納米技術專業(yè)精選(九篇)
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第1篇：納米技術專業(yè)范文
關鍵詞：納米技術，技術應用，技術問題
引言：現(xiàn)在各種產(chǎn)品一直朝著集成化和微型化的方向發(fā)展，但不同的器件必然受到尺寸上的物理約束。納米材料的優(yōu)勢也因此凸顯，目前納米材料在磁、光、電、傳感等方面都有許多重要的應用[2]。但與其他新技術一樣，納米技術仍存在著不少問題。主要原因是部分企業(yè)對納米材料技術的期望過高，急功近利的思想導致忽略了它的弊端。
1 納米技術新應用的概述
1.1納米技術在制材上的新應用――納米陶瓷材料及高透明材料
在微米級基體中引入納米分散相進行復合，可使材料的斷裂強度、斷裂韌性大大提高，同時還可提高其硬度、彈性模量以及抗疲勞破壞性能。納米陶瓷材料正是利用這一點才得以廣泛的應用。由于納米微粒表面分率高，而且納米粒子的粒徑遠小于可見光的波長，因此具有很高的穿透性。于是各種高透明納米材料也應運而生。目前，國外已用納米級羰基鐵粉、鎳粉、鐵氧體粉末成功配制了軍事隱身涂料。
1.2 納米技術在電磁領域的新應用――磁性納米微粒
磁性納米微粒[3]由于尺寸小，具有單磁疇結構與矯頑力高的特性，用它制作磁記錄材料可以提高信噪比，改善圖像質(zhì)量。磁性納米微粒除了上述應用外，還可作抗癌藥物磁性載體，細胞磁分離介質(zhì)材料，復印機墨粉材料以及磁墨水和磁印刷材料。近幾年用鐵基納米晶巨磁阻抗材料研制的磁敏開關具有靈敏度高、體積小、響應快等優(yōu)點，廣泛用于自動控制、速度和位置測定、防盜報警系統(tǒng)和汽車導航、點火裝置等。
1.3納米技術在水泥材料中的應用――納米礦粉
混凝土是現(xiàn)代應用最廣泛、最重要的工程材料，利用納米技術和納米礦粉開發(fā)新型的混凝土可大幅度提高混凝土強度、施工性能和耐久性能。納米礦粉不但可以填充水泥的空隙，提高混凝土的流動度，更重要的是可改善混凝土中水泥石與骨料的界面結構，使混凝土強度、抗?jié)B性與耐久性均得以提高。
1.4其他應用[4]
利用離子交換復合工藝，使層狀無機納米材料在極性分子的作用下發(fā)生膨脹、層離，均勻分散在水介質(zhì)中。他們在層間進行交換作用，抗菌或凈化成分進入層間后，把層與層撐開，在層間交替形成分子級支柱，從而形成各種不相同的納米復合抗菌材料、凈化空氣材料。這種納米復合抗菌材料和凈化空氣材料可凈化甲醛、苯等有害揮發(fā)物。利用納米技術還可開發(fā)可凈化二氧化碳并產(chǎn)生負離子具有森林功能的建材以及粘合劑及密封膠。將納米二氧化硅作為添加劑加到粘合劑和密封膠中，會大大提高粘結效果和密封性能。
2 納米技術的問題
盡管納米材料用途很廣，但由于過分強調(diào)納米技術的先進性，導致出現(xiàn)了一系列的問題。首先，由于納米材料的特殊性質(zhì)，對生命健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的負面效應和不確定性讓人擔憂。由于納米粒子無孔不入，在研發(fā)、生產(chǎn)、存儲、運輸?shù)确矫娑加懈鞣N問題，而且其毒性還未知。它與其他物質(zhì)的接觸面積很大，反應也會很劇烈。第二，對納米技術的盲目性導致了“納米熱”。近年來政府一直把“納米技術”列為發(fā)展重點，于是不少企業(yè)冒充納米企業(yè)，享受國家的優(yōu)惠稅收政策，并為了謀利推出“偽納米”產(chǎn)品。其導致的惡果是國家的有限資金不能有效地應用到真正的納米材料技術研究和開發(fā)中，嚴重影響了納米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。第三，雖然中國在納米技術的理論建立上取得了不少成績，但在研制開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的實踐中卻顯得力量不足。由于納米技術是高新技術，實際工程中，很多理論與定理都會有誤差，但這方面的專業(yè)人才緊缺，直接了導致納米技術研究的滯后。第四，納米技術作為高新技術，必須投入大量資金，但由于各種原因，往往不能取得相應的回報，資金大量流失，卻毫無成果。
3結論與展望
納米技術是對于未來經(jīng)濟和社會的發(fā)展將產(chǎn)生重大影響的一種關鍵性前沿技術，這是世界各國科學家的共識。納米材料在各個科學領域都有著非常廣泛的應用前景。可預料在不久的將來，納米技術不僅會推動產(chǎn)品的開發(fā)，還將改善人們的生活質(zhì)量，改善人們的生活環(huán)境。在未來的15-20年內(nèi)，與納米技術相關的產(chǎn)品市場規(guī)模將達1萬億美元，可見其前景廣闊。但是，由于納米材料自身處于發(fā)展階段，還有各種各樣的問題有待解決。在某種意義上，它還是一種不確定的技術，我們對它的認識也僅處于初始階段。如何構建一個既普遍有效，又能夠滿足和包容不同價值體系的納米技術準則，將成為納米技術今后發(fā)展面臨的一大挑戰(zhàn)。
參考文獻：
[1]張金升，納米材料和技術與發(fā)展新型建材.中國建材裝備，2002，(2)
[2] 崔錚. 納米加工技術及其應用. 北京：高教出版社, 2005[ Cui Z.Nanofabrication Technologies and App lica2tions. Beijing： Higher Education Press, 2005 ( in Chinese) ]
第2篇：納米技術專業(yè)范文
一、各國競相出臺納米科技發(fā)展戰(zhàn)略和計劃
由于納米技術對國家未來經(jīng)濟、社會發(fā)展及國防安全具有重要意義，世界各國（地區(qū)）紛紛將納米技術的研發(fā)作為21世紀技術創(chuàng)新的主要驅(qū)動器，相繼制定了發(fā)展戰(zhàn)略和計劃，以指導和推進本國納米科技的發(fā)展。目前，世界上已有50多個國家制定了國家級的納米技術計劃。一些國家雖然沒有專項的納米技術計劃，但其他計劃中也往往包含了納米技術相關的研發(fā)。
（1）發(fā)達國家和地區(qū)雄心勃勃
為了搶占納米科技的先機，美國早在2000年就率先制定了國家級的納米技術計劃（NNI），其宗旨是整合聯(lián)邦各機構的力量，加強其在開展納米尺度的科學、工程和技術開發(fā)工作方面的協(xié)調(diào)。2003年11月，美國國會又通過了《21世紀納米技術研究開發(fā)法案》，這標志著納米技術已成為聯(lián)邦的重大研發(fā)計劃，從基礎研究、應用研究到研究中心、基礎設施的建立以及人才的培養(yǎng)等全面展開。
日本政府將納米技術視為“日本經(jīng)濟復興”的關鍵。第二期科學技術基本計劃將生命科學、信息通信、環(huán)境技術和納米技術作為4大重點研發(fā)領域，并制定了多項措施確保這些領域所需戰(zhàn)略資源（人才、資金、設備）的落實。之后，日本科技界較為徹底地貫徹了這一方針，積極推進從基礎性到實用性的研發(fā)，同時跨省廳重點推進能有效促進經(jīng)濟發(fā)展和加強國際競爭力的研發(fā)。
歐盟在2002—2007年實施的第六個框架計劃也對納米技術給予了空前的重視。該計劃將納米技術作為一個最優(yōu)先的領域，有13億歐元專門用于納米技術和納米科學、以知識為基礎的多功能材料、新生產(chǎn)工藝和設備等方面的研究。歐盟委員會還力圖制定歐洲的納米技術戰(zhàn)略，目前，已確定了促進歐洲納米技術發(fā)展的5個關鍵措施：增加研發(fā)投入，形成勢頭；加強研發(fā)基礎設施；從質(zhì)和量方面擴大人才資源；重視工業(yè)創(chuàng)新，將知識轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和服務；考慮社會因素，趨利避險。另外，包括德國、法國、愛爾蘭和英國在內(nèi)的多數(shù)歐盟國家還制定了各自的納米技術研發(fā)計劃。
（2）新興工業(yè)化經(jīng)濟體瞄準先機
意識到納米技術將會給人類社會帶來巨大的影響，韓國、中國臺灣等新興工業(yè)化經(jīng)濟體，為了保持競爭優(yōu)勢，也紛紛制定納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。韓國政府2001年制定了《促進納米技術10年計劃》，2002年頒布了新的《促進納米技術開發(fā)法》，隨后的2003年又頒布了《納米技術開發(fā)實施規(guī)則》。韓國政府的政策目標是融合信息技術、生物技術和納米技術3個主要技術領域，以提升前沿技術和基礎技術的水平；到2010年10年計劃結束時，韓國納米技術研發(fā)要達到與美國和日本等領先國家的水平，進入世界前5位的行列。
中國臺灣自1999年開始，相繼制定了《納米材料尖端研究計劃》、《納米科技研究計劃》，這些計劃以人才和核心設施建設為基礎，以追求“學術卓越”和“納米科技產(chǎn)業(yè)化”為目標，意在引領臺灣知識經(jīng)濟的發(fā)展，建立產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。
（3）發(fā)展中大國奮力趕超
