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納米技術的案例范例6篇

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納米技術的案例

納米技術的案例范文1

1引言

納米科技是指在納米尺度(1到100納米之間)上研究物質(包括原子、分子的操縱)的特性和相互作用(主要是量子特性),以及利用這些特性的多學科交叉的科學和技術。納米科技成果擁有科技成果的特征和納米科技的特點。

2科技成果簡介

2.1成果定義和特征

科技成果是指對某一科學技術研究為內容,通過試驗研究、調查考察取得的具有一定實用價值或學術意義的結果,包括研究課題結束已取得的最后結果,研究課題雖未全部結束但已取得的可以獨立應用或具有一定學術意義的階段性成果。科技成果具有新穎性與先進性、實用性與重復性,有獨立、完整的內容和存在形式,應通過一定形式予以確認等特征。

2.2科技成果轉化描述

科技成果轉化是指為了提高生產力水平,對科學研究與技術開發產生的具有實用價值的科技成果進行的后續試驗、開發、應用、推廣,直至形成新產品、新工藝、新材料,發展新產業的相關活動。從宏觀上來看,科技成果轉化是一個由科技供給系統、科技轉化系統、科技需求系統和科技環境系統構成的大系統。在微觀方面,科技成果轉化一般包括實驗室研究、中間試驗、工業性實驗、工廠化生產等諸多環節。

2.3科技成果轉化三個發展階段

科技成果產生階段:該階段主要從確定研究開發項目開始,到初步成果(產品)形成才基本完成。科技成果轉移階段:該階段主要包括成果(產品)進入中試試驗和工業化試驗等。科技成果應用階段;該階段主要包括成果(產品)進入規模化生產,并進入市場等。

2.4科技成果轉化基本要求

科技成果轉化作為一項復雜的社會系統工程,需具備多方面條件,滿足多方面要求,如科技成果自身的成熟程度、轉化環境,以及相應的政策、社會服務與支持等都是重要的轉化條件,是順利轉化的基本要求。以下分別作說明。

2.4.1技術成熟度

技術成熟度,即科技成果適應社會生產發展需要的實際水平,是科技成果轉化的最根本的條件。技術成熟度特征:完全成熟的科技成果,應當是可以立即生產的;不夠成熟的成果則還需再投入進行二次開發,才可能投入生產,所需要投入量越大,表示成果就越不成熟。技術不成熟原因:技術認識不同,科技投入不足,使科研條件和科研深度都較為缺乏;中試環節薄弱,中試的欠缺使得成果的先進性、適應性、配套性、可靠性達不到要求,難以實現工業化生產的需要。例如:長期以來,由于經費短缺,我國中試基地建立的數目較少。以上海為例,2005年從基礎研究到中試再到產業化,投資比例為1:1.03:10.55,而較為合理的比例是1:10:100。中試的欠缺使我國科技成果的轉化率低,已經成為制約我國經濟持續發展的一個“瓶頸”。結論:科技成果要實現成果轉化,首先要求科技成果技術成熟。因而需加大投資力度,加強中試試驗研究力度,形成成熟的、可靠的科技成果,促進成果的推廣。

2.4.2轉化環境

轉化環境主要包括轉化的市場需求、政策和意識。第一,樹立以市場為導向的意識。要從科研源頭起與市場需求相結合,以形成產業化為根本目標,針對現有和潛在市場,開發具有市場前景的科技成果,促進科技成果的轉化;要避免科學研究與市場脫節,造成成熟的技術也無法進行推廣,致使大量的科技成果無法產業化。例如:美國儀器制造業對高科技成果的一項調查顯示:11項首次發明的新儀器,思路100%來自用戶;66項重大改進,85%來源自用戶;85項小改小革,67%來自用戶。結論:以市場為導向的研究,更容易促進科技成果的轉化,科研人員必須始終堅持以市場需求為出發點和歸宿。第二,科技發展政策。科學技術與政策的關系日益密切。科學技術的發展越來越依賴國家的支持,國家的科技投入和政策引導成為影響科技發展的重要因素。需著眼于促進經濟建設、依靠科技進步機制的形成和企業技術創新主體地位的建立來制定配套政策,加強政府以科技需求為導向的行為,強化政策的激勵引導作用。政策的制定要從科技成果轉化大系統和全過程出發,在促進科技成果供給的政策、促進科技成果轉化過程整體化的政策等方面,形成體系上的一體化,避免“頭疼醫頭”、“捉襟見肘”,形成不合力。例如:美國是獲諾貝爾自然科學獎最多的國家,一方面,美國較高的物質生活待遇吸引了高級人才;另一方面是美國適宜的科技政策和社會文化氛圍,推動了科技的發展。在這個意義上說,比爾•蓋茨出現在美國決不是偶然的。結論:要有激勵的政策,更容易促進科技成果的轉化。第三,科研成果轉化意識。成果轉化意識是一切成果轉化活動賴以發起的內驅力,是貫穿于成果轉化過程的內在動力;低科技成果轉化率的一個重要原因在于科技成果轉化意識的缺乏,如科技成果的價值意識、商品意識、社會科技開發意識不強。科技成果擁有者必須有強烈的轉化意識,才能從主觀上發揮其積極性,促進科技成果轉化的進程。例如:不少科研單位和科研人員把科研成果的獲得作為科研工作的最終目標,不能主動把科研成果作為商品推向社會;同時企業對購買科技成果表現冷淡,因而造成了大量的科技成果的擱置,導致科技成果轉化率低。結論:科研人員具有強烈的成果轉化意識,更容易促進科技成果的轉化。

2.4.3宣傳策略

科技成果的推廣必須注重市場宣傳和推廣,一方面加大宣傳力度,另一方面注重宣傳適度。主要宣傳策略如下:1.強化組織領導,健全科技宣傳網絡;2.明確目標責任,強化考核督查力度;3.整合科技資源,拓寬科技宣傳渠道;4.加強媒體合作,搞好科技宣傳;5.開展科技培訓,促進成果推廣;6.開展科技活動,豐富宣傳形式;7.加強技術交流,建立信息平臺;8.注重方式方法,宣傳適度確保質量。

2.5科技成果應用現狀分析

農業、工業、醫藥、軍事、材料、電子、生物、航天等領域的科研成果,大量的成果怎么處理呢?這些都需要進行成果轉化,這些新產品、新材料、新工藝,只有進行科技成果的轉化才能有真正的作用,同時科技成果也有市場需求。突出表現出兩個特點:一方面大量科研成果生成,一方面有巨大的市場需求。

2.5.1科技成果轉化率低

我國每年有2萬余項比較重大的科學技術研究成果和5千多項專利,但是其中最終轉化為工業產品的成果不足5%,而歐美發達國家轉化率則為45%以上。我國科學技術向生產轉化的比例為10%~15%,也遠低于發達國家的60%~80%。高新技術企業的產值在社會總產值的比例僅為2%,與歐美發達國家的25~30%相比,更是不可同日而語。結論:目前我國科技成果轉化率低。2.5.2科技成果轉化率低的原因我國科技成果轉化率低的原因主要有:科技成果本身存在先天不足,成熟度低;科技成果系統配套不夠;科技成果對企業缺乏吸納和轉化的動力與活力;科技成果轉化缺乏資金支持,相應的風險投資基金匱乏;科技成果中介機構不健全,社會服務職能不完善;體制上產學研系統各自獨立,科技與生產脫節;市場體制不成熟,法律保障不足。

3納米科技成果及產業

3.1納米科技成果及產業的特點

納米技術屬于高科技領域,因此與高科技成果有著共同的特征:高風險,高投入;高額的利潤前景;巨大的市場需求。納米科技為多學科交叉領域,其應用及產業化又具有許多獨特的特征:多學科交叉特性;潛在的高額利潤;潛在的市場需求。

3.2納米科技成果市場分析

納米技術有巨大的潛在市場,它與信息技術、生物技術共同成為二十一世紀社會發展的三大支柱,也是當今世界大國爭奪的戰略制高點。據權威的研究報告顯示,2000年納米技術對全世界GDP的貢獻為4000億美元,預測2010年納米技術對美國GDP的貢獻將達到10000億美元,日本納米技術的國內市場規劃也將達到273000億日元。納米科技的健康發展,對二十一世紀的社會和經濟發展、國家安全以及人們的生活和生產方式帶來巨大的影響。結論:納米技術及產業已成為世界各國搶占的巨大市場。

3.3納米科技成果轉化現狀

在納米科技產業化方面,除了納米粉體材料在少數幾個國家初步實現規模化生產外,納米生物材料、納米電子器件材料、納米醫療材料等產品仍處于開發研制階段,要形成一定市場規模還需一段時間。目前成果以基礎研究為主,納米技術應用成果處于初期階段,產業化效果不理想,成果轉化率低。如果將納米產品的成熟程度按中試、批量生產和規模化生產劃分,其分布明顯呈劇烈遞減態勢。研究開發和規模化生產的距離較大,大約只有5%的實驗室成果最終能轉化為規模化生產。

3.4納米科技成果轉化率低原因

3.4.1投入的科研經費不足

成果轉化未知因素多,造成研究工作周期長、所需經費多;對科研的投入未考慮中試等應用技術研究,影響科技成果的轉化。

3.4.2缺乏風險意識和市場服務意識

納米技術產業與其它高新技術一樣都存在投資風險、政策性風險,市場風險和自由競爭風險等。同時,納米技術還存在著潛在風險。另外,科研工作者市場服務意識淡薄,缺乏主動為企業服務的意識。

3.4.3科研缺乏布局和規劃

缺乏制定戰略發展規劃以及科研與產業的合理布局,造成低水平重復和資源浪費;重視基礎性研究,輕視應用性研究,造成科研成果缺乏市場,成果難以被企業吸納和轉化。

3.4.4納米科技成果成熟度低

在研究中,研究人員常常只注重論文,納米科技成果論文水平很高,但產業化并不理想;注重實驗室開發,沒有潛心于后續的應用開發和技術支持,造成成果成熟度不夠,先天不足,難以轉化;大部分企業屬于生產型,缺乏持續創新和應用開發能力,只能接受非常成熟的技術。

3.4.5缺乏信息溝通缺乏信息溝通,導致產學研系統各自獨立,科技與生產脫節。從事納米科技研究的人員,分屬不同的行業和部門,條塊分割,由于缺乏相互交流,更缺乏與一線企業的交流與合作;由于信息不暢,造成成果難以滿足需求,以及成果和需求重復現象嚴重;企業間應用成果壁壘森嚴,難以推廣,導致不少低水平重復,重點不突出,阻礙了整體優勢的發揮。

3.4.6納米專業人才匱乏

納米科技由多學科交叉,因此需要具有多學科知識的復合型人才;納米科技的迅速發展,需要大量納米科技領域及其相關領域的人才。而中國傳統分門別類教育體制培養的“專業人才”,不能適應擁有多學科知識復合型納米研發人才的需要。因此,為推動我國納米材料產業的發展,需要培養一批復合型納米科研人員及納米經營管理人才。

3.4.7知識產權意識淡薄

中國納米技術近幾年有了突破性的發展,但知識產權意識在科學界尤其是開發應用領域仍然淡薄。專利數量有所增加,但是在總量上申請的專利還是很少。在我國,申請的專利大部分是納米粉體材料制備方面的專利,而國外的專利很多是納米應用專利。

