时间:2024-01-11 16:09:16
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇生物材料的发展现状范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
【关键词】化工材料科学与工程 发展现状 趋势分析 研究
化工材料科学与工程是社会经济发展的主要驱动力之一,同时能够带动信息技术与生物技术的发展。在以科学技术为主导的当今社会中,无论是高校中还是化工企业中,都需要培养化工材料科学与工程的专业人才,创新材料科学与工程的发展。从化工材料科学与工程的发展中找寻其中存在的问题,以便于后期的工程技术研发。
1 化工材料科学与工程的发展现状分析
1.1 化工材料科学与工程的发展历程
化工材料科学与工程的从个个单一分来的学术系统中,逐渐实现走向了科学之间的相互融合。在社会发展的进程中,材料科学的应用与社会建设步伐息息相关。单一化的材料科学发展不能适应社会发展需求,各个材料学科之间应该实现相互交叉、渗透、移植,从细分最终走向综合化的发展。在20世纪40年代,基础科学与工程之间的相互渗透较差,固体物理学与材料工程学之间的互不融合。从60年代起,材料科学与工程学能够实现交互,材料科学与材料工程之间的大部分内涵能够实现重叠,化工材料科学与工程得到了教育界的广泛认可[1]。
1.2 化工材料科学与工程在教育界的发展
化工材料科学与工程是高校教育中的重点内容,该门学科经过多变的研究与演变,衍生出中诸多的子学科。以美国麻省理工学院材料学科专业演变为例,与化工材料科学与工程相关的专业课程有:地质与采矿工程、采矿与冶金、冶金与材料科学等。欧美等国家将在材料教育方面的认识比较深,将很多高校中的冶金、陶瓷、电子材料等科目统称为材料,材料教学内容逐渐扩大,应用到社会建设中的诸多领域中。目前,我国重点高校相继设立材料科学与工程学院,针对于化工方面的教学改革,在原设置专业的基础上,补充了非金属的工程材料的内容。化工材料科学与工程的发展能够打破原专业设置的界限,加强专业间的渗透和联系,教学内容实现了更新。截止至2003年7月份,具备材料科学与工程的院校占据我国的高校的总数的34%。化工材料科学与工程的教学逐渐展现出了新思路[2]。
2 化工材料科学与工程的发展趋势
2.1 化工材料科学与工程教学中创新性人才培养
化工材料科学与工程的发展,以来社会化工企业的技术研发还远远不够,为了更好的促进化工材料科学的发展,在未来的科技社会中,化工材料科学与工程还需要与教育实现紧密结合。促进化工新材料的研发与应用,需要在高校中培养优秀的材料科学人才,与社会高精尖材料研发机构构成联动机制。对于材料科学的人才培养要求极为严格,一方面需要学生具有较好的结构力学基础,另一方面还要向学生传授学生微系统、纳系统、生物系统。同时还需要进行材料结构、性能、工艺等工程的研究,以计算机技术进行材料科学的模拟研发。高校能够为社会输送创新性的人才,是社会化工企业实现稳步发展的关键。创新性人才的能够促进化工新材料的研发,保障化工材料领域更新[3]。
2.2 化工新材料的研发
在科技信息不断发展的当今社会中,对于化工材料的研发技术越来越先进,我国化工材料科学与工程的未来发展,需要与科技信息技术相互融合,研发出具有更多功能的化工新材料。这些新材料的研发与应用能够在传统材料的优势基础上,为人们的生活提供更多的便利。
2.2.1 纤维材料
化工新材料“十三五”发展规划在即,很多具有高技术含量、高价值知识密集和技术密集的新型材料,在社会建设中能够发挥出无线的潜力。这些新材料与传统的材料相比,在质量上更加的轻便,在性能上的更加的好,在功能上更加的强大,附加值更加的高。那么何为化工新材料,化工新材料是指一些包含高性能纤维复核材料,这些才能够在国防军工、航空航天、新能源及高科技产业中应用广泛,同时化工新材料在建筑、通信、机械、环保以及海洋开发中用途更大。有专家指出,全球纤产量在近十年内的长幅为3%,而高性能的纤维在全球范围内产量增长能够达到30%,也就是说,在未来的几年间是高性能纤维发展的黄金期[4]。
2.2.2 聚酰亚胺
有机高分子材料也是化工新材料的另一类,与传统的高分子材料相比,聚酰亚胺的综合性比较强,特点突出。聚酰亚胺作为一种特种工程材料,已广泛应用在航空、航天、微电子、分离膜、纳米、液晶、激光等领域。在物理性质上,耐高温达 400℃以上,长期使用温度范围-200~300℃,熔点特征不明显。并且该种材料绝缘性能极高。通常情况下,103赫下介电常数为4.0;在化学性质上,聚酰亚胺可以被分为脂肪族、芳香族、半芳香族聚酰亚胺三种。聚酰亚胺,因其在性能和合成方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其在微电子领域发挥着重要的作用。
3 结语
综上所述,化工材料科学与工程化工研发领域中的重点内容,提升对于化工材料科学与工程的研发,能够有效的促进化工领域发展。本文对化工材料科学与工程的发展现状进行分析,与社会发展趋势相互结合,研究其在未来的发展方向。在未来,需要对化工材料科学与工程教学中进行创新性人才培养,鼓励化工新材料的研发,实现科技创造未来。
参考文献:
[1]刘海定,汤爱涛,潘复生,左汝林.材料科学数据库的研究现状及其发展趋势[J].材料报,2004,09:5-7.