綜合國力和科技實力較強的發(fā)展中國家為了迎頭趕上發(fā)達國家納米科技發(fā)展的勢頭，也制定了自己的納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。中國政府在2001年7月就了《國家納米科技發(fā)展綱要》，并先后建立了國家納米科技指導協(xié)調(diào)委員會、國家納米科學中心和納米技術專門委員會。目前正在制定中的國家中長期科技發(fā)展綱要將明確中國納米科技發(fā)展的路線圖，確定中國在目前和中長期的研發(fā)任務，以便在國家層面上進行指導與協(xié)調(diào)，集中力量、發(fā)揮優(yōu)勢，爭取在幾個方面取得重要突破。鑒于未來最有可能的技術浪潮是納米技術，南非科技部正在制定一項國家納米技術戰(zhàn)略，可望在2005年度執(zhí)行。印度政府也通過加大對從事材料科學研究的科研機構和項目的支持力度，加強材料科學中具有廣泛應用前景的納米技術的研究和開發(fā)。
二、納米科技研發(fā)投入一路攀升
納米科技已在國際間形成研發(fā)熱潮，現(xiàn)在無論是富裕的工業(yè)化大國還是渴望富裕的工業(yè)化中國家，都在對納米科學、技術與工程投入巨額資金，而且投資迅速增加。據(jù)歐盟2004年5月的一份報告稱，在過去10年里，世界公共投資從1997年的約4億歐元增加到了目前的30億歐元以上。私人的納米技術研究資金估計為20億歐元。這說明，全球?qū){米技術研發(fā)的年投資已達50億歐元。
美國的公共納米技術投資最多。在過去4年內(nèi)，聯(lián)邦政府的納米技術研發(fā)經(jīng)費從2000年的2.2億美元增加到2003年的7.5億美元，2005年將增加到9.82億美元。更重要的是，根據(jù)《21世紀納米技術研究開發(fā)法》，在2005～2008財年聯(lián)邦政府將對納米技術計劃投入37億美元，而且這還不包括國防部及其他部門將用于納米研發(fā)的經(jīng)費。
日本目前是僅次于美國的第二大納米技術投資國。日本早在20世紀80年代就開始支持納米科學研究，近年來納米科技投入迅速增長，從2001年的4億美元激增至2003年的近8億美元，而2004年還將增長20%。
在歐洲，根據(jù)第六個框架計劃，歐盟對納米技術的資助每年約達7.5億美元，有些人估計可達9.15億美元。另有一些人估計，歐盟各國和歐盟對納米研究的總投資可能兩倍于美國，甚至更高。
中國期望今后5年內(nèi)中央政府的納米技術研究支出達到2.4億美元左右；另外，地方政府也將支出2.4億～3.6億美元。中國臺灣計劃從2002～2007年在納米技術相關領域中投資6億美元，每年穩(wěn)中有增，平均每年達1億美元。韓國每年的納米技術投入預計約為1.45億美元，而新加坡則達3.7億美元左右。
就納米科技人均公共支出而言，歐盟25國為2.4歐元，美國為3.7歐元，日本為6.2歐元。按照計劃，美國2006年的納米技術研發(fā)公共投資增加到人均5歐元，日本2004年增加到8歐元，因此歐盟與美日之間的差距有增大之勢。公共納米投資占GDP的比例是：歐盟為0.01%，美國為0.01%，日本為0.02%。
另外，據(jù)致力于納米技術行業(yè)研究的美國魯克斯資訊公司2004年的一份年度報告稱，很多私營企業(yè)對納米技術的投資也快速增加。美國的公司在這一領域的投入約為17億美元，占全球私營機構38億美元納米技術投資的46%。亞洲的企業(yè)將投資14億美元，占36%。歐洲的私營機構將投資6.5億美元，占17%。由于投資的快速增長，納米技術的創(chuàng)新時代必將到來。
三、世界各國納米科技發(fā)展各有千秋
各納米科技強國比較而言，美國雖具有一定的優(yōu)勢，但現(xiàn)在尚無確定的贏家和輸家。
（1）在納米科技論文方面日、德、中三國不相上下
根據(jù)中國科技信息研究所進行的納米論文統(tǒng)計結果，2000—2002年，共有40370篇納米研究論文被《2000—2002年科學引文索引（SCI）》收錄。納米研究論文數(shù)量逐年增長，且增長幅度較大，2001年和2002年的增長率分別達到了30.22%和18.26%。
2000—2002年納米研究論文，美國以較大的優(yōu)勢領先于其他國家，3年累計論文數(shù)超過10000篇，幾乎占全部論文產(chǎn)出的30%。日本（12.76%）、德國（11.28%）、中國（10.64%）和法國（7.89%）位居其后，它們各自的論文總數(shù)都超過了3000篇。而且以上5國2000—2002年每年的納米論文產(chǎn)出大都超過了1000篇，是納米研究最活躍的國家，也是納米研究實力最強的國家。中國的增長幅度最為突出，2000年中國納米論文比例還落后德國2個多百分點，到2002年已經(jīng)超過德國，位居世界第三位，與日本接近。
在上述5國之后，英國、俄羅斯、意大利、韓國、西班牙發(fā)表的論文數(shù)也較多，各國3年累計論文總數(shù)都超過了1000篇，且每年的論文數(shù)排位都可以進入前10名。這5個國家可以列為納米研究較活躍的國家。
另外，如果歐盟各國作為一個整體，其論文量則超過36%，高于美國的29.46%。
（2）在申請納米技術發(fā)明專利方面美國獨占鰲頭
據(jù)統(tǒng)計：美國專利商標局2000—2002年共受理2236項關于納米技術的專利。其中最多的國家是美國（1454項），其次是日本（368項）和德國（118項）。由于專利數(shù)據(jù)來源美國專利商標局，所以美國的專利數(shù)量非常多，所占比例超過了60%。日本和德國分別以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英國、韓國、加拿大、法國和中國臺灣的專利數(shù)也較多，所占比例都超過了1%。
專利反映了研究成果實用化的能力。多數(shù)國家納米論文數(shù)與專利數(shù)所占比例的反差較大，在論文數(shù)最多的20個國家和地區(qū)中，專利數(shù)所占比例超過論文數(shù)所占比例的國家和地區(qū)只有美國、日本和中國臺灣。這說明，很多國家和地區(qū)在納米技術研究上具備一定的實力，但比較側重于基礎研究，而實用化能力較弱。
（3）就整體而言納米科技大國各有所長
美國納米技術的應用研究在半導體芯片、癌癥診斷、光學新材料和生物分子追蹤等領域快速發(fā)展。隨著納米技術在癌癥診斷和生物分子追蹤中的應用，目前美國納米研究熱點已逐步轉(zhuǎn)向醫(yī)學領域。醫(yī)學納米技術已經(jīng)被列為美國國家的優(yōu)先科研計劃。在納米醫(yī)學方面，納米傳感器可在實驗室條件下對多種癌癥進行早期診斷，而且，已能在實驗室條件下對前列腺癌、直腸癌等多種癌癥進行早期診斷。2004年，美國國立衛(wèi)生研究院癌癥研究所專門出臺了一項《癌癥納米技術計劃》，目的是將納米技術、癌癥研究與分子生物醫(yī)學相結合，實現(xiàn)2015年消除癌癥死亡和痛苦的目標；利用納米顆粒追蹤活性物質(zhì)在生物體內(nèi)的活動也是一個研究熱門，這對于研究艾滋病病毒、癌細胞等在人體內(nèi)的活動情況非常有用，還可以用來檢測藥物對病毒的作用效果。利用納米顆粒追蹤病毒的研究也已有成果，未來5～10年有望商業(yè)化。
雖然醫(yī)學納米技術正成為納米科技的新熱點，納米技術在半導體芯片領域的應用仍然引人關注。美國科研人員正在加緊納米級半導體材料晶體管的應用研究，期望突破傳統(tǒng)的極限，讓芯片體積更小、速度更快。納米顆粒的自組裝技術是這一領域中最受關注的地方。不少科學家試圖利用化學反應來合成納米顆粒，并按照一定規(guī)則排列這些顆粒，使其成為體積小而運算快的芯片。這種技術本來有望取代傳統(tǒng)光刻法制造芯片的技術。在光學新材料方面，目前已有可控直徑5納米到幾百納米、可控長度達到幾百微米的納米導線。
日本納米技術的研究開發(fā)實力強大，某些方面處于世界領先水平，但尚未脫離基礎和應用研究階段，距離實用化還有相當一段路要走。在納米技術的研發(fā)上，日本最重視的是應用研究，尤其是納米新材料研究。除了碳納米管外，日本開發(fā)出多種不同結構的納米材料，如納米鏈、中空微粒、多層螺旋狀結構、富勒結構套富勒結構、納米管套富勒結構、酒杯疊酒杯狀結構等。
在制造方法上，日本不斷改進電弧放電法、化學氣相合成法和激光燒蝕法等現(xiàn)有方法，同時積極開發(fā)新的制造技術，特別是批量生產(chǎn)技術。細川公司展出的低溫連續(xù)燒結設備引起關注。它能以每小時數(shù)千克的速度制造粒徑在數(shù)十納米的單一和復合的超微粒材料。東麗和三菱化學公司應用大學開發(fā)的新技術能把制造碳納米材料的成本減至原來的1／10，兩三年內(nèi)即可進入批量生產(chǎn)階段。
日本高度重視開發(fā)檢測和加工技術。目前廣泛應用的掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、近場光學顯微鏡等的性能不斷提高，并涌現(xiàn)了諸如數(shù)字式顯微鏡、內(nèi)藏高級照相機顯微鏡、超高真空掃描型原子力顯微鏡等新產(chǎn)品?？茖W家村田和廣成功開發(fā)出亞微米噴墨印刷裝置，能應用于納米領域，在硅、玻璃、金屬和有機高分子等多種材料的基板上印制細微電路，是世界最高水平。
日本企業(yè)、大學和研究機構積極在信息技術、生物技術等領域內(nèi)為納米技術尋找用武之地，如制造單個電子晶體管、分子電子元件等更細微、更高性能的元器件和量子計算機，解析分子、蛋白質(zhì)及基因的結構等。不過，這些研究大都處于探索階段，成果為數(shù)不多。
歐盟在納米科學方面頗具實力，特別是在光學和光電材料、有機電子學和光電學、磁性材料、仿生材料、納米生物材料、超導體、復合材料、醫(yī)學材料、智能材料等方面的研究能力較強。
中國在納米材料及其應用、掃描隧道顯微鏡分析和單原子操縱等方面研究較多，主要以金屬和無機非金屬納米材料為主，約占80%，高分子和化學合成材料也是一個重要方面，而在納米電子學、納米器件和納米生物醫(yī)學研究方面與發(fā)達國家有明顯差距。
