发人才、技能人才的创新能力培养。

(五)以职业教育为主、企业教育为辅,优化职业教育专业结构与培养层次

职业教育是技能人才、管理人才、营销人才及投融资人才等创新人才的重要熔炉,是提升其技能和素质的场所,而企业是这些人才实践的场所,因此,需要形成以职业教育为主体、企业教育为辅助的创新人才培养体系,优化职业教育专业结构和培养层次,提升创新人才的创新创业能力,助推新兴产业持续快速发展。一是要建立以职业教育为主体、企业教育为辅助的协同育人体系,创新人才在高职院校接受专业知识教育,在企业付诸实践和创造。高职院校应针对新兴产业发展需要,开设新能源科学与工程、互联网工程、纳米材料与技术、人工智能、集成电路、微电子科学与工程以及制药类等专业,优化职业教育专业结构。二是根据新兴产业发展需要开设高层次创新人才专修班、精英人才培养班,开设新兴产业管理人才、营销人才和投融资人才等专修班,分层次、分批次地对创新人才进行培养。同时,设立高层次人才创新创业园,为高层次人才提供创新创业的硬环境和软环境。

注释:

①数据来源于《2018年江苏省国民经济和社会发展统计公报》。

②中华人民共和国国家发展和改革委员会高技术产业司网.“十二五”期间江苏省战略性新兴产业发展回顾[EB/OL].(2017 - 12-21) [2019-12-lO].http://gj ss.ndrc.gov.cn/zttp/xyqzlxxhg/ 20171 2/t2017 1221_871264.html.

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[2]人民网.中央经济工作会议在北京举行习近平李克强作重要讲话[EB/OL].[2019-12-12].http://finance.peo-ple.com.cn/n 1/201 9/121 2/c 1004-31503693.html.

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[9]杨燕.基于战略性新兴产业的高端技术技能人才培养方式调整探析[J].职教论坛,2016(21):54-57.

[10]高琳,王杰.江苏省战略性新兴产业“双创人才”需求预测与引进[J]中国集体经济,2018 (23):13-15.

[11]李燕萍,郭玮,彭峰.基于灰色理论的战略性新兴产业科技人才需求预测——以武汉东湖自主创新示范区为例[C]//武汉市科学技术协会.“两区”同建与科学发展——武汉市第四届学术年会论文集.武汉:武汉大学出版社,2010:138-141.

[12]唐以志.1+X证书制度:新时代职业教育制度设计的创新[J]中国职业技术教育,2019(16):5-11.

[13]张伟,张芳,李玲俐.“1+X”证书制度下职业院校教师专业发展研究[J].职教论坛,2020 (1):94-97.

[14]李寿冰.高职院校开展1+X证书制度试点工作的思考[J].中国职业技术教育,2019 (10):25-28.

[15]覃川.1+X证书制度:促进类型教育内涵发展的重要保障[J】.中国高教研究,2020 (1):104-108.

[责任编辑 贺文瑾]

纳米科技发展特点分析论文范文第6篇

纳米是英文namometer的译音,是一个物理学上的度量单位,简写是nm。1纳米是1米的十亿分之一,相当于45个原子排列起来的长度。通俗一点说,相当于万分之一头发丝粗细。就象毫米、微米一样,纳米是一个尺度概念,并没有物理内涵。纳米技术,是指在0.1~100纳米的尺度里,研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显着地表现出许多新的特性,而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术,就称为纳米技术。纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科技现在已经包括纳米生物学、纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米化学等学科。从包括微电子等在内的微米科技到纳米科技,人类正越来越向微观世界深入,人们认识、改造微观世界的水平提高到前所未有的高度。我国著名科学家钱学森也曾指出,纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点,会是一次技术革命,从而将引起21世纪又一次产业革命。然而我们将就纳米技术在现实生活中的应用来看看纳米技术的应用前景。