[2]张钧林.材料科学与工程的学科发展、现状及人才培养[J].甘肃科技,2008,15:165-168+132.
关键词:可降解塑料;发展现状;环保;可持续发展;发展前景
塑料因其质量轻巧、取材容易、化学稳定性好、价格低廉以及用途广泛等优点与木材、水泥、钢铁并列为四大支柱材料,其用途已渗透至国民经济和人们日常生活的各个方面。近年来塑料工业发展迅猛,随着人民生活水平的提高,塑料用量也在迅猛增加,但因废弃塑料难于降解,由其引发的“白色污染”问题也越来越引起社会各界的广泛关注。另据有关环保人士称,我国仅包装用塑料每年用量已超过400万吨,每年仅涉及日常生活的消费快餐盒达60亿只,方便面碗50亿只,我国仅包装垃圾将以每年3%~5%的速度增长。由此可以看出,我国由此引发的环境问题将更加突出。因此,大力发展和推广可降解塑料制品对于环保节能和可持续发展将具有重大的现实意义。
一、可降解塑料的定义及其特点
可降解塑料是指在特定环境下,其化学结构发生变化,并用标准的测试方法能测定其物质性能变化的材料。通过光或微生物,将塑料高分子链切碎为小分子,并最终转化为水和二氧化碳的过程,成为塑料的降解过程。按照降解机理分类,可降解塑料可分为光降解塑料、生物降解塑料和光、生物降解塑料。
可降解塑料的优点:(1)材料天然,无毒性,透气性能好;(2)任何废弃物处理方式对其进行处理(例如:焚化、掩埋、堆肥等),均不会对环境造成污染;(3)具有同以石油为基质的传统塑料材料的物理性能及使用方法,可以取代传统塑料材料;(4)可降解塑料丢弃后,经堆肥或掩埋处理可由微生物完全降解。
二、可降解塑料的研究发展现状及存在的问题
随着环境保护的全球化,世界各国对可降解塑料的研究均已成为其研究的热点之一。各国以光降解和生物降解机理为基础,进行了大量的基础研究,欧美、日韩等发达国家对生物可降解塑料的研究开发提供了大量的资金支持。欧美许多公司在生物降解包装材料的开发方面取得了显著的成绩,其产品已广泛应用于食品包装行业。英国超市已大量推广使用淀粉系列、聚乳酸系列可生物降解购物袋及食品包装袋,每年消费已达260亿个以上。
我国可降解塑料的研究始于20世纪70年代中期,起初研究的是光降解塑料,随后又开发出了生物降解塑料,之后又研究开发了光一生物双降解塑料。光降解塑料的研究最早,已有将近30年的历史,技术较为成熟,其产品广泛应用于农业以及包装方面。光降解塑料可分为合成型光降解塑料和添加型光降解塑料,合成型光降解塑料主要包括烯烃、一氧化碳以及烯酮单体的共聚物。添加型光降解塑料是通过添加光敏剂或光分解剂促进聚合物加快光降解,添加剂有羰基甲基酮类,金属化合物,含芳烃环结构物、过氧化物、卤化物和颜料等。生物降解塑料包括聚酯和多糖两大类,如淀粉、纤维素、半纤维素、甲壳素、木质素等天然物质都可被微生物完全降解。聚乳酸制品是典型的合成高分子生物降解塑料,其降解产物为水和二氧化碳,不会对环境造成二次污染,产品已在农业、食品、服装加工、医疗卫生等行业广泛应用。光一生物降解塑料兼具光降解塑料和生物降解塑料的优点,是一种理性的可降解塑料,我国研制开发的可降解地膜已基本达到了各方面的技术要求,并正在开发更广泛的应用领域。
目前,国内使用最多的可降解塑料是传统的塑料用品,如包装品、一次性用品等。目前国内已大力实施沙漠化治理、荒山绿化、固土工程等,一次性塑料用品的用量将大大提高,这对可降解塑料的生产是个良好的机遇。其发展也将广泛渗透至文具、玩具、日常用品、管道用品、医疗卫生等方面。尽管国家意志大力推广可降解塑料产品,但可降解塑料在市场上仍不多见,市场占有率低。这主要是国内可降解塑料技术还较不成熟,大部分成果处于推广示范阶段,许多从事可降解塑料的公司企业停产倒闭,大规模生产的阶段还未到来;另外国内缺乏相应的标准,造成有些厂家生产出的可降解塑料质量不稳定,阻碍了可降解产品的推广以及新技术的开发。除此之外,可降解塑料制品价格较传统塑料高,为一些使用塑料制品的商家提供窃机,也给假冒伪劣留有生存空间。
