纳米生物技术

纳米生物技术（共12篇）

纳米生物技术 篇1

摘要：本文主要分析研究的是纳米电子技术以及纳米光电子技术, 分别讲述了纳米光电子的相关概念, 纳米光电子技术的发展以及纳米光电子各个器件的具体分类等内容。

关键词：纳米技术,纳米光电子,技术,研究

在以往的微电子技术中, 随着科学技术的不断进步与发展, 通过更多的理论研究研发出了新的领域。纳米技术将真空电子器件具有的电子输运的基本原理和微电子器件的相关技术相互融合, 同时融合了微细加工技术以及一些比较特殊的工艺, 最终成为了如今的新型技术。

一、纳米光电子的相关概念

如今的光电子技术由光电子集成逐渐向新兴的纳米光技术方向逐渐发展。并且纳米光电子在传统的半导体材料的基础上不断演变发展而来, 成为了新兴纳米电子学未来发展的新的趋势。纳米光电子主要是研究在所有纳米结构中各个电子以及光子存在的相互作用。将光电子以及纳米电子的相关技术相互结合共同组成了纳米光电子技术。传统的半导体硅并不具备发光的基本功能, 但是引进了纳米技术以后, 能够发出一种非常耀眼的光, 同时开设了一门新兴的纳米光电子。

二、纳米光电子技术的发展

新时代的纳米电子技术能够快速的制作各种单电子存储, 同时还可以制作一些非常精巧完美的微电子机械以及电机械系统。随着现代纳米技术的不断进步与发展, 集成电路也将成为一种比较先进的半导体器件, 并成为了未来发展的新方向。

如今的信息社会对于所有使用的集成电路具有的集成度的各种要求也逐渐增高, 这就导致人们不断突破尺寸具有的极限途径。在新的社会形势下, 纳米电子以及纳米电子光技术应运而生, 并成为了半导体科学以及各种工程研究的重要领先技术。光电子技术属于电子技术以及光电子技术的结合体。

二十世纪以后, 光电子技术逐渐发展, 并取得了一定的进步。将光电子技术以及纳米技术巧妙的相互融合最终形成了纳米光电子技术, 成为了未来电子技术不断发展的新领域。如今的二十一世纪, 也为光电子技术以及纳米光电子技术发展提供了新的机遇。

三、纳米光电子各个器件的具体分类

3.1 纳米光电技术探测器

如今的纳米光电技术探测器主要是利用纳米光电子的基本材料进而不断发展而来。这种微型的探测器主要由纳米丝以及各种纳米棒共同组成, 例如, 超高灵敏度红外探测器等。

3.2纳米发光器件

引进纳米光电子的相关技术并利用纳米光的基本材料, 利用纳米光刻技术, 最终研制出新兴的纳米发光器件。主要有利用纳米粒子等材料制作完成的一种硅发光二极管, 使用各种纳米尺寸制成的可以实现调谐的纳米发光二极管。

3.3纳米光子器件

纳米量子机构以及量子电路等各种集成技术都蕴含着非常深奥的研究内容。例如, 利用三维光电子自身的晶体天线, 还可以利用光子晶体技术二极管, 以及无损耗产生的光电波, 光开关等, 这些都属于先进的纳米光子器件, 在量子保密通信中的各种重要的关键器件, 都是利用纳米光子器件完成的。

3.4纳米显示器

纳米显示器主要包括碳纳米管显示器, 还有一种碳纳米发生显示器等。如今的纳米电子学还有纳米光子学以及先进的磁学微电子, 自身具有的极限线宽都是70nm, 这种先进的技术通过几十年的研究就完成了。为了能够在最短的时间内完成新兴的器件, 使用单原子具体的操作方式成为重要的研究方向, 并且, 利用这种先进的技术能够制成计算机, 并且能够有效的提升计算机自身的计算能力, 甚至可以提高上千倍, 但是需要使用的功率只有现在计算机的使用功率的百万分之一。如果使用先进的纳米磁学, 计算机具体的信息存储量甚至能够达到上千倍。使用纳米光电子能够提升通信带宽的上百倍。

另外, 除了以上介绍的各种器件, 还可以从广义上分析, 纳米器件还有分子电子器件, 这种器件无论是在材料上还是在使用的原理上都与上述的半导体量子器件存在较大的差异。

四、结束语

综上所述, 以往的各种科学技术为二十一世纪的高科技奠定了良好的基础, 并提供了有效的理论依据。虽然, 如今的纳米电子技术以及纳米光电子技术仍然处于初级发展阶段, 但是, 随着各种纳米技术的不断发展, 以往传统的集成技术早就已经无法适应时代发展的新需求, 这就需要纳米电子技术以及纳米光电子技术的不断发展, 不断满足社会时代发展变化的新的需求, 在新的社会形势下, 这种新兴的技术也终将会逐渐普及并改善人们的生产生活。

参考文献

[2]郭维康.固体纳米电子器件和分子器件.微纳电子技术, 2010;39 (4) :1一8.

[3]程开富.纳米电子l纳米光电子技术.飞通光电子技术, 2012;2 (2) :76一580.

[3]蒋建妞, 蔡琪玉.纳米电子学—电子学的前沿[J].固体电子学研究与进展, 2010, 17 (3) :218一226.

纳米生物技术 篇2

论文题目：纳米材料与技术的发展现状与趋势

学院：材料与能源学院

姓名：夏国东

学好：3110006707

纳米材料与技术的反转现状与趋势

21世纪前20年，是发展纳米技术的关键时期。由于纳米材料特殊的性能，将纳米科技和纳米材料应用到工业生产的各个领域都能带来产品性能上的改变，或在性能上有较大程度的提高。利用纳米科技对传统工业，特别是重工业进行改造，将会带来新的机遇，其中存在很大的拓展空间，这已是国外大企业的技术秘密。英特尔、IBM、SONY、夏普、东芝、丰田、三菱、日立、富士等具有国际影响的大型企业集团纷纷投入巨资开发自己的纳米技术，并到得了令世人瞩目的研究成果。纳米技术在经历了从无到有的发展之后，已经初步形成了规模化的产业。欧盟、日本、俄罗斯、澳大利亚、加拿大、中国、韩国、以色列、新西兰等国在纳米材料领域的投资较大。日本国会提出要把发展纳米技术作为今后数十年日本的立国之本，政府机构和大公司是其研究资金的主要来源，中小企业的作用很小。

中国在上世纪80年代，将纳米材料科学列入国家“863计划”、和国家自然基金项目，投资上亿元用于有关纳米材料和技术的研究项目。但我国的纳米技术水平与欧美等国的差距很大。目前我国有50 多个大学20多家研究机构和300多所企业从事纳米研究，已经建立了10多条纳米技术生产线，以纳米技术注册的公司100多个，主要生产超细纳米粉末、生物化学纳米粉末等初级产品。

目前纳米材料与技术在各方面的应用越来越广泛，小到日常使用的刀具，大到航空航天，都遍布纳米材料的身影。

1、纳米技术在建筑涂料中的应用

涂料是建筑物的内衣（内墙涂料）和外衣（外墙涂料），国内传统的涂料普遍存在悬浮稳定性差、不耐老化、耐洗刷性差、光洁度不高等缺陷。纳米复合涂料就是将纳米粉体用于涂料中所得到的一类具有耐老化、抗辐射、剥离强度高或具有某些特殊功能的涂料。在建材（特别是建筑涂料）方面的应用已经显示出了它的独特魅力。

2、纳米技术在混凝土材料中的应用

随着社会工业化的深入发展和我国基础建设的广泛开展，水泥混凝土作为一种传统的建材，其产量和用量都在不断地增加，高性能混凝土已成为水泥基复合材料领域中的研究热点。同时，许多特殊领域要求水泥混凝土具有一定的功能性，如希望其具有吸声、防冻、高强且高韧性等功能。纳米材料由于具有小尺寸效应、量子效应、表面及界面效应等优异特性，因而能够在结构或功能上赋予其所添加体系许多不同于传统材料的性能。利用纳米技术开发新型的混凝土可大幅度提高混凝土的强度、施工性能和耐久性能。

3、纳米技术在陶瓷材料中的应用

二十世纪90年代初，日本Nihara首次报道了以纳米尺寸SiC颗粒为第二相的纳米复相陶瓷具有很高的力学性能，并具有很多独特的性能。含有20%纳米钴粉的金属陶瓷是火箭喷气口的耐高温材料。氧化物纳米材料在这方面都优于同质传统陶瓷材料，在陶瓷基中添加其他纳米微粒的效果也正在研究。利用纳米粒子特殊的光电磁特性制成太阳能陶瓷、远红外陶瓷等，用于建筑物饰面，可开发太阳能，调节环境温度，促进人们身体健康。纳米技术在陶瓷上的应用潜力不可估量。

4、在国防科技上的应用

纳米技术将对国防军事领域带来革命性的影响。例如：纳米电子器件将用于虚拟训练系统和战场上的实时联系；对化学、生物、核武器的纳米探测系统；新型纳米材料可以提高常规武器的打击与防护能力；由纳米微机械系统制造的小型机器人可以完成特殊的侦察和打击任务；纳米卫星可用一枚小型运载火箭发射千百颗，按不同轨道组成卫星网，监视地球上的每一个角落，使战场更加透明。而纳米材料在隐身技术上的应用尤其引人注目。在雷达隐身技术中，超高频段电磁波吸波材料的制备是关键。纳米材料正被作为新一代隐身材料加以研制。