3.4.8行業標準和技術規范缺乏

目前納米科技應用研究很熱,市場上出現了很多“納米商品”,然而,很多的“納米商品”還不是真正意義上的“納米產品”。市場上缺乏行業標準和技術規范的約束,一些人熱衷于炒作納米概念,造成初級產品過剩,浪費了社會整體資源;一些生產微米材料的企業,在其產品性能用途完全沒變的情況下,貼上納米標簽,搖身一變成了納米材料企業,誤導納米概念;一些企業在投入少量資金注冊了納米材料公司或納米材料應用公司后,就開始在經營業績上做文章,蓄意編造是專門從事納米科研、生產和應用的實力企業的假象,最終達到圈資、騙政策的目的。

4納米科技推廣應用思路

針對納米科技成果轉化率低及成果推廣過程中所存在的問題,促進納米科技的推廣應用,應切實做好以下工作。

4.1根據市場需求,選好研究目標

針對我國納米科技產業化處于初級階段,納米科技發展資金投入不足,納米科技產業化效果不理想等現狀,在有限的資金和設施條件下,納米科技的發展一定要從科研源頭上加以調控,科研項目選題要以市場需求為導向,以形成產業化為根本目標,強調創新意識和市場服務意識,發展具有競爭力的新技術和新產品,并推進傳統產業的發展,從而促進納米科技成果更快地得到推廣和應用。

4.1.1科研項目選題時應遵循的原則

創新性原則:強調科技源頭創新意識;產業化原則:以產業化為根本目標,能獨立形成新產品、新技術;競爭力原則:注重可提升產品競爭力的技術及材料,注重與傳統產業結合;市場化原則:以市場需求為導向,加強服務意識,注重市場推廣。

4.1.1.1強調科技源頭創新意識

自主創新已經成為科學技術發展的戰略基點和調整產業結構、轉變增長方式的中心環節。十一五發展規劃指出:“科學技術發展,要堅持自主創新、重點跨越、支撐發展、引領未來”。納米科技屬于高新技術領域,因而,必須強調創新意識,研究和開發具有源頭創新性的新技術和新產品,形成自主知識產權的新技術和新產品,實現技術發展的跨越,實現企業資本、社會資本和知識資本的有效組合及轉化增值。強調創新意識,發展納米科技,必須以市場為導向,以產業化為根本目標,發展成熟的技術,努力提升其競爭力,吸引企業及其它投資公司的參與和投資。加強納米科技源頭創新,要以納米電子學、納米尺度的加工及組裝技術、納米生物和醫學、納米材料學等科學前沿的理論和方法學為重點,爭取取得重大進展,獲得具有自己特色的發現和發明創造,促進納米科技的產業化。

4.1.1.2以產業化為根本目標,能獨立形

成新產品、新技術選題時要以產業化為根本目標,研究方向要與產業相結合,要策劃出一個行業的主體并且形成一個產業鏈條。開發市場前景廣闊、能夠獨立成新產品的先進技術,吸引以納米技術為關鍵生產技術的企業投資,推動納米技術的產業化進程。圍繞國家長遠發展目標,將納米技術與信息、環境、能源、生物醫藥及先進制造、海洋、空間等高新技術相結合,提高納米技術在這些產業中的含量,建立以納米技術為主旋律的一批納米產業及產業鏈并形成產品、商品,為提高我國的綠色GDP做貢獻。舉例1:信息產業中的納米技術以納米陣列體系為基礎的量子磁盤,1998年正式問世,存儲量高達465Gb/in2,相當于現在磁盤10萬個的存儲量。1999年,美國惠普公司在實驗室成功制造了100×100nm芯片。正像克林頓所說,利用現代的納米技術制備的超高密度存儲元器件,可以將美國國會所有的信息存儲在只有方糖大小的體積內。2000年,IBM公司通過納米技術把這種磁盤的存儲量提高到1000Gb/in2,相當于100萬個現在磁盤的存儲量。利用納米技術可以將動態隨機存儲器和電腦CPU縮小到70nm,晶體管的尺寸為100~200nm。結論:納米技術在電子信息產業中的應用,將成為21世紀經濟增長的一個主要發動機,其作用可使微電子學在20世紀后半葉對世界的影響相形見絀。舉例2:生物醫藥產業中的納米技術采用納米超順磁載體制作的示蹤劑使核磁共振檢出的癌細胞尺寸大大降低,便于早期診斷、早期治療;利用納米技術輸送生物大分子藥物,可克服其吸收差、穩定性低的缺點,實現其天然、高效等特點,顯示出良好的應用前景;根據藥物分子的性質設計納米顆粒表面及內部結構,從而達到人為地設計藥物的靶向目標及其釋放和作用方式,明顯提高藥效;利用納米技術制備支架、骨骼等植入材料,具有很好的生物相容性,并可發揮治療效果。結論:納米材料技術將在生物醫學、藥學、人類健康等領域有重大的應用。預計到2015年,納米技術在生物醫藥領域中的應用,全球市場將達到2000億元。

4.1.1.3注重發展提升產品競爭力的新技術和新材料

傳統行業的發展需要納米科技來提升其技術和產品的競爭力。傳統產業是國民經濟的重要組成部分,這就決定了發展納米產業應切入傳統產業,努力提升對傳統產業和產品的更新換代,提高競爭力,同時調整傳統產業結構,實現經濟增值。納米科技的發展需重視與傳統產業相結合。納米技術在傳統產業的應用具有投入少、見效快、市場前景廣闊等特點,因此,將納米科技與傳統產業結合,可以有力促進納米科技的推廣應用。加強與傳統產業合作,必須以市場需求為導向,發展具有市場潛力的產品和技術,通過納米技術顯著提高傳統產品的競爭力。加強與傳統產業合作,從一開始,就要積極吸納企業的參與投入,發展能顯著提高傳統產業和產品的新技術和新材料。舉例1:紡織行業中的納米技術納米催化劑在化纖原料滌綸聚酯合成中的應用,將使生產效率提高5倍以上,大大降低了生產周期和成本,這項技術在化纖行業的推廣可帶來數十億元的收益;利用納米技術對各類化纖進行改性,使之具有功能性,如吸水吸濕纖維、變色纖維、芳香纖維、磁性纖維、防輻射纖維、遠紅外纖維,還可采用復合紡絲法來生產功能化織物;納米功能氧化物填充到纖維中可制得各種差別化、功能化纖維,為纖維的發展帶來一場健康革命,其市場規模也超過二十億元。結論:納米技術的應用將對紡織行業的發展起到巨大的推動作用。舉例2:建材行業中的納米技術納米技術在建材領域的應用:利用納米材料的自潔功能可開發的抗菌防霉涂料、PPR供水管;利用納米材料具有的導電功能可開發的導電涂料;利用納米材料屏蔽紫外線的功能大大提高PVC塑鋼門窗的抗老化變形性能;利用納米材料可大大提高塑料管材的強度等。另外,納米抗菌不銹鋼塑料復合管、納米抗菌PPR管是在管材內層塑料中添加納米級抗菌材料,經共擠出而制成具有抗菌、衛生自潔功能的管材。僅以PVC塑鋼門窗為例,近幾年我國每年城鄉工業和民用建筑的建造量平均約12億平方米,需要門窗3億平方米,年需塑鋼門窗約3000萬平方米,年需硬PVC異型材約30萬噸。結論:納米材料在建材中具有廣闊的市場應用前景和巨大的經濟、社會效應。

4.1.1.4以市場需求為導向,加強服務意識,注重市場推廣

以市場成熟代替技術成熟是發展納米技術的最佳方式。改變傳統的“技術導向”為“市場導向”,始終堅持以市場需求為出發點和歸宿,以市場需求為拉動機制,著重推動具有應用前景的新技術和新產品的開發,注重對傳統產業的改造和提升,提升產品的競爭力,推動納米科技的產業化。著重發展有重大影響的方向與領域,注重納米技術與各個行業的交叉融合,使納米技術和產品能服務于各個行業。注重納米技術的市場推廣,加強納米科技與各個行業領域間的交叉融合,加強科研成果和企業及投資商之間的交流合作,建立信息交流平臺,創建科研成果轉化的渠道,為納米科技發展提供有力服務和支持。

4.2注重技術集成,實現自主創新

“創新”是科技發展的生命力所在。對于納米科技的發展,需加強新技術和新產品的原始性創新,提升產品和技術的競爭能力。同時在重視原始性創新的基礎上,更應該注重具有重大應用價值的集成創新,通過對集成要素的優勢整合,提升集成整體的競爭能力,實現更大的市場價值。

4.2.1技術集成創新有利于形成市場競爭力

長期以來,人們比較注重單項技術繼發展,這是技術開發初級階段的必然過程。但從科技與經濟結合的內在要求來看,單項技術的研究開發,因為缺乏與其它相關技術的銜接,在當前很難形成有市場競爭力的產品或新興產業,這就造成我國每年所取得的數萬項科技成果最終束之高閣,削弱了我國科技創新的基礎。

4.2.2技術集成創新將提高產業核心競爭力

核心競爭力的形成,不僅僅是一個創新過程,更是一個組織過程,使各種單項和分散的相關技術成果得到集成,其創新性以及由此確立的企業競爭優勢和國家科技創新能力在價值上遠遠超過單項技術的突破。加強技術集成創新,是企業實現自主創新的新思考,也是企業獲得競爭優勢、適應知識經濟發展的關鍵。

4.2.3納米技術的集成主要內容

4.2.3.1納米科技成果的集成

將分散的技術集中,形成一個可達目標功能的技術體系,即組合應用性技術成果,也稱為技術捆綁或技術整合。納米科技成果的集成應注意以下幾點:注重主題的策劃,選好技術與成果,實現目標顯示度。(1)注重主題的策劃以市場需求為導向,關注市場需求的多樣化,強化產品的競爭意識;以納米技術或產品為關鍵要素,解決需求中的重大問題,具有行業導向性與共性;拓展解決方案的豐富性,注重外部資源的易取性;強化研發時間的迅捷性,凸顯研發質量的配比性。(2)選好技術與成果始終堅持把市場需求作為出發點和歸宿點,選擇具有市場前景的技術和成果,選擇具有競爭優勢的納米材料或技術為關鍵技術要素,具有前景的技術與成果,注重其成熟度和可靠性。同時加大中試研究力度、中試研究領域和資金投入,注重集成要素中技術和成果的協調與融合,優勢互補,使集成整體具有新的價值。(3)實現目標顯示度注重目標功能的實現,不僅要實現各項集成要素的功能目標,還應實現集成系統的整體功能目標。集成要素和集成系統的功能定量指標應具有競爭性,以實現其產品的顯示度,有利于產品的推廣。

4.2.3.2注重技術集成創新

(1)從納米科技發展到產業鏈上的集成協作在產業鏈的銜接上,由于納米技術的跨學科性,急需將努力的方向由“單打獨斗”轉向“集成協作”。實驗和技術上存在局限性,而研究的廣泛和復雜,造成設施難以完備;技術的成熟度不夠;研究成本高和周期長,造成產業化難度大。因此,僅依靠某一個工業部門或者研究機構,將無法加快推動納米科技的應用和產業化的步伐。結論:要實現和促進納米技術的產業化發展,需要采用合理的產業化與投融資模式,推動納米技術產業鏈的全方位發展。這就是所謂的為了構筑我國納米產業發展的大戰略,也是目前國內眾多研究機構、企業正在的探索大聯合的適當途徑。(2)納米科技發展產業鏈上的集成協作方式第一,建立國家級研究開發平臺,充分發揮國家級研究開發平臺的作用,推動各研究部門之間的交流合作,實現軟硬件資源共享,避免重復建設。第二,建立產業孵化基地。“科研-孵化-企業”一條龍式的產業化模式,有利于推動科研成果產業化,因此,在有條件的地方應建立納米科技孵化基地。第三,加強產學研的合作。積極推進產學研一體化的進程,把研究、開發和應用過程的各個階段建成一個系統,使之緊密銜接、相互交替,保證從科研到生產整個過程的連續性,從而使科研單位前期的研究、開發優勢與企業工業化生產優勢融為一體,促進科技成果的轉化。(3)各領域科學研究人員間的協作從目前情況看,我國從事納米科技的研究人員,分屬不同的行業、部門,彼此之間信息溝通不暢,研究人員之間也缺乏必要的交流,致使研究力量大大分散,而且各地研究所重復研究、重復建設嚴重。納米科技屬于多學科交叉的前沿研究領域,要動員和組織信息、物理、化學、生物、醫藥、材料等學科的專家參與納米科技的研究開發,抓好多學科在納米科技方面的集成。結論:納米科技的多學科交叉特性必然要求加強各領域科學人員之間的協作。