三、我国今后可降解塑料发展的方向
尽管目前可降解塑料在塑料制品中市场占有率不高,但因其独特的可降解,对环境无污染或无二次污染的性能,其发展前景甚为广阔,与此对应的科技研究以及生产应用研究仍在大力展开。
可降解塑料主要应用于短期以及一次性的包装材料,如垃圾袋、购物袋、食品包装袋、快餐餐具、医疗卫生用品、农业用品等,这些领域以后也将是可降解塑料应用和推广的重点。
在降解塑料已取得成就的基础上,究其发展趋势,一下几个方面值得更加深入的研究和探讨:用纤维素、淀粉、甲壳素、木质素等天然高分子材料制取生物降解塑料,改良天然高分子材料的技术及产品功能;利用技术成熟的精细化工合成技术合成生物降解塑料,利用现代生物技术结合绿色及天然材料和成天然可降解材料;研究可降解塑料的微生物培养,通过现有方法寻找可合成塑料的微生物,以及可降解塑料的微生物,在生物方面提高可降解塑料的生产性;对可降解塑料改性提高其应用性能也将是以后值得研究的一个重要方面。
文章导读:通过几年的实践,我对我县食用菌产业发展现状、存在的问题有了更加深刻的了解,同时积累了丰富的经验,坚定了通过自身所学带领家乡人民科学致富的信心。下一步,为加快我县食用菌产业的发展、带动家乡人民科学致富……
回乡后,为全面深入了解家乡食用菌产业发展的现状及存在的问题,我深入生产一线开展实地调查,并与种植户进行了深入交谈。经过调查,我发现虽然家乡食用菌产业已初具规模,但要想获得更大的发展,仍存在一些限制因素。农民对食用菌种植的知识了解甚少,多数采用传统的种植方式,种植成本较高;虽被命名为“中国灵芝之乡”,但是本地尚无自己的菌种,种植成本高,严重限制了本地灵芝产业的发展;种植的食用菌品种也以低档食用菌为主,缺乏中高档食用菌,制约了本地食用菌产业经济效益的提高。针对上述问题,我开展了一系列工作,希望为家乡食用菌产业的发展做出了自己的贡献。
2009年8月,我和家人一起成立了安徽健达生物科技有限公司,公司以北冬虫夏草、灵芝生产为主线,辅以中高档食用菌,主要从事珍稀食用菌和药用菌的研究和生产。先后投资近百万元构建了微生物实验室,该实验室能够进行食用菌菌种分离、纯化、筛选、保存、扩繁,以及优化食用菌的生产工艺,为实现本县食用菌菌种自主化、提高经济效益提供了技术平台,公司也因此被纳为“全国农业科技试验示范基地”。利用该平台,结合菌种限制我县灵芝产业发展现状,2012年,我们成功分离纯化获得了几十株灵芝菌种,通过不断优化、筛选,获得了几株高产、适合本县种植的菌种,经实验,这些菌种品质优良。下一步,我们将在全县范围内大面积推广高产优质菌种,有望解决我县灵芝产业菌种长期依赖外地引进的问题,为我县灵芝产业的长足发展提供保障。公司自成立起得到了中国农业大学蔡祝南教授、张国珍教授等多名专家的悉心指导,并与多家高等研究院所建立了长期稳定的合作关系,拥有雄厚的科技实力。利用现代生物技术,公司成功培育出高品质的北冬虫夏草子实体,并与北京金贝尔生物工程研究所联合开发出包括虫草子实体礼盒、虫草茶、虫草子实体胶囊等系列虫草产品。这些产品一经推向市场,得到了广大消费者的一致好评,为公司带来了丰厚的利润,先后获得“安徽省高新技术产品”、“宣城市旅游产品”等荣誉称号,通过一年多的发展,目前公司年总产值可达到300万元。
Abstract: This paper aims to discuss how to base the principles of urban ecology as a guide, proper disposal of the relationship between settlements and cities construction and the environment in the construction of settlements during the ecological process.