5、纳米医学和生物学

从蛋白质、DNA、RNA到病毒，都在1-100nm的尺度范围，从而纳米结构也是生命现象中基本的东西。细胞中的细胞器和其它的结构单元都是执行某种功能的“纳米机械”，细胞就象一个个“纳米车间”，植物中的光合作用等都是“纳米工厂”的典型例子。纳米微粒的尺寸常常比生物体内的细胞、红血球还要小，这就为医学研究提供了新的契机。

经过几十年对纳米技术的研究探索，现在科学家已经能够在实验室操纵单个原子，纳米技术有了飞跃式的发展。纳米技术的应用研究正在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪4大领域高速发展。可以预测：不久的将来纳米金属氧化物半导体场效应管、平面显示用发光纳米粒子与纳米复合物、纳米光子晶体将应运而生；用于集成电路的单电子晶体管、记忆及逻辑元件、分子化学组装计算机将投入应用；分子、原子簇的控制和自组装、量子逻辑器件、分子电子器件、纳米机器人、集成生物化学传感器等将被研究制造出来。

新产物的出现总是伴随着优点与缺点，纳米材料的发展也不是一帆风顺的，随着人们对纳米材料的认识不断加深，一些存在的问题也不断被发掘出来。

1、职业暴露人群，包括纳米技术的研发人员和工人的健康安全问题。根据现有的毒理学研究，纳米粉尘和颗粒有可能通过呼吸和皮肤接触进入人体。这就给长期暴露在纳米材料氛围中的一线工人和研发人员的健康带来潜在威胁。此外，纳米材料还有一个特点就是易燃易爆。万一因为操作不当等带来火灾或者爆炸，后果不堪设想。因此，如何切实保护在纳米材料生产场所中暴露人员的健康，以及实验室和工作场所纳米材料的管理、纳米材料运输过程中的安全措施以及一旦发生危险的危机处理问题等应该成为劳动保护法和工业环境法研究和关注的对象。

2、消费者的权益问题。随着纳米技术的产业化程度的提高，目前，在化妆品和食品中纳米技术的应用越来越多。市场上的化妆品和体育用品有许多是纳米材料产品，比如说防晒霜和口红。食品包装中的聚合物基纳米复合材料(PNMC)的应用、作为食品机械的润滑剂、纳米磁致冷工质和食品机械原材料中橡胶和塑料的改性等等都用到纳米材料。毫无疑问这些材料具有独特的优点。但是在安全上也具有不确定性。但目前进行标识的纳米材料还微乎其微。从知情同意的伦理原则出发，消费者和相关人员有权知道自己所接触的材料的内容及其风险程度。

3、环境保护问题。研究证明，不仅在纳米技术的工作场所的环境问题关系到相关人员的健康，而且废弃的纳米材料进入空气、土壤、水体等环境后，可以产生一系列环境过程，最终对人和整个生物链产生负面影响。由于纳米材料具有强烈的吸附能力。在扩散、迁移过程中，还能吸附大气、土壤中存在的一些常见化学污染物如多环芳烃、农药、重金属离子等。因此，环境法应该研究纳米材料的环境问题，尤其必须加强废弃纳米材料的管理。

4、隐私权的保护问题。随着纳米器件的微型化，纳米技术在医学、社会治安和国防方面具有广泛的作用，但同时也构成对个人隐私的威胁。比如，通过将纳米设备嵌入对象物(身体或者物件)中，可以监视和跟踪目标，搜集个人信息和行为习惯。而可以储存一个人的全部基因和疾病信息的纳米芯片有可能成为被利用的工具，在劳资关系方面，成为企业用人歧视的理由或者成为保险公司限制患者自由的砝码。面对高新技术的应用如何保护个人的隐私权，是摆在我们法律工作者面前的一个重要问题

在技术和经济全球化的今天，纳米技术的许多前沿问题亦如能源问题、环境问题以及生物技术的问题一样，不是基于一个国家的力量所能解决的。一旦国家之间与纳米技术相关的法律框架存在不同，就不可避免地会导致国际间合作研究的障碍，以及全球纳米技术风险与利益分配不公等问题，因此，有必要在一定的国际法体系下就纳米技术发展中的某些基本的标准、原理达成一致意见，实现各国相关法律体系的协调。在此基础上，制定全球性的指导纳米技术发展的基本原则框架，促进成员国和公众对于纳米技术的关注，真正推动纳米技术风险的“善治”。而如果没有一个全球治理的框架协议，将导致纳米技术发展中的恶意竞争，从而最终阻碍纳米技术的健康发展。

纳米材料作为一种新型高科技材料，毫无疑问会引起一系列强烈的变革，中国对与纳米材料的研究与重视程度仍然落后于西方国家，在未来，如何在纳米材料领域更进一步不单是前人的责任更是我们大学生的责任，只有不断的自强不息，才能让祖国在未来高科技时代中不落于人后！

关 键 词：纳米材料，纳米科技，进展，应用，前景，问题

摘 要： 纳米材料是21世纪的新型发展领域，在各个方面都有重大的应用，带来很多技术改革和创新，但是也存在一些不用忽视的问题，未来的发展需要靠我们的努力。

参考文献：国家新材料行业生产力促进中心、国家新材料产业发展战略咨询委员会和北京麦肯资讯有限公司联合编辑出版的《中国新材料发展报告》

纳米技术涌动未来 篇3

技术引擎：碳纳米管

纳米技术为何它会显得如此重要

人们之所以对纳米技术产生愈来愈浓厚的兴趣。很大部分原因是由于标准硅技术的发展空间已经接近极限。依照当前的技术水平。CPU等类似产品将无法延续体积更小化的目标。因为在同样不变的空间内，制造商已经不能装入更多的材料与晶体管。不过换成纳米技术，所有这些问题都迎刃而解。

纳米技术最大优势是可以让原材料的单位尺寸缩短至令人疯狂的数十亿分之一米的级别。在这种条件下，消磁以及传统的半导体处理技术早就已经失效。要知道在此之前，不论是数据存储还是围绕PC所进行的一切数据移动行为都离不开它们的作用。虽然现在的规则已经发生了改变，但不容置疑的是，这些技术依旧会在各种形式下被开发、利用，其所贡献的价值也将不再仅限于功能与速度上。而随着时间推移。到了最后其应用成本也会变得极为低廉。

纳米技术获得了全球性的普及。说不定此刻你就正生活在有它存在的环境中。Thomas Theis是IBM沃森研究中心负责研究物理科学的主任。他说：“总价值超过万亿美圆的信息技术产业正是建立在不断发展的小型化趋势基础之上”。在不远的将来，你所能买到的信息系统或许将比现在花同样的钱购得的系统，在复杂程度上高出1万倍。由此我们可以设想一下它所能带来的经济效益究竟会有多大。

从事纳米领域研究的学者，无论他是为政府服务还是为私人公司工作，都无一例外地承诺：其最终成果将会让信息技术实现新的突破，从而开发出备受瞩目的速度更快、体积更小、价格更便宜的设备。不仅如此，这些设备还具有普适性计算功能，这使其在实际生活中应用范围极广，而当中催生的某些产品的形状将会是人们之前闻所未闻见所未见的。这样一来．几乎所有人类能制造的东西都能随之得到性能上的提升。

Nantero公司的首席执行官Greg Schmergel解释到“我们正与其他研究人员一起．使用纳米技术来制造出小之又小的处理器，它的特点的不但拥有强之更强性能。而且还能与周围一切实物实现互联互通。不管在家中，还是办公室里。乃至车子上，其中的任何东西都将按照用户个人意愿被赋予智能与信息标识。”

五年后，当你再看到一台PC或掌上设备时，纳米技术应该已经无处不在。

－MATTHEW NORDANLUXRESEARCH总裁

虚拟世界，虚拟人生

你是否认为网络已经改变了自己的生活?这个问题让你感到、犹豫不决吗?难道要等到网络演化成一个高度拟真的3D世界才行?其实这都只不过是个时间问题而已。

我们已经感到网络游戏正散发出越来越奇异的光彩。在那里，玩家的声誉可以凌驾于玩家实际身份之上。有人对此或许还会抱以怀疑的态度，但随着不久前EVE Online这款以太空为大背景、完全开放式的多人在线游戏的推出，这都真真切切地发生了。我在这个游戏当中所扮演的角色是一名太空船驾驶员，叫Walker Spaight。

在某天我突然收到一条别人发过来的信息之前，我一直都在游戏中潜心经营着自己的产业，而那个发信息的人只不过是想证实我是不是“‘Second Life’(另一个3D在线世界)里那个同样也叫Walker Spaight的人”。他很幸运，我告诉他，的确就是同一个人，而这样的回复又燃起了对方更强烈的好奇心。显然，他为自己遇上一个“虚拟名人”而感到兴奋不已。

这点我承认，或许在EVEOnline里我仅仅是一个中等级别的战斗机驾驶员，但在Second Life这个拥有超过25万名成员的社区中，我的形象却属于金字塔尖上的那一小部分。在Second Life里有一份在线报纸负责报道这个虚拟世界中所发生的方方面面的事情，那就是大名鼎鼎的《Second Life先驱报》，而我的职业正是其中的一名编辑。在最近两年时间中，我已经挖掘出不少优秀的故事，比如对一些有意思的玩家及他们的创造物所进行的测试、报道正在发生的商业活动，还有开发并主宰了Second Life这个世界的公司所派发的任务等等。