4.2.3.3納米科技推廣注重技術集成創新的應用案例分析

應用1:“以應用納米技術打造新世紀康居商住樓”思路(1)為了貫徹《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》以及“十一五”規劃中的要求,促進生態人居環境和綠色建筑的發展,提出集成整合最先進的納米技術研究成果,積極推動健康、環保的生態建筑技術的應用與推廣。為打造康居示范工程提供有力的技術支持和保障,致力于搭建三大公共技術平臺,即居住環境健康性和安全性公共技術平臺;建筑物與居家用品節能和環保性公共技術平臺;資源綜合利用公共技術平臺。(2)應用納米技術打造新世紀康居商住樓,可以體現在環保、健康、節能等方面的優勢上。具體應用可以包括外墻涂料、內墻涂料、變色玻璃、地毯地板門、廚房、家用電器、衛生潔具、床上用品、窗簾、玩具及衣物等。(3)面向生態人居環境和綠色建筑的發展的需要、面向《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》以及“十一五”規劃中的要求,新世紀康居樓的打造將對該行業及人們生活產生很大影響,將形成一個完整的產業鏈條,引導該行業的發展。以納米材料或技術為關鍵技術要素,具有競爭優勢;選擇具有很好市場前景的納米改性內外墻涂料、納米改性紡織品、納米改性陶瓷、應用納米技術的太陽能電池等技術和產品,打造一個健康、環保、節能的居住環境,具有競爭優勢。另外,選擇的納米改性內外墻涂料、納米改性紡織品、納米改性陶瓷等成果技術成熟度較好。應用2:“建立應用于汽車產業的納米技術產品產業鏈”思路(1)納米技術在汽車產業中的應用,可以包括納米材料改性內飾件、納米結構超強鋼板、納米結構鋁材料、高耐腐納米水性汽車涂料、納米隔熱涂料、納米材料改性高性能輪胎、高強度膠黏劑、納米汽車油、納米汽車燃油添加劑、納米傳感器、汽車動力應用納米新型太陽能電池、納米汽車尾氣催化凈化材料等。(2)面向十一五規劃的“建設環境友好型,資源節約型社會”,面向中國巨大的汽車產業市場,中國汽車產業發展在近幾年速度迅猛,是世界上最大最有潛力的市場。選擇具有很好市場前景的納米改性內飾件、納米改性涂料、納米改性高性能金屬材料、高強度膠黏劑、納米汽車尾氣催化凈化材料、納米汽車燃油添加劑及汽車動力應用納米新型太陽能電池等技術和產品,具有競爭優勢。納米技術在汽車上的廣泛應用,將降低汽車各部件磨損、降低汽車消耗、減少汽車使用成本,還能消除汽車尾氣污染,改善排放。可以預見,納米技術在汽車產業的應用將對該行業及人們生活產生很大影響,將形成一個完整的產業鏈條,引導該行業的發展。應用3:納米科技與新興行業、支撐行業及國家重大工程掛鉤納米科技與新興行業、支撐行業及國家重大工程的掛鉤可以吸引國家或地方政府等的財政撥款,同時可以吸引公司和企業的投資和參與。納米科技在新興行業、支撐行業及重大工程中等各領域中的滲透,將加快納米科技的產業化;納米科技在新興行業、支撐行業及重大工程中的應用,將提升這些行業的技術含量,增加其競爭優勢,推動其發展;同時對其產業結構的調整、經濟增長方式的改變具有深遠的影響。例如:納米技術及應用國家工程研究中心以產學研結合的方式,組織上海城建集團、上海高校和科研院所利用納米技術和其它技術集成解決道路隧道內的廢氣治理問題,這是納米科技在城市市政工程中的重要應用,該項目已列入國家支撐計劃。結論:通過集成技術、產學研合作等方式與新興行業、支撐行業及國家重大工程掛鉤,容易吸引投資,促進納米技術與其它技術和產業的融合,從而促進納米技術的發展。

4.3樹立誠信市場理念

4.3.1納米科技要健康跨越發展必須樹立誠信意識

誠信的本質首先是經濟規律,其次才表現為倫理性質。誠信不足,敗事有余。市場經濟就是信用經濟,信用是現代市場經濟的基石,沒有誠信,就沒有秩序,市場經濟和社會道德就會陷入混亂之中。目前納米科技應用研究很熱,市場上出現了魚目混珠的現象,虛假的“納米商品”,納米概念的炒作,嚴重擾亂了納米市場的秩序,誤導人們對納米的認識,損害了納米科技的形象,嚴重阻礙了納米科技的產業化發展。結論:納米科技要健康跨越發展必須樹立誠信意識,誠信的市場經濟理念。

4.3.2如何樹立誠信意識

加強誠信意識培養;健全市場競爭機制,讓誠信成為人們自覺遵奉的客觀經濟規律;強化監督,建立相互補充、相互制約的誠信監督體系;加快建立信用體系,規范信息傳遞和披露機制,發展資信評估行業;強化法制建設,為誠信規范提供堅實的法制保障。

4.4制定適合納米政策納米科技的應用推廣,需要制定適

合納米科技發展的政策,保障納米科技的可持續發展。

4.4.1制定發展規劃,實施專項行動

第一,堅持“有所為,有所不為”的方針,制定納米科技的發展戰略,制定我國納米科技發展的近期、中長期規劃,對納米技術的基礎研究進行整體規劃,制定國家納米科技產業的發展規劃,集中力量,重點突破。第二,根據市場要求,依托現有產業的優勢和基礎,確定重點發展的產業及產品,引導產業結構調整。第三,按照市場需求,集中優勢力量研究、開發具有自主知識產權、市場潛力大、技術可行的項目和對未來有重大影響的關鍵領域,突出特色。

4.4.2建立創新體系,強化專利保護意識

組建全新機制的實體性創新平臺,建立以企業為主、產學研結合的納米科技創新體系。強調納米科技的原始創新,注重技術創新、管理創新、制度創新的有機結合,在原始創新基礎上,同時注重集成創新,強化專利保護意識,提高知識產權保護在企業發展中的重要作用。另外,建立和健全納米技術成果產權保護制度,優先資助擁有自主知識產權的專利成果的產業化。

4.4.3重視人才培養,加強技術交流

制定人才優惠政策,鼓勵人才流動競爭,努力創造人盡其才、才盡其用的良好環境。建立培養和吸引納米科技人才的政策,培養高質量的納米技術人才和領軍人物,引進國外具有真才實學的優秀人才。加強國內外科研單位及企業之間關于納米技術的信息交流,建設開放式的國家納米技術信息交流平臺,加強國際交流和合作,擴大國際影響。

4.4.4加快基地建設,吸引多元投資

鼓勵科研單位、高等院校與生產企業共建納米技術創新基地、開放式研究開發中心等,改善基礎設施條件,對共性關鍵技術進行聯合攻關,建立以企業為主體,產學研結合的納米技術創新體系,加速納米技術的研究開發與產業化步伐。重視以政府政策資金為導向,建立多元投資融資體系,吸引風險投資及民間投資,使其大規模地介入納米技術產業并與科技界融合。同時,鼓勵納米科技型企業在資本市場上融資,加速納米成果的轉化和產業推進。4.4.5完善行業標準,規范技術市場重視標準意識,根據納米技術產品的性質、用途,參照國際標準,制定我國納米技術行業的產品標準,建立權威性的國家納米產品質量檢測中心,使納米產品的生產和銷售有章可循。盡快制定出臺相關的政策法規,規范納米市場,避免納米技術及應用研究重復建設和過度競爭。

4.4.6加強科普宣傳,倡導科學道德

重視納米技術的普及工作,加強對納米科技的科普教育,使大眾對納米科技有正確的科學認識,避免過分炒作和誤導。重視納米科技相關學科的建設工作,保障我國納米科技的可持續發展。

5納米科技成果介紹

納米技術及應用國家工程研究中心積極整合社會資源,積極推動納米技術成果的轉化。

5.1應用在環境領域的納米材料和技術

成果1:用于汽車尾氣催化凈化處理的介孔基催化材料成果簡介:孔道內擔載貴金屬Pt/Rh/Pd的氧化鋯基(氧化鋯/氧化鈰)復合納米介孔催化劑。該催化劑采用具有自主知識產權的涂覆工藝,成功負載于金屬載體表面,經檢測,排放性能及催化劑老化性能達到并優于歐IV標準(GB18352.3)。技術特點與優勢:特殊的介孔結構,高比表面積;貴金屬用量低,熱穩定性好;優良催化活性和穩定性;抗老化性好。產業化前景:2007年我國汽車產量達到900萬輛,并逐年遞增。同時,我國將面臨新車必須全部加裝凈化器的局面,該項目具有極其廣闊的市場前景,其經濟、社會和環境效益十分巨大。成果2:光催化凈化室內空氣應用技術光催化室內凈化技術現狀:不能有效地去除室內空氣中;危害性很大的細微顆粒物;催化劑活性組分易流失;微孔容易被顆粒物堵塞,致使催化劑失活。技術創新:將高流速高效率靜電除塵與光催化凈化室內空氣兩相單元技術有機的結合。技術內容:包括性能好低成本的金屬泡沫網狀載體的制備技術、光催化凈化活性組份在金屬泡沫載體上負載技術、凈化室內空氣污染物一體化新技術、金屬泡沫網狀物負載光催化材料、室內光催化凈化器。產業化前景:目前我國城鎮裝修過的房屋中80%存在甲醛超標問題。凈化室內裝修污染的市場規模達100億元,并正以每年30%的速度增長,據預測2008年將達到200億元的市場規模。5.2應用在能源領域的納米材料和技術成果3:鎳氫(MH/Ni)動力電池與鎳鋅動力電池技術內容:鎳氫動力電池技術;鋅鎳動力電池技術;在電極中添加納米添加劑;提高電池的循環壽命;提高電池的安全性。應用范圍:電動工具、割草機械、玩具模型、電動自行車、電動摩托車等。技術成果:《動力鎳氫電池用納米材料測試技術》項目被上海市高新技術成果轉化服務中心項目認定辦公室認定為上海市高新技術成果轉化項目。這意味著該中心又一項納米科技成果將走向市場。產業化前景:隨著WTO的加入,對動力電池的需求逐年增加。目前國內市場對鎳氫動力電池的年需求量在數千萬節以上,也將在上千億的一次電池市場中占據一席之地。