2 纳米技术的应用

关于纳米技术在显示生活中的应用,主要就是纳米材料的应用在生产生活中日益广泛。

2.1 纳米材料的莲花效应

莲花虽生长于池塘的淤泥中,但它露在水面上的莲花荷叶却出污泥而不染,美丽而洁净,它可说是运用自然的纳米科技来达成自我洁净的最佳实例。照理说荷叶的基本化学成分是多醣类的碳水化合物,有许多的羟基(-OH)、(-NH)等极性原子团,在自然环境中很容易吸附水分或污垢。但洒在荷叶叶面上的水却会自动聚集成水珠,且水珠的滚动把落在叶面上的尘埃污泥粘吸滚出叶面,使叶面始终保持干净。经过科学家的观察研究,在1990年初终于揭开了荷叶叶面的奥妙。原来在荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微米级的超微结构。经过电子显微镜的分析,莲花的叶面是由一层极细致的表面所组成,并非想象中的光滑,而此细致的表面的结构是精确度到微米至纳米尺寸的大小。叶面上布满细微的凸状物,再加上表面所存在的蜡质,这使得在尺寸上远大于该结构的灰尘、雨水等降落在叶面上时,只能和叶面上凸状物形成点的接触。液滴在自身的表面张力作用下形成球状,藉由液滴在滚动中吸附灰尘,并滚出叶面,这样的能力胜过人类的任何清洁科技。这就是莲花纳米表面「自我洁净」的奥妙所在。利用莲花效应,中国是在世界上第一个做出仿荷叶结构的防水纳米布的国家,是中科院化学所做出来的。用颗粒大小为20纳米左右的聚丙烯水分散液,浸轧,光照。使颗粒粘结在纤维表面上,形成凸凹不平的表面结构,成为双疏材料,即疏水又疏油。用油或水往这种布上倒,都不会浸湿,也不会玷污。我们用这种材料做成衣服,就会防水。如果用这种材料处理玻璃,做成表面凸凹不平的结构,看起来没有任何问题,但不会结雾,不会沾水。可以从荷叶超强的疏水性,我们可以制作类似荷叶上有纳米材料的雨伞,就像“荷叶面”雨伞,撑雨疏水,抖水即干,不必担心带到室内会滴水了。

2.2 纳米阻燃剂

纳米阻燃剂可分为无机纳米微粒阻燃剂和纳米复合物阻燃剂两种。无机阻燃剂是应用最早的阻燃剂,它具有无毒、低烟、不产生腐蚀性气体、无二次污染的优点。无机阻燃剂通常通过填充方式添加到高分子材料中,制备成高分子阻燃材料。传统的无机阻燃剂的粒径较大,而且不均匀,直接影响其阻燃性和其他性能,因此,为更好地发挥阻燃效果,无机阻燃剂的超细化将是今后的发展方向。采用纳米技术将无机阻燃剂微粒细化,使其粒径在纳米级的范围内,使微粒的大小和形态都更均匀,就能大大地减少阻燃剂的添加量,从而减轻对织物性能的影响,克服无机阻燃剂的最大缺点。超细化的氢氧化镁、二氧化二锑以及氢氧化铝、硼酸锌等无机阻燃剂,均已广泛应用于阻燃材料中。用其做窗帘,墙纸,遇上着火,既不会燃烧,也可以防患与未然。

2.3 纳米技术电池

所谓的纳米技术电池,就是在电池的制造过程中,采用纳米技术材料或者制造工艺,生产制造出具有特别高性能的电池产品。随着电子技术的高速发展,人们对电池的需求量愈来愈多,人们总是希望得到一种容量大、功率高、性能优、价格廉的电池。但是,由于客观实际的限制,在现实中的电池总是无法全面满足人们的要求。电池界的专家学者在孜孜不倦的追求着电池性能的提高,经历了一代又一代人的不懈努力。纳米级的物质被应用在电池的制造中,就会产生显着的特性。强大的比表面活性能量和良好的导电性能,在参与电化学反应的时候,纳米颗粒物质在极板内部形成新的活性物基核,改善和增强电极结构,极大地提高电极的电化学反应表面,降低了电化学反应的能垒。因此,纳米技术材料的应用可以显着的降低蓄电池的内阻,抑制蓄电池在充放电过程中,因为温度和电极极化等原因而导致的极板钝化,从而有效的提高电池的性能,使得蓄电池电化学反应的可逆性更好、充放电效率更高、功率更大、电池更加容易均衡一致、低温性能限制改善。因此,采用纳米技术材料的蓄电池,其容量比常规电池的容量高,寿命比常规电池寿命长,大电流工作能力比常规电池强,低温性能比常规电池优。纳米技术电池的显著优点更主要集中表现在电池使用的中后期。一般情况,纳米技术电池前期对容量及功率的改善效果只是常规电池的5%~15%,中期对容量及功率的改善效果比常规电池高出20%~30%,后期对容量及功率的改善效果比常规电池高出可以达到50%以上。新纳米技术电池的种类有:纳米技术型免维护中低倍率镉镍蓄电池;纳米技术型免维护烧结式超高倍率镉镍蓄电池;纳米技术型免维护阀控式密封铅酸电池;纳米技术型锌镍动力电池。