虽然看起来仿佛我只是在对一个游戏进行报道，但像Second Life这样的3D虚拟世界正在变成人们日常生活中一个非常真实的部分。在下一个10年结束时，它们将会开始对我们的工作、娱乐方式进行大刀阔斧式地重新塑造，并在网上定义人们的身份。Philip Rosedale是Linden Lab公司的奠基人，现在任该公司首席执行官一职，他同时也是Second Life游戏的制作者，对他来说，在线世界的确立不亚于是“人类用于自我表达的一种新方式”。

不只是游戏

近来，在大型网络游戏领域比较耀眼的“明星”不外乎这么几个：网络创世纪、无尽的任务、魔兽世界以及EVE Online，其相似点在于都拥有自由共享的3D游戏空间。而再过10年，像这种开放式的游戏会大行其道。现在我们已经可以看到，在它们周围已经聚集了一批忠实玩家，何况这些人的数量还在不断增长之中。尽管到目前为止，或许还只有50万人曾经有过进入Second Life游戏的体验，但要知道，一旦放眼整个3D在线游戏世界，你会发现里面差不多有2000万到4000万正式的玩家，而且这个数字也在不断攀升之中。

其实，类似Second Life打造出来的可持续发展的世界，在某种意义上已经超出了游戏的范畴。就拿Second Life来说，玩家们若要获取经验值将无需以杀死各种怪兽或击毁众多飞船的方式，取而代之的是，游戏里的“居民们”依照个人喜好创建出各类东西，从房子、汽车到衣服，甚至是太空时代的武器以及可拆卸式飞机等等，总之只要是他们想像力所及之处，都能在游戏里实现。

事实上，整个游戏空间的构成也很简单，游戏运营公司提供的仅仅是“居民”日常生活的拟真状态。与其说它是一个游戏，倒还不如说它更像是一个平台：一个不仅能让玩家制造出有用的工具，还能实现你各种奇思怪想的地方!在这样的环境中，借助Web 2.0的强大力量，数以百万计的人可以互相借鉴、糅合、构建各自的梦想，最后再转化成新的表现力，以此建立一个人际关系的新“媒介”。它相对于今日的互联网来说更能拉近人与人之间的关系，人们能在其中工作赚钱、受教育、谈恋爱、互通信息以及尽情娱乐等等!

游戏狂人们常常会提到像“虚拟实境”这样的古怪名词，这个术语来自科幻小说家尼尔·斯蒂芬森1992年写的科幻小说《雪崩》。书中，斯蒂芬森描绘了一个超现实主义的数字空间“虚拟实境”，被地理空间所阻隔的人们可通过各

自“化身”相互交往，度过闲暇时光，还可随意支配自己的收入。如今，这些名词所代表的意义正逐渐在现实生活中显现出真实效果。

未来派的铁杆信徒JerryPaffendorf认为：“在虚拟实境中，进行娱乐、教育、艺术以及商业等活动都是八仙过海各显神通。”他在今年夏天的时候召集了大帮人马举行一个名为“虚拟实境路线图峰会”的会议，旨在对这项技术的发展进行规划，“再过几年，我们将看到该技术会日趋成熟，直至达到这样一种程度——它不再是个稀奇之物，只要点击Web页面中的超链接就可以很方便地进入到高仿真的虚拟空间中。当然这时你会发现里面已是一片人头攒动的景象。不过，我们现在依旧在学习如何对这项技术去伪存真，而且该过程还处在起步阶段。”

Jerry Paffendorf所提及的这个过程，将会引导我们通往一个物理现实生活与虚拟现实生活的交集地带。在2006年初，26岁大的RonBlechner辞掉了自己的手机网络技术员的工作，来到Second Life游戏里面开了一家“店面”，他所创建的这个小公司名为“Out of BoundsSoftware"，主要为非赢利的中介以及教育机构创建虚拟区域。此外，他开发的一个“3D维基”正在为纽约皇后区的一个耗资数百万美元重新设计的公共花园收集社区反馈意见。虽然收入并不十分丰厚，但不能否认的是，Blechner的经营事业依旧有条不紊地向前迈进。到2006年年底，这家提供虚拟世界服务的商店已经与另一家更大的公司结盟。对此，他不无感慨地说道：“这事已经成为我有生以来下的最好的决定。”

Ron Blechner在Second Life中的大名叫Hiro Pendragon，有兴趣的不妨去找他聊聊。

更值得注意的是，纽约皇后区很快也将在虚拟世界中建设一个公园。尽管他们目前还仅仅只是开始打基础，但可以认为在线“空间”正变成真实世界里商业、贸易以及设计图纸的一个延伸部分。建筑师们现在正开始使用Second Life作为一个平台，用来为客户完成一个原型设计；而应急供电部门则用它来开发一个紧急情况下的应对策略；喜达屋饭店集团则已在其中新开设了自己的Aloft连锁饭店。

不仅如此，娱乐业也紧紧抓住这个大好时机，最近MTV频道倾力打造的电视节目Laguna Beach就揭开了其虚拟版的真实面目。它会在There．com的虚拟世界中上映，届时，在这个经过数字化重新打造的节目所举办的“地域”内，死党们可以互相见面并扎堆。而在今年8月份，Duran Duran乐队也将会在Second Life上面开放自己的“未来派乌托邦”世界，在那里他们会举办音乐会，表演新的节目内容以及时不时地与歌迷进行交流。该乐队的键盘手兼歌曲作者Nick Phodes告知笔者说：“这是自MTV以来，在娱乐技术领域我所看到的最大进步!”

不过在此方面，紧跟在娱乐业后面的还有那些顶级银行、公关公司、汽车制造企业、消费品生产商等等，他们无一不是看中了这个新世界所蕴涵的极大潜力，并都已经对下一步工作拟订好了行动计划，且在另一边也早有接应。像刚才提到的Ron Blechner公司就是可以专门提供小规模的虚拟世界服务，更大点的需求则可以找Millions ofUs或Rivers Run Red公司，其中后者就曾经把Duran Duran乐队带进了Second Life世界中，至于这当中能提供最大、最完整服务的当属Electric Sheep公司，它里面有包括老板Jerry Paffendorf在内的将近20名全职雇员。

人类体验新方式

对于那些忠实的信徒，虚拟实境无疑是改变整个世界的一项重要技术特别是下一代互联网。其界面的易操作性丝毫不能掩盖内在的强大表现力。通过对下一代互联网技术的应用，人们可以以一种全新的方式来共享同样新颖的信息与互动体验。虽然现在看来，虚拟实境也许还不会完全取代Web，毕竟后者具备一些先天优势，比如通过电脑屏幕的平面阅读报纸显然要比3D虚拟环境容易得多。但虚拟实境将能在某种程度上极大地拓展互联网的功能。

很快，人们的生活将发生变革，虽不是彻底推倒重来，但相比过去15年由Web技术带给我们的变化，这次所造成的影响显然会更为深远。虽说现在的Web形式更便于阅读报纸，但你却不能通过点击自己感兴趣的报道，来让它呈现出报道事件发生地的3D图景，自然你也就无法与其他同时看到这篇报道的人一起，身临其境般地寻访那个令你兴趣盎然的地方。

在Second Life游戏世界中，所有“居民”都能在几乎不受时间约束的条件下随心所欲地打造出任何东西。但这也犹如一把锋利的双刃剑，潜在的生产力背后是潜在的破坏力，它们对环境的改变能力有时也太过强大。虚拟实境的技术核心还不是很成熟，你很难独自面对网络上横行的“强盗”、“窃贼”以及搞恶作剧的家伙。在SecondLife里，总是频繁发生一些“不幸”事件，比如有些人喜欢在别人的角色周围搭建笼子，好把他们给关起来，要不就释放过多自我复制的物品来增加服务器负载，最终令其宕机。许多观察家认为绝大多数这样的事件归根结底都是因在线通讯的匿名性所致，由此也证明：人们都希望能有一个稳定的在线身份。

美国新泽西州瑞德大学的临床心理学家John Suler长期从事电脑空间对学生心理影响的研究，他曾写道：“一个人对匿名(缺少正式身份)的体验感觉会犹如中毒一般不可自拔。”有些不良玩家专门妨害其他玩家进行游戏，破坏游戏世界的规章制度，并以激怒其他玩家为乐，所以有人提出通过建立只允许自己及受信同伴进入的专属私人世界来解决这个问题。

像MySpace、Flickr以及CyWorld(它是MySpace网站于2006年8月在美国推出的一个3D版本)这样的Web 2.0站点正日渐盛行，这揭示出人们渴望亲近世界的普遍心愿。他们想更方便、更丰富地进行在线自我表达，以与别人分享自己在一个朋友圈、家庭圈或其他任何可能接触到的圈子中想谈论的话题。

尽管如此，在线世界也只能对表达以及交互能力进行扩展延伸，来自Linden Lab的Rosedale认为：“在真实世界中，我们能想什么与我们能做什么之间存在有很大的差别，真实世界的性质决定了其无法随我们所愿。鉴于Second Life游戏中表现出来的自由度，未来几年内在3D世界中人人都将拥有一个“身份”。这个“身份”就是对你现实身份的

映射，在Second Life世界里用户所具备的人格特征在描述其精神境界方面将很有可能比现实世界来得更为精确、翔实。”

3POINTD世界我们把3D在线世界与Web 2.0技术的融合称之为Web3pointd，这是我在个人博客9http.//3pointd.com/)中所使用的一个术语，借以对一组较为松散的技术进行概括。这些技术在融入互联网后，其行为表达以及状态呈现方式都有了新的意义。电子邮件、即时信息、聊天、网络电话、视频会议的出现使人们之间的交流方式得到不同程度的丰富，但它们中没有谁能在一个虚拟世界中搭建出一种哪怕是最简单的交互关系。Duran Duran乐队的Nick Rhodes曾痴迷于Second Life游戏里的景象：附近正在发生什么事儿，于是很多人就会朝那儿扭头，这样的事情绝对不会出现在一个聊天频道中，而且这还只是个开始。