关键词:生态住区;城市;环境
Key words: ecological residential area;urban;environment
中图分类号:TU20文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)24-0094-01
1生态住区的相关理论
目前,对于生态住区及其相关理论的研究较多,不同的学者对生态住区的定义是不一样的,如中国环境科学研究院生态研究所认为:生态住区是指符合生态学原理,社会、经济、自然协调发展,物质、能量、信息高效利用,生态系统良性循环的人类聚居区。但学者们一致认为:生态住区应该达到节能、节地、节水、节约资源、节省材料、太阳能运用、无害化、减少废弃物、注重材料、能量和资源的重复利用和循环利用等。
城市生态住区是生态城市的基本功能单元之一,它体现城市居民的生活方式、生活质量、人口素质、生态知识及生态参与,强调人、生物和环境的共同行动或活动。
城市生态住区应具有的特征:①要有良好的自然生态系统,较低的环境污染、完善的自然资源可循环利用体系。②要具备合理的产业结构、产业布局,要有节约资源和能源的生产方式,要有低投入、高产出、低污染、高循环、高效率运行的生产系统和控制系统。③要有良好的环保意识并积极主动参与各种环保工作,提倡节约资源和能源的消费方式。④在管理方面,要有健全的法律法规,包括环保、环卫、节约资源和能源以及物资回收利用方面的法律法规,并有相应的、有效的行政执法制度。
2国内外城市生态住区的发展现状
2.1 国外城市生态住区的发展现状
2.1.1 太阳能利用。欧洲发达国家生态住区中一个显著的特点就是普遍重视利用太阳能来解决住宅能源问题。以德国为例,许多生态住区所使用的能源中有50 %以上为清洁能源,主要是太阳能.在德国的住宅建设中大面积采用了太阳能光电板,太阳能光电装置产生的电力不仅可以自给,而且多余部分可以送到城市电网上去。
2.1.2 建筑节能。住宅节能是欧洲各国生态住区建设中的重点课题,住宅能耗占总能耗中约20%~25%的比例。欧洲各国都十分重视提高住宅的热工性能,减少热损失。为了达到节能要求,生态住区规划设计中从建筑朝向、外墙面积、墙体热工性能、窗户密闭性能、南向窗户面积大小等方面都会作认真细致的规划和设计。
2.1.3 水资源的循环利用。尽管欧洲许多城市的水资源并不缺乏,但节约用水仍是所有生态住区的共同要求.德国、英国等国生态住区中都设有完善的雨水收集设施。
2.1.4 屋顶植被与自然绿化。住宅建设中必须偿还一定面积的绿化。可以是政府主导,也可以是建设者根据规定的要求,进行立体绿化.在生态住区,采用的重要技术措施之一就是实现屋顶绿化,屋顶绿化夏天可以吸热防晒,种植层在冬天又可起一定的保温作用.在德国生态住区中,屋顶上长满各种绿草已成为一个特殊景观.住宅区的绿化,质朴自然,没有国内住区中常见的大量人工雕凿的绿化,也很少有大面积铺砌的广场、喷水池。
2.1.5 建筑材料绿色化、建筑技术集成化。欧洲许多国家鼓励使用木制品,木材作为生态性建材,在住宅建设中得到普遍使用,许多住宅采用木制品作骨架,墙体和建筑配件。
生态住宅区在建造过程中,大量采用集成配套技术,如复合墙体保温技术、屋面保温技术、太阳能装置技术、屋顶植被技术、渗水池修建技术等。
2.2 国内城市生态住区的发展现状①住区绿化工作做得普遍较好。但真正的生态住区绝不是简单的等同于景观设计中的“绿地”加“水系”,而应是体现在人与自然环境和谐相处的问题。②住区物业的智能自动化管理程度较高。目前,信息时代的科技已使人类的生活发生很多变革,人们已可以足不出户,就能享受信息技术发展带来的先进成果。③住区景观环境水平提高得很快,但是住区的节能与环保水平却与国外相差甚远.在能源利用方面,已建成的生态住区主要还是利用从外界输入的能源:电能和天然气等,维持住区的正常运转.对于新能源的利用,只是停留在表面,利用率比较低。
3城市生态住区的发展趋势
首先,住区的选址要考虑到居民的健康需求,包括生理上的和心理上的。应用生态学基本原理规划、设计和建设居住区,并与所在区域的可持续发展能力相适应。
在布局上,为了维持居住社区的稳定,住宅形式趋向多样化.要改变通常的条形住宅和兵营式的布局,结合自然环境,从层数、体量、造型、曲直、朝向、排列组合等方面着手,创造多样的住宅布局,形成有丰富层次的空间。