5.3應用在生物醫藥領域的納米材料和技術成果

4:超臨界粉碎技術成果簡介:超臨界粉碎技術,采用超臨界流體,通過改變壓力快速改變溶液的飽和度,使溶質瞬時成核、獲粒度均勻、超微細納米級、無污染高純度產品。通過此藥物微細化技術,實現中藥的微納米化,促進藥物的溶解性,提高藥物的生物利用度。成果內容:水飛薊素微納米顆粒,超臨界流體增強溶液分散技術(SEDS),粒徑尺寸介于50~300nm,納米化后的藥物在水中溶解速率得到顯著改善。谷甾醇納米顆粒,氣溶膠溶液萃取系統(ASES)技術,粒徑介于50~300nm,ASES處理后樣品結晶度降低;化學結構沒有明顯改變。產業化前景:超臨界微納米加工產品:如納米水飛薊素、植物甾醇可應用于相關藥物或油類產品,按1%的附加值計算,相關藥物或油品的產值達100億,該產品產值可達1億元。成果5:用于腹腔淋巴靶向治療的納米給藥系統成果簡介:以安全無毒的聚脂類生物降解聚合物為納米粒的骨架材料,用改良的乳化-液中干燥法制備載藥納米粒(NP)。腹腔化療方式治療卵巢癌,克服了紫杉醇游離藥物滲透性差、易過敏等缺點,并能實現產業化。技術特點和優勢:解決了材料的安全性,采用經FDA批準載體材料;制備工藝可實現產業化,粒徑及其分布可控制、重現性好,包裹率高,生產工藝條件不苛刻。產業化前景:全球卵巢癌每年新增病人19.2萬,死亡人數為11.4萬,其死亡率占婦科惡性腫瘤之首。建成應用示范點,年創產值可達1000萬元。成果6:基于納米生物探針的微流控陣列蛋白質芯片成果簡介:該芯片是一種納米生物技術與微生物芯片技術的集成產物。通過納米生物自組裝技術將靶蛋白配體組裝在納米粒子界面上,構成納米生物探針,可以特異性地與各種生物樣品(血清、細胞培養液等)中的靶蛋白結合,并最終被捕獲在微流控陣列的特定檢測區域,通過納米粒子所發出的光學信號實現對多種靶蛋白的高特異高靈敏的同步多元分析。技術特點和優勢:高靈敏、高分辨和低噪音;可以實現多種生物分子的同步檢測;具有在分析模式和使用便捷性上的多種優勢。產業化前景:主要應用領域有蛋白質的結構功能研究、醫學診斷和醫療、新藥開發、生物工業、低樣品消耗和快速的芯片反應器系統,以及特定用途的專家系統。

5.4應用在電子信息領域的納米材

料和技術成果7:CMP后清洗劑成果簡介:采用表面活性劑的分子設計技術,利用表面活性劑的協同效應,研制了一系列高性能CMP后清洗劑。技術特點和優勢:由表面活性劑、高性能功能性清洗助劑組成的水基清洗劑。適合拋光后高精度表面的超精密清洗。清洗效率高、對工件腐蝕小、殘留少等。技術現狀:用于硬盤清洗的清洗劑已得到世界最大硬盤基片生產商“深科技”的認可,指標達到國際先進水平。硅片清洗劑已在國內企業得到初步應用。產業化前景:可廣泛用于計算機硬盤、硅片、玻璃基片等表面的超精密清洗。系一次性使用,因而電子行業的清洗劑具有巨大的市場。CMP后清洗劑利潤豐厚,以每年銷售1千噸計,利潤在1000萬元以上。成果8:高性能納米粒子拋光液成果簡介:化學機械拋光技術(CMP)是迄今幾乎唯一可以達到全局平面化的超精加工技術,納米粒子拋光液是CMP技術的關鍵要素。通過解決納米粒子改性分散技術、納米粒子拋光液的配伍與精制技術、原子級拋光工藝技術等關鍵技術,成功制備出一系列含有納米磨粒的納米粒子拋光液。納米粒子拋光液由納米粒子研磨劑、功能性助劑、溶劑組成。技術特點和優勢:在計算機硬盤基片的拋光中可以達到表面粗糙度(Ra)小于0.5;數字光盤母盤玻璃基片拋光中表面粗糙度達到4.68;均達到國際先進水平。產業化前景:納米拋光液市場廣闊,用于高精加工的納米拋光液為消耗品,系一次性使用,不可循環使用以免影響拋光質量,因而拋光液市場容量較大。

納米技術的案例范文2

【關鍵詞】精細化工;研究

引 言

精細化工,顧名思義就是指生產比較精細的化學產品行業的統稱。精細化工的產品種類眾多,產品的科技附加值高,其產品直接服務于各高科技領域,直接體現著一個國家的化工發展水平。因此,世界上許多國家都加大了在精細化工方面的研發和生產投入,以不斷提高在國際市場上的競爭力。精細化工包含了醫藥、合成材料、食品添加劑、飼料添加劑、油添加劑、電子化學品、生化產品等,隨著經濟及科技的不斷發展,精細化學品的應用領域還在不斷擴大。

一、精細化工的發展情形 第一,行業本身的研究力度有待加強。特別是在技術密集性和產品功能性方面的根本缺乏深刻認識。雖然研究人員也了解精細化工的必要性與迫切性,但是由于在技術方面是有限的,沒能成為發展的科學方法,國內的大多數精細化工企業目前仍處在初級階段。 第二,引進技術多,自我開發創新能力明顯不足。只是片面的停留在重點研究合成以及工藝上,沒能充分把握工程開發、應用研究以及市場開發等具體措施,許多精細化工產品都是在進行模仿,一味的模仿是不能創造出屬于自己獨特的風格與特色的。 第三,人才資源和專業研究機構的缺乏。精細化工技術研究部門和課題的分散、重復等一系列問題并沒有從根本上進行解決,再加上在人才方面的缺乏,從而導致我國化學品精細化率僅為40%且停滯不前,想要達到60%的標準仍待有提高。

二、精細化工的特性 1、多品種 我國目前的精細化工產品已有十萬多種,精細化工產品具有不同的特點,精細化工產品包括了染料、農藥、顏料、涂料(及高純物和試劑、磁性材料、感光材料等等)、日用化學品、化學藥品和功能高分子材料、食品和飼料添加劑等等十一大類,兩萬至三萬的品種合計三十多個類別劃分,超過了我國的四萬個化工行業產品品種一半之多。企業其精細化工產品包含農藥、醫藥、涂料、表面活性劑、功能性高分子材料、粘膠劑、阻燃劑等六十多個品種,十四個大類。 2、小規模 (1)當今的工業精細化產品的用量不大、專用性強、效能高,有十分快的更新速度。較小批量的化工工業試劑較少,跟較大噸位規模基本化工相比較不一樣,基本只是較大化工試劑的很少一部分,例如上海一家精細化工企業,這家小工業的試劑僅8t左右,卻是數千噸級的大生產規模。 (2)一些精細化工企業設置容量較小的可燃液體儲罐,位于上海某地區的一家化工園區包含甲和乙兩種類別液體儲罐,甲、乙兩種儲量只有200m3左右,按照《石油化工企業設計防火規范》來區分,只相當于條例規范的裝置儲罐。但是根據國家標準《建筑設計防火規范》劃分可燃液體的容質量。 (3)精細化工企業占地面積相對較小,據統計一般精細化企業占地面只有積2-3ha左右,更小的精細化工企業才1ha,大的精細化工企業不到5ha,場地都留有一定的發展用地。 3、 操作條件溫和 相比石油化工的高壓高溫的特點,精細化工企業操作條件更加溫和。而且多為間歇式、復配型生產。大量采用不同劑型和復配技術及其商品化的物理過程,且精細化工企業多以封閉式廠(庫) 房建筑形式為主,這幾點特征是制定精細化工設計防火標準的基礎方面。

三、精細化工發展中的關鍵技術 在精細化工的發展中涉及到的關鍵技術有納米技術、催化技術和生物工程技術等。 1、納米技術 納米技術是近些年來發展非常迅速的高科技技術,在精細化工行業也有著廣泛的應用,成為影響精細化工發展的關鍵技術之一。將納米技術與精細化工相結合可以生產納米聚合物如用于制造高強度質量比的透明絕緣材料、高強纖維、離子交換樹脂等;日用化工及其它行業利用納米技術可以生產出更高檔的化妝品、納米色素、納米感光膠片、納米精細化工材料等。 2、催化技術 催化技術是化工產業發展必不可少的技術,對精細化工行業的發展來說也是如此,但相對于傳統的化工催化技術來說,精細化工行業的催化技術又有著新的特點。為了促進精細化工產業的發展需要開發可用于工業生產的稀土絡合催化劑、膜催化劑、固體超強酸催化劑等新型催化劑,同時還需要發展相轉移催化技術、立體定向合成技術、固定化酶發酵技術等特種生產技術。 3、生物工程技術 生物工程技術是21世紀最有發展前景的技術,將生物工程技術與精細化工相結合,可以有更多種類的精細化工產品和技術被開發出來,會將精細化工行業的發展推向一個更高的階段,使精細化工產品的研發出現質的飛躍。在未來需要重點發展重組DNA技術和生物反應器技術,這是生產干擾素和多肽等產品的基礎。

四、精細化工的發展趨勢 1、產品的種類越來越多 近些年來,能源、原材料、航天、信息、生物技術不斷發展,而精細化工產品在這些領域都有著廣泛的用武之地。比如,在保健食品和各種改變結構的食品生產中都離不開食品添加劑,在信息技術發展中需要功能更加先進的無機非金屬材料,在現代醫學上所用的各種人造器官很多也屬于精細化學品。目前在發達國家,精細化工產業的年增長率達到了4%左右。而我國由于化工產品的精細化率還比較低,而我國的經濟和科技發展速度比較迅猛,因此為了滿足我國正常的發展需要,在精細化率不斷提高的同時,精細化工產品的種類肯定也會越來越多。 2、精細化工產品的性能將會更加完善 不斷完善精細化工產品的性能也是今后世界精細化工發展的重點方向,未來精細化工產品的物理功能、化學功能、生物功能等更為完善,這些精細化工產品包括功能膜材料、有機電子材料、信息轉換與信息記錄材料等。由于電子工業和信息科學技術的發展,對導電功能材料的需要越來越多,目前,導電塑料、導電橡膠、透明導電薄膜、導電膠黏劑和導電涂料等的發展很快,并已經工業化。對信息技術的發展來說,十分重要的材料是光導纖維材料、各種信息記錄材料和新型傳感器用的高分子材料等,此外,精細陶瓷的研究、開發日益受到重視,主要開發的材料有:高絕緣性陶瓷,它用于集成電路的基極和放熱性絕緣基板等。 3、向著綠色化方向發展 綠色發展是相對于傳統的化工發展方式而言的,精細化工的綠色化是指在精細化工產品的生產和使用過程中對周圍環境的污染較小甚至沒有污染產生。發展綠色精細化工必須發展綠色精細化工技術,例如采用生物技術生產精細化工產品,利用計算機技術實現精細化工業的自動化,開發反應條件更容易控制、轉化率更高的新技術與新工藝等。這方面已有一些成功的案例,例如以水性涂料、粉末涂料代替溶劑涂料,從產品使用而言對環境的危害將變得更小;以可降解材料代替不可降解材料,使報廢產品的處理變得簡單,且無環境危害之憂。發展綠色精細化工也是突破經濟發達國家“綠色壁壘”,發展生產的要求。