2.4 纳米塑料

通用塑料指聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)和丙烯酸类塑料等大塑料品种。对于这类塑料的改性,过去多是采用加入填充料的方式,首先是为了降低成本,后来是为了增韧来得到工程塑料,并进一步向塑料功能化发展,通过添加料的方法得到具有导电、抗静电、热塑磁性和压敏等功能的塑料。纳米材料的出现,为加型塑料提供了广阔的空间。通用塑料首当其冲,纳米技术最早就是用于通用塑料的改性。例如:纳米碳酸钙对高密度聚乙烯的改性,在加入碳酸钙的质量分数为20%以下时,其耐冲击强度随加入碳酸钙的增加而增加,拉伸和弯曲强度也有所提高。在此,填料有一个最大加入百分比,即有一个加入最大值,而且,该值和碳酸钙的表修饰类型有关。未经表面修饰处理的纳米碳酸钙填充体系的冲击强度随碳酸钙用量呈逐渐增加趋势,碳酸钙用量越多,材料冲击强度越大。经表面处理后,材料的冲击强度随碳酸钙用量变化规律已完全改变。材料在低纳米碳酸钙含量(约4%~6%)时即实现增韧目的,冲击强度提高接近一倍,增韧效果显著;当碳酸钙用量进一步增加时,材料的冲击强度呈缓慢下降。几种表面处理剂对拉伸弯曲性能的影响基本相同;与处理体系相比,表面处理后材料的拉伸、弯曲性能并无明显改善。由处理和未经处理的两种试样冲击断面和断抽图SEM照片可知,经过处理体系的冲击断面上有较多牵伸结构,拉丝较多;基体上无明显可见裂纹,基体发生明显的塑性变形,吸收了大量能量。脆断面的电镜表明纳米粒子分布均匀,附聚团粒小。未经处理体系的冲击断面上出现有许多断裂裂纹,是导致冲击强度较低的原因;且未经处理的试样,粒子分布不均,附聚颗粒较大。

2.5 可以抗紫外线的纳米材料

研究和开发防紫外线的功能性织物,是目前国际化纤纺织业的重点。目前,传统的抗紫外线纺织品主要采用共混熔融纺丝法,该方法将抗紫外线添加剂与成纤聚合物共混并一同进行熔融纺丝,抗紫外线添加剂多为有机化合物,存在一定的毒性和刺激性,容易造成皮肤化学性过敏。近年来无机紫外线遮蔽剂的研究突飞猛进,纳米TiO2是其中优秀代表。上海交大“纳米氧化钛(TiO2)抗紫外线纤维”通过了上海市科委组织的专家鉴定,纳米TiO2具有较高的化学稳定性、热稳定性、无味、无毒、无刺激性,使用安全,尤其是吸收紫外线能力强,对UVA区和UVB区紫外线都有屏蔽作用,可见光透过率大。采用该项目具有自主知识产权的纳米氧化钛与聚酯原位聚合方法,制备纳米TiO2/聚酯复合材料,真正实现了纳米颗粒在高聚物中的纳米级分散,不仅提高了纺丝效率,而且使材料的力学、热学性能得到了较大提高,织物的紫外线屏蔽指数大于50,在280~400纳米波段紫外线屏蔽率大于95%,紫外线透过率小于3%。据悉,该项目成果可广泛应用于生产帐篷、遮阳伞、夏季女装、野外工作服、训练服、运动服、窗帘织物、广告布等。采用本技术的抗紫外线织物还具有防暑、隔热、触感凉爽的性能,特别适宜织造高档T恤衫、运动服、训练服等夏季凉爽面料。据统计,世界功能性纺织品的需求量超过500亿米,我国功能纺织品的需求量近50亿米。纳米TiO2抗紫外纤维技术市场前景将非常广阔。

3 纳米科技的发展前景

激动人心的纳米时代已经到来,人们的生活即刻将发生巨大的变化,然而,我们也要清醒地看到,市场上真正成熟的纳米材料并不是很多。中科院院士白春礼院士认为,“真正意义的纳米时代还没有到来,我们正在充满信心地迎接纳米时代的到来。”白春礼说,“人类进入纳米科技时代的重要标志是纳米器件的研制水平和应用程度。”纳米科技发展到今天,距离纳米时代的到来还有多远呢,白春礼说,“纳米研究目前还有许多基础研究在进行中,在纳米尺度上还有大量原理性问题尚待研究,纳米科技现在的发展水平大概相当于计算机技术在20世纪50年代的发展水平,人类最终进入纳米时代还需要30到50年的时间,50年后纳米科技有可能像今天计算机技术一样普及。”

摘要:很多人都听说过“纳米”这个词,但什么是纳米,什么是纳米技术,可能很多人并不一定清楚。着名的诺贝尔奖获得者Feyneman在20世纪60年代曾经预言:如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话,我们就能使物体得到大量的异乎寻常的特性,就会看到材料的性能产生丰富的变化。他所说的材料就是现在的纳米材料。

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