四、納米技術產(chǎn)業(yè)化步伐加快
目前，納米技術產(chǎn)業(yè)化尚處于初期階段，但展示了巨大的商業(yè)前景。據(jù)統(tǒng)計：2004年全球納米技術的年產(chǎn)值已經(jīng)達到500億美元，2010年將達到14400億美元。為此，各納米技術強國為了盡快實現(xiàn)納米技術的產(chǎn)業(yè)化，都在加緊采取措施，促進產(chǎn)業(yè)化進程。
美國國家科研項目管理部門的管理者們認為，美國大公司自身的納米技術基礎研究不足，導致美國在該領域的開發(fā)應用缺乏動力，因此，嘗試建立一個由多所大學與大企業(yè)組成的研究中心，希望借此使納米技術的基礎研究和應用開發(fā)緊密結合在一起。美國聯(lián)邦政府與加利福尼亞州政府一起斥巨資在洛杉礬地區(qū)建立一個“納米科技成果轉(zhuǎn)化中心”，以便及時有效地將納米科技領域的基礎研究成果應用于產(chǎn)業(yè)界。該中心的主要工作有兩項：一是進行納米技術基礎研究；二是與大企業(yè)合作，使最新基礎研究成果盡快實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。其研究領域涉及納米計算、納米通訊、納米機械和納米電路等許多方面，其中不少研究成果將被率先應用于美國國防工業(yè)。
美國的一些大公司也正在認真探索利用納米技術改進其產(chǎn)品和工藝的潛力。IBM、惠普、英特爾等一些IT公司有可能在中期內(nèi)取得突破，并生產(chǎn)出商業(yè)產(chǎn)品。一個由專業(yè)、商業(yè)和學術組織組成的網(wǎng)絡在迅速擴大，其目的是共享信息，促進聯(lián)系，加速納米技術應用。
日本企業(yè)界也加強了對納米技術的投入。關西地區(qū)已有近百家企業(yè)與16所大學及國立科研機構聯(lián)合，不久前又建立了“關西納米技術推進會議”，以大力促進本地區(qū)納米技術的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進程；東麗、三菱、富士通等大公司更是紛紛斥巨資建立納米技術研究所，試圖將納米技術融合進各自從事的產(chǎn)業(yè)中。
歐盟于2003年建立納米技術工業(yè)平臺，推動納米技術在歐盟成員國的應用。歐盟委員會指出：建立納米技術工業(yè)平臺的目的是使工程師、材料學家、醫(yī)療研究人員、生物學家、物理學家和化學家能夠協(xié)同作戰(zhàn)，把納米技術應用到信息技術、化妝品、化學產(chǎn)品和運輸領域，生產(chǎn)出更清潔、更安全、更持久和更“聰明”的產(chǎn)品，同時減少能源消耗和垃圾。歐盟希望通過建立納米技術工業(yè)平臺和增加納米技術研究投資使其在納米技術方面盡快趕上美國。
第3篇：納米技術專業(yè)范文
納米技術(Nanotechnology)是指在納米尺度下對物質(zhì)進行制備、研究和工業(yè)化，以及利用納米尺度物質(zhì)進行交叉研究和工業(yè)化的一門綜合性的技術體系。
1．納米尺度空間
國際上公認0．1～100nm為納米尺度空間。為研究工作方便，有人把尺寸0．1～1μm視為亞微米體系，尺寸1～100nm劃分納米體系，典型尺寸
納米尺度空間所涉及的物質(zhì)層次，是既非宏觀又非微觀的相對獨立的中間領域，被人稱之為介觀(mesoscopy)研究領域。
2．納米技術范疇
(1)納米材料與技術：納米材料包括納米微粒與納米固體。納米微粒通常>1nm，需用電子顯微鏡才能看到；納米固體系納米結構材料，尺寸為1―100nm的納米微粒凝聚而成的塊體、薄膜、多層膜和纖維。又分為晶態(tài)、準晶態(tài)和非晶態(tài)三類。
納米材料技術(包括納米相材料技術和納米復合改性技術)是緣于納米顆粒的性能發(fā)生了變化，從而使納米材料在力學、磁學、熱學、光學、電學、催化等性能及生物活性方面發(fā)生變化，因而被廣泛應用于各種材料領域；醫(yī)學上可用于人造骨、人造牙齒等。
(2)納米器件及技術：其一，微型傳感器：利用尖端直徑小到足以插入活細胞內(nèi)而不嚴重干擾細胞的正常生理過程，以獲取活細胞內(nèi)足夠的動態(tài)信息來反映其功能狀態(tài)。這將為臨床相應疾病提供診斷及治療的客觀指標，也為藥理學、細胞工程、蛋白質(zhì)工程、酶工程等研究提供相應的材料和技術。
其二，微機器人(包括微型機器人與微操作機器人)微型機器人是指外形很小，便于進入微小空間進行可控操作的微型機器。如果機械結構能做到前所未有的微細，再集成高度的智能的話，那么人們將創(chuàng)造出面目全非的機械，建立一門概念全新的學科。
納米技術能為醫(yī)學做些什么
1．納米生物學(Nanobiology)研究以納米為尺度，研究(1)細胞內(nèi)各種細胞器的結構和功能(如線粒體、細胞核)(2)細胞內(nèi)外之間及生物體的物質(zhì)、能量和信息交換；(3)生物反應機理：包括修復、復制和調(diào)控等方面的生物過程：(4)根據(jù)生物學原理，發(fā)展分子工程，包括納米生物分子機器人和納米信息處理系統(tǒng)。
2．生物與醫(yī)學工程研究
微操作機器人系統(tǒng)可在生物與醫(yī)學工程研究中進行顯微注射與顯微切割，這是一項復雜的微操作過程，其精度要求在微米級。目前上述操作基本上由人工在顯微鏡下手動或半自動完成。手工操作效率極低，如微注射產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因家畜的成功率只有5％左右，一個熟練的操作人員一天大約可注射100個受精卵，而培養(yǎng)一名熟練的操作人員要花5年時間。
3．診斷與監(jiān)測
(1)光學相干層析術(OCT)已于1997年12月24日，由清華大學單原子探測實驗室研制成功，可望1999年進入臨床，被科學家譽為“分子雷達”。
OCT的分辨率可達1個微米級，較CT和核磁共振術的精密度高出上千倍。它能每秒2000次完成生物體內(nèi)活細胞的動態(tài)成像，觀察活細胞的動態(tài)，發(fā)現(xiàn)單個細胞病變，且不會像X光、CT、磁共振那樣殺死活細胞。有了如此準確的依據(jù)，人們或許有辦法把疾病“扼殺在萌芽狀態(tài)中”而不必等到生命的尾聲才被CT與磁共振檢查出癌組織病變。
(2)激光單原子分子探測術：此術同樣具有超高靈敏性，可在含有1000億億(1019)個原子或分子的1CM3氣態(tài)物質(zhì)中，在單個原子分子層次上準確獲取其中一個。按照這一辦法，科學家希望對生物體尤其是人體內(nèi)生物分子的活動進行探測，以找到影響人類健康的某些答案。通過人的唾液、血液、糞便以及呼出的氣體，及時發(fā)現(xiàn)人體中哪怕只有億萬分之一的各種致病或帶病游離分子(或標志體)，相信已不再是一件遙遠的事情。
(3)微小探針技術可向人體內(nèi)植入，根據(jù)不同的診斷和監(jiān)測目的，可定位于體內(nèi)的不同部位，也可隨血液在體內(nèi)運行，隨時將體內(nèi)的各種生物信息反饋于體外記錄裝置。此項技術有可能成為21世紀醫(yī)學界常用的手段。
4．臨床治療
(1)顯微外科術的革命――細胞修復術眾所周知，本世紀器官移植，人工器官技術的發(fā)展，曾使得外科從修復外科時代(對病變器官與組織的切除)向替代外科時代(器官移植、人工器官)發(fā)展，并有專家預言21世紀醫(yī)學仍然是替代外科為主的時代。
(2)定點給藥：利用微型機器人深人體內(nèi)做到定點給藥，將是21世紀內(nèi)科疾病治療的革命。①糖尿?。和庠葱匝a充胰島素，需要準確了解體內(nèi)血糖的變化，且常年肌注，病人極為不便。胰島移植的手術費用、病人痛苦以及成功率等方面都存在不少問題。利用納米藥物存儲器，定點存放在人體胰島部位，根據(jù)納米監(jiān)測器對體內(nèi)血糖水平的變化情況，自動調(diào)控對胰島素的釋放。對此，日本科學家已有初步的研究成果。②腫瘤：腫瘤的放療、化療及外科手術以及器官移植，心血管疾病的現(xiàn)行治療方法，因其功用只是彌補疾病后果或推遲死亡，盡管在大眾傳媒中被視為高技術的同義詞，而實際上耗資巨大，已成為西方醫(yī)療危機的主要原因，故被劉易斯?托瑪斯稱為“半拉子”醫(yī)療技術。而納米技術正是向類似的“牛拉子”醫(yī)療技術挑戰(zhàn)的有力武器，因為利用納米技術制成的“生物導彈”可導向定點給藥，將腫瘤殺滅在萌芽狀態(tài)之中。
機遇與對策
1．納米技術在醫(yī)學領域內(nèi)的發(fā)展前景
除納米材料在替代醫(yī)學中得到廣泛的應用之外，納米器件有可能成為未來保衛(wèi)人類健康的一支忠實可靠的“衛(wèi)隊”。(1)納米生物傳感器用于監(jiān)測、收集、播送體內(nèi)細胞的健康狀態(tài)和病變信息(2)納米藥物存儲器(藥泵) 用于存儲、運輸指定存儲的藥物，并按指定的部位存放，即定點給藥，其體積可達數(shù)個微米(3)納米生物導彈直接用于治療各種細胞水平的疾病，對病變組織有親和力，對病變細胞有殺傷力，可特異性地殺滅腫瘤細胞(4)納米細胞修復器用于修復細胞內(nèi)的各種病變，如線粒體、細胞核的病變(5)納米細胞監(jiān)督器用于監(jiān)視免疫細胞、白細胞等細胞正常功能的發(fā)揮；(6)納米細胞清掃器：幫助清除體內(nèi)的代謝廢物以及外界進入體內(nèi)的有害物質(zhì)；(7)納米細胞檢疫器：巴西和美國科學家最近發(fā)明了世界上最小的“秤”，能夠稱量10-9克的物體，即相當于一個病毒的重量。利用納米“秤”可稱出不同病毒的重量，以發(fā)現(xiàn)新的病毒?？啥c于口腔、咽喉、食道、氣管等外界開放的部位，以充當“檢疫”。