納米技術的案例范文3

(一)基于熒光分子光譜的快速檢測技術一些具有平面或剛性結構的分子,其存在π-π共軛結構,當此類分子受到光能量激發后會發出熒光,產生熒光光譜。當體系共軛度增加時,熒光強度隨之增加,熒光光譜改變。如存在-OH、-NH2、-OR、-NR2等給電子取代基時,熒光強度增加,存在-COOH,-CHO,-NO2,-N=N-等吸電子基團時,熒光減弱。熒光光譜與其他吸收光譜比較,靈敏度高幾個數量級,且選擇性更好,因此熒光光譜更能滿足痕量分析的需要。缺點為不是所有物質都會發出熒光,自身能發出熒光的物質及能形成熒光測量體系的物質相對較少,雖通過化學衍生可使部分待測目標物產生熒光,但增加了難度,應用受到限制。絕大多數能產生熒光的物質都具有芳香環或雜環結構,食品中的部分危害因子具有此類結構,能產生熒光,可利用其熒光光譜或熒光猝滅實現定性或定量分析[6]。目前,應用廣泛的產品主要有:(1)真菌毒素熒光儀。該儀器結合免疫親和層析前處理技術,可快速測定糧谷、油料中黃曲霉毒素、赭曲霉毒素、伏馬毒素、玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素和T-2毒素等十幾種毒素,黃曲霉毒素檢出限為0.1μg/kg,樣品處理及分析時間小于20min。(2)食用菌熒光增白劑檢測儀。可用于食用菌或含有熒光增白劑成分作為保鮮劑的食品的快速定性檢測。(3)手持式ATP熒光檢測儀。該儀器利用ATP(三磷酸腺苷)試劑中組分如熒光素-熒光素酶與細菌等微生物細胞內ATP反應產生熒光,可實現細菌及潔凈度指標的快速檢測,檢測限可達4×10-18molATP。另外,苯并(α)芘等多環芳烴、四環素、莫能霉素、乙氧喹、噻菌靈等都具有熒光結構,均可實現高靈敏度的熒光快速檢測[7~10]。

(二)基于近紅外光譜的快速檢測技術近紅外光譜是指物質在近紅外區(0.7μm~2.5μm)的吸收光譜,是有機分子中含氫基團(C-H、O-H、N-H)振動的合頻和各級倍頻的吸收疊加,通過掃描樣品的近紅外光譜,可得到樣品中有機分子含氫基團的特征信息。利用近紅外光譜技術分析樣品具有樣品無需前處理、快速、高效和低成本,不破壞樣品,不消耗化學試劑,不污染環境等優點,因此該技術越來越受到重視和歡迎[11]。近紅外光譜本身得到的信息是有限的,但結合化學計量學建立起的光譜信息與待測樣品之間的數學關聯模型,則可實現目標成分的定性定量。常用數據處理的方法有主成分分析(PCA)、偏最小二乘(PLS)、模式識別、人工神經網絡(BP)、小波變換(WT)等[12]。目前,近紅外光譜應用于食品的真偽鑒別、無損檢測、食品生產質量安全在線控制及常量分析是成功的,有大量的應用案例可以證明,但對于微量和痕量分析是不合適的。我國自主研發的手持式近紅外光譜分析儀、小型近紅外光譜分析儀已應用于花生油、豆油、純牛奶中還原奶等的鑒別。

(三)基于太赫茲輻射的快速檢測技術太赫茲(THz)輻射介于遠紅外與微波區之間,頻率范圍在0.1THz~10THz(1THz相當于33.3cm-1,4.14meV,波長300μm),對應著物質分子間的弱相互作用,如氫鍵、范德華力、偶極子的振轉躍遷和晶體中晶格的低頻振動等。有機分子特別是大多數有機極性分子對THz波段的輻射具有強烈的吸收和色散作用,形成物質的“指紋圖譜”,因此可以借助THz光譜對物質內部的結構分子組成進行分析研究[13]。目前,已經在全世界范圍內形成了一個THz技術研究,我國也高度重視,投入重金支持太赫茲技術的研究,寬譜太赫茲時域光譜儀、便攜式太赫茲時域光譜儀已成功研制,商品化儀器上市指日可待。太赫茲應用于吡蟲啉、代森錳鋅、乙酰甲胺磷、致病菌、病毒DNA等食品危害因子檢測已有多篇報道。

(四)表面增強拉曼光譜檢測技術拉曼光譜(RamanSpectroscopy)分析技術是以拉曼效應為基礎建立起來的分子結構表征技術,可直接反映待測物中化學分子鍵的振動模式信息,進而可以了解分子的構成及構象信息。20世紀60年代隨著激光的問世并引入到拉曼光譜儀作為光源之后,很多新的拉曼光譜技術出現并迅速發展,從而應用到許多領域。表面增強拉曼檢測具有重現性良好、速度快、靈敏、成本低、儀器輕便、設備操作和前處理簡單等優點,因而此技術非常適用于食品安全中微痕量危害因子的現場、快速檢測。我國已有關于采用表面增強激光拉曼光譜檢測蔬菜中有機磷農藥、養殖用水中孔雀石綠、辣椒粉中蘇丹紅Ⅰ號、味精中硫化鈉、乳粉中三聚氰胺、尿樣中的β-受體激動劑等農藥及違禁添加物的報道。商品化的便攜式激光拉曼光譜儀已用于三聚氰胺、孔雀石綠、結晶紫等違禁添加劑的快速檢測。

二、基于免疫學的快速檢測技術

(一)基于酶聯免疫的檢測技術免疫分析是利用抗原與抗體的特異性結合特性來實現目標物檢測的方法,該方法特異性好,但靈敏度不能滿足痕量檢測的要求,故發展了標記的免疫分析技術。目前,標記免疫分析技術主要包括酶聯免疫(ELISA)、放射免疫、熒光免疫、膠體金免疫層析、化學發光免疫分析。其中酶聯免疫吸附分析技術是目前食品安全快速檢測的主流技術。此方法誕生于20世紀70年代,具有特異性好、靈敏度高、操作簡單,所需儀器設備價格較低等優點,特別適合大量樣本的篩查。它是以辣根過氧化物酶等標記物標記抗原或抗體。借助抗原抗體的特異性結合作用和酶對底物的催化顯色反應,根據顏色反應的深淺實現對待測目標物的快速檢測。由于酶的催化效率高,故可迅速而高倍數地放大反應效果,大大提高了靈敏度。目前,我國有近百種商品化的食品安全ELISA試劑盒,包括呋喃類、氟喹諾酮類、磺胺類、氨基糖苷類、大環內酯類等獸藥ELISA試劑盒,β-受體激動劑類、蘇丹紅、三聚氰胺等違禁添加物ELISA試劑盒,黃曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素等真菌毒素ELISA試劑盒,與之配套的酶標儀也已有多款國產商品化產品,基本能滿足獸藥、毒素、違禁添加物的快速檢測需要。

(二)基于膠體金試紙條的檢測技術膠體金試紙條是以膠體金為顯色標記物,借助抗原抗體間的特異性免疫結合作用和色譜層析原理建立的一種快速檢測方法。膠體金是一種含有特定大小(20nm~100nm)的金顆粒穩定膠體溶液,它是由氯金酸的水溶液在檸檬酸三鈉等還原劑的作用下聚合而成,并由于靜電作用成為膠體狀態。由于膠體金顆粒具有高電子密度,且顆粒聚集達到一定密度時出現肉眼可見的紅色斑點,因而可以與帶正電的蛋白(抗原或抗體)發生靜電吸附,作為免疫層析試驗的指示物。當樣品溶液在層析條上借助毛細管作用泳動時,待測目標物與層析材料上的抗體發生高特異、高親和性的免疫反應,形成的抗原抗體復合物被富集或截留在檢測帶上與膠體金結合,幾分鐘內便可得到直觀的檢測結果。此方法與ELISA法相比,省去了繁瑣的加樣、洗滌等步驟,在層析過程中具有對樣品凈化的效果,且操作簡便、檢測時間短、分析結果清楚、易于判斷,無需儀器或只需簡單儀器,非常適合于食品安全的現場快速檢測。目前已有20多種商品化膠體金試紙條,廣泛用于萊克多巴胺、鹽酸克侖特羅、沙丁胺醇、β-內酰胺酶、三聚氰胺、黃曲霉毒素、喹諾酮類、磺胺類藥物等的快速檢測。

(三)基于適配體的快速檢測技術核酸適配體(aptamer)是利用體外篩選技術———指數富集的配體系統進化技術(SystematicEvolutionofLig-andsbyExponentialEnrichment,SELEX),從核酸文庫中得到的DNA或RNA寡核苷酸片段,此片段具有類似抗體的特異性識別能力,但其特異性和結構穩定性要大大高于一般的免疫球蛋白形成的抗體,也被稱為“新一代抗體”。SELEX技術的基本原理是在體外構建成一個單鏈寡核苷酸庫,將它與目標物混合,形成靶物質與核酸的復合物,首先洗掉未與目標物結合的核酸,分離出被結合的核酸片段,以此核酸分子為模板,擴增出更多的核酸片段,再進行下一輪的篩選過程,獲得與靶物質結合更緊密的核酸片段。通過重復的篩選與擴增,一些與靶物質不結合或與靶物質親和力較弱的DNA或RNA分子被洗去,而稱之為適配體的、有高親和力的DNA分子或RNA分子從隨機庫中分離出來,且純度隨SELEX過程的進行而不斷提高,篩選出的核酸適配體進一步與待測物發生特異性結合,實現高靈敏度快速檢測。目前已有利用核酸適配體技術檢測糧油產品中赭曲霉毒素等真菌毒素、食品中青霉素等抗生素的研究報道,但距商品化仍有一段距離。

三、基于電化學的快速檢測技術

電化學傳感器檢測技術是基于指示電極敏感膜表面發生電化學反應,將化學信號轉化成電信號,實現目標物快速檢測的技術。敏感膜由酶、抗體、細胞、核酸、仿生材料等構成的傳感器也稱為電化學生物傳感器。電化學傳感器因具有便攜、快速、成本低、高選擇性和可進行多目標分析等特點,越來越成為科學家研究的熱點。特別是隨著納米材料和抗體制備技術的發展,新型電化學傳感器的靈敏度和特異性大大提高。納米材料電化學傳感器多基于碳納米管、石墨烯等功能材料,有研究報道將納米技術和電化學技術有機結合,開發了快速檢測食品中重金屬、β-激動劑、雙酚A、細菌總數和大腸桿菌等的傳感器。電化學免疫傳感器是將免疫學檢測技術和電化學技術相結合,將抗原與抗體特異性結合反應轉換為電信號并進行測量,具有特異性好、可實時監測、響應快等特點。目前有大量關于此技術應用于食品中致病菌、毒素和農獸藥殘留檢測的研究報道。

四、基于PCR的檢測技術

PCR(PolymeraseChainReaction)聚合酶鏈式反應是利用DNA在高溫條件下變性成為單鏈模板,進一步加入與單鏈模板兩端序列互補的寡核苷酸片斷作為引物,低溫時引物與單鏈模板按堿基互補配對,再調溫度至DNA聚合酶最適反應溫度,在4種dNTPs底物存在的情況下,DNA聚合酶沿著磷酸到五碳糖(5''''-3'''')的方向合成互補鏈。新合成的DNA雙鏈又可作為擴增的模板,重復上述反應。經過幾十次循環,模板DNA序列擴增近百萬倍。近年來,PCR已衍生出許多種類,常用的有反轉錄PCR、實時熒光定量PCR、隨機引物PCR等。目前,我國已有PCR儀器的研發和生產能力,配套的核心試劑生產技術也日趨成熟。PCR技術已成為致病微生物定量、轉基因食品判定、畜禽產品真偽及摻假鑒別、農產品溯源和品種鑒定的重要手段。