要尽量减少并高效利用如水、煤、电等不可再生资源,要充分利用如太阳能、风能、水能、地热能、生物能等再生能源以及废弃物转换能源,如沼气等的回收利用。对住宅进行节能设计。采用新能源和绿色能源,比如:太阳能、生物能及地域开发能源,建立雨水收集系统和中水回收系统,形成对水资源的多级使用、循环使用。提高水的回收利用率,中水系统纳入景观水系统,住宅区的供水设施及用水器具采用节水、节能型。水资源紧缺和能源紧张是全球面临的共同问题,特别是对于我国这样一个人口众多的发展中大国来说,尤其严重。因此,在住区运行中提倡4R原则,4R即:减少使用(Reduce)、回收使用(Recover)、重复使用(Reuse)和循环使用(Recycle)。
4结语
生态不仅仅科学概念,更是一种人文理念。城市生态住区是一项前瞻性的研究课题,虽然古今中外不少设计师都在这方面作了大量的研究,但是目前还很没有在理念上达到理想状态的城市生态住区。这正说明了城市生态住区建设的艰巨性,它需要我们进行长期的努力,不断总结、不断探索,努力实现人与自然和谐共生的目标,为人类社会的可持续发展做出贡献。相信随着社会的发展,我们身边会逐步建设出真正体现生态学原理的城市住区,实现人类生态化居住的美好愿望。
参考文献:
[1]曹凑贵.生态学概论[M].北京:高等教育出版社,2004.
一、 农业废弃物的定义
农业废弃物是一种特殊形式的农业资源,具体指农业资源利用过程中产生的物质能量流失和农业生产和再生产中资源投入与产出在能量和物质的差额。
二、农业废弃物处理与资源化利用的发展现状
农业废弃物的产生主要有四种来源,分别为植物性来源、动物性来源、农副产品加工性来源和农村城镇生活性来源,这些废弃物的来源伴随着现代农业的不断发展而出现。总的来说,我国农业废弃物处理与资源化利用的发展仍存在着许多问题,主要表现在以下几个方面:一是农业废弃物的来源较广且分散,产生的废弃物数量越来越多,在对其进行处理时未能做到实际有效;二是处理众多农业废弃物的技术水平较为低下,只进行了较为粗放的资源化利用;三是缺乏相应的政策支持和配套基础设施,制约了农业废弃物的处理与资源化利用。
三、农业废弃物处理与资源化利用的主要途径
鉴于农业废弃物处理与资源化利用的重要意义,我们可以从这些农业废弃物产生的来源与发展现状出发,探讨出具体的处理与资源化利用途径,主要包括以下几个方面:
1.深化对现有农业废弃物的资源利用,通过发展循环经济将废弃物作用到农业上来。
(1)制作肥料 .
1)堆肥。利用微生物在一定温度、湿度、pH值条件下,使畜禽粪便和秸秆等农业有机废物发生生物化学降解,形成一种类似腐殖质土壤的物质,可作肥料和改良土壤。根据处理过程中微生物对氧气要求的不同,培肥化可分为好氧堆肥化和厌氧堆肥化。
2)液体肥料。农业废弃物(废渣、杂草、废菜叶、瓜果皮等)做成堆肥后,其液体汁液经安全处理后可制成液体肥料。
3)有机生物肥。堆肥处理后,沼气池中的固体残渣经处理后可制成有机肥。
4) 有机复合肥。将高温堆肥产品经杀灭病原菌、虫卵和杂草种子等无害化处理和稳定化处理后,配以一定比例的无机氮、磷、钾复合造粒,加入功能微生物而形成的一种融有机、无机肥及功能微生物于一体的“三合一”肥料。
(2)生产饲料
1)氨化饲料。利用碱尿素等含氨的物质经过与秸秆混合发生变化,使秸秆中的纤维素、木质素细胞壁膨胀疏松,便于牲畜消化吸收。
2)青储饲料。能有效保持作物茎杆的青绿状态,提高适口性。
3) 生化蛋白饲料。利用微生物培养基、酵母真菌、氨基酸、酶制剂等生物和矿物质使作物饲料转化成蛋白饲料,比普通饲料营养价值更高。
4)糖化饲料。人工造就近似于牛前胃的生理环境,通过有益微生物发酵使秸秆的纤维素、半纤维素、木质素等成分转化为糖类,增加粗蛋白7%~13%、18种氨基酸4%~8%及各种维生素,从而使低能的废弃物转化为高能的廉价的“细菌饲料”。
5) 碱化饲料。在一定浓度的碱液(通常占干物质的3% ~5%)的作用下,打破秸秆粗纤维中纤维素、半纤维素、木质素之间的醚键或酯键,并溶去大部分木质素和矽酸盐,撕断维生素与木质素的复合物,从而提高粗饲料的营养价值,使不消化的木?|素变为易消化的羟基木质素,利于动物吸收。
(3)生产工业及医药原料
1) 有机产品。生产木糖、木糖醇、淀粉,制乙醇、糠醛,提取烟碱及中药原料。
2) 轻型建材。可制作编织物和装饰品及其他。如麦秸可编成凉席凉帽;高粱秆可制成门帘和窗帘;稻草和其他秸秆可广泛用于造纸、人造板、复合墙板等
3) 可降解的包装材料。用农作物秸秆制作的方便碗和快餐盒有易分解、易腐烂的优点,不仅减少了白色污染,还减少了木料的消耗,利于保护环境。
4) 食品防腐剂和空气清新剂。如竹叶可制防腐剂,有些水果残渣可制成空气清新剂。