2．迎接納米技術的挑戰(zhàn)
第4篇：納米技術專業(yè)范文
關鍵詞：新生研討；納米技術；問題驅(qū)動；互動實踐
新生研討課（Freshman seminar）是一種面向大學新生開設的小班專題研討課程[1]。它通過小班研討、師生互動等方式，激發(fā)學生研究熱情，鼓勵學生在研討交流中獨立思考、多角度分析，從而提高學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。1959年美國哈佛大學首先開設新生研討課，受到學生的好評[2]。從2003年開始，國內(nèi)在教育改革中走在前列的高校如清華大學、浙江大學等，也陸續(xù)引入了這種新型的教學模式，作為改善大學一年級教育的重要途徑。然而，新生研討課是一種全新的教學模式，少有固定教材；教學內(nèi)容涉及眾多領域和交叉學科，多是教師自己多年教學、科研經(jīng)驗的總結；師生間的互動研討是主要教學形式。目前，新生研討課的開設還處于起步探索階段，需要不斷總結已有的成功經(jīng)驗，在更多高校新生中普遍推廣。本文作者結合自己幾年來成功開設納米技術新生研討課的經(jīng)驗，談幾點體會，以期拋磚引玉。
一、全面認識新生研討課的目標與定位
開設新生研討課是建立與研究型大學相適應的研究性教學體系的一部分，其目的在于提升創(chuàng)新人才培養(yǎng)水平，進一步推動名師上講臺。
新生研討課的教學目標是使新生體驗一種全新的以探索和研究為基礎，師生互動為教學組織形式，自主性、研究性學習為學習形式的模式，為后繼學習打好基礎，為新生創(chuàng)造一個在合作環(huán)境下進行探究式學習的機會，實現(xiàn)名師與新生的對話，架設教授與新生間溝通互動的橋梁，縮短新生與教授之間的距離，對學生各個方面進行整體的綜合培養(yǎng)和訓練。
新生研討課的定位是面向一年級新生開設的選修課。它與一般意義上的選修課的不同之處在于，不僅讓新生學習知識，更重要的是讓新生體驗認知過程，強調(diào)教師的引導與學生的充分參與和交流，啟發(fā)學生的研究和探索興趣，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的意識和能力。
二、新生研討課的教學實踐與體會
新生研討課是由各學科領域的教授以自己多年的教學科研成果作為教學內(nèi)容，圍繞師生共同感興趣的專題，進行師生之間、學生之間的交流互動。對學生在掌握知識、開闊視野、合作精神、批判思考、交流表達、寫作技能等諸多方面進行整體上的培養(yǎng)與訓練。這一教學模式在教學內(nèi)容，教學目標，授課方法、教學形式等諸多方面皆與慣常教學有很大突破和不同。幾輪實踐下來，個人有以下5點體會。
1. 合適的課程名稱和研討內(nèi)容是成功的一半
學生在選課時第一眼看到的是課程名稱，因而，課程名稱的好壞直接關系到學生對這門課程的興趣。合適的研討內(nèi)容是互動研討得以開展的保證。作者認為合適的研討課應滿足以下幾點要求：1）對學生有足夠的吸引力。有興趣才有探索求知的欲望，才能激發(fā)學生的主觀能動性；2）門檻低，入門容易。不需要專業(yè)的知識作鋪墊，有高中的物理化學知識，甚至科普常識即可；3）課程屬于交叉學科，內(nèi)容豐富，面廣，適合不同學科、不同專業(yè)背景的學生選修，同時也易于組織專題研討。
基于以上認識，作者以多年來從事的納米技術研究作為課程名稱和內(nèi)容的選取依據(jù)，最終選定“納米技術與未來世界”作為本課程的名稱，并包括了以下研討專題：一、納米科技的發(fā)展態(tài)勢與未來；二、納米科技在航空、航天軍事中的應用與發(fā)展；三、自然界中的納米現(xiàn)象與仿生；四、納米科技在生物醫(yī)學中“大顯身手”；五、納米科技在微機電系統(tǒng)制造中的優(yōu)勢；六、環(huán)境保護中的納米科技；七、納米科技在新能源開發(fā)中嶄露頭角；八、納米科技在建筑中的應用及未來暢想。納米技術是當下熱門技術，發(fā)展最快的技術，是未來科技發(fā)展的方向，對學生有足夠的興趣與吸引力，學生選課積極踴躍。納米技術在日常生活中應用廣泛，應用其制造的各種新產(chǎn)品經(jīng)常見諸于新聞媒體，科普宣傳片。因此，學生容易接收，無需專業(yè)知識，即可參與互動研討。納米技術還是一門涉及材料、化學、生物、醫(yī)學、機械等學科的先進技術，與納米技術有關的新生研討課適合不同學科、不同專業(yè)背景學生選修。學生除了能學到了本專業(yè)的知識外，還能與其他專業(yè)的同學共同研討、交流，拓寬其在不同學術領域的視野。此外，本課程所包含的不同專題很好地照顧到不同專業(yè)學生的需要，學生可以根據(jù)自己的專業(yè)選擇相應感興趣的部分自主性學習并開展師生間、學生間的相互研討。
2. 從身邊事物與現(xiàn)象切入，以問題驅(qū)動研討
身邊事物與現(xiàn)象大家都熟悉但又常常被忽略，容易引起學生的興趣與共鳴，以此為切入點，通過提出一系列不同思考深度的問題，從而引導思考，驅(qū)動研討，這是常用而有效的課堂教學方法之一。比如在“納米科技與未來世界”課程中的“納米自然現(xiàn)象”這一堂課中，作者先給出兩種自然界中與納米技術有關的常見現(xiàn)象：荷葉出淤泥不染與不沾水，雨后水稻葉子上呈球狀的小水滴。這兩種獨特的現(xiàn)象與日常生活中水的浸濕效果是完全不一樣的，學生對這種現(xiàn)象非常熟悉但又說不出具體原因，經(jīng)過教師的提問，學生的好奇心被激發(fā)起來。教師進一步提問：為什么會出現(xiàn)這種奇特的現(xiàn)象？誰還能再舉出更多類似的現(xiàn)象？這一問題激活了學生對生活經(jīng)驗的記憶，他們七嘴八舌地展開了討論：“鴨子在水中游泳時，背上的羽毛是不沾水的，抖一抖水珠都滑落了”， “水黽能在水面上站立而不沉下去，并且還能作快速的移動”……這些都是學生司空見慣而以往常常被忽視的生活現(xiàn)象。接著教師進一步啟發(fā)學生思考：“誰能說說這些‘特異功能’可能是怎么形成的？”這一問題打開他們的想象空間，燃起他們探索科學的熱情。學生們暢所欲言：“肯定與某種特定的結構有關”，“與某種特定的材料有關”，“與某種材料的排列有關”……在學生的猜測與師生間的求證交流下，問題得出結論：納米結構的疏水性。最后教師啟發(fā)學生進一步暢想：“如何借鑒納米的這種疏水性設計不濕水的衣服免去下雨的麻煩，設計疏水型飛機機翼免去機翼結冰帶來的危險……”。 學生們利用思考探究得來的納米基礎知識，結合自然生物納米特點，展開豐富的想象，對設計全新概念的新型疏水裝置提出了各種各樣的方案。有的方案引經(jīng)據(jù)典，論證比較嚴密；有的方案富有創(chuàng)意，讓人眼前一亮；有的方案雖然缺乏足夠依據(jù)，但想法大膽。在思維的交流與碰撞中，學生們提高了提出問題與分析問題的能力。
3. 以小組為團隊，培養(yǎng)自主性學習習慣
傳統(tǒng)課堂常常老師埋頭講，學生埋頭記。這種教學模式下，教學內(nèi)容是固定的，教師按照書本內(nèi)容講，學生接受到的是零散、沒有聯(lián)系的“死知識”，中間沒有知識的消化-吸收-轉(zhuǎn)化的過程，學生較少有獨立思考的機會，學習處于被動接受的狀態(tài)。而新生研討課注重學生主動探究的學習過程。學生根據(jù)自己的興趣愛好選則特定的話題，查閱資料，分析問題，主動學習相關的知識，并對知識的邏輯作深層次的整理加工，最后形成書面的研究報告在小組專題討論會上演講，同時接受老師與其他同學的提問，通過相互的交流研討，去偽存真，接受到的是鮮活的、有機聯(lián)系的知識體系。在“納米科技與未來世界”這一課程中，作者根據(jù)學生的興趣愛好或者專業(yè)特點，讓他們自由分組，以3人為一個團隊，在專題中選定一個作為團隊大作業(yè)，然后合理分工，查找文獻，自主性學習，分析整理問題，形成團隊專題報告并以PPT的形式作公開演講。同時，教師與其他團隊的成員可以進行質(zhì)疑，相互辯論，相互研討，不斷完善專題報告。在研討中每個小組成員匯報自己的學習成果，同時接受別人的新知識，這種積累的知識是生動的，再思考過的，鮮活的。
4. 發(fā)揮研究生的“助教”作用
新生研討課的研討內(nèi)容多是教師自己多年教學、科研經(jīng)驗的總結，既有經(jīng)典內(nèi)容，也有科研一線的新問題，涉及眾多領域和交叉學科。盡管任課老師大多是該領域的教授，知識儲備豐富，但有時學生提出的問題還是會時不時超出老師的現(xiàn)有知識，如果老師強行中斷或引開現(xiàn)有的話題，難免會使熱烈的研討氛圍大打折扣，傷害學生探究問題的熱情，導致探討問題的深度不夠。這時，可以發(fā)揮研究生的“助教”作用。碩士、博士研究生一直處于科研一線，他們對導師現(xiàn)有某一課題方向有著非常深入的研究，在相關研討課開始的時候可以輔助導師引導、回答各種前沿的技術性問題，這樣既照顧到研討問題的廣度和寬度，又滿足了一部分同學研討問題的深度。比如作者的博士生中有的是研究納米載藥在腫瘤治療中的應用的，有的研究納米薄膜與涂層的吸波與隱身應用的；有的研究納米自組裝技術在微機電系統(tǒng)制造中的應用的；有的研究納米技術提高單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)化效率的。因此，在實施上述相關專題研討課的時候，與相關的博士生共同主持研討課，把最前沿的技術與學生分享，既解決了現(xiàn)有的難題，又激發(fā)了學生的探究熱情，為日后的相關學術研究奠定基礎，收到了很好的教學效果。