在类似于魔兽世界这样的在线游戏中，你可以在一边旁观其他玩家杀死可怕的怪兽，也可以伸出援手，或是与某些玩家进行你死我活的决斗等等。而在像Second Life这样的在线世界，则会从一个新的角度出发，让玩家从事一种综合了观察、协作以及交互等特点的活动。在这里，你能参加作家冯尼古特的谈话节目，或是民谣歌手Suzanne Vega的一场现场音乐会，你与自己的团队能够就某些感兴趣的话题举办一个沙龙，也可以时刻关注一个虚拟协同写作计划的进展情况。一旦自己的作品系列专辑被发布，那么你就能立刻收集到众多相关信息，比如谁会参加发布会，他们多久能到，他们都买了些什么纪念品，你将这些结果记录到一个Web站点中，以此来分析自己这次努力的结果是成功还是失败。当然，对于你的观众们来说，他们也同样能从网上分享到这些信息。

同样，其他那些基于Web的工具与3D在线空间也正开始发生交叉，Second Life已经完成了基于Web的购物和社交网站的制作，这些站点的主题和内容都与虚拟世界中所要表现的相符。而一群亚马逊网站的员工们则反其道而行，跑到Second Life里面完成了一个用于展示亚玛逊Web站点中所列产品的界面。因而在此虚拟环境下，你也能以同样的方式来浏览并选购这些产品。现在，不管是社交软件、购物站点，还是琳琅满目的Web应用程序，甚至是搜索引擎以及维基百科全书，它们都开始将目光投放在三维空间所营造的市场上，借以在Web上实现新的扩张。

结合新的3D技术，以上Web应用的能力得到了显著扩展。随着其在信息数据互动、改造人类自身和虚拟环境等方面的改变，互联网上又将可能涌现出一批新鲜事物，而最后的难题是当这些技术影响到现实世界时，人们将要选择自己究竟该身居何处。

在线空间对真实世界的还原已经初具雏形，这当中主要采取的方式是引入应用程序，像GoogleEarth以及Google Maps这样的服务。而在Google Maps地图服务中有一个名为“Mashup(混合)”的功能，它允许用户获取朋友住宅方位的资料、查找电影院位置以及电影放映时间、浏览现实世界不动产的清单列表、共享照片以及对污染、天气、交通进行监控等等。如果基于现在Google Earth地图程序，推出一个大型多人版本，那么用户不但能像此前一样可以任意对地图进行缩放，还能与其他人一起漫步其间，届时你就会体验到虚拟世界奇妙而强大的表现力了。至于在展示及操作数据、协作解决问题、学习并改进周围世界等方面，虚拟世界对此的解决方案也会立刻成型。

当然，最基本的多人环境其实就是地球本身。不过随着技术的进步，它也将成为虚拟实境的一个组成部分，不少“虚拟实境路线图峰会”的参加者都预想了这样一个未来：我们身边的东西都会不断地往手持设备里传输数据，而这些手持设备能让我们以现在无法想象的方式来对信息进行控制。相信，随着这些设备的处理能力、小型化以及显示能力不断的演进，我们终究会用一对专用镜片或是隐形眼镜以全3D方式来浏览互联网。

现在我所描述的不仅仅只是随身互联网，在你所到之处以及相处的人身上所发生的变化都可以成为你搜集与获取信息的方式，不论那些地点和人物是真实还是虚拟的。可以这样说，作为物理存在的我们每天都要与信息进行更为深入的结合。这也许听起来有点科幻小说的味道，但是互联网15年来的发展历程则暗示这是势在必行的。

当然，现在依旧有大量的问题需要回答，依旧有大量的障碍需要被克服。但请相信没有什么困难是无法逾越的，当数不清的人开始体验虚拟世界以及相关技术的时候，立法者与开发人员将会面临新的挑战。要是发展顺利，这些技术将能使我们获得前所未有的能力来更好地管理这个世界。既然如此，那么现在就已经是该开始考虑这些问题的时候了，看看窗外，未来的在线世界已经驾到。

纳米生物技术 篇4

F i n F E T器件是场效应晶体管 (FET) , 名字的由来是因为晶体管的栅极环绕着晶体管的高架通道, 这称之为“鳍”。比起平面晶体管, 这种方法提供了更多的控制电流, 并且同时降低漏电和动态功耗。比起28纳米工艺, 16纳米/14纳米FinFET器件的进程可以提高40-50%性能, 或减少50%的功耗。一些晶圆厂会直接在16纳米/14纳米上采用FinFET技术, 而一些晶圆厂为了更容易地整合FinFET技术, 会在高层金属上保持在20nm的工艺。

那么20纳米的平面型晶体管还有市场价值么?这是一个很好的问题, 就在此时, 在2013年初, 20nm的平面型晶体管技术将会全面投入生产而16纳米/14纳米FinFET器件的量产还需要一到两年, 并且还有许多关于FinFET器件的成本和收益的未知变数。但是随着时间的推移, 特别是伴随着下一代移动消费电子设备发展, 我们有理由更加期待FinFET技术。

和其他新技术一样, FinFET器 (R) 和电容 (C) 的寄生效应, 所以提取和建模也相应困难很多。设计者不能再只是为晶体管的长度和宽度建模, 晶体管内的Rs和Cs, 包括本地互连, 鳍和栅级, 对晶体管的行为建模都是至关重要的。还有一个问题是层上的电阻。20纳米的工艺在金属1层下增加了一个局部互连, 其电阻率分布是不均匀的, 并且依赖于通孔被放置的位置。另外, 上层金属层和下件设计也提出了一些挑战, 特别是对于定制/模拟设计。一个挑战被称为“宽度量化”, 它是因为FinFET元件最好是作为常规结构放置在一个网格。标准单元设计人员可以更改的平面晶体管的宽度, 但不能改变鳍的高度或宽度的, 所以最好的方式是提高驱动器的强度和增加鳍的个数。增加的个数必须为整数-你不能添加四分之三的鳍。

另一个挑战来自三维技术本身, 因为三维预示着更多的电阻数目层金属层的电阻率差异可能会达到百倍数量级。

还有一些挑战, 不是来自于Fi n F ET自身, 而是来至于1 6 n m及14nm上更小的几何尺寸。一个是双重图形, 这个是20nm及以下工艺上为了正确光蚀/刻蚀必须要有的技术。比起单次掩模, 它需要额外的mask, 并且需要把图形分解, 标上不同的颜色, 并且实现在不同的mask上。布局依赖效应 (LDE) 的发生是因为当器件放置在靠近其他单元或者器件时, 其时序和功耗将会受影响。还有一个挑战就是电迁移变得更加的显著, 随着几何尺寸的缩小。

如前所述, 上述问题将影响定制/模拟设计。如果数字设计工程师能够利用自动化的, 支持FinFET器件的工具和支持FinFET的单元库, 他或她将发现, 其工作上最大的变化将是单元库:更好的功耗和性能特性!但是, 数字设计工程师也会发现新的和更复杂的设计规则, 双图形着色的要求, 和更加严格的单元和pin位置的限制。最后, 有些SoC设计人员还会被要求来设计和验证上百万门级别的芯片。设计师将需要在更高的抽象层次上工作和大量重复使用一些硅IP。

E DA产业在研发上花费了大量的钱, 以解决高级节点上设计的挑战-事实上, 我们期望, EDA行业为了20纳米, 16纳米和14纳米的总研发费用可能会达到十二亿美金到十六亿美金。从FinFET器件的角度来看, 例如, 提取工具必须得到提高, 以便能处理Rs和Cs从而更好预测晶体管的性能。这些Rs和Cs, 不能等待芯片成型后分析-他们需要在设计周期的早期进行, 所以电路工程师和版图工程师不得不工作得更加紧密, 这也是方法学上很大的一个变化。

每个物理设计工具都必须能够处理几百条为了16nm/14nm FinFET技术而带来的新的设计规则。这包括布局, 布线, 优化, 提取和物理验证。单元库也需要利用这些工具进行优化。所以一个整合了的先进节点的解决方案, 将会使包括定制/模拟和数字设计的任务变得更加容易。

EDA供应商也是包括晶圆代工厂和IP供应商在内的垂直合作其中的一部分。从EDA和IP开发人员的反馈会影响进程的发展, 这反过来又提出了新的要求的工具和IP。例如, 在2012年, Cadence公司, ARM和IBM之间三方合作就产生了第一个14nm的FinFET器件的测试芯片。

纳米技术论文 篇5

交通运输学院

肖昊玮

Cover letter 当新兴的纳米技术碰到棘手的交通环保问题，会擦出怎样不同的火花，会激发出什么独具创意的解决灵感？本文将为您一一呈现。摘要

目前环境问题是全球热点，交通污染问题也引起了越来越多的关注，为了交通在服务人们出行的同时，更好的保护好我们的环境，人们已做出很多方面的努力与探索。而随着纳米技术的兴起，人们开始考虑将纳米技术应用于交通领域，来改善目前的交通环境问题。本文通过对纳米技术的理论性分析，即通过纳米技术应用前后的参数分析，进而论述其运用在交通领域上的可行性，以及对现有的应用于交通废气处理、噪音处理及污水处理等方面的纳米技术进行研究与探讨，来阐明纳米技术的的确确在交通环保方面具有其特有的优势，纳米环保值得推而广之，让交通更好的服务我们的生活。背景与意义