5) 药物。如芹菜和黄瓜根可制成中药,薯秧根可作饲料、制糖稀或酿酒。副食品如果皮可制饴糖、酒精或氨基酸,过熟的水果可制成果酱、甜点心、冰淇淋、饮料和果味面包等。
6) 生产食用菌。平均1kg食用菌(平菇、香菇、金针菇等)可消耗秸秆1kg左右,菌渣还可还田作有机肥料。
7) 其他。农业废弃物还可用来制造生物油、生物柴油、生物塑料、生物洗涤剂、汽车构件和特殊纸类等。
2.建立一套完整的农业废弃物处理与资源化利用的政策法规,提高全民对农业废弃物资源化利用的意识。
3.加大对农业废弃物处理与资源化利用的技术支持和资金支持,完善相应的基础配套设施。面对农村对农业废弃物处理技术较为低下和落后的现状,必须要从技术上予以支持,从资金上予以帮助。
关键词:食品安全;快速检测技术;应用;发展现状
食物是人们生存发展的基础,对食品安全的重视是十分有必要。要想保证我国食品安全生产,保证人们健康饮食,就要加大对食品安全生产的监督和检测,重视食品销售、生产和加工等各个途径的安全检查。那么如何才能及时发现食品生产或者是加工过程中的食品安全问题,这需要人们找到一种具有高强度的准确性、高效性的食品检测技术。随着现代科学不断深入研究,我国在食品生产和食品加工方面生物检测技术也在不断发展,这种高质量、高效率的检测技术得到很多人喜爱,不同食品生产加工中得到广泛应用。
1食品安全快速检测技术的应用分析
1.1生物传感器法
人们身体健康和食用食物很大关系,病从口入就说明不健康的食物会给人们带来疾病和灾害。这主要是因为食物被细菌污染,人们也就很容易感染上疾病。比如疯牛病和禽流感等都是食物携带病毒,给人们生活带来很大影响。我国传统的食品检测技术主要是物理化学方面的感官检测或生物检测,存在很多问题。检测效率和检测精确定都很差。就生物检测技术来说,检测所需要细菌很多,因此,需要在检测前培养细菌,这就浪费一定时间,然后等将近一周左右时间,检测结果才能出来。但是这段时间内可能已经发生灾情[1]。因此,高效食品检测技术很有必要。新型食品检测技术,有一种新型生物传感器。主要是采用纳米技术对病菌开展检测,检测效率高,并且检测准确性高,可以利用和开发的空间很大。检测食品时,通过观察传感器上的生物化学反应,判断食物中是否含有沙门氏菌。
1.2化学试纸比色法
[2]化学比色分析法是现代食品安全检测的快速检测技术之一。这种方式通过对食品中主要分析相应化学成分,然后将需要检测食品采用化学反应方式做显色实验,将颜色和正常标准颜色分析比较,得出实验结果。除此之外,关于微生物检测纸片历史起源很早,可以准确检葡萄球菌、菌落总数、霉菌、大肠菌群以及沙门菌等测。比如在大肠菌群的试纸检测餐具表面时,检测效果很好,同时这种方式还可以节省时间和材料。综上所述,食品安全监测积极使用化学比色法可以提高检测效果的精确性,提高检测的灵敏度。同样这种方式操作简单,结果清晰。不断的研究和完善,这种方式方法实现准确性和敏感性的进一步提升。
1.3酶抑制分析法
[3]酶抑制法在食品安全检测中经常用到,这种方式相对其他检测方式而言成本低、检测效果好和准确度高等优点。这种检测方式和范围的应用也很广泛。虽然如此,也同样存在一些问题。比如,在检测过程中,一些农药残留导致蔬菜检测会出现假阳性现象,影响检测结果,给农产品安全检测带来难度。
2食品安全快速检测技术发展现状分析
2.1检验非食用物质技术的发展分析
随着国家在非食用物质方面法律体系不断完善,我国在不正当食品生产和加工方面打击力度很大,必须重视各个生产厂家非食用物质生产添加问题,坚决打击行为,同时通过建立完善各种检测技术,实现检测手段和方式的提升,保证人们饮食安全[4]。
2.2检测农药残留法的发展分析
随着检测技术的提升,对食品生产和加工方面的监督逐渐加大,促使我国在食品农药方面的检测技术的提升,降低农药在食品中的存留,提高检测技术的敏感度。同时需要加强对检测时间和检测精确性的研究。
2.3检测兽药残留的措施发展分析
通过不断研究发现,我国在兽药检测方面有了很大突破。检测残留的仪器和相关措施的效有所提升,相关药物检测主要是有以下几种。阿维菌类、β-内酰胺类、四环素类、β-兴奋剂、氨基糖苷类、氨基硫脲类以及喹喏酮类等[5]。
3结语
综上所述,食品安全一直影响着人们健康和生命安全,必须保证监督管理力度,提高检测技术,运用多种检测技术,不断提高检测效率,实现检测结果精确性提升,保证人们食用放心,保证社会稳定。
作者:吕琳 刘天 单位:营口市食品安全检验检测中心
参考文献
[1]万宇平.快速检测技术在食品安全监管中的应用及发展新方向[J].食品科学技术学报,2011,29(4):1-5.