五、基于生物芯片的檢測技術

生物芯片是指將抗體、抗原、寡核苷酸、cDNA、genomicDNA、多肽等生物分子固著于硅、玻璃、塑料、凝膠、尼龍膜等固相載體上,形成生物分子點陣列。借助分子雜交或抗原抗體相互作用,可以對目標物進行高通量、高靈敏度、快速篩查。生物芯片技術已從開始的疾病診斷領域逐漸擴展應用于食品安全領域,我國已開發出可同時檢測樣品中金黃色葡萄球菌、霍亂弧菌、大腸桿菌O157∶H7、單核細胞增生李斯特氏菌、沙門氏菌、乙型溶血性鏈球菌、副溶血弧菌、空腸彎曲桿菌、板崎腸桿菌等食源性致病微生物和磺胺、氯霉素、恩諾沙星、鏈霉素等獸藥殘留檢測的高通量生物芯片及其技術平臺,但目前檢測的食源性致病菌和獸藥種類有限,配套儀器和設備成本較高,推廣應用受到限制。

六、基于納米材料的快速檢測技術

納米即10-9m,在此尺度范疇的材料體積小、比表面積大,并具有聲、光、電、磁、熱性能等優秀的物化性質。納米材料易制備,可放量生產,與食品安全檢測技術結合可滿足快速、靈敏、實時現場、低成本檢測的需要。將納米技術和納米材料應用于檢測技術領域是現在及未來發展的重要方向。已商品化的新型納米材料包括碳納米管、金納米粒子、熒光量子點、磁性納米粒子等。碳納米管可用于修飾電化學傳感器電極;金納米粒子除了用于制備膠體金試紙條、電化學傳感器電極修飾、用于乙酰膽堿酯酶的固定化以檢測氨基甲酸酯類農藥外,還可利用其良好的光學性質構建光學傳感器,用于食品中三聚氰胺等違禁添加物的檢測;量子點是II-VI族或III-V族元素組成的直徑在1~100nm的半導體納米顆粒,被激發后可發射熒光,其具有寬激發光譜、窄發射光譜,發射波長與粒徑相關,易調控,量子產率高,生物相容性好,是理想的新一代生物熒光標記材料;磁性納米粒子是納米級(1~100nm)的磁性材料,以鐵及鐵系氧化物居多,可包被生物高分子,具良好的磁導向性和生物相融性,可與蛋白質、核酸、生物素等結合。磁性納米粒子可通過共聚合和表面修飾活性基團,進一步與酶、抗體、分子印跡聚合物、適配體等偶聯,并在外加磁場的作用下迅速富集,同時與基底分離。上述納米材料已廣泛應用于農獸藥殘留、生物毒素、違禁添加物等食品中危害因子的分析,極大地提高了檢測靈敏度、操作效率和檢測通量,在食品安全檢測領域展現出廣闊的應用前景。

七、結語

納米技術的案例范文4

關鍵詞:巖土;加固技術;工程;注漿

中圖分類號:TU753 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)05-0156-02

隨著近代建筑工程的迅猛發展,巖土加固技術作為一種能解決眾多工程難題的技術在工程領域得到了廣泛應用,在建造鐵路、隧道、橋梁、公路各個方面,都必須應用到巖土加固技術,它幫助工程師們成功的解決了許多地下水害難題,對加固工程有著不可替代的作用。巖土加固技術隨著科技的發展也在不斷更新,技術變得更為先進,為了更好的了解巖土加固技術的應用現狀和未來發展方向,我們對巖土加固技術進行詳細的闡述,主要從巖土注漿和巖土加固兩方面進行分析。

1 巖土注漿技術

1.1 化學注漿材料的分類和發展

①酸性水玻璃漿材。酸性水玻璃多用于北方的堿性土質地區,是代替水泥堿性水玻璃漿液的一種新型材料,具有無毒、環保和造價低的優點,在粉細砂加固工程中得到廣泛的應用,具有較高的抗壓強度和較為可靠的穩定度,可用于大壩防滲漏等工程項目中。②丙烯酸鹽漿材。丙烯酸鹽漿材也是新型的一種低毒性的化學材料,未來的巖土加固技術中主要將運用的是低毒或無毒材料,旨在減少化學材料對環境的污染和破壞,丙烯酸鹽漿材主要有著良好的防滲透能力,因此丙烯酸鹽漿材一旦進入工業化,必將得到大規模的應用。③高強木素漿材。高強木素是一種以紙漿廢液為原料的環保的新型化學材料,能從亞硫酸鹽造紙排出的廢液中獲得,具有較高的強度,無毒廉價的特點使其必將有著很大的用武之地,未來的巖土加固技術中可以用它來加固含水地層等工程。④PBM混凝土。聚合物混凝土(PBM)具有水下快速固化的特點,是一種新型的聚合物材料,具有優秀的抗壓抗拉性能,抗酸能力強,是巖土加固技術中應用最廣泛的材料之一,廣泛應用于高速公路、機場、橋梁的建設中,能快速修復滲水部位,曾應用于對錢塘江大壩的修補工程,在未來巖土加固技術中也必將有著廣泛的應用。

1.2 水泥注漿技術的應用及發展

①超細水泥。從20世紀80年代開始,超細水泥在建筑工程的廣泛采用極大的加速了注漿技術的發展,眾所周知,傳統的普通水泥顆粒大,滲透系數低,因此顆粒小的超細水泥一經出現,就在地下工程施工中得到了廣泛的應用,我國也應為超細水泥步入了世界建筑的先進行列。②高水速凝材料。我國在20世紀90年代開始在工程中使用高水速凝材料,高水速凝材料是一種新型的水硬性凝膠材料,它最突出的優點是結石體含水率高和結石體強度高,并且能夠節省用料,因此從英國引進之后就廣泛應用到采礦等工程中去,我國在20世紀90年代也建立了自己的高速水凝材料生產線。③硅粉水泥漿材。硅粉水泥漿材也是一種新型材料,它是生產硅過程中的副產品,一般用途是將硅粉摻雜到水泥中去,用來提高混凝土的受力強度,在建造地基時可以使用硅粉水泥漿材,能使基礎下沉得到良好的控制。④納米水泥材料。納米材料是20世紀90年代出現的新型學科,納米材料的尺寸非常小,單位在納米級,因此納米材料的化學活性很高,易于與其他材料相混合,納米材料的力學強度也較大,常用在文物保護中,用來隔離油和水對物質的侵蝕,防污染能力強,納米水泥材料作為一種新興的材料在未來會有著巨大的用武之地。

1.3 特殊注漿技術

①樁基擴底注漿。樁基擴底注漿的作用是用來提高樁底地基的穩定性和承載力,還能提高樁的抗震性能。與傳統的樁底技術相比,樁基擴底注漿能與巖土體產生固結,能節約混凝土的用量,廣泛應用于流水線施工中,能節省資金,并能達到很好的穩固效果,特別適用于高層建筑的樁基施工中。②煤層滅火注漿。為了防止煤礦材料的自燃,斷絕礦體與空氣的隔絕,目前國內外普遍采用的是煤層滅火注漿技術,這種技術的主要是通過噴灑幾種漿液,達到覆蓋煤礦裂縫,從而斷絕與空氣的接觸而達到阻燃滅火的目的,煤層滅火注漿材料的吸水性強,自身不燃燒且造價低,因此在煤礦工程中具有廣泛的應用。煤層滅火注漿概念的提出以及技術的應用對西部大開發有著重要的意義,除了用煤層滅火注漿技術外,也可采用化學材料進行滅火。③靜壓注漿。靜壓注漿技術的基礎是高噴掏土技術,高噴掏土技術能糾正地基土層隨時間的流逝引起的變形等問題,能完全解決工程中的地基下沉問題,具有很好的穩定性能,是加固地基的重要方法。羅馬比薩斜塔的傾斜度的控制,就是運用的高噴掏土靜壓注漿技術,在未來建設概念性大樓的過程中起著至關重要的作用。④粉噴加固技術。粉噴加固技術是通過化學反應生成穩定的水化物,生成的水化物強度較高,更能夠吸收材料周圍的水分,因此廣泛應用于各種軟土地基巖土加工工程中。該技術中粉的配料主要為水泥、生石灰和粉煤灰。⑤高噴封樁堵水技術。我國具有廣闊的海岸線,因此如何對珊瑚礁地基進行加固也成為了巖土加固技術的重要課題。珊瑚礁地基的地下水主要呈堿性,因此為了引入淡水、堵住堿性水的滲漏就引進了高噴封樁堵水技術。珊瑚礁地層主要由細砂、中粗砂和珊瑚碎屑組成,對防水防滲要求高,因此在西沙群島等海島的珊瑚礁地基的建設中,采用的是高噴封樁堵水技術,這種技術在國內剛開始應用就取得了巨大的好評,在未來可以廣泛推廣應用于珊瑚礁地層的工程建筑中去,也具有一定的節約混凝土的特性。⑥樹根樁加固技術。樹根樁加固技術是運用旋轉法將鋼筋放入地基,從而達到加固地基糾正扭偏的作用,由于樹根樁加固技術中的樹根樁角度可任意傾斜,因此可以最大限度的維持工程中結構物和地基的平衡狀態,并且樹根樁加固技術中運用的三維結構可以很好地加固地基的穩定度,樹根樁加固技術的施工過程較為簡單,不需要動用大型機械設備,基于其方便操作、加固性好、平衡度強和節約成本的特點,樹根樁加固技術在未來必然有著廣闊的發展前途。

2 巖土錨固技術

2.1 預應力錨索

預應力錨索是巖土加工技術中一項廣泛應用的成熟技術,在巖土加固工程中,預應力錨固技術廣泛應用于水利、橋梁和隧道的建設,能有針對性的解決巖土加固工程中的難題,能較好的調整和改善地基,是防止山體滑坡和大規模工程坍塌的重要手段,預應力錨索技術的發展大大的推動了巖土加固技術的創新和改革。

預應力錨索運用于橋梁的建設中,能顯著的提高工程效率,成為巖土加固技術中的新亮點。在我國西南山區的公路和鐵路建筑中,預應力錨索技術得到了廣泛的應用。如在西南的地形險峻的盤山公路的建設中,采用預應力錨索技術很好的分散了公路對山體的壓力,能有力的減少山體滑坡現象的發生。預應力錨索技術建造的加固體結構合理,壽命長,能承受較大的壓力,因此廣泛應用于山坡公路的維護和建筑中。

在建立核電站的深基坑時,針對當地地質和水利條件,利用預應力錨索技術穩定山體,固定地基,經濟合理的完成了預設任務,施工方法較為簡單,節省了大量的建筑成本,提高了加固體的力學性能,確保了周邊人員和建筑物的安全,調節合適的沉降量,取得了良好的效果。

預應力錨索的發展非常迅速,從上世紀五十年代開始應用至今,技術的發展和更新換代快,時刻跟隨時代的步伐,廣泛應用于公路橋梁和城市立交橋的建筑中。立交橋中加固技術的應用至關重要,采用預應力錨索技術,能使混凝土結構的剛性增強,使結構內部的內力分布合理,在減少截面尺寸的基礎上大大的提高了力學性能。