纳米，这个曾经轰动一时的新兴词汇，这个曾经让世人感到好奇的计量单位，现如今正在以其特有的科学魅力，一步步地改变着我们的世界。当下正是科技水平飞速发展、日新月异的时代，随之而来的交通环境问题是亟待解决的，交通工具为我们出行提供便利的同时带来的尾气成为了清新空气的“最大杀手”，其此起彼伏的鸣笛

声带来的噪音污染也让我们的耳朵备受煎熬，轮渡在客运货运方面做出诸多贡献的同时，也带来了水污染这样令人头疼的问题。随着纳米技术的悄然崛起，纳米环保也会迅速来临。科学技术的不断发展，纳米技术的日臻完善和成熟，将纳米技术愈发广泛地应用于交通领域，会对我们的交通生活的改善作用日益凸显出来。而且，纳米技术拓展了人类利用资源和保护环境的能力，为彻底改善环境和从源头上控制新的污染源产生创造了条件。理论基础

空气净化方面：目前大部分交通工具（如汽车、火车、飞机等）仍以化石燃料为主要能量来源，然而化石燃料却存在明显的污染特质——不易充分燃烧，从容造成空气的污染以及能源的浪费。环境保护和能源高效利用是可持续发展的主旋律，就燃油来说，寻找提高燃油燃烧效率和降低废气排放的途径便成了当务之急。而一般的化学清洗类添加剂（清净剂）加入燃油中的主要作用是防止化油器或喷嘴附着沉积物（胶质），对除去已沉积在燃烧室和油路中的沉积物也有一定作用，但其作用仅仅是维持了发动机的正常工作点，没有从根本上解决燃烧、排放和积碳的问题。这类添加剂降低尾气排放的效果并明显。要提高燃油燃烧的效率，必须提高燃油的雾化程度，也就是增大其比表面积。而纳米燃油添加剂正是通过这样的过程让燃油二次雾化，上万倍地提高了燃油的物理活性。有资料表明，运用纳米技术还可以制成非常好的催化剂，其催化效率极高。经它催化的石油中硫的含量小于0.01％。在燃煤中加入的纳米级助烧催化剂，以帮助煤充分燃烧，提高能源的利用率，防治有害气体的产生。纳米级催化剂用于汽车尾气催化，有极强的氧化还原性能，使汽油燃烧时不再产生一氧化硫和氮氧化物，根本无需进行尾气净化处理。另外我们知道，氢能是新的清洁能源，但储存等方面的问题制约着氢能的开发利用，已有的稀土由于储氢量少，应用受到很大的限制。如能研制成功一种合成的高质量碳纳米材料，则能储存和凝聚大量的氢气，并可以做成燃料电池驱动汽车，可有效避免因机动车尾气排放所造成的大气污染。

噪音控制方面：经检测，飞机、车辆、船舶等主机工作时的噪声可达到上百分贝，容易对人造成干扰和危害。当机器设备等被纳米技术微型化以后，其互相撞击、摩擦产生的交变机械作用力将大为减少，噪声污染便被得到有效控制。

污水纯净化方面：水运交通是客货运的主力军，而航道是水运交通体系中最为重要的一环，其畅通与否直接关系到水运是否顺利进行。可目前河运航道均或多或少遭受到了污染，其污染物大部分是生活垃圾，有的河段中还遭受到农药等化学制剂的污染，而海航航道则会时常由于原油泄漏而造成大面积水域污染。这些污水问题的处理就显得迫在眉睫。新型的纳米级净水剂具有很强的吸附能力，它是普通净水剂的10～20倍，可将污水中的悬浮物和铁锈、异味等污染物除去，通过纳米孔径的过滤装置，还能把水中的细菌、病毒去除。因细茵、病毒的直径比纳米大而被过滤掉，可水分子以及比水分子还要小的矿物质元素却被保留下来，经过纳米净化后的水体清澈，没有异味，成为高质量的纯净水，甚至完全可以饮用。

应用举例

空气净化方面：目前研制出来并已应用于汽车制造领域的EPS纳米节能燃料装置，就是利用的纳米技术将汽油分子分割成纳米为单位的质子保证充分燃烧，这样应用的结果是，气体燃烧完全有助于动力提升，节约能源。

噪音控制方面：目前研制开发出来的纳米技术润滑剂，既能在物体表面形成半永久性的固态膜，产生极好的润滑作用，得以大大降低机器设备运转时的噪声，又能延长它的使用寿命。另外，近年来有关工频电磁场对人体健康的影响问题已众所周知，可现在我们再也不用为防电磁辐射而担忧。在强烈辐射区工作并需要电磁屏蔽时，可以在墙内加入纳米材料层，或者涂上纳米涂料，能大大提高遮挡电磁波辐射性能。

污水纯净化方面：纳米二氧化钛就是目前运用最为广泛的一种污水处理制剂，其催化、降解、吸附的能力都十分突出，还具有极强的杀菌作用和絮凝能力，能有效地保障河运航道无垃圾、泥沙堵塞的情况发生，以及保证海运航道的原油污染得到最快最及时的处理，从而是水路运输更加安全环保。结论

被称之为21世纪前沿科学的纳米技术在交通环境保护领域有着广泛的应用前景，甚至会改变人们的传统环保观念，利用纳米技术解决交通污染问题将成为未来交通环境保护发展的必然趋势。虽然本文

讲述的都是纳米技术对交通环境改善方面一些小应用，但纳米技术做出的贡献，其影响可是极其深远的。相信被纳米“武装”了的交通环境会变得越来越美，而未来纳米技术对我们生活的贡献也必将是无止境的。参考文献

纳米技术改变世界 篇6

纳米，从未远离。它一直和其他技术相结合包装在层层“外衣”下，默默为人类提供着便利。未来，纳米科技有望在信息技术、生物医药、能源环境等领域，给人类带来更多福祉，甚至成为未来世界的改变者。

颠覆性变革印刷业

对于公众来说，纳米技术似乎远不如3D打印技术那么“看得见摸得着”，也不如智慧城市那样耳熟能详。它似乎被束之高阁，仅仅停留在实验室里。

事实真的如此吗？不久前，记者随同中科院北京综合研究中心工作人员到位于怀柔科教园区的中科纳新印刷技术有限公司，与印刷领域的纳米科技来了一次“面对面”接触。

“我们的核心技术是纳米材料绿色制版技术，这是一种非感光、无污染、低成本的新型印刷制版技术，”在中科纳新工作的中科院化学所博士纪艺琼介绍，“如果进一步推广，它必将引发整个印刷业颠覆性的变革。”

走进生产车间，几台看似不起眼的制版机躺在中间，几名工作人员正将一张铝板放进机器内，不多时，一张制好的版材就从机器尾端出口“跑”了出来。没有刺鼻的化学药水味，没有排污管道，甚至没有大的噪音，报纸、杂志制版过程轻而易举完成了。

“喷墨是手段，纳米是我们的核心技术，用纳米手段来实现亲水亲油区域的自由调控。”据纪艺琼介绍，纳米科技给印刷技术带来新的突破，不但环保，还可节约成本，“用这样的印刷设备，可节约30%左右的成本”。

据了解，该项技术的产业化正稳步推进，目前山东等地的报社已开始利用中科纳新的设备大规模印刷报纸。不产生废水，不造成重金属污染，印刷业革命已成为现实。

“纳米”就在我们生活中

除了印刷制版，纳米科技其实早已应用于人们的日常生活之中。只不过，它如同春雨一般，“随风潜入夜，润物细无声”，以至于公众都忽视了它的存在。

“拿纳米钢皂来说，其实技术早就成熟了，在很多地方也买得到。”据国家纳米科学技术指导协调委员会专家组秘书长、国家纳米科学中心科技管理部副主任任红轩介绍，纳米钢皂最早在德国生产出来，近年国内也出现同类产品。这种不锈钢肥皂，能有效去除鱼腥味等多种异味，但由于价格高昂并未进入超市销售，而主要在大商场贩卖。

“纳米科技早就无孔不入了。”在办公室里，任红轩拿起一部苹果手机向记者比画了一下，“这里面的芯片都是利用纳米技术制造出来的，但一般人谁知道？”

在芯片制造领域，纳米科技进步意义重大。每一台电脑、智能手机的生产都离不开芯片。目前，英特尔最先进的移动SoC（系统级芯片）采用22纳米工艺，高通的高端SoC采用28纳米工艺。采用纳米级较低的工艺生产芯片，可提高芯片的性能和能耗效率。最新消息是，英特尔将公布14纳米制造工艺，并表示将利用这项新工艺生产新一代智能手机和平板电脑芯片。毫无疑问，这将带来智能手机、平板电脑性能的新飞跃。

“前两年红火的纳米衣服，在技术上也有了新发展。”据任红轩介绍，国家纳米科学中心正在帮助一家企业研制一种耐高温、透气的纳米衣服，可用于高温下作业的特种行业，“我们提供材料和技术支持，他们生产”。

在医疗领域，纳米科技也早已应用多年。但相对于治疗，目前纳米科技主要在疾病检测领域发挥作用。科学家针对不同病情设计出不同试纸，“最简单的应用就是检查女性是否怀孕的试纸，用的也是纳米技术。”任红轩说。