[2]王伟华,韩占江,魏新军,等.酶联免疫吸附法在磺胺类药物残留检测中的应用[J].安徽农业科学,2006,34(6):1101-1101.
[3]方邢有,高志贤.胶体金免疫层析法检测罂粟碱的研究[J].分析试验室,2005,24(12):1-4.
关键词:纳米;电子技术;现状;发展
进入第二十一世纪以来,专家们认识到,纳米技术将作为科学技术的领先优势,为纳米技术的深入研究,纳米电子技术可能带来革命性的突破,新技术的发展和应用。纳米电子元件的速率非常高,可用于高度集成的器件,且能耗低,具有一定的节能效果,现已广泛应用于信息技术领域,已成为信息技术产业的关键技术。目前,纳米电子技术的研究还不够深入,应用还不够,但纳米电子技术具有很强的应用潜力和较强的应用前景。目前,对纳米电子技术产品的研究主要包括纳米电子器件和纳米电子材料,这些产品不仅功能齐全,而且性能良好。
1 纳米电子技术产生的概述
1.1 纳米技术产生的背景
1.1.1 微电子技术遇到挑战
20世纪有很多重大的发明,电子器件是其中对我们生活和工作最具有深远影响的发明之一。集成电路芯片的发展基木上遵循了摩尔定律,即每隔3年集成度增加4倍,特征尺寸缩小2倍微电子产业已沿着摩尔轨道运行了30余年。
21世纪微电子技术仍在快速发展,但是它遇到了严峻的挑战。随着电子元件尺寸的不断缩小,集成电路的集成度也要求越来越高,在未来若干年如何制造出具有更低功率消耗、更低成木、更小尺寸及更稳定更好性能的半导体芯片就成了摆在我们而前的当务之急。
1.1.2 纳米电子技术的产生
为了能够产生较低的功耗,降低到木材,更小的尺寸和更稳定的半导体芯片的电子器件的性能更好的纳米器件和纳米电子技术应运而生。它解决了微电子技术的问题:纳米电子器件不仅是微电子器件的尺寸进一步减小,更重要的是他们的工作将取决于器件的量子特性,所以他们也被称为量子器件。它主要是通过对电子波相位的控制来实现一定的功能,因此,量子器件具有较高的响应速度和较低的功耗,将从根本上解决日益严重的功耗问题。
1.2 纳米电子技术的定义
纳米电子技术是一种新的科学技术,作为现代物理学和先进工程技术相结合的产物,是基础研究和应用的产物,是纳米技术和电子技术的产物,其最终目的是实现人类可以根据自己的意志来进行单原子操纵,纳米电子产品包括纳米电子器件和电子材料。
2 纳米电子技术的发展现状
2.1 纳米电子材料的应用
目前大多数纳米材料包括:纳米硅薄膜、纳米硅材料以及纳米半导体材料。其中,纳米硅材料最具有技术优势,非常符合新世纪人类对电子技术的发展需求。硅电子材料的技术相较于其他材料的优势在于:
1.能耗低、准确可靠、运行时间较短、不易受外界的环境影响。
2.得益于科技的保证和不断地开发研究应用,使得其成本价钱有所降低。
3.由于其短距离的分子间距,使得硅电子材料在运行过程中,反应速度很快,这就从另一方面降低了材料能耗,提高工作效率。
2.2 纳米电子元件的应用
纳米电子元件问世之前,电子元件经过了集成元件、超大规模集成元件两个发展历程,因此,纳米电子元件是在“两位前辈”的发展基础上开发出来的。
随着集成规模的不断扩大,电子元件的尺寸却要越做越小,要达到纳米尺寸的范围(0.1-100nm),例如刚刚面试的单电子晶体管,它的一个电子信号就代表了一位信息的数据,意思就是晶体管的尺寸要小到极致,从而颠覆了现代电子技术的高集成、高速度下,一定要高能耗的格局。
2.3 纳米电子技术应用于现代科学
纳米电子技术的发展有助于细微部位的研究,而这些细微之处通过普通显微