隨著技術的革新,體外預應力技術是一種加固鋼筋混凝土和剛體結構的一種新方法,是一種將預應力錨索和物件體外里混合的技術,橋梁的拉索機構和索道都運用到了這種新技術,體外預應力技術使橋梁和建筑的跨越能力有了顯著地提高,體外預應力技術也可以用來加固舊橋,增強橋梁的承重能力,摩擦阻力小,便于檢測和維護。這種新型的技術在國外發達國家已經得到應用,但由于成本高、技術復雜的特點,我國的體外預應力技術仍在研究和推廣,體外預應力技術的發展將成為未來巖土加固技術的新的課題和重要發展方向。

2.2 預加固技術

隨著我國鐵路事業的發展,隧道的建筑技術也在不斷改進。為保證隧道工程的施工安全和工程的順利進行,巖土加固技術就顯得尤為重要。在隧道施工過程進行時,要提前運用預加固技術增加巖土自身的穩固性,通過改善其內部力學性能狀態來達到對巖土的預加固的目的。

水平注漿成拱技術是廣泛應用于隧道地層施工中的一種預加固新技術,通過將混合好的漿液注入到隧道土層中去,使隧道的強度和穩固性能得到提高,這種技術在應用中已經有了很多成功的案例,在未來巖土加固過程中必將得到更成功的應用。

2.3 化學錨固技術

化學錨固技術與傳統的機械錨相比,具有抗震性能好、耐疲勞和不易老化的特點,廣泛應用于煤礦支護工程和高速公路的路基維護中,化學錨固技術主要是將鋼板用化學粘合劑固定在需要加固的建筑表面,以此來增加鋼筋混凝土的抗彎能力,在地震頻發地區的建筑樓房工程中可運用這項技術,加固和增強墻體的承載能力,保護重要的建筑物。化學錨固技術在未來的巖土加固技術領域有著廣闊的發展前景。

2.4 土釘墻技術

土釘墻技術從20世紀70年展至今,已成為了一個獨立的土加固技術的學科分支,有著至關重要的應用,主要運用在建筑深基坑和大廈的建設中,目前國內外很多大廈的建造都運用到了土釘墻技術。

3 結 語

綜上所述,我國在地質系統的勘察和對地基的加固和建筑方面已經邁入了國際優秀行列,巖土加固技術的課題越來越多,我國在地質勘查方面有著明顯的優勢,為巖土加固技術的研究提供了重要的參考資料。我國目前運用的眾多巖土加固技術已基本滿足日常建筑工程的需要,但仍需研究更為先進的建筑技術,針對不同的地址和結構體研究不同的加固方法。為此,我國技術工作人員應進一步加強對巖土加固技術重要性的認識,在現有的基礎上不斷開拓創新,研制多種專用的巖土加固設備和儀器,更有力的承擔國內外巖土加固工程,提高我國巖土加固技術的綜合水準。

參考文獻:

[1] 陳耕野,杜嘉鴻.新世紀巖土加固技術的回顧與展望[J].探礦工程,2009,(34).

納米技術的案例范文5

1.在物理作業中落實三維目標是對物理教師教育理念的挑戰

新課程改革著眼于培養學生終身學習的能力,不僅要傳授知識和技能,而且要使學生形成積極主動的學習態度,學會學習,體會學習過程中的快樂,形成正確的情感、態度與價值觀,從而達成三維目標。教師在整個教育過程中的地位、作用、角色等都發生了根本性的變化。傳統的作業模式已不能適應新課程改革的需要,教師必須接受新的課程觀、作業觀,致力于研究如何在作業中落實三維目標,這就要求物理教師具有創造性理念,成長為創造型教師。

創造型教師要能有效利用信息技術,實現在作業中落實三維目標。以神舟飛船的研制并發射成功、航空母艦的研制應用、納米技術的飛速發展等設計作業,在夯實基礎知識的同時,通過科學技術的巨大成就,提高學生的自信心與自豪感,培養學生的愛國主義情懷,達到情感教育的目的。向學生介紹著名科學家為人類科學發展作出的貢獻,如伽利略的比薩斜塔實驗、牛頓萬有引力的發現、歐姆定律等,以此讓學生感受科學的艱辛和樂趣,從中吸取科學思想的精華,感悟科學發現與創造發明的方法;培養學生不迷信權威,勇于質疑;勇于挑戰、勇于超越的精神,養成見微知著、認真執著的科學習慣。 2.在物理作業中落實三維目標是對物理教師教學能力的挑戰

新課改三維目標強調過程與方法,要求改變過于強調接受學習、死記硬背和機械訓練的現狀。倡導學生主動參與、樂于探究,提倡自主學習、研究性學習和合作學習模式。要求教師必須轉換角色,調整教學策略,教師教學的陣地從教室、學校向廣闊的社會延伸,形成大教育的格局。要設計好一個有效合理、讓學生感興趣的活動,這就要求教師必須具備活動組織能力、信息處理能力、創新實踐能力以及社會活動能力等。教師要學會獨立思考,如何將自己的教學設想落到實處,以作業的形式更好地將知識內容傳遞給學生,促進學生的全面發展,是教師要深思的事情。教師只有獨立思考,才能理解教學目標,深入鉆研、不斷創新,才能夠依靠自己的力量分析問題、解決問題,并且在這樣的過程中不斷進步。教師要設計一個課時的作業,首先應該吃透教材,領會課標、教參的精神,然后根據自己的教學能力、班級學生的基礎,設計出既符合三維目標要求又切合學生實際的作業來。例如:在“聲音的產生與傳播”教學過程中,我會安排學生朗讀教材第一自然段,在朗讀過程中用手指貼緊咽喉,感受聲音產生時的振動。知道聲音是由物體的振動產生的,實現其知識目標;而在朗讀過程中找到聲音是如何產生的,這是實現了過程與方法目標;通過這個活動的安排,學生懂得:要學到知識其實并不難,關鍵是自己要肯下工夫,善于觀察與實踐,掌握正確的學習方法和技巧,這就突出了情感態度與價值觀的要求,從而將三維目標有效地進行了整合。

3.在物理作業中落實三維目標是對物理教師教學方法的挑戰

將教學目標分成三維目標是一種研究的需要,我們可以從不同的視角維度去描述,但是在實施過程中千萬不能把三維目標分割開來,變成三維任務,分別完成。在作業中落實三維目標需要創設情境,要以相應的教學情境為載體,把三維目標有機地融合在一起,實現教學三維目標的整體性。還要針對教學內容有所側重地實施三維目標。有些內容知識與技能目標比較豐富,有些內容過程與方法目標比較豐富,有些內容的情感態度價值觀目標比較豐富。所以,不同的教學內容應該有所側重地實施三維目標,而不是平均分配,當做三件事去做。三維目標的實施更要倡導體驗式的教學方法,講授法利于知識與技能目標的實現,但要實現情感態度價值觀目標則比較難。體驗式、探究式的方法利于過程與方法目標及情感態度與價值觀目標的實現。

納米技術的案例范文6

論文摘要:隨著經濟和貿易的發展,越來越多的企業通過并購的方式獲取知識產權資源,從而創造新的價值。文章主要基于企業管理的視角,研究了基于知識產權的并購過程,認為從企業資源觀點和過程管理出發,對并購前、并購中和并購后的有效管理,是并購成敗的關鍵,并分別分析和闡述了不同階段的管理內容和要點,從而為我國企業有效地參與海外并購提供了理論指導。

隨著我國經濟的發展,企業問的并購現象越來越多。尤其是在全球經濟一體化的趨勢下,外國企業并購我罔企業,或者我國企業海外的并購活動都越來越頻繁。在知識經濟的浪潮下,眾多企業在并購活動中,專利、商標、商業秘密等知識產權的因素起到越來越重要的作用。絕大多數的并購活動,都涉及到并購目標企業的知識產權資產處置。而有些企業間的并購活動.甚至直接以知識產權資產的獲取為并購目標,稱之為基于知識產權的并購活動。如2008年初,美國ppg工業公司收購了位于美國科羅拉多州郎蒙特市的nanproducts公司。nan products是納米材料的生產商及納米技術的開發商,該公司在納米粒子技術方面享有多項核心專利,并擁有多處研發和生產獨特納米粒子的試點公司。ppg收購nan producls公司的主要目的在于獲取其在納米技術方面的專利,通過并購來使其成為全球領先的納米l丁程材料技術的領導者。同樣的,我國的聯想集團斥資l7.5億美元收購ibm全球pc業務時,5億美元用于支付ibm公司因全球pc業務的負債,另外的12.5億美元用于收購ibm相關的經營資產,其中包括ibm在pc領域的4000多項專利。而日本是知識產權領域的先行者,根據統計,從2003年開始,日本企業收到的專利費第一次超過了其所支出的專利費,這與其在20世紀90年代并購了450家美國公司及其知識產權資產密不可分。很多西方國家的領先企業也很成功地運用了并購來獲取知識產權的方法,如美國的思科系統公司和微軟公司,思科系統公司近二十年來并購了大大小小100家企業,其始終將并購小型企業的專利技術作為其保持技術領先優勢的基石之一;微軟公司的核心技術dos和郵件處理技術outlook正是通過并購小型創新型技術業的方式獲取到的。

由此可見,知識產權貿易不僅僅靠知識財產權的許可、轉讓來實現,通過整體并購目標企業而全盤獲得知識產權,是當前越來越被利用的一種知識產權貿易方式與傳統的知識產權許可或轉讓相比較,旨在獲取知識產權的企業并購,不僅能夠獲得相應的知識產權,還能夠同時獲得將這些知識產權迅速市場化的環境和條件。

近年來,隨著我國融入全球經濟一體化進程的縱深發展,我國企業面臨越來越嚴重知識產權網局。不少外國企業通過并購等方式迅速進入我國市場,在我國擴張其知識產權競爭優勢,而我國企業的海外拓展卻因知識產權糾紛等原因屢屢受挫。雖然我國專利申請量在大幅增長,但相對于西方國家的領先企業,高質量的專利和高信譽的品牌仍然較少,面臨著比較嚴峻的競爭壓力。而僅靠我國企業自身的研發能力,很難在較短的時間內積累更多的知識產權資產;同時,我國企業向外國申請專利不僅花費高,而且時間長。這些因素都導致,通過并購的方式來獲取知識產權資源及知識產權的經營條件,成為我國企業突破當前面臨的知識產權局的較好方式之一。另外,由于我國市場潛力巨大,而市場本身也越來越開放和成熟,導致大量的外國企業通過并購等方式進入我國市場,通過并購來利用我國企業已有的專利、品牌和市場資源,快速占領和擴張其在我國的市場份額。

但目前,無論是我國企業作為并購方,還是作為并購目標,在并購過程中,都表現出了越來越多的與知識產權有關的問題。如我國的tcl公司收購thomson彩電部門的案例中,其并購的目標之一在于獲取thomson公司在彩電技術方面所擁有的專利。但由于tcl公司在并購前、并購中和并購后缺乏對目標公司專利資產進行有效的識別、轉移和整合策略,導致tcl彩電業務在海外的擴張仍然因為專利權糾紛而屢屢受挫。同樣地,外資企業在并購我國企業的知識產權資產后,往往采取不同的方式謀求對我國企業的控制權,然后布局自己在全球的發展戰略,采用少開發甚至不開發的方式削弱、淡化我國企業的品牌,借機抬升外國企業品牌商品的市場地位,達到將我國企業和品牌排除出去的目的。如2003年發生的福建南孚電池股權并購案例,當年,南孚電池已發展成為中國第一,世界第五大堿性電池生產商。南孚電池與摩根士丹利等三家外商合資組建“中國電池有限公司”。但在摩根士丹利陸續收購其他股東股權并取得公司控股權后,即刻改變了原定海外上市的計劃,轉手將所持中國電池股份全部賣給南孚電池市場競爭對手美國吉列公司。短短幾年的時間,南孚由中國電池生產業的頭變成了其競爭對手在中國的加工車間,一個很有希望的民族品牌也由此銷聲匿跡。