据了解，2011年，国家纳米科学中心和检验检疫部门合作，研发了用于快速检测植物病毒的试剂盒，目前这种试剂盒已被海关部门投入使用。中科院生物物理所研究员阎锡蕴也向记者介绍，纳米科技在医学成像、农药检测等领域用途很广。她曾利用纳米模拟酶发展了肿瘤诊断新技术。该技术简便、快捷，突破了免疫组化法依赖于昂贵抗体的限制。

人们日常生活中必须用到的电池、手机显示屏等，也离不开纳米技术。“碳纳米管被用作导电材料，已经用于锂离子电池中，且实现了产业化；利用碳纳米管场发射性质制造的显示屏，在手机上的运用效果非常好，也已实现了产业化。”任红轩告诉记者，每当人们打开手机享受其带来的便利时，就已在不自觉地享受着纳米科技带给人类的福祉了。

下一次工业革命的核心？

1991年，碳纳米管为人类发现，此后被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等研究中。1999年，纳米技术逐步走向市场，全年基于纳米产品的营业额达500亿美元……

如今，纳米技术与信息技术、生物技术共同构成当今世界高新技术三大支柱。包括美国、日本、欧盟、俄罗斯等50多个国家和地区都有各自明确的纳米科技发展战略，并投入巨资抢占战略制高点。美国甚至将纳米计划视为下一次工业革命的核心。

“从我国对纳米技术的支持力度看，纳米研究一直是热点。”据任红轩介绍，近年国家在这方面投入的经费基本上每年在10亿元以上。此外，地方政府也有相应投入。当前及未来纳米科技热点在哪里？任红轩称主要集中在以石墨烯为代表的纳米材料、生物医药、信息技术、能源环境几个方面。

“石墨烯是由单层碳原子组成的二维晶体，可是制备功耗更小、速率更高的新一代纳米电子元件的重要基础性材料。它的发现是纳米科技发展史上，距现在最近的一个里程碑事件。”任红轩表示。

在生物医药方面，尽管纳米科技用于新药研发成功的案例不多，但这并非纳米本身的原因，而是因为世界上对药品的研发、上市有着严格审定程序。实际上，科学家们已在实验室研发出很多种新药，在临床数据的表现都很好，但因为审批的原因，正式上市尚需时日。任红轩举例说，经过10多年努力，一种名为“富勒烯包钆”的药物被研发出来，可用于治疗各种肿瘤。它的原理是可在肿瘤组织外围形成一个包围圈，阻断肿瘤组织与外界物质交换，从而实现抑制其生长的目的。目前，研究人员通过实验发现，它在治疗乳腺癌、胰腺癌方面疗效显著，已申请了三个国际专利和20多个附属专利，并通过了动物实验阶段，未来如果能够走入市场，可能会改变目前现有的肿瘤治疗方式。

在信息技术方面，纳米科技对提高每平方英寸存储器的存储密度、提高中央处理器的计算速度有着至关重要的作用。目前，中科院上海微系统所在纳米相变存储器的产业化关键技术上已取得重大突破。“时下流行的可穿戴智能设备，其芯片、材料将来都离不开纳米技术。纳米技术的进步将推进这些智能设备的发展。”任红轩说。

对于中国纳米科技未来的发展，任红轩称和国外主要区别是，我国企业在纳米科技创新方面所承担的角色不同。国内发展纳米科技的主体是科研院所和高校，大型企业参与较少，导致很多技术“沉淀”在机构与院校。“科技创新本来就应以企业为主体，如果没有企业参与，国家的投入再多都没有用。”

此外，纳米技术也亟须建立标准以及认证、认可制度。现在国内在纳米试纸、纳米太阳镜等部分成形的产品生产方面有相关企业标准，但谈不上国家标准，更多产品则缺乏标准，行业有些混乱。任红轩认为有关方面应在产业规范方面作出更多努力。

纳米技术探析 篇7

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

[1]张立德.纳米材料[M].北京:化工出版社, 2002.

纳米生物技术 篇8

关键词：银纳米粒子,复合纳米材料,电纺丝,制备

聚合物与贵金属粒子结合来制备贵金属粒子/有机复合纳米材料, 可大大提高结构高分子材料参与电子转移和输运的能力, 拓宽其可能应用的范围, 因而具有巨大的应用潜力。近年来, 以纳米银粒子填充聚合物合成功能性复合材料已经取得很大进展, 已经报道的聚合物有聚乙烯醇、聚吡咯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等。纳米复合材料由于分散相与基体相之间的界面面积特别大, 如分散相粒径为15～20nm 时, 其界面面积高达160～640 m2/g , 当分散相和基体的性质充分结合起来时, 将对基体的物理和化学性质产生特殊的作用。银/聚合物复合材料同时具有了纳米银和聚合物的优良特性, 并赋予材料一些特异或新的功能, 从而使其在光子学、电子学、生物医学和信息材料学等诸多领域具有广阔的应用前景[1,2,3,4,5] 。因此其制备与应用已经成为目前纳米材料研究领域关注的热点课题。

静电纺丝法是通过高压静电来制备连续的聚合物纳米纤维的重要方法。它是将高分子、纳米微粒/聚合物溶液或熔融体在几千至几万伏的高压静电场作用下产生正电荷, 带电荷的高分子或纳米微粒/聚合物溶液或熔体首先在喷射孔处形成Taylor圆锥形液滴, 在高压电场所产生的拉伸力克服了液滴的表面张力后, 该带电液滴形成喷射流, 由于电场的作用以及自生电荷的相互排斥而发生劈裂, 该喷射流进一步被拉伸, 然后由于溶剂挥发或熔体冷却而固化, 最后以无纺布状的形式形成纤维状纳米材料[6,7,8]。

1 银纳米粒子/聚合物复合纳米纤维的制备

在电纺丝方法的研究初期, 人们将注意力主要集中在单组分高分子纤维的制备方法和电纺丝理论的研究方面。自本世纪初, 这一领域的研究开始转移到有机/无机纳米复合材料的制备, 特别是一维有机/无机纳米复合材料的研究。近年来, 运用电纺丝技术将贵金属纳米粒子引入聚合物纳米纤维矩阵中已倍受人们关注, 其中最早被研究的是将银纳米粒子添加到聚合物纳米纤维当中, 可以获得具有相应功能的银纳米粒子/聚合物复合纳米纤维。

运用电纺丝技术制备银纳米粒子/聚合物复合纳米纤维在当前纳米材料研究中占有极其重要的地位。丙烯腈上的腈基 (CN) 贡献出它们外层轨道的孤对电子和银的空轨道形成配位键, 银离子可以和丙烯腈上的 CN 键络合, 使得聚丙烯腈 (PAN) 成为银的理想载体。在2003年, Yang等在首次获得表面光滑、尺寸均匀、直径较细的PAN纳米纤维后, 这为原位合成银纳米粒子提供了非常好的条件, 最后在还原剂作用下, 采用液相原位化学还原法先制备银纳米粒子, 银离子被还原为单质银, 并迅速被PAN 包裹起来, 形成了相应的溶胶。又将 (PAN) 保护的银溶胶利用静电纺丝技术制备了银/PAN复合纤维, 并且发现银纳米粒子的晶体结构在高压电场下能保持稳定, 从而为进行该类研究打下了很好的基础[9]。PAN纤维及银/PAN纤维的电镜照片见图1。

2006年, Yang等在聚乙烯吡咯烷酮 (PVP) 溶液中, 采用液相原位化学还原法, 乙醇直接还原银离子得到银纳米粒子;在PVP上的O原子有孤对电子与银粒子的外层电子空轨道形成配合键, 生成的银粒子就被高分子包覆起来, 阻止了粒子之间紧密接触而生成沉淀。并用以上溶液为原料来制备银/PVP复合纳米纤维, 并且对其拉曼光谱性质进行了研究[10]。

抗菌材料中的核心成分是抗菌剂。抗菌剂根据其基质材料的不同, 可以分为天然抗菌剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂三种。无机抗菌剂是通过将无机材料固有的稳定性和抗菌成分的抗菌高效性及广谱性相结合, 比有机抗菌剂有更为显著的优点, 在抗菌陶瓷、抗菌搪瓷、抗菌塑料、抗菌纤维制品及抗菌涂料等方面都有广泛的应用。银系无机抗菌剂以其优越的抗菌性能得到了广泛的关注。为提高抗菌剂的活性和使用分散性能, 以纳米粉体为载体的抗菌剂成为研究热点。Youk的研究小组研究含有银纳米粒子的聚合物纳米纤维及其抗菌性能的研究方面成果显著。最初, 他们对如何控制稳定的纳米银粒子的尺寸和晶型, 改善其形貌, 避免纳米银粒子制备后的团聚现象, 在聚合物基质内制备出尺寸均一、形状可控的纳米银粒子做了较为细致的研究。他们制备了含有银纳米粒子的PAN纳米纤维、PVP纳米纤维及PVP/聚乙烯醇 (PVA) 复合纤维, 对这类含有银纳米粒子的聚合物纳米纤维制备条件进行了初步探索[11,12]。Son等采用电纺硝酸银/纤维素复合溶液, 得到含有银盐的纤维素纤维, 通过紫外灯照射还原阴离子, 得到了银纳米粒子/CA复合纳米纤维;复合纤维对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和绿脓杆菌具有较好的抗菌性能[13,14]。

Youk等报道了银/PVA复合纤维的制备过程, 并对其生物抗菌性能进行了研究, 表明复合纤维对金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌具有较好的抗菌性能[15,16]。最近, 他们在非水溶性聚合物纳米纤维内掺杂了银纳米粒子制得了银/PCL-PU复合纤维, 这种非水溶性的抗菌纤维必将有良好的应用前景[17]。