镜是无法做到的,纳米电子技术的应用还能有助于纳米传感器的发明,通过纳米传感器可以观察到生化反应的各种不同的化学信息以及电化学信息。
纳米电子学作为新技术交叉口的生物医学和电子技术,具有极大的开发利用价值,其研究潜力是无限的。结合生物医学电子作为生物医学和电子的两大主题,在生物医学电子设备的集成和小型化方向的研究有很大的发展空间,本研究主要是基于微电子器件的发展,当器件的规模发展到原子或分子水平的大小,人们对于微小生物的研究将进入一个前所未有的新阶段。
3 纳米电子技术的未来展望
3.1 新型电子元器件
电子元器件技术将会在未来10至20年飞速发展,而市场对新型的电子元器件在不断提出要求,电子元器件技术将需要不断适应市场的要求,走向实用性。单电子器件、共振隧穿电子器件、纳米场效应晶体管、纳米尺度MOS器件、分子电子器件、自旋量子器件、单原子开关等新型信息器件的研究将不断取得突破,促使纳米电子技术向着延续、扩展摩尔定律和超越CMOS的方向发展,大规模纳米集成电路将初步实现,对数据存储和计算机发展等产生重大影响。
3.2 石墨烯
石墨烯是质地坚硬且非常薄的一种纳米材料,它在常温下传递电子的速度,比一般导体都快。正是由于它具有这样的特点,对石墨烯的研究与开发更具意义。大家都知道,电子和原子碰撞会产生能量,这就是一般的导体释放能量的方式。但同时我们可以看到,这样释放能量的方式也是能量的浪费。可石墨烯不同于一般的导体,它具有异常的特性,使得能量不会在碰撞中耗损。据专家预计,2020年左右将研制成功性能优异的石墨烯材料和晶体管,并解决其互连和集成等技术问题;2030年左右可研制成功石墨烯系统芯片,并形成规模化生产。这将使碳基COMS取代长期占据集成电路主导地位的硅基CMOS,引发集成电路领域发生革命性的变化。
3.3 碳纳米管
碳纳米管是一种一维的纳米材料,整体重量轻和完美的六边形构成是它的特点,由于它具有这样的特点也导致了它异于一般导体优势:良好的力学性能(金刚石的强度却又有极大的柔韧度);良好的导电性能;良好的传热性能;良好的光学性能和储氢性能。碳纳米管在纳米电子方面有着非常重要的用途,是场效应晶体管和单电子器件的一种具有发展前途的重要材料,以实现集成电路高速且耗能低的目标。
3.4 忆阻器
忆阻器顾名思义就是记忆电阻器,是继电阻器、电容器、电感元件之后的第四种电子元件。忆阻器是一种基于模拟信号的非线性动态纳米元件,可以构成交叉开关,且其材料可以与CMOS工艺兼容。忆阻器体积小、功率低、不受辐射影响,特别是用忆阻器实现的器件可兼有运算和存储功能,被认为是替代硅芯片、延续摩尔定律的有力竞争者。
4 总结
纳米电子技术取得了飞速的发展,其影响力是深远的,所以在这个特殊的阶段,我们需要抓住这个好机会,集中优势力量,加强基础研究和应用研究,在纳米电子学、前沿捕捉纳米电子技术,我国的信息技术得到了更新和升级,加快了发展步伐。
面对上述的发展现状和未来前景,我们可以看到,它是一种具有巨大潜力、应用广泛、产品性能优良、符合人类未来需求的科学技术。如果它能应用于其他科学技术领域,将促进我国新一代信息技术的飞速发展。
参考文献:
[1]蒋鹏程.纳米电子技术的发展与趋势[J].科技展望,2015(11).
[2]韩熙.纳米电子技术分析及发展分析[J].电子测试,2015(10).
[3]余巧书.纳米电子技术的发展现状与未来展望[J].电子世界,2012,12:24-25.
[4]张鉴.纳米电子技术的发展与展望研究[J].中外企业家,2013,02:125.