由此可見,我國企業在參與基于知識產權的并購活動時,往往忽略了知識產權問題。即使有一些企業已經關注到知識產權因素在并購中的重要性,卻沒有一套完整的針對知識產權的處理機制和措施。同時,我國理論界對基于知識產權的并購研究不夠深入,缺乏系統的研究。本文正是基于此,結合已經比較成熟的并購理論,具體對并購中的知識產權過程進行全面的研究,為我國企業在開展海外并購,或者在被外國企業并購時,如何在知識產權方面主動地尋求長遠利益,提供理論指導。

一、基于知識產權的并購過程分析

基于知識產權的并購以知識產權的獲取為直接目的,但其最終目的實際上是將并購目標企業知識產權資源轉移到并購后的新的企業中,而這種知識產權資源的轉移過程是一個復雜而系統的工程。在并購背景下的知識產權資源轉移,并不是等到并購交易結束之后,才開始轉移的。事實上,并購前就開始,從制定知識產權并購戰略,篩選目標公司,評價目標公司知識產權資源的價值,到并購談判和交易結束,以及再到并購后的知識產權整合過程,始終貫穿于藎于知識產權的并購活動令過程。當然,并購前和并購中的工作為并購后知識產權整合過程中實現知識產權資源轉移作準備。基于知識產權的并購過程在分析,綜合和評估目標公司知識產權資源價值的基礎上,假如我們能夠確定導致實現預期的知識產權協同效應的并購過程,或者說實現預期的知識產權資源轉移,那么這可能表明是一項成功的基于知識產權的并購活動。

3.知識產權調查:為了確保一項基于知識產權的并購活動能夠取得成功,并購者必須根據公司戰略和并購戰略,對篩選和確定的日標公司及其所擁有的知識產權資產進行盡職調查,以便能夠正確制定合適的并購整合策略,從而減少并購風險,為并購協商知識產權并購交易條件和確定知識產權價格提供參考。如對企業所擁有的專利資產進行調查時,至少需要從如下幾個方面展開:(1)專利所有權調查,即調查專利權的歸屬;(2)專利有效性評價,即專利的有效時問、地域等的調查與評估;(3)專利的保護范圍評價,即專利覆蓋的有效技術領域;(4)專利的侵權調查,即是否存在對有效專利的侵犯等;(5)專利的法律狀態,即專利處于申請中、實質審查中、或者授權后的何種法律階段;(6)專利的預期收益期限,即專利的剩余保護年限等;(7)專利的實施狀態,即專利處于自己實施、許可他人實施等不同的實施狀態中。

三、基于知識產權的并購中管理分析

并購中管理是基于知識產權并購過程的重要內容之一,其主要涉及兩個問題,即并購談判與并購價格。并購談判是并購成功的基礎,而并購談判中首先要考慮的問題便是并購價格。

首先,基于知識產權的并購中,從并購談判的角度來說,并購者獲得必要的決定并購日標公司價格的準確信息和其他重要資料是十分重要的。根據對潛在的知識產權協同效應的準確評估,并購者可以把最后的并購決策決定下來。同時,并購談判中需要確定并購協議的內容。在并購協議中,以知識產權為基礎的并購談判需要明確目標公司所具有的知識產權,包括專利、商標、軟件等所有知識產權資產,并在協議中確保目標公司以最佳的方法為并購者對這些資產進行的保留,如專利年費的繳納、商標權的續展等。當然,并購交易的方式、支付方式以及目標公司的人員及整合計劃也是并購談判中的內容,其在基于知識產權的并購中同樣重要,也是影響未來并購后知識產權資源整合績效或者說知識產權資源轉移效果的重要方面。

基于知識產權的并購,除了并購談判及其協議外,在并購中進行的管理,還涉及到目標公司的定價問題應該說,并購價格的計算與確定對并購者在并購后的績效產生巨大影響。一般來說,并購價格決定于目標公司所擁有的知識產權資源量,包括數量和質量。不同于外部知識產權交易的是,這里不是以知識產權為交易標的,而是以擁有知識產權資源的目標公司整體作為交易標的。因此,其定價方式和內容自然不同于一般的外部知識產權交易兩者最大的不同點在于,在定價過程中,除了對知識產權資源進行評估外,還需要對目標公司所擁有的其他資產進行評估。盡管,獲取目標公司所擁有的知識產權資源是并購的目的,也是目標公司價值評估中的首要內容。這里需要注意的是,基于知識產權的并購中,并購價格往往是溢價交易,雖然溢價交易與并購是否為并購者創造價值之問沒有明顯的相關性,但從并購績效的角度,并購者必須考慮并購后所獲得的知識產權能產生的預期協同的當前價值大于支付溢價。

四、基于知識產權的并購后整合分析

基于知識產權的整個并購過程中,并購后的整合無疑是最重要的階段。而大多數的知識產權并購失敗的案例中,往往忽略了從過程的觀點來看待并購整合的問題。從企業資源觀點的角度,并購后的知識產權整合戰略實質上是目標公司與并購者之間的知識產權資源轉移及價值創造過程。在這個過程中,應該從并購的開始階段進行管理和規劃。并購后的整合階段使新公司成為成熟和進入穩定發展狀態,管理并購后的知識產權整合也是被并購組織在并購后如何融人并購企業組織整個系統中的過程,從而實現知識產權資產的順利轉移及價值創造。因此,在并購后的整合過程中,除了涉及主要的知識產權資源的整合外,有效地整合與知識產權相關的人力資源及組織也是并購成敗的關鍵。在并購后的整合管理中,雖然知識產權資源的匹配與轉移總是被認為是并購者的事情,而實際上可能是涉及到并購者與被并購者兩者之間的一個復雜而相互作用的調整過程。那么,基于并購后兩者之間的關系,派生出了三種不同的知識產權資源整合方法。

1.知識產權資源的吸收型整合。在吸收整合過程中,目標企業的組織獨立性要求較低,在這種整合方法下,被并購公司的組織完全融入并購公司中。隨著組織的轉移,目標公司所擁有的知識產權資源也隨之轉移到并購公司中,與并購者之間的知識產權資源形成互補優勢,從而創造可持續的競爭優勢。一般來說,以商業秘密的獲取為并購意圖的并購比較適合吸收型整合方法。隨著研發或者營銷團隊的轉移和融合,與研發或者營銷相關的商業秘密也隨之轉移到并購者一方。

2.知識產權資源的控制型整合。在控制型整合中,并購者與被并購者的戰略依賴性不強,組織獨立性也不強。通常情況下,由于這種不強的依賴性和獨立性,導致目標公司的組織可能很難真正融入并購公司中。那么,并購者的知識產權資源也因此喪失了其市場作用,包括其在并購前對并購者造成的威脅。一般來說,以掃除技術研發和產品創新中的專利阻礙或者市場開拓中的商標障礙為并購意圖的并購比較適合采用這種整合方法,從而消除其對并購者可能存在阻礙。如大量的小型創業型創新公司,由于擁有阻礙大公司發展的障礙專利而可能被并購,并購后的整合往往采取控制型的整合方法。

3.知識產權資源的共生型整合。在共生型整合過程中,并購者與被并購者之間的戰略依賴度較強,同時,兩者的組織獨立性也要求較強。這就使得各自所擁有的知識產權資源依然在不同的組織中進行運作,只是在不斷的組織協調過程中,發生知識產權資源的優化配置和融合,從而慢慢實現知識產權資源的轉移和價值創造的過程。應該說,這種整合方法最復雜,但也是最有價值的。而這種整合方法也隱藏著較大的危機,如果整合不當,不能統一調配各自所擁有的知識產權資源,可能導致整合效率為負。一般來說,在原有的技術基礎上進行相關產品的新開發或者新市場的開發,如海外市場的開拓中,為了獲取新的研發資源或者市場資源而進行的以獲取專利技術或者商標為并購意圖的并購活動適合于此種并購整合方法。隨著并購者在新技術領域或者市場領域的擴展,目標公司所擁有的知識產權資源優勢在發揮作用的同時,并購者不斷對其進行戰略整合,使兩者之間達到最終的融合。

為了達到預期的并購收益,并購者必須謹慎地根據不同的并購目標和并購環境,選擇不同的并購后的知識產權整合資源,從而達到并購績效的最優化。

基于以上分析,我們知道,知識產權的并購過程是一個復雜而系統的過程,不僅涉及到知識產權單獨的價值評估和整合,而且涉及到與知識產權相關的組織和人力資源的價值評估與整合過程。為了達到預期的并購目標,必須在考慮并購者與被并購者各自擁有的知識產權資源及其相關的組織特性的基礎上,在不同的并購階段進行有效的管理。忽略其中某一個環節的管理,必然會給并購后的知識產權資源的轉移和價值創造帶來損害,從而降低并購績效。

基于此,本文認為一項成功的基于知識產權的并購活動的全過程分為并購前管理階段、并購中管理階段和并購后管理階段,每一個階段都對并購后的知識產權資源轉移產生重要影響。(1)并購前管理階段,包括知識產權并購戰略和選擇目標公司標準,搜集、篩選和確定目標公司,對目標公司知識產權資源進行盡職調查。(2)并購中管理階段,包括并購談判、知識產權定價、并購融資和交易。(3)并購整合管理階段,包括知識產權整合方法,專利技術、商業秘密、著作權、商標、知識產權人力與組織適應性。那么,將并購過程與并購中知識產權轉移相結合,提出基于知識產權并購過程的觀點,具體如圖1所示。

二、基于知識產權的并購前管理分析

在基于知識產權并購前的管理階段中,假如并購者能夠確定和準備并購前過程的許多要素,那么它就不僅能夠平穩地實現并購后知識產權整合和并購公司與被并購公司之間的知識產權轉移,而且能夠使得并購績效最大化。

并購前的管理幾乎相當于基于知識產權的并購戰略制定。假如并購者沒有確定和準備并購中的詳細資料和一系列特定過程,那么,預期的知識產權協同效應或者說知識產權資源的轉移就很難實現。一般來說,并購前的管理主要包括三個方面的內容。

1.并購戰略:在基于知識產權的并購戰略制定中,首先要解決的就是并購意圖,也就是需要確定什么原因或者目標促使并購者基于知識產權從事并購它的競爭對手或另一家公司。并購意圖的確定,有助于確定并購目標的選擇標準。一般來說,基于知識產權的并購意網.可能是因為從外部獲取知識產權的交易成本過大,需要通過并購的形式從內部獲取知識產權。如專利技術的外部交易成本過高,或者內部創新的成本較高或者風險較大等,通過并購擁有與并購者發展戰略相匹配的知識產權資源的目標公司,從而實現內部的知識產權獲取或轉移。也可能是基于海外市場開拓的需要,通過并購海外擁有一定知名度的品牌及其營銷渠道,即獲取商標及附著于商標資產之上的市場資源.從而實現海外市場的快速開拓。

當然,在確立基于知識產權并購的戰略意圖之后,就是以并購意圖或者說是并購動機為基礎確立并購目標的選擇標準。這有利于并購后整合管理階段的工作,減少了一些問題。那么,在基于知識產權的并購日標選擇中,一般要考慮如下幾個因素:(1)選擇目標公司的何種關鍵要素,如專利技術、商標還是商業秘密等,或者把其中的幾種要素同時作為考慮的標準。

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