2 结 语

纳米生物技术与个性化医学 篇9

1 纳米技术和生物标记

生物标记 (Biomarker) , 作为诊断和治疗的共同参考点, 在个性化药物中发挥重要作用。生物标记在医学上通常是指在血液中的某种蛋白质, 通过测量它, 可以反应出某种疾病的出现或是严重程度。比较广义的生物标记是指任何一种可以标记出特殊疾病状况, 或是有机体的生化机能状态的物质。纳米技术正在精炼生物标记的检测技术[1]。纳米材料适合于生物标记, 是生物标记研究的一个重要技术, 其水溶性、生物相容性、荧光和稳定的银/树枝状聚合物纳米复合材料已经显示了将体外标记细胞作为细胞生物标记的潜力。纳米材料制备技术的发展为生物标记技术提供了新型的标记物, 不仅推动了生物检测技术的发展, 还为我们更深入地了解生命过程提供了新的手段。

量子点 (quantum dots) 比传统有机染色小分子更稳定, 可作为分子标记来研究癌症的早期症状并跟踪针对疾病的细胞基础的药品的有效性。例如, 美国MIT的科学家BHATIA等人最近开发的纳米颗粒可以进入到肿瘤, 并与癌症蛋白互相反应产生数千的生物标记物, 从而实现利用患者尿液即可检测到这些生物标记物。这种生物标记物放大系统可以用于监控疾病的发展, 以及跟踪肿瘤对治疗的反应, 如图1所示。

蛋白质组学技术对发现生物标记是重要的。纳米技术在蛋白质组学和纳米蛋白质组学组学上的应用能改善当前只能从有限的源材料分离蛋白的工作。鉴于目前有多种可用的纳米粒技术, 可按需制备纳米粒表面以有选择的连接到一个生物标记的子集上, 以被后来的使用高灵敏度的蛋白质组学测试[2]的研究用。纳米技术可用来制造快速筛选疾病的生物标记的设备。这样的工具将通过识别特定疾病生物标记被开发出来, 用于诊断测试。

2 纳米生物技术用于完善诊断

与传统的分子诊断方法方法相比, DNA和蛋白质的直接分析可以大大提高速度、准确度和灵敏度。由于DNA、RNA、蛋白质和其功能的支架和隔间以纳米尺度检测, 基于纳米技术的方法可以提供更精确的检测。纳米生物技术打破扩大现有的分子诊断的限制, 并促进护理点诊断、诊断与治疗一体化, 因而促进个性化医疗的发展[3]。

分子成像是一种重要的诊断方法, 它可与疗法结合, 是个性化治疗的重要基本技术。纳米药物, 如超顺磁性造影剂和全氟化碳纳米粒子, 正在通过深入研究形成分子成像的全新技术, 这将为提供个性化治疗所需的患者的无创性表征和切分提供新的工具[4]。纳米平台与传统方法相比的关键优势在于其多功能性, 已被用于如光学成像、CT、超声, 磁共振成像、SPECT和PET等几个生物医学成像方式[5]。靶向配体、成像标签和其他试剂可以被集成为纳米平台应用到纳米探针进行有针对性的分子成像和个性化医疗。

3 个性化纳米药物的发现和提供

几种纳米技术, 包括纳米颗粒和纳米器件, 如纳米生物传感器和纳米芯片, 被用于改善药物的发现和发展[6]。目前使用的有些药物已经被个性化, 但一些新的药物发现和开发将使个性化在早期就被纳入考虑。纳米生物技术已经在对这方面的药品作出重大贡献。给药是现代医药的重要组成部分。通过生物屏障向所需的器官/部位实施靶向给药作对安全和有效地使用药物是很重要的。纳米载体与特异性配体和适体的结合可使靶向特异性提高临床疗效[7]。以纳米粒子为基础药物输送的改进将提高个性化药物的药效。纳米技术也在诸如细胞疗法和基因治疗等生物疗法的改进上做出了重要贡献, 这些都是适合个性化治疗的。

4 纳米生物技术对个性化肿瘤学的作用

与癌症相关的纳米技术装置包括携带靶向性治疗药物的纳米载体、生物靶向性的纳米造影剂、高度特异性检测DNA和蛋白质的纳米粒子和纳米设备等, 它们将在肿瘤的诊断和治疗领域产生巨大影响。纳米生物技术在开发个性化的癌症管理方法中起着重要作用, 这方面的一些应用实例如下:ανβ3定位的顺磁纳米颗粒已被用来无创性检测与血管新生黑色素瘤相关的非常小的区域[8]。每个粒子内被填充了可扫描金属的数千个分子。每个粒子的表面有装有一种物质, 连接在肿瘤部位存在的新形成的血管之上。这使我们能在增长仍然是常规MRI还看不见时, 就用分子磁共振成像对稀疏的生物标志物分子在体内进行检测。早期检测可以提高治疗效果, 特别是对黑色素瘤来说。这种方法的另一个好处是, 用于检测肿瘤的纳米粒子可用于直接向肿瘤部位提供更强大剂量的抗癌药物, 而无全身毒副作用。纳米粒子的磁共振成像使医生能够通过比较治疗前后磁共振成像扫描更容易地评估治疗的有效性。这实现了个性化的癌症治疗的重要组成部分:早期检测, 具有治疗和疗效监测诊断相结合。

纳米粒子MRI使医生能够更容易地评估治疗效果比较治疗前和治疗后的MRI扫描。这就满足个性化癌症治疗的一些重要组成部分:早期发现、组合的诊断、治疗和疗效监测。近年来, 磁性氧化铁纳米粒子 (SPIO) 已有广泛的体内应用:如磁共振成像, 细胞标记、干细胞祖细胞示踪及组织修复, 肿瘤生物探针检测, 移植排斥反应的监测等方面。

树状聚合物是一类新颖的3D纳米级核壳结构, 可以精确地合成并用于广泛的领域, 包括肿瘤。专门的化学技术可精确控制树枝状聚合物的物理和化学性能, 这在药物输送是最有用的, 但也可以用于开发新的具有全新活性药物。多元树枝状聚合物同时与多个的药物靶标有相互作用, 可以发展成为新的靶向癌症疗法。树枝状聚合物可以是共轭的不同的生物功能性的部分, 如使用互补的DNA寡核苷酸产生聚簇分子, 以针对过度表达叶酸受体的高亲和力的癌细胞[9]。

近期, GENISPHERE公司与LANKENAU医学研究所合作开发了治疗传输系统-3DNA树状大分子, 用DNA网状物粘附成千上万的分子, 靶向治疗卵巢癌、宫颈癌、前列腺癌和胰腺癌。LANKENAU研究中心还想通过治疗传输系统让细胞到达白内障手术后眼部患处。今年早些时候, GENISPHERE和LANKENAU开始了一项合作为开发更好的克罗恩病和溃疡性结肠炎诊断工具。GENISPHERE同时也在开发提高横流诊断敏感性的纳米粒子。妊娠试验是最常见的横流化验, 其它还包括禽流感, 药物滥用, 艾滋病和呼吸系统疾病[10]。

目前正在积极开展的多功能和复合的纳米粒子的研究促进了个性化的癌症治疗。当连接于生物靶向的配体, 如单克隆抗体、肽或小分子时, 纳米粒子可以被用于针对具有高亲和力和特异性的恶性肿瘤。这些进展为通过个人分子定性提供个性化治疗提供了机会[11,12]。

5 纳米生物技术用于神经系统疾病的个性化治疗

适用于神经系统的纳米生物技术有助于对神经系统疾病和药物开发以及中枢神经系统疾病给药的了解。通过改善神经系统疾病的分子诊断, 纳米生物技术将促进诊断与治疗方法的一体化, 这在个性化的神经病学的发展方面是一个重要步骤。使纳米技术有助于个性化的神经学发展的其它方法将是基于神经疾病病理机制的合理治疗方案的制定。通过使用纳米粒子对大脑的靶向给药也是个性化的治疗神经系统疾病的发展的重要组成部分[13]。

6 纳米技术为基础心血管疾病的个性化医疗

未来的心血管疾病的诊断已经被纳米系统所影响, 既可以诊断病理学, 又可以靶向给药系统进行治疗[14]。双重用途的全氟碳纳米颗粒在心血管疾病的靶向给药和分子成像不仅提供了疾病的状态也提供了可视性[15]。基于图像的药物疗法与位点选择剂应能验证该药物是达到了预期的目标并在产生分子效果, 这对个性化的治疗是重要考虑因素。分子成像用于冠状动脉疾病时涉及包括诊断生物标志物与动脉粥样硬化病变的发展战略。在冠状动脉疾病管理[16]上, 生物工程制备的纳米粒子可以被用作的诊断剂或治疗剂的运输车辆。

7 纳米技术应用的市场前景

最近BCC发布了“纳米技术:应用和全球市场”报告, 其中包括今后5年中可能实现商业化的纳米生物技术:药物传输、诊断、研发工具、杀微生物剂和DNA测序。

该报告指出, 2010年, 全球纳米医药市场达到432亿美元, 2012年达到501亿美元, 预计在2016年达到969亿美元, 复合年增长率 (CAGR) 为14.1%。2010年中枢神经系统 (CNS) 产品达到117亿美元, 2012年达到140亿美元;预计2016年达到295亿美元, 复合年增长率 (CAGR) 为16.1%。2010年抗癌产品达到47亿美元, 2011年达到55亿美元, 预计2016年达到127亿美元, 复合年增长率 (CAGR) 为18.2%。