5. 課堂之外的互動實踐培養(yǎng)學生動手能力
自然科學類研討課程除了課堂上的研討，還離不開課外的互動實踐。不但要培養(yǎng)學生的理論知識的學習能力，還要強化實踐動手能力的培養(yǎng)。新生研討課除了在教室開展互動研討，還可以把活動地點放在課堂外的實驗室。在實驗室中，教師不僅可以向?qū)W生介紹實驗儀器與設備、實驗原理與手段，還可以充分結合自己的科研項目，組織學生與碩士、博士研究生就他們的研究課題展開互動研討，讓學生對具體的科研課題提出自己的疑問。在這樣的學習環(huán)境下，學生不但可以學習到直觀的知識，還能就自己感興趣的話題深入研討，甚至親手做一部分實驗，為自己將來的科研奠定良好的基礎?！凹{米科技與世界未來”這門課程中，作者結合自己的科研項目——稀土納米自組裝分子膜技術在微機電系統(tǒng)摩擦學中的應用，帶領學生展開研討。教師首先介紹課題的背景知識：宏觀與微觀機電系統(tǒng)摩擦學的區(qū)別及有關的基本概念——納米自組裝膜技術。然后，提出問題——怎樣制備合適的納米分子自組裝膜并表征？帶著這個問題學生可以思考哪些條件可能會影響成膜的厚度與形狀，這種技術的優(yōu)勢與成本及應用前景等，并與教師及研究生開展互動討論，有興趣的同學還可以親自制備一些分子膜并在電鏡下觀察表面形貌，測試摩擦學性能。為了滿足一部分有強烈科研要求同學的需求，在上海交通大學本科生研究計劃項目（PRP）經(jīng)費的資助下，作者每學期根據(jù)科研課題設置3個項目課題，由研究生帶領6名有較強動手能力的研討課學生在實驗室做實驗，培養(yǎng)他們的科研素養(yǎng)。此外，實驗室還有專門為本科生開設的特色實驗項目，通過這些實驗的開展，大大促進了學生對理論知識的理解，培養(yǎng)了他們的學術研究能力。三年的實踐結果表明，當年選修這門課的并跟著做PRP項目的學生，已經(jīng)順利地拿到美國密歇根大學、弗吉尼亞理工學院等大學進一步深造的錄取通知書。在談到申請成功的經(jīng)驗時，這些學生無不對當初這門新生研討課給予很高的評價，正是這種與國外高校相同教學模式的研討課程和強調(diào)動手實踐的PRP項目為他們贏得了更會的機遇。
三、新生研討課進一步改進措施與建議
一是控制班級學生人數(shù)。在與學生的交流中，學生反饋30人一班人數(shù)太多，使討論和發(fā)表意見的機會相應減少，同時研討問題的深度與廣度也因此受到制約。建議應每班以10～15人最佳。
二是增強學術研討氣氛。新生研討課的研討氣氛還不夠熱烈。很多學生還沒有從中學的被動聽課模式中轉(zhuǎn)變過來，還沒有發(fā)言的習慣。這些都需要教師在轉(zhuǎn)變學生學習方式上多作努力，多鼓勵、引導學生發(fā)言，充分調(diào)動現(xiàn)場的研討氣氛。
三是系統(tǒng)培訓授課教師。新生研討課是一種不同于傳統(tǒng)教學的嶄新課程，如何進行研討課的主持與引導讓課堂討論流暢與和諧，授課教師需要不斷探索研究。上海交通大學教學發(fā)展中心（Center for Teaching and Learning Development）是一個關于教師的“教”和學生的“學”的研究和培訓機構，在提升我校教師的教學水平方面已經(jīng)取得了不小的成功，今后還可對教師增加有關新生研討課方面的培訓，幫助教師調(diào)整新生研討課方面的教學內(nèi)容與方法，使新生研討課更加高效。
四是與后續(xù)課程有效銜接。小班專題研討，名師執(zhí)教的形式對于二年級、高年級也是相當重要的。后續(xù)課程可以設計出一些富有特色的專業(yè)研討課與新生研討課相銜接和呼應，從而將研討課的理念和教學方法在后續(xù)課程，如在通識課程、專業(yè)課程中適度推廣。
參考文獻：
[1] 屈林巖，王向紅. 美國大學FYE及其啟示[J]. 比較教育研究，2011 （11）：20-24.
第5篇：納米技術專業(yè)范文
日前，由上海工程技術大學服裝學院教授沈勇領銜的紡織化學與染整工程科研創(chuàng)新團隊科研成果《高性能納米光觸媒功能性紡織品的加工關鍵技術及產(chǎn)業(yè)化》獲得上海市科技進步二等獎。
凈化空氣的紡織品
早在2006年，日本多家公司就開始了空氣凈化紡織品的嘗試，部分公司生產(chǎn)的滌綸織物可以凈化甲醛、氨水、醋酸等物質(zhì)，還有一些腈綸可以通過化學吸收的方式消除氨氣，一款滌綸則對乙醛有很強的去除作用，而乙醛就是煙草的主要成分。
沈勇帶領的科研團隊此次研制的一種納米催化材料，在光的作用下就可以降解空氣中的甲醛、苯等有害有機物，這些有機物將被分解成水和二氧化碳，從而達到凈化空氣的效果。經(jīng)過鑒定，這項科研成果集自清潔、凈化空氣、抗菌、除臭、抗紫外線等功能于一身。
談到最初立項，沈勇教授告訴記者：“現(xiàn)在很多新聞報道指出有孩子坐了剛買的新車，或者住進新房子不久就得了白血病，雖然現(xiàn)在醫(yī)學上不能確定甲醛等有害物質(zhì)是致病的主因，但我們還是希望找到一種能夠凈化空氣的材料避免空氣污染對人體的傷害?！?/p>
在不斷的研究中，他發(fā)現(xiàn)納米光催化材料和紡織纖維能夠作為高效和持久性的多功能紡織品，降解或分解環(huán)境中的揮發(fā)性有機物，可應用于日常生活中和某些特殊場合，達到“凈化空氣”的作用。
更令人驚喜的是，該產(chǎn)品不但能夠凈化空氣，還具有防紫外線、抗菌除臭等多個功能。與之相比，日本的空氣凈化紡織品顯得功能較為單一，使用不便。
但是，要將納米光催化材料和紡織纖維結合需要大量的研究工作，此前已有很多研究團隊進行了相關嘗試。
有團隊采取了溶液共混或熔體共混方法將納米材料與纖維聚合物混合，制得功能性纖維及織物，這解決了納米分子需要與纖維牢固結合的問題，但一個新問題隨之而來：這樣制成的納米材料極易團聚，并可能伴有雜質(zhì)，不容易控制。
另外的方法是通過粘合劑把納米材料“粘”在紡織品的表面。而這樣的紡織品不易清洗，且面料手感粗糙。
通過近10年的研究，沈勇終于找到了一個解決方法：利用結構改性的化學方法，使得納米材料帶上反應性化學基團直接與纖維反應實現(xiàn)共價鍵緊密連接，這種化學結合不僅保證了面料的手感，不含任何添加粘合劑，還利用了織物原材料的特性，綠色環(huán)保。
他介紹道，該項目最為關鍵的是在納米粒子均勻分散及其與纖維的堅牢結合過程中的相關技術上實現(xiàn)了突破，完成了多項技術創(chuàng)新。
通過這一項目，他的團隊開發(fā)了改性納米二氧化鈦在紡織品功能整理上的“一步法”水解制備應用技術和生產(chǎn)技術，研發(fā)了改性納米二氧化鈦在紡織品上的可行整理工藝，解決了納米粒子在纖維上的均勻分散及其與纖維堅牢結合的問題，開發(fā)了系列織物光觸媒、抗菌、抗紫外線多功能整理劑，建立了納米多功能紡織服裝面料、家用紡織品、汽車內(nèi)飾用紡織品的生產(chǎn)基地。
快速攻關需產(chǎn)學研一體
談到這一項目的成功，沈勇表示，在科研中，產(chǎn)學研一體的研發(fā)模式功不可沒。
為了早日研發(fā)成功，沈勇的研發(fā)團隊與多家企業(yè)進行了合作，采用了課題負責人負責制，產(chǎn)品開發(fā)方面充分利用項目單位現(xiàn)有的產(chǎn)學研用一體化條件，將所開發(fā)的技術快速應用到規(guī)模生產(chǎn)中，縮短了技術和產(chǎn)品開發(fā)完成的過程和時間，產(chǎn)品生產(chǎn)方面主要利用項目單位現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，同時將較為專業(yè)的加工委托給專業(yè)廠家按技術要求進行生產(chǎn)，這樣既可保證項目正常的投入和成本，又可帶動其他相關產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動發(fā)展。
研發(fā)團隊通過定期總結課題經(jīng)驗，研究成果通過產(chǎn)學研用平臺及時進行轉(zhuǎn)化，為技術成果的轉(zhuǎn)化提供良好的氛圍和必要的配套措施。
而與之合作的上海八達紡織印染服裝有限公司、上海龍頭家紡有限公司、上海汽車地毯總廠有限公司也在科研項目中得到了良好的發(fā)展。
記者還了解到，研發(fā)團隊將繼續(xù)依托2013年立項的上海市研發(fā)公共服務平臺“上海服裝創(chuàng)意設計與數(shù)字化技術公共服務平臺”，聯(lián)合上海八達紡織印染服裝有限公司、上海龍頭家紡有限公司、上海汽車地毯總廠有限公司等為上海紡織服裝產(chǎn)業(yè)研究開發(fā)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供各類信息和服務支撐。
第6篇：納米技術專業(yè)范文
首先，由于介孔二氧化鈦具有高比表面積，發(fā)達有序的孔道結構，而且，孔徑尺寸在一定條件下是可以協(xié)調(diào)的，主要是它的表面易于改性等特點，可以有效的促進二氧化鈦的光催化，以及光電轉(zhuǎn)換等功能得以實現(xiàn)，研究這一材料可以有效的提高我國的航天和生物材料、空氣凈化等領域的技術，使我國在這些領域取得巨大的突破，這一材料的研究成果可以應用到生活的方方面面，從而一定程度上提高了人們生活的品質(zhì)，使得人們的生活更加便利［3］。其次，國內(nèi)專家對介孔二氧化鈦功能納米材料的研究可以進一步提升在世界該類研究領域的地位，為以后的技術發(fā)展奠定良好的基礎，彌補世界研究領域的缺憾。另外，應該注意總結和解決制備材料中的科學問題，例如如何控制納米材料顆粒尺寸、顆粒尺寸分布、團聚和解團聚等問題的解決和控制，這對于獲得高質(zhì)量的納米材料和納米固體有一定的指導意義。
2方法研究
2．1介孔二氧化鈦方法研究因為二氧化鈦在材料科學領域具有重要的應用價值，目前最主要的研究方法是水熱法、溶劑熱法、模板法、溶膠凝膠法等合成方法實現(xiàn)了對二氧化鈦結構與形態(tài)的控制［4］。
2．1．1水熱分解法主要是采用兩步水熱法合成二氧化鈦介孔球，首先是反應過程中將乙酸鈦與乙二醇混合均勻，將此混合液加到丙酮與水的混合液中得到前驅(qū)體，最后將前驅(qū)體在加熱條件下回流，即可得到二氧化鈦介孔球。在利用水熱法分解二氧化鈦介孔材料的過程中，由于含鈦的前驅(qū)體對反應體系中的水較為敏感，從而導致水解速度過快，所以得到的反應物往往是不規(guī)則的形態(tài)，從而由于顆粒的嚴重聚集，得不到分散較優(yōu)的結構，在此基礎上，模板法和溶劑熱法便在這種情況下出現(xiàn)。
2．1．2模板法模板法一般分為軟模板法和硬模板法。主要以軟模板法為例研究，采用軟模板法可以得到二氧化鈦介孔球其具體步驟是以有序的二氧化硒小球為模板，將模板侵濕在甲基丙烯酸甲酯溶液中，利用HF溶液將內(nèi)部將二氧化硒小球刻蝕，剩下的聚甲基丙烯酸甲酯的網(wǎng)眼，再將聚甲基丙烯酸甲酯的網(wǎng)眼侵濕在含鈦前驅(qū)體中，最后將所得的產(chǎn)物在400攝氏度的空氣中煅燒就可以得到二氧化鈦介孔小球［5］。利用模板法合成二氧化鈦材料，最后一步都是對模板劑的除去，利用煅燒法除去模板劑，有利于結晶性的提高，但是不利于最后的材料成型，而利用化學溶劑進行除劑，會造成材料結構發(fā)生變化，從而使樣品受到污染。
2．1．3溶劑熱法溶劑熱法既能克服水熱法水解過快的缺點，也能克服模板法除去模板劑的復雜等缺陷，一般使用的溶劑主要有單一溶劑和混合溶劑兩種，在利用溶劑熱法的時候，一般是將一種或幾種的前驅(qū)體溶解在有機溶劑中，雖然這種方法相對簡單易于控制，但是前驅(qū)體在有機溶劑中的形式卻不是很樂觀。
2．2納米二氧化鈦摻雜方法分析二氧化鈦是紫外線光響應的光催化劑，所以二氧化鈦對可見光的吸收相對較弱，因此制造光催化劑就變得尤為重要。目前使用較多的是對二氧化鈦材料進行摻雜，包括金屬摻雜和非金屬摻雜、共摻雜以及貴金屬負載等，利用這種方法可以得到結晶性好、電子－空穴復合率低和具有可見光響應的二氧化鈦。因此利用不同的合成方法，可以得到不同形貌的二氧化鈦的材料，如納米球、納米管、納米線以及三維的微球結構等新材料。這些新的材料被應用到了太陽能電池和鋰離子電池、生物技術、污水處理等方面，并且取得了良好的經(jīng)濟和社會效益［6］。
2．2．1金屬摻雜對二氧化鈦進行金屬摻雜，同樣可以達到減小帶隙寬度的目的。在金屬摻雜的試驗中，摻雜后可以改進納米晶體在非極性溶劑中的溶解度和分散性，使得二氧化鈦的材料的精密度進一步提高，使得分解出的納米材料更好的被應用到航空和航天類高精密度的行業(yè)中。
2．2．2非金屬摻雜因為二氧化鈦具有較大的帶隙能，對可見光的反應較差，因此可以通過二氧化鈦的非金屬摻雜，讓非金屬元素參與到二氧化鈦的導帶的雜化中，從而可以有效的解決導帶和價帶之間的能量差，最終研制出可見光感應的催化劑。
2．2．3共摻雜對二氧化鈦進行單一元素的摻雜，只能在一定程度上增大二氧化鈦的價帶能或者減小其導帶能，從而減小二氧化鈦的帶隙寬度，最后將其改性為可見光感應的催化劑，然后，可以同時對二氧化鈦價帶和導帶能進行處理，使二氧化鈦價帶能級頂部增大，同時使其導帶能級底部降低，所以，對二氧化鈦進行多種元素共摻雜的研究和探索就出現(xiàn)了。對二氧化鈦材料進行共摻雜的研究在不斷更新，可以進一步歸納為:金屬－金屬共摻雜，金屬－非金屬共摻雜以及非金屬－非金屬摻雜［7］。
3介孔二氧化鈦的應用方向
近幾年來，我國加大了對二氧化鈦技術的研究力度，介孔二氧化鈦納米材料得到了廣泛的應用和普及，漸漸影響了人們的日常生活和工作，強力推動了相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐，其中面積體積大，孔分布廣且均勻是二氧化硅納米材料最為突出的特性，在這種研究背景下，相關的工作人員進行了大范圍的研究活動，并生產(chǎn)出了依附離子、鋰離子及太陽能電池，光催化劑等專業(yè)應用技術。
3．1光催化劑光催化劑主要的應用原理是電子空穴對，良好的量子運作效率和完全無毒無害是它的主要特點，由于二氧化鈦具有比較高的穩(wěn)定性，針對這種物理化學特性，利用相關光子的激發(fā)，成為電子，在這個過程中當催化劑被來自光子的能量進行大幅度吸收時，充分利用這一部分的能量大于間隙的空間，用強光照射半導體，從而刺激其產(chǎn)生電子空穴對現(xiàn)象。這種過程的主要目的是可以自主自發(fā)的與表面吸附的物體發(fā)生還原氧化反應，這種技術經(jīng)常被應用在殺菌或者是殺毒方面。經(jīng)過現(xiàn)代專業(yè)的專家學者相關研究發(fā)現(xiàn)，二氧化鈦材料經(jīng)過相關的金屬摻雜技術的應用和實踐，將大幅度影響可見光性的二氧化硅化學反應。
3．2太陽能電池技術現(xiàn)階段，很多的介口二氧化硅納米材料在光敏性的太陽能電池方向得到了廣泛地應用，這一部分得到了很多專家學者的關注，首先在光敏性太陽能材料的選擇上，更大的體表面積和節(jié)能上面具有有序性是其考慮選擇的前提條件，它的主要發(fā)展技術最大程度上將太陽的光能轉(zhuǎn)為電能，二氧化硅材料的好壞將直接影響其轉(zhuǎn)化率的高低，也決定了太陽能電池技術的整體水平，目前在這種應用中，具有相互性和連通性的介孔二氧化硅薄膜最為人們普遍使用。在我國青海和寧夏等地區(qū)，利用太陽能光進行發(fā)電，全面服務于人們的生活和工作中，保證了發(fā)電的質(zhì)量和效率，太陽能電池技術不僅僅反映了中國科學的進步，還推動了整體二氧化鈦納米技術的發(fā)展步伐，為實現(xiàn)中國能源的可持續(xù)發(fā)展提高根本動力［8］。
3．3鋰離子電池技術由于介口二氧化硅納米材料的自身特色，鋰離子電池技術應運而生，首先這種技術具有體積小，容量大的特點，具有比較低的毒性，因此被廣泛的應用和普及，這種鋰離子電池技術成本小，效率高，在生產(chǎn)過程中簡單安全，經(jīng)過大量的用戶使用，獲得了普遍的好評，在制作過程中可以根據(jù)自身要求來進行電壓設計，制成各種容器。
3．4離子吸附介口二氧化硅材料近幾年被專注于我國的臟污水處理方面，主要是將介口二氧化硅的化學物質(zhì)與其他化合物發(fā)生反應，將水中的化合物進行吸附交換，從而將臟水中的砷化合物進行處理，最終達到離子吸附清潔的目的。
4介孔二氧化鈦應用研究展望
通過以上具體的研究我們可以看出，介孔二氧化鈦納米材料在我國得到了快速的發(fā)展和廣泛的應用，介孔二氧化鈦納米材料通過相關過程的摻雜，以及合成得到了深度的研究，從傳統(tǒng)意義上來說，模板法、凝膠溶膠、溶劑、水熱法等等，是其主要采用的合成方法，采用的合成方法不同導致二氧化鈦最終表現(xiàn)的面貌不同。通過二氧化鈦材料自身的性能因素，我們可以看出，國內(nèi)的研究產(chǎn)物主要應用為鋰離子電池，有無有害物質(zhì)處理，太陽能電池，和光催化劑等等，在人們的生活和工作的方方面面都有不同程度的影響，將這些技術得以深度的研究和開發(fā)，最終對社會經(jīng)濟和科學文化的進步有積極的促進作用。其次，二氧化鈦納米技術在人們的醫(yī)學和建筑方面都有一定的造詣。例如，先進的介孔二氧化鈦納米技術對人類移植血管，支架血管，和人造器官方面具有良好的應用，可以在一定程度上阻礙增殖細胞的發(fā)生，最后介孔二氧化鈦可以應用于光催化和消滅細菌的技術之中，在一定程度上減少了室內(nèi)材料危險的發(fā)生，保證了安全性，其次，介口二氧化鈦納米技術在生物和保護生態(tài)方面發(fā)揮著積極的作用。國內(nèi)相關納米技術研究者認為，對納米材料展開研究，就一定要將納米材料的表征研究和納米材料的制備科學放在首先考慮的前提。作為物理問題，對制備科學本身的概念以及流程應該進行深入的研究，對于制備材料中出現(xiàn)的科學問題應注意及時的進行解決和總結。
5結論
第7篇：納米技術專業(yè)范文
1、冷殺菌技術
傳統(tǒng)的食品加工主要選用熱殺菌技術，這會使得食品變色，損失揮發(fā)性成分，從而破壞營養(yǎng)物質(zhì)。這與消費者對食品的要求相悖。不加添加劑、性質(zhì)穩(wěn)定、食用安全是消費者對食品的最基本要求。由此可見，熱殺菌技術無法滿足食品機械行業(yè)的發(fā)展。而冷殺菌技術，也即物理殺菌技術，是當前一種新型技術。此種殺菌技術采用短時高電壓脈沖殺滅粘性和液體食品中的微生物，在可泵送或液態(tài)食品殺菌中應用較為頻繁。此種技術幾乎不受外界環(huán)境影響，殺菌條件易于掌控。因在冷殺菌過程中食品的溫度升高幅度不會很大，故此有助于保持食品功能成分的生理活性，即食品的色香味以及營養(yǎng)成分。冷殺菌技術在功能性蛋白、果菜泥、糖漿、膏糊狀態(tài)食品、液蛋、牛奶、飲料、果汁等食品中均可以運用，適用范圍較廣。具體來講，冷殺菌技術主要包括強磁脈沖殺菌技術、超高壓脈沖電場殺菌、低溫調(diào)理殺菌技術、超聲波殺菌技術、臭氧殺菌技術、紫外線殺菌技術、放射線殺菌技術、微波殺菌技術以及脈沖強光殺菌技術。下文主要簡析強磁脈沖殺菌技術與超高壓脈沖電場殺菌技術。
1.1強磁脈沖殺菌技術 強磁脈沖殺菌技術能夠應用于各種封裝或者灌裝前的液態(tài)物料，比如液態(tài)食品，酒類食品，自來水、純凈水、礦泉水等飲用水的殺菌，應用范圍較廣。該技術選用脈沖磁場的生物效應實現(xiàn)殺菌目的。在輸液管的套裝有螺旋型線圈，磁脈沖在線圈內(nèi)會產(chǎn)生2T-10T的磁場強度。細菌會在液體物料經(jīng)過該段輸液管時被殺死。強磁脈沖殺菌技術殺菌升溫幅度小，殺菌時間短、效果好、效率高。在殺菌的同時還能夠確保食品的營養(yǎng)物質(zhì)與風味、品質(zhì)、色香不變，殺菌過程無噪音、不污染環(huán)境，是較為理想的綠色產(chǎn)品。
1.2超高壓脈沖電場殺菌技術 超高壓脈沖電場殺菌技術是利用高壓脈沖器所產(chǎn)生的電場來實現(xiàn)殺菌目的。脈沖所產(chǎn)生的磁場與電場的交替作用會增加細胞膜的透性，減弱其強度，最終使細胞膜破裂，膜外物質(zhì)滲入、膜內(nèi)物質(zhì)外流，細菌體死亡。超高壓脈沖電場殺菌技術有效避免了因加熱殺菌而導致維生素破壞和蛋白質(zhì)質(zhì)變性的一些列缺點?，F(xiàn)國內(nèi)外已經(jīng)對該項技術有了更為深入的研究，同時還設計出了相應的處理裝置，能夠有效殺滅與食品腐敗相關的十幾種細菌，殺菌能力超強。
2、膜分離技術
現(xiàn)代膜分離技術與納米技術、碳纖維技術、光纖技術、超導技術等被稱之為二十一世紀工業(yè)領域的六大高新技術，是一種仿生技術。膜分離主要指的是分子級的分離。根據(jù)膜孔的緊密程度可以將主要的膜系統(tǒng)由密到疏分為反滲透過濾、微濾、超濾以及納米過濾。結合酶處理技術、化學處理技術以及微濾技術與色譜方法，可以將乳蛋白中的各種組合分開，獲取乳清蛋白與酪蛋白。免疫球蛋白能夠用作高級嬰兒奶粉的生產(chǎn)。微波膜能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)中的產(chǎn)品與用水的無菌化。當前各大酒業(yè)公司已經(jīng)開始廣泛運用0.45um濾芯過濾成品酒，以取代原先所使用的熱殺菌技術。與傳統(tǒng)的熱殺菌技術相比，現(xiàn)代膜分離技術能夠有效避免因加熱高溫致使食品出現(xiàn)煮熟味道的弊端，且能夠大大節(jié)省能耗。而一出現(xiàn)便以優(yōu)異的口感和品質(zhì)占領市場的鮮生啤酒，也即在常溫條件下采用膜過濾技術殺菌產(chǎn)出的啤酒，至今廣受市場好評。此外，膜分離技術在去除空氣中的細菌、處理食品廠廢水、礦泉水等日常飲用水的殺菌、淡化苦咸水與海水中也得到了廣泛的應用。
3、納米技術
納米技術在食品工程中的應用極大地推動了食品行業(yè)的發(fā)展，使得基因工程可控性更強。人們可以按照自己的需求制造出多種多樣更加有助于人體吸收的生物“產(chǎn)品”，能夠大大豐富食品的種類與數(shù)量。
3.1強效的磁制冷介質(zhì) 磁制冷總體發(fā)展趨勢呈現(xiàn)低溫狀態(tài)升到高溫狀態(tài)的過程。在磁性的納米團簇形成后，運用自旋系統(tǒng)磁熵變的制冷方式，研制出以Cd為磁制冷介質(zhì)的磁制冷機。與平常的壓縮氣體式制冷方式相比較，磁制冷無污染、體積小、噪音低、功耗小、效率高，這為冷藏設備和食品冷凍開辟了新的途徑。
3.2良好的吸收能力 納米Si3N4與SiC在較寬的波長范圍內(nèi)能夠強勢吸收紅外線，能夠用作紅外線透波與吸波材料，制作成功能性纖維或者薄膜，能夠在食品機械的紅外殺菌設備與紅外干燥設備上發(fā)揮巨大的功效。
3.3優(yōu)質(zhì)的表面涂層 納米陶瓷具有較強的韌性、較高的強度以及良好的耐磨性，故可以用作制造食品機械的軸承、密封環(huán)等。能夠大大提高軸承與密封環(huán)的耐蝕性與耐磨性。例如德國的一研究所用納米硅基陶瓷制作的特種耐磨無污染透明涂料，具有防火、耐磨、耐刮、防塵、防污的特性，能夠用作食品機械中與食品直接接觸的零部件的表面涂層。
4、智能技術
經(jīng)過多年的發(fā)展與經(jīng)營，食品機械業(yè)正在逐漸由簡單機種向自動化機種過渡。且現(xiàn)今智能技術的控制元件也已經(jīng)在食品機械的控制系統(tǒng)中得到了更加廣泛的運用，微電腦技術、各種新型感測器以及可編程控制器被運用于食品機械生產(chǎn)過程的各個部分，特別是在一些大型食品加工生產(chǎn)線中。食品機械的各個單機在智能電控元件的有效連接下能夠進一步發(fā)揮出機器的潛能，大大提高了生產(chǎn)效率。與此同時，智能技術中的計算機技術也讓食品機械加工過程更加便捷化、簡單化。運用計算機控制加工程度與加工工序，配備各種參數(shù)計量裝置，使檢測、計量與加工一機完成。舉個簡單的例子，在食品生產(chǎn)系統(tǒng)中普遍裝有連接微機的速度計、流量機等測量裝置，便于控制配料的精確度，而后由計算機來控制每道工序的開始與結束，各種配料的流量與濃度，將誤差精度控制在千分之一的精確度內(nèi)。在此過程中，設備操作較為方便，大大節(jié)省人力，操作過程更加專業(yè)化，自動化、連續(xù)化程度也大大提高了。利用智能技術控制食品機械，能夠使食品機械自動完成調(diào)整與檢測工作，如此便能有效改善勞動條件，提升食品機械的生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，降低產(chǎn)品的加工成本，進而提升產(chǎn)品的市場競爭力。
結語
第8篇：納米技術專業(yè)范文
關鍵詞：無機化學；若干問題；重大進展
1新時期無機化學中的若干重大進展
1.1有機體系建設中水熱合成技術的突破
根據(jù)有關無機化學研究小組的設計與研發(fā)來看，無機化學在研發(fā)中出現(xiàn)了最新的無機化學反應，特別是在低溫狀態(tài)下，該反應能夠?qū)崿F(xiàn)一系列的非氧化物納米材料，并結合水熱合成技術，以及溶劑熱合成原理與水熱合成技術，并在一定的密封空間進行反應，最終實現(xiàn)有機溶劑的化學反應，該有機化學方面的技術性突破，很多學者將其給予報道，就在不久前的美國《化學與工程新聞》雜志上，針對該研究的報道就被評為“稻草變黃金”，被認為是一種“新穎的和非常有趣的合成方法，……將促進該領域更深入的工作”，又例如無機化學領域中的多元金屬硫族化合物形成的納米材料溶劑熱合成技術，就是該領域的全新研發(fā)進展，充分地運用好該技術能夠?qū)崿F(xiàn)一定的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。國內(nèi)針對無機水熱合成技術的研究，以及國際上鑒于對該領域的突破性研究都取得了不小的成就，特別是國家重點實驗室的教授應邀在2001年的美國化學研討會上就《化學研究評述》撰寫綜述論文，并針對該領域?qū)崿F(xiàn)了積極的研究，希望給無機化學帶來全新的突破。
1.2納米技術和無機聚合物方面的突破
目前，學術期刊上有大量關于納米技術和無機聚合物方面的學術論文，很多論文具有國際化高水平，很多具有創(chuàng)新型的技術并得到了廣大學者的廣泛重視，例如合成性的納米金屬分子籠（nanometer-sizedmetallomolecularcage）成功地構建了具有Oh對稱的立方體金屬-有機籠子[Ni6(tpst)8Cl12]，該構架模式能夠容納較多的離子和溶劑分子，是對納米技術的全新突破。另外，針對金屬納米線和金屬-有機納米板的合成領域也有著全新的突破，特別是在自組裝規(guī)律、空間結構、電子結構方面具有探索性的進展，實現(xiàn)了物理化學性能方面的延伸。另外還在空間結構與性質(zhì)和性能方面找尋關系規(guī)律，例如學者李亞棟課題組發(fā)現(xiàn)了一些具有準層狀結構特性的金屬鉍，該金屬鉍能夠形成一種新型的單晶多壁金屬納米管，這是首例國際上比較認可的由金屬形成的單晶納米管，特別是鉍納米管的發(fā)現(xiàn)，為無機化學研究找尋了新的突破點，針對無機納米管的形成機理及應用研究，使得無機化學形成新的對象和研究課題。例如很多研究者還利用人工合成的有機無機層狀結構，積極的合成了金屬鎢單晶納米線和高質(zhì)量的WS2納米管，該技術積極地分析了層狀前驅(qū)體到納米管的層狀卷曲機制，為一維納米線和納米管的合成展示出全新的領域。
2新時期針對無機化學研究發(fā)展的展望
縱覽過去的幾年，我們看出無機化學有著矚目的成就，許多激動人心的研究，恰如其分的實現(xiàn)了該學科的復興，使得無機化學改變傳統(tǒng)的理念，逐漸走向卓越的發(fā)展階段，回顧已經(jīng)取得的成就，及通過近幾年的學術研究成果來看，無機化學和物理學科能夠有效地推動科技的進步，實現(xiàn)各領域的全面發(fā)展。由于各學科的相互滲透、生產(chǎn)技術的要求、實驗手段的增加，以及現(xiàn)代結構理論的建立與發(fā)展，使無機化學在傳統(tǒng)領域以及在化學與生物、物理、數(shù)學等邊緣學科方面都獲得了重大進展。就近幾年的發(fā)展來看，無機化學在某種程度上取得了突破性的進展，實現(xiàn)了與國際化的接軌，從傳統(tǒng)無機化學的角度，使得其在新時代背景下有著全新的突破，保持了與國際的接軌。針對最近幾年生物無機化學的發(fā)展，使得該領域形成了學術化的交流，發(fā)展中促進了該領域的學術提高，研究水平逐年提高。未來在新時期新技術科技的帶動下，無機化學領域更是會突飛猛進的向前發(fā)展，就目前的總體發(fā)展水平來看，生物無機化學還與國際化的發(fā)展水平有著一定的差距，需要國家給予大力的技術支持和必要的經(jīng)費投入，需要國家培養(yǎng)出具有一定專業(yè)知識的杰出青年，為無機化學發(fā)展做出積極地貢獻。
3結語
第9篇：納米技術專業(yè)范文
1現(xiàn)代化機械制造工藝簡介及現(xiàn)狀分析
1.1現(xiàn)代化機械制造工藝簡介
現(xiàn)代化的機械制造工藝就是在原有的機械設計基礎上，利用先進的加工工藝，制造出應用于我國機械制造行業(yè)的零件或其他設備。作為我國工業(yè)體系重要基礎之一，對機械制造行業(yè)進行改革和創(chuàng)新能夠積極推動我國國民經(jīng)濟的發(fā)展。傳統(tǒng)的機械制造工藝已經(jīng)無法滿足我國制造水平的要求，而對機械制造工藝進行創(chuàng)新，也就意味著在傳統(tǒng)機械制造工藝和技術水平上，融入新型的計算機技術、信息處理技術，以及先進的自動化控制技術等，令單一的機械制造技術轉(zhuǎn)變成一門包含著電子、信息、機械、材料等多種綜合學科知識的技術發(fā)展。
1.2現(xiàn)代化機械制造工藝的發(fā)展現(xiàn)狀
面臨著經(jīng)濟全球化的挑戰(zhàn)，我國機械制造行業(yè)的競爭日益激烈，不僅是在我國國內(nèi)，在全球的機械制造行業(yè)中，國家機械制造技術水平的高低是直接和這個國家的市場競爭力掛鉤的。而針對目前的情況而言，我國現(xiàn)代化機械制造工藝的發(fā)展現(xiàn)狀總結主要如下。
（1）柔性化
柔性化，就是進行柔性制造，通過利用成組的制造技術，把自動化物流系統(tǒng)和多組柔性制造單元聯(lián)接在一起，能夠高效完成批量的自動化機械制造任務。這種發(fā)展線柱主要是以成組技術作為制造工作的基礎，在一定的控制范圍內(nèi)，柔性制造系統(tǒng)能夠自動識別成組對象的類型和種類，確定機械制造工藝的過程，并能夠自動選擇和機械制造工藝相符合的柔性制造單元，進行預先設定數(shù)量的批量生產(chǎn)。所以，和傳統(tǒng)的機械制造系統(tǒng)相比較，柔性制造系統(tǒng)更有利于我國機械制造行業(yè)增強自身的適應力和市場競爭力。盡管如此，柔性制造技術在實際使用的過程中還是有一定限制的，例如當加工產(chǎn)品的規(guī)格或者類型和系統(tǒng)能夠進行加工的產(chǎn)品差異較大的時候，也無法進行柔性機械加工。
（2）虛擬化
利用先進的計算機技術和軟件，對需要加工的產(chǎn)品進行全生命周期的建模和仿真，這就是虛擬制造技術。其中的主要工作內(nèi)容包括了對需要進行加工的產(chǎn)品的設計、制造、裝配和檢驗等過程的模擬和仿真。充分利用虛擬制造技術，能夠有效幫助我國的機械制造企業(yè)對企業(yè)所有的生產(chǎn)資源進行最優(yōu)化的配置，縮短加工產(chǎn)品的研制周期，降低生產(chǎn)加工的成本，提高制造質(zhì)量，增強制造企業(yè)的市場競爭力。這種機械制造技術最大的優(yōu)點就是能夠改變被加工產(chǎn)品的生產(chǎn)制造模式，能夠大量節(jié)約生產(chǎn)成本和時間成本，提高被加工產(chǎn)品的制造效率。在建模和仿真的過程中，能夠輕易發(fā)現(xiàn)在制造過程中存在的問題，幫助管理人員對制造系統(tǒng)進行深入的優(yōu)化，還可以幫助客戶更直觀地了解產(chǎn)品的性質(zhì)和特點，對于制造企業(yè)和客戶來說都是有利而無害的，在增加制造企業(yè)市場競爭力的同時，還增加了制造企業(yè)的生產(chǎn)品質(zhì)。
（3）敏捷化
進行敏捷化制造工作一般會以虛擬制造作為產(chǎn)品實現(xiàn)途徑，并通過虛擬制造建立兩種制造方式共同的基礎結構，幫助制造企業(yè)對競爭激烈的市場變化作出迅速的應對，提高制造企業(yè)的適應能力。和傳統(tǒng)的制造技術相比較，敏捷制造的生產(chǎn)質(zhì)量、效率都更加高，但其生產(chǎn)加工成本卻更加低，同時，敏捷制造對于制造設備的利用率非常高，對于制造企業(yè)的長遠發(fā)展計劃是非常有幫助的。不過，敏捷制造的實施費用也是比較高的，這也是敏捷制造未能夠在我國推廣使用的主要原因。
（4）并行化
并行工程的主要工作內(nèi)容是當產(chǎn)品還處于設計階段的時候，對被加工產(chǎn)品的制造、裝配、使用以及售后的環(huán)節(jié)同時進行考慮，對于被加工產(chǎn)品全生命周期的每個過程都進行并行化處理的一種綜合技術。當然，并行工程并不僅僅在產(chǎn)品的設計階段開展工作，對于在產(chǎn)品的全生命周期中可能出現(xiàn)的問題都會開展全面、精密的檢測工作，能夠減少在產(chǎn)品研制的過程中不斷進行試制的頻率和次數(shù)，能夠有效縮短產(chǎn)品的研制周期，減少研制成本，如果并行工程規(guī)劃得當，那么極有可能實現(xiàn)一次性研發(fā)成功的目標。
（5）CIMS
CIMS，計算機集成制造系統(tǒng)，是一種基于現(xiàn)代化生產(chǎn)理念指導下制造企業(yè)信息化、集成化、柔性化以及智能化的方向、理論和方法。CIMS并沒有一種固定的工作模式，通常由生產(chǎn)管理經(jīng)營分系統(tǒng)、工程設計分系統(tǒng)、制造自動化分系統(tǒng)、質(zhì)量保障分系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)六部分組成，其目的是要實現(xiàn)信息集成，全面提高制造企業(yè)產(chǎn)品的研制能力和整體管理水平。但是要注意的是，CIMS的實施成本較高，制造企業(yè)在規(guī)劃的時候應該根據(jù)自己的實際情況，針對瓶頸進行重點投資，在充分利用已有資源的基礎上，實現(xiàn)局部的信息化，這樣才能夠科學地為制造企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟收益。
2精密加工技術簡介
2.1精密切剝技術
傳統(tǒng)切剝技術是直接通過切剝被加工產(chǎn)品來達到高精度的標準，但隨著時代的發(fā)展，這種切剝技術已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工藝發(fā)展的要求，于是，精密切剝技術應運而生。精密切剝技術能夠有效降低刀具和機床等工具的影響，而且其轉(zhuǎn)速也比傳統(tǒng)切剝技術快許多，目前轉(zhuǎn)速最快的加工機床已經(jīng)達到了每分鐘幾萬轉(zhuǎn)的程度，在一般的制造企業(yè)中得以廣泛應用。
2.2模具制造技術
研制效率和生產(chǎn)效率是決定制造企業(yè)市場競爭力的重要因素之一。所以，必須要采用科學、合理的方法提高產(chǎn)品的研制效率和制造效率。目前我國工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)中，模具加工制造技術應用越來越廣泛。模具制造技術的核心是提高模具的加工精度。目前，我國模具制造技術的加工精度可以精準到微米級，主要是通過電解加工工藝確保模具的生產(chǎn)質(zhì)量和加工質(zhì)量達到相關的要求，提高制造企業(yè)的生產(chǎn)效率。
2.3納米技術（增加一些有關納米技術的介紹）
隨著時代的發(fā)展，人們對于機械加工產(chǎn)品的要求越來越高，在功能達到要求的基礎上，機械加工產(chǎn)品的體積的發(fā)展趨勢漸漸趨于小巧輕便。而納米技術的出現(xiàn)能夠滿足人們的多重要求。隨著全球技術水平的不斷提高，納米加工技術已經(jīng)成為國家科學技術發(fā)展水平的重要標志了。經(jīng)過多年的發(fā)展，納米技術水平已經(jīng)能夠在硅片上刻畫納米寬度的線條，這技術水平令信息數(shù)據(jù)的存儲密度提高了很多個數(shù)量級，而機械加工產(chǎn)品的體積也能夠變得更加小巧輕便，便于攜帶。舉個例子，現(xiàn)代武器慣導儀表的精密陀螺、激光核聚變反射鏡、大規(guī)模集成電路硅片等等，這些先進的設備和裝置都需要進行納米級的加工，同時由此可見，納米技術不斷發(fā)展的同時，也促進了我國機械、電子、光合的發(fā)展和完善。
2.4微細加工技術
微細加工技術和納米技術大致上是相同的，微細加工技術也能夠增強機械加工產(chǎn)品的性能，縮小產(chǎn)品的體積。微細加工技術能夠令半導體的加工精度達到了幾百個埃的程度，令應用在工業(yè)生產(chǎn)的多種電子元件變得越來越小、能耗越來越低。值得注意的是，微電子封裝技術是采用膜技術和微細加工技術，把芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘貼固定及連接，引出連線端子并通過可塑性絕緣介質(zhì)灌封固定，構成整體立體結構的工藝。如今微電子封裝技術正處于高速發(fā)展階段，在半導體產(chǎn)業(yè)中被廣泛推廣使用。微電子封裝技術主要有TCP、BGA、FCT、CSP、MCM和三維封裝。
2.5超精密研磨技術
超精密研磨技術主要在集成電路基板硅片的機械加工中應用。為了令集成電路板減少體積，提高其應用效率，在實際的生產(chǎn)過程中一般會令基板硅片表面的粗糙度為1～2mm。傳統(tǒng)的研磨技術已經(jīng)無法滿足這么高的要求了，所以必須要不斷創(chuàng)新研磨技術，達到超精密的程度和技術水平。
3我國精密超精密加工技術的發(fā)展途徑
我國精密超精密加工技術的未來發(fā)展途徑主要分為三方面，分別是加工機理、加工材料以及加工設備方面，這三方面的共同發(fā)展體現(xiàn)著我國的精密超精密加工技術已經(jīng)轉(zhuǎn)變成一項系統(tǒng)性極強的工程項目。在未來的發(fā)展中，相關的工作人員必須要對精密超精密加工技術有具體、準確的分析和認識，并能夠熟練地應用相關的理論知識。其次，專業(yè)工作人員必須要采取科學、合理的發(fā)展措施，才能夠不斷提高我國精密超精密加工技術水平。
4結言