8 未来发展前景

21世纪的医学是个性化医疗。纳米医学和个性化医学已经存在于临床, 虽然还没有正式指定为特定药品。双方将继续进行互动、发展并在塑造未来的医疗实践中发挥重要的作用。今后随着药物基因组学的研究深入, 将从对症下药转变为对人下药, 患者可将根据自己药物遗传信息以及疾病和治疗相关信息, 获得副作用最小, 疗效最好, 最适合自己的个性化的药方。当然, 个性化医疗的推广还需要更多的临床药物研究的积累, 需要更多的临床医生和科研人员协同合作, 才能让我们早日进入个性化医疗时代。对纳米药物的安全和监管问题的研究正在进行, 个性化医学的伦理和经济问题也正在解决。不是所有的疾病都需要纳米或个性化医药, 在那些方面这些治疗方法是安全有效而且具成本效益的正在确定中。个性化医学的最终目的是通过使用新技术改善医疗保健。

摘要：纳米生物技术是纳米技术的一个重要研究领域, 在医学上有广泛的应用前景。作为纳米科技与当代生物医学多学科结合的产物, 纳米生物技术近年来发展迅速, 已成为推动个性化医学发展的重要工具。本文对纳米生物技术在医学中, 特别是在个性化医学中的应用作简要综述, 指出了其在医学发展中的重要性, 并且提出了展望。

纳米生物技术对玉米产量的影响 篇10

近年来,由于化肥施用过量,化肥利用率低下,增加了土地成本,对环境造成了污染。并且通过作物危害人体健康,研究纳米生物技术在肥料方面的应用,改性单纯使用化肥对土地及作物的不良影响,成为人类关注的热点。

1 实验材料与方法

实验在山西省潞城市良种场进行。供试作物为玉米;品种为良玉9号;供试肥料为当地常规用肥硝酸磷肥、尿素及0.3%纳米碳硝酸磷肥、0.3%纳米碳尿素。试验地面积2.5亩(含保护行),净面积945m2,地势平坦、肥力均匀、中等以上地力,前茬及栽培管理措施一致,属石灰性土壤。试验地历年施肥量基肥硝酸磷40kg/亩,尿素20kg/亩。田间试验小区长10m、宽4.5m,净面积(不包括畦埂)45m2,设7个施肥小区,3个处理,3次重复,共21个小区,南北走向,各小区随机排列。重复之间设观察道,宽1.5m;小区之间设畦埂,宽20-30cm,试验田周围种植4行同品种玉米作为保护行,保护行宽3.2m。每个小区种植16行,每行16株,株距27cm,行距62.5cm,每小区共256株。播种日期:4月27日。

试验地底肥在播种前结合整地一次施入(撒施),追肥在玉米长到11-12叶时,穴施植株根旁,施肥方案见表1。

(单位:kg)

2 试验田间管理及记载项目

2.1 田间管理:

试验地4月18日试验田规划,4月19日-20日整地、起埂;4月25日试验田按照施肥方案穴施;4月26日试验田用点播器点播。

5 月8日降中雨,5 月11-12日出苗;5 月19-20日降小雨;5 月29日定、间苗。

5 月30日中耕除草,平均株高22cm,叶龄4-5。

6 月29日观察:10-11片叶,记载叶龄并制定追肥方案。7月1日下午按照方案进行追肥;7月2-3日降大雨,株高平均76cm。

7 月16日雄穗开始抽出,7 月18日进入抽雄盛期。

7 月14日第二次中耕除草。

7 月14日叶龄观察记载。

2.2对生育性状的影响。

通过对田间观测记录的数据可以看出,纳米碳增效肥对玉米的生长有一定影响:(1)前期主要表现在长势上,叶片颜色有所变浓。(2)叶片长出时间有所提前但不明显。(3)供试玉米抽雄期没有明显改变。(4)玉米株高没有明显改变。

(单位:叶片数)

3产量分析

(单位:kg)

备注:(1)处理产量为小区256株玉米地总产量;(2)水分含量16.3%,除去13%国家规定库存水分,应扣除3.3%的水分.

(单位:千克kg、%)

(单位:kg、%)

(单位:kg)

从各小区产量对比结果分析可以看出:(1)处理5(70%纳米碳硝酸磷肥)施肥在玉米种植上产量最高;(2)随着纳米碳含量的增加从50%到70%产量处于递增,到70%为最佳施肥量,100%的纳米碳产量反而处于下降;

总之,纳米碳增效肥在玉米生产应用中确实具有增加产量的作用,70%纳米碳增效肥比常规施肥增产幅度为16.75%。

4小结

通过试验,进一步验证了纳米生物材料在肥料方面的应用,验证了它的玉米增产效应及最佳施肥量。

摘要：目的:研究纳米生物技术对玉米的增产效益,为纳米增效肥料的推广提供依据。方法:在不同地块实验小区内,设计不同的试验方案,按随机排列的方法,分别研究纳米碳增效肥料对玉米的增产效益。结果:结果表明,与普通肥料相比,70%纳米硝酸磷肥纳米增效肥料使玉米增产16.75%。结论:该试验是在粮食上的研究,开拓了纳米材料在肥料应用方面的新领域。

纳米863生物助长器等 篇11

强的纳米863生物助长器是一种全新概念的高科技产品，它利用其核心材料——纳米flm的光热转换性能，提高水、肥、农药、饲料等物质的能量，增强动植物体内酶的活性，促进动植物新陈代谢，提高动植物抗病、抗虫、抗寒、抗热、抗旱、抗涝、抗衰等能力，并能减少农药、化肥用量的1/3。它不含任何激素，无毒无味，不溶于水，不需任何外接能源,可反复使用五年。它使用时不受季节、气候、温度、昼夜等影响，可广泛应用于动植物的各个生长阶段，普遍增产二至五成，有的甚至超过五成，并可显著提高产品品质。

区别于传统农资产品的七大优势

优势一：适用面广，可广泛应用于种植、养殖、水产。

优势二：绿色环保，无毒无味，不溶解不挥发，无任何残留，对动植物没有任何危害，符合绿色农业的发展要求。

优势三：省肥省药，能有效提高农药、兽药、化肥的药效，减少用量的1/3，这是其它农资产品所不具有的特性。

优势四：节省饲料，能提高饲料的吸收利用率，并可显著提高畜禽的日增重，降低料肉比，提前出栏，大大降低饲料成本。

优势五：使用简便，使用时只需一放一取，不需外接能源。

优势六：适应性强，不受季节、天气、温度、昼夜、地理条件等因素的影响，全天候使用。

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带挂钩的开关面板

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水珠虽然很美，但是却很少听说有人能够把水珠当成随身携带的游戏来玩的。而我们今天为大家介绍的这款产品就可以让你随时随地玩水珠。

它的内部是一块由纳米材料制成的底板，水珠可以在其中自由滚动，而不会残留在底板上。用户可以通过倾斜来移动水珠，使其在“地形复杂”的底板中来回滚动。

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USB暖脚宝贝

产品特点：1.5V低压绝对安全产品；2. 20秒内发热，10分钟内达到最高温度，温度为45-50度；3.进口日本三菱发热布，高效热转化效率，耐高温，高压，防水设计，寿命50年；4.2.5 W低功率，25天耗1度电；5.采用一拖二USB线设计，1个USB口带一双鞋,；USB线分公母DC接头，不需要保暖时分开DC接头，产品即成为时尚耐用的室内家居拖鞋；6. USB线长2米，保证带线使用时有足够行走空间；发热线为专业制作，发热线直径为一般USB线2.5倍，优秀的发热效果；7.产品可洗，卫生健康；8.款式典雅时尚；多种颜色选择，分女款标准码和男款标准码；9.高档超柔+剪毛绒材质，触觉柔和舒适。

投币台灯

生物纳米计算机 篇12

最近几十年, 生物数据的数量和质量产生了爆炸式的增长, 包括人的基因组序列和高输出量的基因表达式化验。从表面看来, 这些方面的发展为生物反应过程积累了丰富的知识, 这些知识可以让我们更好地理解疾病的因果关系。我们可以预见, 通过能够分析和响应内生生物信号的分子系统, 可以帮助我们在分子水平上实施诊断方法和治疗方法。

魏茨曼科学院的研究者们发明了一种新的自治的分子级水平的计算机, 这种计算机可以通过编程来检查疾病症状, 根据医学知识诊断这些症状, 并根据诊断结果开出在合适时间服用的合适剂量。这种计算机的可操作性在活体外简化疾病的分子模型中得到了验证。疾病模型由几种分子级疾病病因组合构成, 包括基因的过表达和欠表达, 显现癌症或遗传病的基因变异。诊断的规则将医学知识编码成简化的形式, 这些规则控制着计算机的操作。例如, 对于某一种疾病 (如某一种癌症) , 诊断规则应该表示为:如果基因A和基因B欠表达, 基因C和基因D过表达, 则控制单链DNA分子X (X是一种基于反义DNA的药物) , 专门用来治疗所诊断的疾病。除了医学应用, 这些系统如果在活体外操作, 则可以探测出单细胞的m RNA的水平。因此, 它可以成为科研上度量m RNA的水平的重要工具。

技术优势:

1.这种分子级水平的计算机可以通过编程来检查诊断疾病, 并在合适时间给予合适剂量的必需药品。这种计算机在简化分子模型中通过验证具有可操作性, 这些分子模型包括基因的过表达和欠表达, 显示癌症和遗传病的基因变异;2.在以研究为目的的实验中, 分子计算机可作为一种很重要的工具测试m RNA的水平和它们的组合。

应用领域: