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改變高分子材料的途徑范文1

關(guān)鍵詞：高分子材料； 廢舊塑料； 建筑材料； 回收應(yīng)用；

中圖分類號(hào)：TU5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、前言

處理廢舊高分子材料是一把雙刃劍, 處理的好了不但降低了高分子的危害, 而且還能降低產(chǎn)品成本;處理不好我們的生活就要受到廢舊高分子的影響, 甚至毒害。將廢舊高分子材料作為一種建筑材料, 開辟了廢舊高分子回收的新途徑, 不但可以降低廢舊高分子材料的危害, 而且擴(kuò)大建筑材料的來源。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展, 會(huì)有越來越多的這種新型材料問世, 最終達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益的統(tǒng)一。

二、廢舊高分子材料在建筑材料中的回收應(yīng)用問題分析研究

1、廢舊高分子材料制作墻體材料。隨著國家有關(guān)禁止使用粘土磚禁令的公布, 開發(fā)使用新型墻體材料已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì), 同時(shí)回收利用廢舊高分子材料技術(shù)的發(fā)展, 為廢舊高分子材料復(fù)合成新型墻體材料提供了強(qiáng)有力的支持。目前已有許多這類技術(shù)發(fā)展相當(dāng)成熟, 并用于實(shí)際的生產(chǎn)當(dāng)中。

一是玻璃與塑料復(fù)合而成的樣品磚。由塑料, 玻璃復(fù)合而成的樣品磚已經(jīng)研制出來,在國外已經(jīng)得到了較廣泛的應(yīng)用。其中塑料組分包括聚乙烯, 聚丙烯, 聚苯乙烯, 聚氯乙烯以及 ABS, 相同的粒徑形態(tài), 較窄的尺寸范圍和尺寸分布與近似尺寸的棕色玻璃混合成玻璃塑料復(fù)合材料, 其中玻璃的質(zhì)量百分比根據(jù)不同的性能要求可為 15%,30%, 45%。這種材料能在 235℃模壓成標(biāo)準(zhǔn)的粘土磚形狀。當(dāng)溫度在20～50℃范圍變化時(shí), 經(jīng)過抗壓實(shí)驗(yàn), 發(fā)現(xiàn)其斷裂應(yīng)力是普通粘土磚的兩倍多。制備這種試樣時(shí)所要求的塑料不需要區(qū)分熱塑性和熱固性, 因此它的原料來源相當(dāng)廣泛。

二是金屬橡膠混凝土。這種材料具有良好的性能, 它可以有效解決目前各類混凝土結(jié)構(gòu)及現(xiàn)有墻體砌塊工程中常出現(xiàn)的各種裂縫, 隔音差、抗震性能不夠, 重量重, 抗沖擊性不足等問題, 可廣泛應(yīng)用于橋梁、路面、飛機(jī)跑道、大壩及其他建筑。

三是用聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)混凝土保溫砌塊。運(yùn)用此技術(shù)生產(chǎn)的混凝土保溫砌塊具有表觀密度小, 保溫、隔聲性能好, 抗壓強(qiáng)度高, 屬于輕質(zhì)高強(qiáng)的新型墻體材料。生產(chǎn)的砌塊完全滿足墻體材料的表觀密度、抗壓強(qiáng)度以及保溫性能要求。在工程實(shí)際中, 砌塊的聚苯乙烯泡沫塑料部分基本不受外力作用, 只有外裹的水泥砂漿層起骨架作用。這種新型混凝土保溫砌塊是一種前景看好的新型墻體材料。

四是利用廢舊塑料和粉煤灰制建筑用瓦。這種建筑用瓦的研制成功, 不僅可以降低成本, 還是消除“白色污染”的一種積極方法。

五是利用廢泡沫生產(chǎn)新型保溫磚。研究成功了造價(jià)低廉、防火性好、保溫性能優(yōu)良的新型保溫磚。經(jīng)測(cè)試, 這種新型保溫磚導(dǎo)熱系數(shù)小于 0.06 W/m.K, 優(yōu)于 0.09 W/m.K 的國家標(biāo)準(zhǔn), 含水率小于 8%, 密度小于 225 kg/m3, 抗壓強(qiáng)度大于 0.21 MPa, 且耐候性強(qiáng), 適合國內(nèi)不同氣候的各地區(qū)使用, 取代傳統(tǒng)珍珠巖或煤渣等保溫材料。

2、廢舊高分子材料制作建筑裝飾材料

一是利用廢舊塑料生產(chǎn)的建筑用裝飾板材。利用廢舊塑料生產(chǎn)建筑用裝飾板材的研制已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展, 其中一種技術(shù)已經(jīng)在實(shí)際生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。它是用廢舊塑料、色素添加劑、增強(qiáng)劑、增塑劑為原料, 以重量為單位, 每 100 份廢舊塑料匹配 5～10公斤色素添加劑, 20～50 份增強(qiáng)劑, 1～5 份增塑劑, 先將廢舊塑料洗凈、曬干后熔化, 再將熔化后成塊狀的廢舊塑料粉碎為 0.5 cm 左右的細(xì)顆粒, 再次熔化同時(shí)加入色素添加劑和增強(qiáng)劑, 攪勻后注入模具成型, 冷卻后出模, 然后漆上耐溫清漆即生產(chǎn)出成品。

二是利用廢舊塑料生產(chǎn)阻燃建筑裝飾材料。目前有報(bào)道研制出一種利用廢舊熱塑性塑料和鋸木粉通過加入添加劑改性生產(chǎn)防火阻燃型窗套、門套、墻裙等建筑裝飾材料的方法。運(yùn)用該工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品, 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)塑料燃燒性能實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定, 其結(jié)果達(dá)到 GB2408—80/1 級(jí)、GB4609—84/FV- 0 級(jí);按照國家標(biāo)準(zhǔn) GB5465—85 建筑材料不燃性試驗(yàn)方法測(cè)定, 結(jié)果建筑材料不燃性試驗(yàn)方法測(cè)定, 結(jié)果完全符合不燃性材料的要求。實(shí)驗(yàn)證明這種材料阻燃性能良好,完全可以用作建筑裝飾材料, 同時(shí)通過造型還可以生產(chǎn)美觀耐用的環(huán)保型城市垃圾桶。

3、廢舊高分子材料制作其他建筑材料

一是粉煤灰、廢舊聚苯乙烯泡沫塑料顆粒生產(chǎn)防水材料。以粉煤灰、廢舊聚苯乙烯泡沫塑料顆粒為主要原料, 普通硅酸鹽水泥、生石灰為膠凝材料, 添加少量防水荊、憎水劑、激發(fā)劑, 可生產(chǎn)屋面保溫防水材料.該材料集保溫隔熱與防水為一體, 表觀密度為 588 kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)為 0.12 W/(m·K), 28 d 的抗壓強(qiáng)度為 1.6MPa, 在 0.2 MPa 的水壓下可保持 30 min 不透水。該保溫防水材料具有密度低、強(qiáng)度高、保溫隔熱性能好、粉煤灰摻量大等優(yōu)點(diǎn), 是一種較為理想的屋面保溫防水材料, 該材料可達(dá)到《屋面工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB 50207- 2002)標(biāo)準(zhǔn)。

二是利用廢聚烴類樹脂生產(chǎn)塑料地板。在世界塑料家族中, PVC 的產(chǎn)量居第二位, 制品多, 消費(fèi)量較大。如管材、蔬菜大棚膜、建筑材料、日用品等多種用品廢棄較多。由于 PVC 是一中含鹵物質(zhì),所以它的回收利用受到了限制。這項(xiàng)技術(shù)研制的成功,可以大量回收 PVC, 運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)可以生產(chǎn)出多種產(chǎn)品。常見的如: 廢農(nóng)膜 100 份、碳酸鈣 120～150 份、劑 1.5 份、穩(wěn)定劑 4 份、色漿適量, 經(jīng)混合、密煉等一系列加工可制成塑料地板。安徽大學(xué)高分子材料研究所通過改性發(fā)泡等工序, 用廢棄聚烯烴塑料生產(chǎn)泡沫片和硬質(zhì)板材, 泡沫片用作旅游鞋、皮鞋和布鞋的原料, 硬質(zhì)板材則用作彈性地板的原料。

三是利用回收農(nóng)膜與木屑復(fù)合制成塑質(zhì)木材。該材料除了具有與天然木材一樣可鋸、刨、釘、粘等性能外, 還具有耐潮、防蛀等優(yōu)點(diǎn), 而且制造的靈活性強(qiáng), 既可擠壓成板材、型材,也可一次模壓成產(chǎn)品。

改變高分子材料的途徑范文2

Practice and exploration on the course-teaching mode for cultivating the outstanding engineers

Zhao Fuchun Liao Shuangquan Zhao Yanfang Liao Xiaoxue Wang Zhifen Yu Rentong Xu Nai

Abstract：In this paper， as for present teaching situation of the polymer material and engineering specialized courses in colleges and universities，the course teaching modes of polymer material and engineering were explored based on the background of outstanding engineers’ plan. The experienced teach mode included some of the new education concept and teaching methods in the current higher education. In addition， they are expected to promote effectively teaching quality and students’ social competitiveness of the polymer material and engineering excellence engineers’ class in our school and to provide the reference for other universities’ cultivation of the high polymer material and engineering excellence engineers at the same time.

Key words：Outstanding engineers；Specialty curriculum teaching models；Educational idea；Educational reform

為適應(yīng)新時(shí)期我國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，于2010年6月23日，教育部正式啟動(dòng)了新的人才培養(yǎng)質(zhì)量工程――“卓越計(jì)劃”（全稱“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”）。卓越計(jì)劃是高校工程教育改革的一項(xiàng)重大舉措，旨在培養(yǎng)出具有優(yōu)秀創(chuàng)新能力的工程技術(shù)類人才，為提升國家整體核心競(jìng)爭(zhēng)力，建設(shè)成為創(chuàng)新型國家提供充足的才智保障。2013年海南大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)榮幸獲批為教育部卓越計(jì)劃培養(yǎng)試點(diǎn)專業(yè)。而專業(yè)課程的教學(xué)是卓越工程師人才培養(yǎng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，專業(yè)課程教學(xué)模式優(yōu)化和有效運(yùn)用直接決定著專業(yè)課程的教學(xué)效果。該文基于卓越計(jì)劃和新的教育理念，進(jìn)行課程教學(xué)模式的改革和探索，以提升該校高分子材料與工程卓越工程師班的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力。

1建立科學(xué)的理論和實(shí)踐教學(xué)課程體系

科學(xué)的理論和實(shí)踐教學(xué)課程體系是先進(jìn)教育理念付諸實(shí)施和人才培養(yǎng)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的重要載體。面向卓越工程師培養(yǎng)的課程體系的設(shè)置需要與我國企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和當(dāng)前工程技術(shù)領(lǐng)域前沿緊密結(jié)合。目前，海南大學(xué)高分子材料工程專業(yè)是海南省的特色優(yōu)勢(shì)專業(yè)和高分子材料加工海南省教學(xué)示范中心，在國內(nèi)本科專業(yè)教育中具有較高的知名度。近年來，本專業(yè)依據(jù)對(duì)畢業(yè)生就業(yè)狀況調(diào)查和任課老師與企業(yè)合作與交流過程中的反饋情況，進(jìn)一步明確了本專業(yè)領(lǐng)域人才需求結(jié)構(gòu)傾向，結(jié)合本科階段學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)，圍繞著高分子材料加工特色，建立了比較科學(xué)的理論和實(shí)踐教學(xué)課程體系。針對(duì)卓越人才培養(yǎng)所注重的工程應(yīng)用性和實(shí)踐性，已在江浙、山東、廣東、廣西、云南、海南等多地建立了固定的教學(xué)實(shí)習(xí)基地，依據(jù)本校高分子材料與工程專業(yè)的特色和優(yōu)勢(shì)，開設(shè)了門類比較齊全、特色突出的專業(yè)課程體系。該課程體系主要有公共課程、學(xué)科基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)、個(gè)性課程、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程和文化素質(zhì)教育課程七大模塊組成。公共課程模塊主要是通過獨(dú)立開設(shè)《Listening and Presentation》、《英語口語》、《實(shí)用公文寫作》、《計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)》等提高學(xué)生英語、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力和書面、口頭表達(dá)能力。學(xué)科基礎(chǔ)課程模塊則注重強(qiáng)化數(shù)理化、工程力學(xué)、工程制圖、化工等方面工程基礎(chǔ)原理知識(shí)。專業(yè)課模塊則主要課程有《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》、《高分子物理》、《高分子化學(xué)》、《化工原理》、《高分子材料共混原理（雙語） 》、《聚合物合成原理及工藝學(xué)》、《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》、《天然橡膠加工學(xué)》、《膠乳制品工藝學(xué)》、《塑料制品工藝學(xué)》、《橡膠工藝原理》、《塑料模具設(shè)計(jì)與制造》、《高分子材料與工程專業(yè)英語》、《現(xiàn)代測(cè)試及表征技術(shù)》、《工程訓(xùn)練》等，其中《高分子材料共混原理（雙語） 》為海南省精品課程，《高分子物理》、《橡膠工藝原理 》、《天然橡膠加工學(xué) 》為校級(jí)精品課程，《高分子化學(xué)》為校級(jí)重點(diǎn)課程，《高分子材料與工程專業(yè)英語》為校級(jí)高標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)課程。此外，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)模塊除了《認(rèn)知實(shí)習(xí)》、《專業(yè)課程生產(chǎn)實(shí)習(xí)》、《畢業(yè)實(shí)習(xí)》、《畢業(yè)論文》等傳統(tǒng)實(shí)踐課程，還單獨(dú)開設(shè)了《工程實(shí)踐》和《工程訓(xùn)練》以培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的思維創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力和團(tuán)體協(xié)作能力，強(qiáng)化適應(yīng)社會(huì)和企業(yè)素養(yǎng)。在個(gè)性化課程模塊中除了開設(shè)《膠乳制品工藝學(xué)》等眾多該校特色課程，還開設(shè)《企業(yè)工程管理》、《環(huán)保與安全》《技術(shù)經(jīng)濟(jì)》等課程增強(qiáng)學(xué)生的工程應(yīng)用與經(jīng)濟(jì)管理能力。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程和文化素質(zhì)教育課程模塊主要是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和人文素養(yǎng)，使學(xué)生成為兼具創(chuàng)新精神和人文素養(yǎng)的卓越工程師。

2課程教學(xué)模式改革與實(shí)踐

課程教學(xué)模式是課程體系實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳播和轉(zhuǎn)化的重要途徑，直接影響著教學(xué)的效果。近年該校卓越班課程教學(xué)主要是適應(yīng)課程體系模塊化要求，著力改變傳統(tǒng)的“滿堂灌”，構(gòu)建以學(xué)生為中心，以老師為主導(dǎo)的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新精神和動(dòng)手能力。同時(shí)，通過教學(xué)與科研相結(jié)合、教學(xué)與科技競(jìng)賽相結(jié)合，提升教師執(zhí)教水平，完善輔助教學(xué)與管理，在工程實(shí)踐中培育學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，確保卓越人才培養(yǎng)的良好教學(xué)效果。

2.1 校內(nèi)課堂教學(xué)模式

校內(nèi)課堂教學(xué)需要采用靈活多樣化的組織形式和教學(xué)方法才能達(dá)到課程體系構(gòu)建期望。在以往的校內(nèi)課堂教學(xué)中，往往常采用“填鴨式”式教學(xué)，學(xué)生與教師缺乏交流互動(dòng)和質(zhì)疑精神，創(chuàng)造性培養(yǎng)成為一種奢求。而國外著名大學(xué)多以學(xué)生為主體設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，融合講授、研討、辯論、案例分析、項(xiàng)目研究的授課形式很值得在卓越人才培養(yǎng)中大力借鑒。下面就筆者運(yùn)用教學(xué)中的幾種教學(xué)模式實(shí)踐與體驗(yàn)加以列舉。

2.1.1研究性教學(xué)模式

對(duì)工科專業(yè)，研究性教學(xué)就是任課教師把最新的科研實(shí)踐設(shè)計(jì)理念、科研方法和新的研究結(jié)果引入到教學(xué)活動(dòng)，指導(dǎo)學(xué)生選定與專業(yè)相關(guān)的專題進(jìn)行主動(dòng)探索、思考和實(shí)踐，并從中獲取知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)、解決問題的方法。研究性教學(xué)是一種具有個(gè)性差異性的教學(xué)實(shí)踐。在卓越工程師教育的教學(xué)模式中，研究性教學(xué)被認(rèn)為是提?{學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神的重要途徑。研究性教學(xué)（對(duì)學(xué)生而言，應(yīng)該稱之為“研究性學(xué)習(xí)”）是一種符合工程能力培養(yǎng)規(guī)律、符合綜合素質(zhì)形成邏輯的教學(xué)組織形式和教學(xué)方法。研究性教學(xué)模式不僅適用于探索性實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文、創(chuàng)新型設(shè)計(jì)競(jìng)賽等教學(xué)，也適用于高分子的特色專業(yè)課程教學(xué)。筆者曾將一些知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)成研究性的問題，讓學(xué)生主動(dòng)探索思考，獲取知識(shí)和鍛煉分析解決問題的能力，如筆者在《現(xiàn)代測(cè)試與表征技術(shù)》課堂教學(xué)中，將自己科研工作中的電子掃描電鏡測(cè)試結(jié)果設(shè)計(jì)成知識(shí)點(diǎn)問題：對(duì)于這種材料采用什么樣的制樣方法？制樣時(shí)該注意哪些事項(xiàng)能得到更加高的圖像襯度以及避免假象？得到的測(cè)試結(jié)果如何分析？經(jīng)過設(shè)問，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)思考，查閱相關(guān)研究文獻(xiàn)，進(jìn)行實(shí)證結(jié)果解釋，解決問題，取得了良好的教學(xué)效果，實(shí)際解析能力得到切實(shí)的提高。

2.1.2微課教學(xué)模式

近年來，隨著信息化技術(shù)的發(fā)展與普及，“微課”作為一種課堂教學(xué)的重要手段逐漸受到重視。教育部教育信息管理中心曾對(duì)“微課”做了如下的定義：微課是基于一門學(xué)科/課程的某個(gè)重要專題（或某個(gè)單元、主題等）而設(shè)計(jì)開發(fā)的一種微型化的在線視頻網(wǎng)絡(luò)課程。微課程的開發(fā)有利于高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)教師基礎(chǔ)理論知識(shí)的講授，便于在一個(gè)學(xué)生輕松的環(huán)境下提高了對(duì)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣以及對(duì)理論知識(shí)的掌握，具有事半功倍的效果。作為新型教學(xué)模式，“微課”充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)、媒體傳播技術(shù)，提高了專業(yè)課程教學(xué)活動(dòng)中的靈活性。筆者在高分子材料與工程專業(yè)英語授課時(shí)，利于現(xiàn)在豐富的網(wǎng)絡(luò)英語資源素材，結(jié)合專業(yè)知識(shí)點(diǎn)，制作了一些“微課”視頻，例如“Chain Polymerization”、“Polymer Solution”等“微課”生動(dòng)形象地展示了知識(shí)點(diǎn)，對(duì)學(xué)生印象深刻。

2.1.3外延式教學(xué)模式

目前， 盡管課堂教學(xué)中已廣泛采用的多媒體教學(xué)，但仍然還是教師的演示工具， 信息傳遞是單方向的，在有限授課時(shí)間內(nèi)能夠傳授的內(nèi)容非常有限。此外，一般課堂教學(xué)中由于時(shí)間的限制，缺乏交互性、時(shí)空延續(xù)性，學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏自主性、選擇性。本專業(yè)利用清華大學(xué)教育技術(shù)研究所為該校開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺(tái)開展網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)， 將課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來。課堂教學(xué)中教師的發(fā)揮主導(dǎo)作用， 課外學(xué)生則發(fā)揮自主作用，借助于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)將課堂教學(xué)延伸到了課外。教學(xué)播客、教學(xué)郵箱、網(wǎng)上論壇、問卷調(diào)查這些平臺(tái)欄目充分顯示了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的強(qiáng)大交互性，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)方式存在的不足，給教學(xué)和學(xué)習(xí)帶來了新鮮感和樂趣，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和探究、創(chuàng)新的能力。

2.1.4前沿技術(shù)融合式教學(xué)模式

隨著科學(xué)前沿知識(shí)的進(jìn)步，工程技術(shù)的也涌現(xiàn)出大量的新趨勢(shì)。如果將它們與現(xiàn)有教學(xué)模式進(jìn)行融合，能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。塑料加工及模具設(shè)計(jì)課程群教師在塑料設(shè)計(jì)與制造、塑料模具CAD課程教學(xué)中，引入3D打印技術(shù)，讓學(xué)生熟悉熔融層積型3D打印機(jī)的使用方法，制備個(gè)性化的造型塑件，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課程教學(xué)效果。

3校企合作實(shí)踐教學(xué)模式

通過校企聯(lián)合實(shí)踐教學(xué)，高校可以充分利用企業(yè)的資源和優(yōu)勢(shì)，給學(xué)生提供緊密聯(lián)系社會(huì)生產(chǎn)實(shí)際的實(shí)習(xí)實(shí)踐及工程訓(xùn)練機(jī)會(huì)，提高辦學(xué)效益和教育質(zhì)量；而企業(yè)則能通過校企合作教學(xué)機(jī)制宣傳自身形象，并依靠高校的人才、技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，高校與企業(yè)聯(lián)合實(shí)踐教學(xué)顯得格外重要。近年來，該校與海南天然橡膠集團(tuán)股份有限公司緊密合作，經(jīng)常與所屬企業(yè)溝通，將天然橡膠生產(chǎn)加工實(shí)際中的需求和問題，設(shè)定專項(xiàng)課題，然后教師指導(dǎo)學(xué)生成立針對(duì)性的技術(shù)攻關(guān)小組，讓學(xué)生帶著問題、有目的地進(jìn)入企業(yè)生產(chǎn)車間和研發(fā)中心實(shí)習(xí)，既鍛煉了學(xué)生的工程應(yīng)用能力，而且為企業(yè)做出一定貢獻(xiàn)，受到企業(yè)的好評(píng)。從校企合作教學(xué)現(xiàn)狀來說，還需從教師工程實(shí)踐能力和企業(yè)工程技術(shù)授課水平兩個(gè)方面努力提升，才能使校企合作實(shí)踐教學(xué)模式發(fā)揮日益重要的作用。高校可定期派工程能力較強(qiáng)的教師到國內(nèi)外知名企業(yè)進(jìn)行工程實(shí)訓(xùn)交流，鍛煉任課教師的工程實(shí)踐能力，學(xué)習(xí)企業(yè)的先進(jìn)工程管理模式；而企業(yè)工程技術(shù)人員只有理論上和授課水平上大幅提升，才能在教學(xué)過程中展現(xiàn)和應(yīng)用好自己豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和卓越的工程創(chuàng)新能力。

4輔助教學(xué)及管理

卓越人才的創(chuàng)新和實(shí)踐能力培養(yǎng)及其寬廣的學(xué)術(shù)視野的拓展也離不開課堂輔助教學(xué)及管理。課外科技活動(dòng)和學(xué)科競(jìng)賽可激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)的濃厚興趣，培養(yǎng)其科學(xué)思維、創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)精神、組織協(xié)調(diào)能力、工程能力。因此，該校高分子材料與工程專業(yè)通過建立起全方位開放現(xiàn)有專業(yè)實(shí)驗(yàn)室制度，基于實(shí)踐課程（如創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課）、系列學(xué)科競(jìng)賽（如高校環(huán)保創(chuàng)意大賽、大學(xué)生節(jié)能減排大賽、全國大學(xué)生挑戰(zhàn)杯大賽等）、課外科技活動(dòng)（如本專業(yè)提供一定額度經(jīng)費(fèi)為本科生專門設(shè)立的自主科研課題）等培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，學(xué)生的素質(zhì)相比以前提升明顯。同時(shí)，作為一種大學(xué)本科生非普及的管理制度――導(dǎo)師制對(duì)提高他們的創(chuàng)新能力也大有裨益。該校高分子材料與工程卓越工程師班學(xué)生在第一學(xué)期末，通過雙向選擇，確定富有工程經(jīng)驗(yàn)的教師作為自己的導(dǎo)師。在其以后的學(xué)習(xí)生涯中，通過經(jīng)常性的師生互動(dòng)，有效地開啟了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

改變高分子材料的途徑范文3

關(guān)鍵詞：文物保護(hù)材料

中圖分類號(hào)：G263文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

歷史文物是我們祖先勞動(dòng)、智慧和革命精神的結(jié)晶，具有重要的歷史、藝術(shù)和科學(xué)價(jià)值，是國家文化的內(nèi)涵底蘊(yùn)。文物保護(hù)是一門多學(xué)科、多領(lǐng)域相互交叉的邊緣學(xué)科 ,涉及的范圍廣泛。材料科學(xué)作為基礎(chǔ)應(yīng)用學(xué)科在文物保護(hù)研究與處理過程中占有很重要的地位。

當(dāng)我們對(duì)文物實(shí)施保護(hù)處理時(shí)首先考慮到的是它的材質(zhì)和保存現(xiàn)狀，以及物理載荷和化學(xué)環(huán)境等。從某種意義上講，文物保護(hù)工作就是通過對(duì)文物材料及文物于涉材料的研究，以達(dá)到延長(zhǎng)文物保存時(shí)間的目的[1]。

上個(gè)世紀(jì)后半葉，生物工程、新材料等領(lǐng)域不斷革新，這些影響滲透到包括文物保護(hù)領(lǐng)域在內(nèi)的各行各業(yè)各個(gè)領(lǐng)域，文物保護(hù)技術(shù)在新世紀(jì)必將發(fā)生重大變革。目前國內(nèi)外常用的封護(hù)劑有甲基丙烯酸樹脂、聚氨脂、聚醋酸乙烯脂等。這些材料的耐老化時(shí)間一般只有幾年時(shí)間，可逆性不好，存在一定的局限性，在新的世紀(jì)里對(duì)封護(hù)材料的保護(hù)性能提出更高的要求。氟碳有機(jī)氟材料由于具有超耐候性、耐化學(xué)性、氧透過性低、阻燃性等卓越性能被廣泛地應(yīng)用到文物保護(hù)工作中，如：古建、石刻封護(hù)劑，金屬文物的防銹涂料，有機(jī)文物加固劑。隨著納米材料在許多領(lǐng)域的應(yīng)用，成為材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)，其也必將從文物保護(hù)新材料中脫穎而出應(yīng)用于古建、石刻、金屬文物、有機(jī)文物、博物館環(huán)境的保護(hù)工作[2]，目前在文物保護(hù)中應(yīng)用比較廣泛的材料做如下分析。

1. 高分子材料在文物保護(hù)中的應(yīng)用

有機(jī)高分子材料是文物保護(hù)中使用的一類重要的材料，在文物保護(hù)中被用做文物的加固材料、粘接材料、表面封護(hù)材料等。在文物保護(hù)中使用的高分子材料包括：天然有機(jī)高分子材料（多糖、 蛋白質(zhì)、 蠟等）；水溶性合成樹脂；溶劑型合成樹脂；反應(yīng)型高分子材料；高分子樹脂乳液等[3]。其在保護(hù)及修復(fù)石質(zhì)文物、壁畫、古建筑、博物館藏品等方面發(fā)揮重要作用[4]。以下為常用的高分子文物保護(hù)材料：環(huán)氧樹脂粘結(jié)力特別強(qiáng)，可以粘合各種金屬和非金屬材料。例如，應(yīng)用環(huán)氧樹脂膠粘劑可以修補(bǔ)、粘接斷裂的石雕藝術(shù)品，殘破的陶器和瓷器，以及用來加固和粘接古建筑木構(gòu)件等。聚乙烯醇縮丁醛乙醇溶液被用來保護(hù)古代壁畫的畫面和用于金屬文物的表面保護(hù)，以及加固脆弱的古代紡織品等方面，效果均不錯(cuò)。聚乙烯醇溶液和聚醋酸乙烯醋乳液也經(jīng)常被用來封護(hù)古代壁畫的畫面層或加固、粘貼壁畫的地仗層。聚醋酸乙烯醋乳液還常常被用來滲透加固古代脆弱的陶器、瓷器、骨器、角器、石器、象牙制品等。丙始酸酣乳液用于古代壁畫顏色的保護(hù)和金屬文物的滲透加固，效果比較好。另外，丙烯酸醋乳液還可用來加固古文化遺址或古墓葬的地基。不飽和聚醋樹脂配合無堿玻璃布作成玻璃鋼代替糟朽木材應(yīng)用在古建筑糟朽木構(gòu)件的加固方面。聚乙二醇試用于古代飽水的木器和漆器的脫水定形處理。有機(jī)硅樹脂可用于防止巖石的表面風(fēng)化作用，以及用有機(jī)硅樹脂來處理飽水的木器和漆器[5]。改性有機(jī)硅S- i 97材料具備良好防水、防酸堿鹽、 防風(fēng)化、防污染、抗凍融以及耐候性、加固性和透氣性,使已風(fēng)化的磚質(zhì)文物得到了有效的保護(hù)[6]。

2. 納米材料在文物保護(hù)中的應(yīng)用

納米材料具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)等基本特性。納米材料在文物保護(hù)中具有的超雙親界面、抗紫外線和耐老化、透明和防遮蓋及耐腐蝕抗氧化等其他材料所無法比擬的特性。針對(duì)目前文物保護(hù)中存在的問題，納米材料可應(yīng)用于石質(zhì)文物保護(hù)中，納米技術(shù)應(yīng)用在石質(zhì)文物裂隙注漿中[7-8]。MDI型聚氨酯廣泛應(yīng)用于秦俑彩繪陶器保護(hù)中，以物理共混方式采用超聲波分散將納米材料添加到MDI型聚氨酯中，可提高耐光老化性[9]。納米材料在金屬文物[10]、陶器、紡織品等[11]有機(jī)質(zhì)文物等的保護(hù)中都有應(yīng)用。雖然納米材料應(yīng)用于文物保護(hù)具有廣闊的前景但是目前納米材料在文物保護(hù)中的應(yīng)用仍處于研究階段還有許多問題亟待解決，如納米粒子極易相互吸附而發(fā)生團(tuán)聚降低了納米材料的優(yōu)異性能，降低納米復(fù)合材料的耐紫外穩(wěn)定性。隨著制備方法的改進(jìn)、理論的不斷完善及對(duì)其機(jī)理的不斷深入研究，納米技術(shù)將在文物保護(hù)中得到更廣泛的應(yīng)用[11]。

3. 無機(jī)膠凝材料在文物保護(hù)中的應(yīng)用

在人類早期的建筑活動(dòng)中，粘土、石灰、石膏、火山灰是最早被使用的膠凝材料。因此許多土磚石結(jié)構(gòu)的古遺址、古建筑中都使用過這類早期的膠凝材料。現(xiàn)在，這類材料已成為最重要的文物保護(hù)用材料。針對(duì)文物不同程度的損傷，如開裂、剝落甚至坍塌等狀況要進(jìn)行加固處理。常用的無機(jī)加固材料有生石灰、氫氧化鈣、硅酸鹽、氫氧化鋇等。古建筑、石質(zhì)文物或者陶質(zhì)文物表面腐蝕或剝落以致殘缺，使其表面的文化特征（如雕刻紋飾或文字等）逐漸消失。解決這類問題，要選用合適的修補(bǔ)材料，采用適當(dāng)?shù)男扪a(bǔ)技術(shù)（如粘結(jié)、壓力灌漿、補(bǔ)缺）來修復(fù)文物。對(duì)于古城墻的修補(bǔ)，我國使用的技術(shù)主要有粉刷涂料勾縫、替磚修復(fù)、磚粉修復(fù)、外貼仿制面磚、壓力灌漿等。用于文物修補(bǔ)的無機(jī)材料有石灰、水泥、石膏、粘土、石灰石粉等[12]。

4. 仿生無機(jī)材料在文物保護(hù)中的應(yīng)用

仿生合成技術(shù)是模擬生物礦化過程，以有機(jī)物的組裝體為模板控制無機(jī)物的結(jié)晶形成，制備出具有特殊結(jié)構(gòu)和功能的新型材料。生物礦化最主要的特征就是從分子水平控制無機(jī)礦物相的結(jié)晶析出，從而使生成物具有優(yōu)良的物理和化學(xué)性質(zhì)。仿生無機(jī)材料具有耐候性優(yōu)越、與基底石材相容性好、合成條件（常溫常壓）溫和及對(duì)環(huán)境無污染等優(yōu)點(diǎn)，為石質(zhì)文物的保護(hù)工作開辟了一條新的途徑。利用仿生技術(shù)模擬生長(zhǎng)此類保護(hù)膜用于文物保護(hù)無疑具有誘人的前景[12]。仿生仿生無機(jī)材料具有優(yōu)越的耐候性、與基底石材相容性好、合成條件（常溫常壓）的溫和性以及對(duì)環(huán)境無污染等優(yōu)點(diǎn)，是一種很有潛力的新型石質(zhì)文物保護(hù)材料。人們已經(jīng)在石質(zhì)文物表面發(fā)現(xiàn)了一類能夠長(zhǎng)期保護(hù)表面石刻文字的生物礦化膜，其中已經(jīng)得到確切證明的有以草酸鈣為主要成分的無機(jī)膜，也可能還有以磷酸鈣為主要成分的其他生物無機(jī)膜。利用仿生技術(shù)可以在文物表面形成一層很薄的無機(jī)保護(hù)物質(zhì)，該保護(hù)層具有許多令人十分贊賞的優(yōu)點(diǎn)，如：具有致密有序的結(jié)構(gòu)，半透明的外觀，耐候性極佳，耐磨性好，與基底結(jié)合牢固，甚至具有可適當(dāng)調(diào)控的性能和結(jié)構(gòu)。另外，其合成方法與環(huán)境的友好性，以及能在生理環(huán)境下實(shí)現(xiàn)施工的優(yōu)越性，都顯現(xiàn)出仿生技術(shù)在文物保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的潛力[13-15]。

5 涂料在文物保護(hù)中的應(yīng)用

化工涂料行業(yè)的產(chǎn)品隨著各行業(yè)的需求，發(fā)展非常迅速，并早已廣泛應(yīng)用于文物部門的古建筑維修保護(hù)。由于文物保護(hù)科技需求，文物保護(hù)處理使用的涂護(hù)材料，不能改變及損害文物原來的面貌，保護(hù)材料必須無色透明，常溫常壓下施工，干燥膜盡量簿，有較強(qiáng)的附著力和較好的長(zhǎng)期耐侯、耐老化性能與外界環(huán)境隔絕盡可能長(zhǎng)時(shí)間不受外界自然環(huán)境的侵蝕阻止其老化腐蝕及磨損等。田金英對(duì)用于室外金屬文物表面保護(hù)涂料進(jìn)行了研究，在三大類涂料：有機(jī)硅（硅酸鹽）類、丙烯酸和聚氨醋中都選擇出具有代表性的樣品，再經(jīng)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)。結(jié)果表明，丙烯酸清漆均不帶顏色它能涂護(hù)室外的各種金屬飾件，對(duì)金屬文物能起到保護(hù) 和裝飾作用，防止大氣腐蝕，文物本身的面貌改變不明顯。王芳等對(duì)文物保護(hù)中幾種有機(jī)聚合物涂料的光降解進(jìn)行了研究。丙烯酸類涂料的耐老化性能優(yōu)異，不易老化降解，即使降解生成的產(chǎn)物也是不引起顏色變化的物質(zhì)，同時(shí)不易改變文物的外觀，具有特殊的功能。這有益于指導(dǎo)人們選取適宜的文物保護(hù)材料。生漆、溶劑型樹脂涂料、水基樹脂涂料、耐候性氟涂料等涂料在物保護(hù)中都發(fā)揮重要作用。

結(jié)論

科技進(jìn)步日新月異，隨著材料科學(xué)和新技術(shù)的發(fā)展，會(huì)有更先進(jìn)材料用于文物保護(hù)中。文物是傳承歷史的重要符號(hào)，是不可再生的文化資源，對(duì)于文物保護(hù)工作，要針對(duì)文物本身的特點(diǎn)，結(jié)合文物所處環(huán)境，選擇最合適的文物保護(hù)和修復(fù)材料及技術(shù)。對(duì)于文物保護(hù)中使用的材料，其實(shí)就是使用材料的某種或幾種性能 ，同時(shí)還要考慮材料的綜合性能以及與文物基體材料的相容性。文物保護(hù)用材料要在滿足使用性能的基礎(chǔ)上兼顧工藝資源、經(jīng)濟(jì)等方面的因素，綜合指導(dǎo)在文物保護(hù)過程中的材料選擇、組合及應(yīng)用。

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改變高分子材料的途徑范文4

關(guān)鍵詞： 卓越工程師 高分子專業(yè) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

“卓越計(jì)劃”（全稱“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”）是高校工程教育改革的一項(xiàng)重大舉措，其目的是培養(yǎng)一批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的工程技術(shù)類人才，為我國建設(shè)創(chuàng)新型國家、提升國家核心競(jìng)爭(zhēng)力提供堅(jiān)實(shí)的人才支撐和智力保證［1］。高分子材料已深入到人類生活和生產(chǎn)的每一個(gè)角落，在結(jié)構(gòu)材料中與金屬材料、無機(jī)材料形成三足鼎立。高分子化工也在化工工藝中與無機(jī)化工、有機(jī)化工平分秋色。高分子科學(xué)是一門實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)科，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和動(dòng)手能力提出了很高的要求。該專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后絕大部分都將進(jìn)入與專業(yè)相關(guān)企業(yè)、公司、科研機(jī)構(gòu)等，投身到生產(chǎn)、科研第一線。在此“卓越計(jì)劃”的大背景下，培養(yǎng)一批創(chuàng)新性強(qiáng)的高分子材料工程師人才，探索高分子材料專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)“卓越計(jì)劃”的培養(yǎng)模式，改革和創(chuàng)新工程人才教育理念，著力解決工程材料領(lǐng)域中的實(shí)踐性和創(chuàng)新性問題，具有深遠(yuǎn)的意義［2］。

1.高分子專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

目前國內(nèi)高校高分子專業(yè)均強(qiáng)調(diào)以培養(yǎng)高分子材料科學(xué)家為目標(biāo)，忽視了對(duì)高分子材料工程師的培養(yǎng)。相對(duì)于“卓越計(jì)劃”培養(yǎng)背景，現(xiàn)實(shí)的工程教育也偏離于工程實(shí)際，實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置與實(shí)際脫節(jié)，而且教學(xué)過程一直以來過分強(qiáng)調(diào)理論基礎(chǔ)知識(shí)的灌輸，往往重視學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)而忽視對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致理論與實(shí)踐脫節(jié)，操作技能、創(chuàng)新能力、分析解決問題能力較差。而實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主，難以適應(yīng)“卓越計(jì)劃”對(duì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求。學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教材以外的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練不夠，不利于培養(yǎng)知識(shí)、能力、素質(zhì)三者綜合發(fā)展的卓越工程師人才。另外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資隊(duì)伍水平參差不齊，以及不客觀、不科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系等，這些都難以達(dá)到優(yōu)異的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

2.完善實(shí)驗(yàn)課程資源建設(shè)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性

2.1實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)。

實(shí)驗(yàn)教材是學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置和操作的主要途徑。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的儀器設(shè)備及測(cè)試手段不斷涌現(xiàn)，舊教材中的設(shè)備型號(hào)已經(jīng)不能滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。因此，學(xué)校應(yīng)根據(jù)各自實(shí)驗(yàn)室的配備情況，編寫真正適合自己的教材或?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)書。教材應(yīng)配合教學(xué)體系建設(shè)，包括基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計(jì)性、研究性實(shí)驗(yàn)，為實(shí)驗(yàn)課程的順利開設(shè)提供依據(jù)。

2.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件制作。

實(shí)現(xiàn)教育信息化的關(guān)鍵在于多媒體課件系統(tǒng)的開發(fā)與研制。為了配合信息化教學(xué)環(huán)境，切實(shí)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，應(yīng)積極研制高分子專業(yè)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)課件。如在綜合性實(shí)驗(yàn)的表征部分應(yīng)用到很多大型儀器設(shè)備，就應(yīng)該開發(fā)大型儀器設(shè)備的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件，可以使學(xué)生在比較全面地了解儀器工作原理、構(gòu)造、操作和數(shù)據(jù)處理方法之后再使用儀器，不但可以利用有限的資源開闊學(xué)生的視野，提高大型儀器教學(xué)的覆蓋面，而且可以避免儀器在使用過程中的不必要的損壞。

2.3信息化教學(xué)環(huán)境建設(shè)。

信息化教學(xué)環(huán)境建設(shè)是一種資源共享的多媒體教學(xué)、學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)，存放著教學(xué)必需的資料，是該領(lǐng)域知識(shí)、方法、各種媒體和資源的集合，是為了專門存放和有效使用這些資源而建立的場(chǎng)所。建成高分子專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程網(wǎng)站，把實(shí)驗(yàn)課程大綱和課件等內(nèi)容都存放在網(wǎng)站上。讓學(xué)生充分了解實(shí)驗(yàn)安排、實(shí)驗(yàn)要求等信息，提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，掌握實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)。通過瀏覽課程網(wǎng)站，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟、儀器構(gòu)造、操作規(guī)程等都能做到心里有數(shù)，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后就可有條不紊地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。網(wǎng)站的建設(shè)減少了實(shí)驗(yàn)開設(shè)過程中不必要的講解時(shí)間，增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間。學(xué)生可以根據(jù)需要隨時(shí)上機(jī)預(yù)習(xí)，遇到不甚理解的地方可以反復(fù)觀看，大大提高了實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的效率，也提高了學(xué)生求知的主動(dòng)性和積極性［3］。

3.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革

3.1改革實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

采用啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充分激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的興趣，是優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的前提。實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)不僅需要教師的語言傳授，更多的是需要教師的肢體語言去傳授，尤其是實(shí)驗(yàn)操作技能的教學(xué)。忽視或淡化后者的重要性，就無法完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)所賦予的使命。實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)，教師要以職業(yè)活動(dòng)為導(dǎo)向，以工程素質(zhì)為基礎(chǔ)，突出能力目標(biāo)，以學(xué)生為主體，以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為載體，以實(shí)訓(xùn)為手段，設(shè)計(jì)出知識(shí)、理論、實(shí)踐一體化的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。必須把培養(yǎng)學(xué)生“自我學(xué)習(xí)能力”放在突出的位置上，因此在每次實(shí)驗(yàn)課之前，都要求學(xué)生充分預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的目的、重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，對(duì)實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問題及解決方法等有初步了解。在實(shí)驗(yàn)中，改變過去逐一講解的做法，而是把需要講解的內(nèi)容融會(huì)于各個(gè)問題之中，使學(xué)生產(chǎn)生疑問，渴望得到解答，從而激發(fā)起學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生在課外查閱資料，反復(fù)思考，并寫出預(yù)習(xí)報(bào)告。由此培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，同時(shí)也鍛煉了自學(xué)能力。此外，為了消除學(xué)生對(duì)教師的過分依賴性，對(duì)于實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題即所謂的“異常現(xiàn)象”，建議一般不采取有問必答的方式直接回答，而是有意識(shí)地引導(dǎo)他們把已有的知識(shí)與在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題結(jié)合起來分析。要進(jìn)一步創(chuàng)設(shè)“問題情境”，提出一些富有啟發(fā)性的新穎問題及其解決辦法。實(shí)驗(yàn)結(jié)束前，再進(jìn)行總結(jié)性討論，教師進(jìn)一步提出一些綜合性和探索性的問題來引導(dǎo)學(xué)生的思維活動(dòng)［4］。

3.2強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練。

實(shí)驗(yàn)技能是學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕竟Γ桥囵B(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為幫助學(xué)生夯實(shí)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，必須對(duì)基本操作技能進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練。在學(xué)生操作之前，明確向?qū)W生提出本次實(shí)驗(yàn)的基本操作。對(duì)所有的操作都進(jìn)行詳細(xì)講述、準(zhǔn)確示范。注意整體示范和分解示范相結(jié)合。整體示范時(shí)主要針對(duì)操作的順序流暢；分解示范時(shí)則要注意動(dòng)作的規(guī)范和放慢，使學(xué)生便于觀察和模仿。無論是手工操作還是儀器操作，都要讓學(xué)生學(xué)會(huì)操作，還要讓學(xué)生懂得為什么要這樣操作，認(rèn)識(shí)什么是最科學(xué)、合理的操作方式和操作技巧。學(xué)生實(shí)驗(yàn)中要注意嚴(yán)把操作質(zhì)量關(guān)，對(duì)學(xué)生的每一步操作都進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的觀察，發(fā)現(xiàn)不足之處，及時(shí)給予糾正和反復(fù)示范。特別是對(duì)于動(dòng)手能力差的學(xué)生，更要反復(fù)細(xì)致地對(duì)其給予單獨(dú)的啟發(fā)指導(dǎo)，引導(dǎo)他們既要?jiǎng)邮钟忠獎(jiǎng)幽X，并讓其反復(fù)練習(xí)和比較正誤兩方面的操作所帶來的影響。為了引起學(xué)生對(duì)提高實(shí)驗(yàn)操作技能的高度重視，應(yīng)有計(jì)劃、系統(tǒng)而且細(xì)致地觀察幾位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)，然后對(duì)其在實(shí)驗(yàn)工作中存在的缺點(diǎn)問題進(jìn)行個(gè)別的耐心指導(dǎo)。

3.3開設(shè)設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)。

保證每門實(shí)驗(yàn)課程至少包含2項(xiàng)綜合型實(shí)驗(yàn)，對(duì)各知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行交叉、綜合應(yīng)用，將高分子專業(yè)課實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行綜合，將各課程體系的知識(shí)有機(jī)地結(jié)合起來。在綜合型實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)讓學(xué)生事先了解實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，掌握實(shí)驗(yàn)原理，指導(dǎo)教師僅在技術(shù)和設(shè)備使用上與學(xué)生進(jìn)行交流，學(xué)生之間互相探討。教師在原則上不做具體指導(dǎo)，只介紹一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生如何發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)存在的問題，這樣改變?cè)劝床烤桶嗟膶?shí)驗(yàn)過程，為培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)提供了條件，進(jìn)而在實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)了學(xué)生解決具體問題的能力。

4.結(jié)語

深化教學(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，全面完成卓越計(jì)劃規(guī)定的各項(xiàng)任務(wù)，需要從事人才培養(yǎng)的教師和實(shí)驗(yàn)人員不斷地研究、探索和思考，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，實(shí)施創(chuàng)新教育，注重訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維，特別是培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。不斷推進(jìn)本科教育改革，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)作用，使大學(xué)更好地發(fā)揮培養(yǎng)創(chuàng)新人才的搖籃作用，實(shí)現(xiàn)卓越計(jì)劃的培養(yǎng)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

［1］曾永衛(wèi)，劉國榮.“卓越計(jì)劃”背景下科學(xué)構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系探析［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2011（7）：75-78.

［2］張建勛，陳國鐵.“卓越計(jì)劃”背景下的工程類高校人才培養(yǎng)模式探討［J］.中國建設(shè)教育，2010（9）：4-7.

改變高分子材料的途徑范文5

關(guān)鍵詞： 高分子化學(xué) 教學(xué)改革 教學(xué)實(shí)踐

高分子化學(xué)是材料化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)及其相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，與四大化學(xué)并列，已成為第五大化學(xué)。能否學(xué)好該課程直接關(guān)系到高分子物理、材料合成與加工學(xué)等后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)好并熟練運(yùn)用課程的專業(yè)思想和思維方法，在學(xué)生將來的科研和工作中將發(fā)揮直接或間接的作用。鑒于高分子化學(xué)這門課程的重要性，如何深入進(jìn)行教學(xué)改革，如何利用有限的教學(xué)時(shí)間和教學(xué)資源有效地將高分子化學(xué)專業(yè)知識(shí)傳授給學(xué)生，并能夠指導(dǎo)實(shí)踐應(yīng)用，就成為眾多教學(xué)工作者的共同目標(biāo)。

一、高分子化學(xué)教學(xué)的主要難點(diǎn)

（一）高分子化學(xué)的發(fā)展歷史較短，許多理論尚不成熟，隨著新的聚合方法和新的合成技術(shù)不斷涌現(xiàn)，對(duì)傳統(tǒng)的高分子化學(xué)概念提出了挑戰(zhàn)，并極大地豐富了高分子化學(xué)的內(nèi)容。

由于課時(shí)及其他客觀原因的限制，教師往往把所有內(nèi)容全部灌輸給學(xué)生，“填鴨式”的教學(xué)模式會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生乏味厭學(xué)的情緒，學(xué)生易出現(xiàn)“被動(dòng)學(xué)”、“死記硬背式學(xué)”等問題[1]。

（二）高分子化學(xué)理論性強(qiáng)，學(xué)生理解困難，適時(shí)恰當(dāng)?shù)夭捎枚嗝襟w教學(xué)能使抽象的教學(xué)內(nèi)容具體化、清晰化。

從學(xué)生反饋的信息來看，普遍認(rèn)為教師在使用多媒體授課時(shí)只是展示根據(jù)書本內(nèi)容制作的幻燈片，有些幻燈片重點(diǎn)不突出，且沒有深系到實(shí)際生活和生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，不能完全激發(fā)學(xué)生對(duì)高分子化學(xué)學(xué)習(xí)的專業(yè)自豪感；又加之教師授課時(shí)缺乏與學(xué)生互動(dòng)交流，課堂氣氛不活躍，出現(xiàn)來不及記筆記、不利于學(xué)生復(fù)習(xí)等情況，久而久之，就會(huì)影響學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和興趣性，達(dá)不到理想的教學(xué)效果。

二、高分子化學(xué)的教學(xué)實(shí)踐與探索

（一）講解重點(diǎn)突出，創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容。

教師在選好教材、消化、吸收和融合教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上，要處理好“干”與“枝”的關(guān)系，在課程內(nèi)容方面做到重點(diǎn)突出、主次分明。在授課時(shí)要避免將教材內(nèi)容“填鴨式”灌輸給學(xué)生，應(yīng)有針對(duì)性、側(cè)重點(diǎn)講解，少講精講[2]。如限于課時(shí)緊等原因，在講解聚合方法時(shí)，由于此部分內(nèi)容多數(shù)比較簡(jiǎn)單易懂，可以略講。但對(duì)于自由基聚合反應(yīng)要重點(diǎn)講解，讓學(xué)生對(duì)自由基聚合的機(jī)理、聚合速率、動(dòng)力學(xué)鏈長(zhǎng)、聚合度和聚合度分布等重要知識(shí)點(diǎn)要深入地理解并能加以靈活運(yùn)用，這樣可以有重點(diǎn)地完善學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，滿足實(shí)踐應(yīng)用的需求。同時(shí)，要不斷更新、創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)中，教師可以及時(shí)地在傳統(tǒng)教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上補(bǔ)充近年發(fā)展起來的前沿科學(xué)技術(shù)和研究方法，也要關(guān)注國內(nèi)外重要期刊上的最新報(bào)道，在課堂上結(jié)合國內(nèi)外的最新研究進(jìn)行講解與介紹，并推薦一些期刊、數(shù)據(jù)庫和書籍給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己興趣自由地學(xué)習(xí)，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，建立知識(shí)結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生探索高分子化學(xué)領(lǐng)域。

（二）加強(qiáng)師生互動(dòng)教學(xué)，發(fā)揮主觀能動(dòng)性。[3]

在教學(xué)中，互動(dòng)式教學(xué)能有效地改變“老師主動(dòng)講，學(xué)生被動(dòng)聽”的“一言堂”式的教學(xué)模式。教師要多與學(xué)生眼神交流，用情緒感染學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生“多想善思”，講課時(shí)語言要清晰流暢，抑揚(yáng)頓挫，引導(dǎo)學(xué)生“勤學(xué)好問”。重要的是，在講課時(shí)可穿插有關(guān)高分子的小知識(shí)、小故事，盡量將生活中常見實(shí)例與理論知識(shí)相聯(lián)系，努力為學(xué)生營造生動(dòng)活潑的課堂文化氛圍，使學(xué)生自覺、主動(dòng)地接受知識(shí)。如：在講到聚酰胺、聚酯時(shí)聯(lián)系到我們?nèi)粘４┮掠煤铣衫w維的尼龍、滌綸，學(xué)生戴的隱形眼鏡、普通眼鏡的樹脂鏡片都是特殊的高分子材料。聯(lián)系生活中的常見實(shí)例有利于學(xué)生更深刻地掌握課程內(nèi)容。在課堂上，多采用啟發(fā)性的多種教學(xué)方法，合理安排課堂反復(fù)提問、反復(fù)練習(xí)、反復(fù)分組討論等互動(dòng)式教學(xué)，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，提高教學(xué)質(zhì)量。

（三）多渠道聯(lián)系實(shí)踐，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

隨著如今高分子材料發(fā)展的迅猛，教材的教學(xué)內(nèi)容已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代教學(xué)的需要，在課堂教學(xué)中應(yīng)把高分子化學(xué)領(lǐng)域最新的科技動(dòng)態(tài)、學(xué)術(shù)前沿有機(jī)地滲透到課堂內(nèi)容當(dāng)中，給學(xué)生多介紹一些近年來高分子化學(xué)的最新成果、最新理論，開闊學(xué)生的視野。如醫(yī)用上介入診療的各種高分子管材、可降解的手術(shù)傷口縫合線、有機(jī)高分子發(fā)光二級(jí)管用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)顯示和照明等。針對(duì)學(xué)生在高分子課堂教學(xué)中討論比較感興趣的話題，或者是高分子化學(xué)前沿領(lǐng)域的新方法、新技術(shù)等，可鼓勵(lì)學(xué)生到圖書館和互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，撰寫小論文，制作幻燈片，并在課堂上為大家作知識(shí)講座，營造合作探究、自主學(xué)習(xí)的氛圍。同時(shí)，也可關(guān)注網(wǎng)絡(luò)上以高分子為主題的論壇，通過與網(wǎng)上的專家、學(xué)者的交流，調(diào)動(dòng)學(xué)生探知高分子知識(shí)和應(yīng)用領(lǐng)域的興趣，培養(yǎng)主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力，激發(fā)研究興趣。

（四）選擇合適的教學(xué)內(nèi)容，不斷完善多媒體教學(xué)。

1.適時(shí)使用拿來主義，做到因材施教。

教學(xué)是一個(gè)個(gè)性化的過程，不同的教師有著不同的授課思路、方式與方法。一般來說，可以借助別人的課件作為啟發(fā)自己的思路，但是，這種“拿來主義”絕不應(yīng)成為主要依賴的對(duì)象。由于學(xué)生的層次不同、專業(yè)不同、對(duì)知識(shí)的接受能力不同，教學(xué)過程中好的方法可以借鑒，但重要的是要根據(jù)學(xué)生的需求、教材體系、自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、教學(xué)思想使用自主開發(fā)的課件。尤其是在課件中更應(yīng)該增加一些理論聯(lián)系實(shí)際的例子，比如聚合物合成工藝和聚合物應(yīng)用等實(shí)踐應(yīng)用方面的內(nèi)容。

2.將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合。

多媒體教學(xué)具有傳統(tǒng)教學(xué)手段不可比擬的優(yōu)勢(shì)，能更直觀、更形象和生動(dòng)地傳導(dǎo)高分子化學(xué)的魅力，并能有效地?cái)U(kuò)充知識(shí)的廣度和提高課堂的利用率。特別是需要向?qū)W生演示情景的內(nèi)容，采用多媒體教學(xué)就更有優(yōu)越性。如在講解乳液聚合機(jī)理這一節(jié)，采用了動(dòng)畫方式形象演示了膠束成核的機(jī)理和乳液聚合過程的三個(gè)階段，幫助學(xué)生理解，印象深刻。但是先進(jìn)的教學(xué)手段并不一定能達(dá)到良好的教學(xué)效果，關(guān)鍵在于多媒體技術(shù)如何與傳統(tǒng)的教學(xué)手段相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)它應(yīng)有的價(jià)值。如在高分子化學(xué)的課堂授課中，講述自由基共聚理論推導(dǎo)公式時(shí)，就應(yīng)該采用黑板板書的方式一步步進(jìn)行推導(dǎo)，同時(shí)采用啟發(fā)式方法調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和思考。

3.采用多種手段完善多媒體教學(xué)。

采用多媒體教學(xué)，教學(xué)信息量大，進(jìn)度快，學(xué)生在課堂上有效掌握大量的理論難度較大，因此要做好課后輔助工作。不斷完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，將多媒體課件、課后復(fù)習(xí)材料、教學(xué)重點(diǎn)、習(xí)題題庫及小知識(shí)、小貼士等內(nèi)容在學(xué)校的教學(xué)網(wǎng)絡(luò)中充實(shí)完善，這樣既有利于學(xué)生課后復(fù)習(xí)，又能加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握和應(yīng)用。另外，還可利用各種化學(xué)軟件、網(wǎng)絡(luò)資源和視頻等多種手段展示各種反應(yīng)模型，特別是一些三維立體模型，啟發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)中逐步滲透雙語教學(xué)，可以有意識(shí)地把新出現(xiàn)的專業(yè)詞匯和標(biāo)題用英文書寫，能有效提高和豐富學(xué)生的專業(yè)詞匯量，對(duì)收集到的專業(yè)文章，采用多媒體的形式講解，又可以提高學(xué)生的專業(yè)閱讀水平，這樣，能幫助學(xué)生提高對(duì)專業(yè)英語的學(xué)習(xí)興趣，為今后的畢業(yè)論文撰寫及工作實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、結(jié)語

高分子化學(xué)課程教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，總結(jié)近幾年來的教學(xué)實(shí)踐，筆者認(rèn)為，以人文本，轉(zhuǎn)變觀念，因材施教是探索高分子化學(xué)課程的有效途徑，合理有效地利用多媒體，不斷完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，逐步滲透英語教學(xué)是實(shí)踐高分子化學(xué)課程教學(xué)的有效手段，而創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容、加強(qiáng)互動(dòng)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性是搞好高分子化學(xué)教學(xué)的前提條件。我們將不斷地繼續(xù)深入研究與探索，使高分子化學(xué)的教學(xué)不斷適應(yīng)新形勢(shì)發(fā)展的要求，為培養(yǎng)高分子領(lǐng)域優(yōu)秀人才作出不懈努力。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐忠鋒.高分子化學(xué)多媒體教學(xué)中的問題及對(duì)策研究[J].廣西工學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，18（6）：115-116.

[2]魏宏.淺談高分子化學(xué)教學(xué)與改革[J].廣東化工，2010，37（10）：186-187.

改變高分子材料的途徑范文6

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關(guān)鍵詞：納米材料　生物醫(yī)學(xué)　應(yīng)用

1應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)中的納米材料的主要類型及其特性

1.1納米碳材料

納米碳材料主要包括碳納米管、氣相生長(zhǎng)碳纖維也稱為納米碳纖維、類金剛石碳等。

碳納米管有獨(dú)特的孔狀結(jié)構(gòu)［1］，利用這一結(jié)構(gòu)特性，將藥物儲(chǔ)存在碳納米管中并通過一定的機(jī)制激發(fā)藥物的釋放，使可控藥物變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。此外，碳納米管還可用于復(fù)合材料的增強(qiáng)劑、電子探針（如觀察蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的afm探針等）或顯示針尖和場(chǎng)發(fā)射。納米碳纖維通常是以過渡金屬fe、co、ni及其合金為催化劑，以低碳烴類化合物為碳源，氫氣為載體，在873 k～1473 k的溫度下生成，具有超常特性和良好的生物相溶性，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用前景。類金剛石碳（簡(jiǎn)稱dlc）是一種具有大量金剛石結(jié)構(gòu)c—c鍵的碳?xì)渚酆衔铮梢酝ㄟ^等離子體或離子束技術(shù)沉積在物體的表面形成納米結(jié)構(gòu)的薄膜，具有優(yōu)秀的生物相溶性，尤其是血液相溶性。資料報(bào)道，與其他材料相比，類金剛石碳表面對(duì)纖維蛋白原的吸附程度降低，對(duì)白蛋白的吸附增強(qiáng)，血管內(nèi)膜增生減少，因而類金剛石碳薄膜在心血管臨床醫(yī)學(xué)方面有重要的應(yīng)用價(jià)值。

1.2納米高分子材料

納米高分子材料，也稱高分子納米微粒或高分子超微粒，粒徑尺度在1 nm～1000 nm范圍。這種粒子具有膠體性、穩(wěn)定性和優(yōu)異的吸附性能，可用于藥物、基因傳遞和藥物控釋載體，以及免疫分析、介入性診療等方面。

1.3納米復(fù)合材料

目前，研究和開發(fā)無機(jī)—無機(jī)、有機(jī)—無機(jī)、有機(jī)—有機(jī)及生物活性—非生物活性的納米結(jié)構(gòu)復(fù)合材料是獲得性能優(yōu)異的新一代功能復(fù)合材料的新途徑，并逐步向智能化方向發(fā)展，在光、熱、磁、力、聲［2］等方面具有奇異的特性，因而在組織修復(fù)和移植等許多方面具有廣闊的應(yīng)用前景。國外已制備出納米zro2增韌的氧化鋁復(fù)合材料，用這種材料制成的人工髖骨和膝蓋植入物的壽命可達(dá)30年之久［3］。研究表明，納米羥基磷灰石膠原材料也是一種構(gòu)建組織工程骨較好的支架材料［4］。此外，納米羥基磷灰石粒子制成納米抗癌藥，還可殺死癌細(xì)胞，有效抑制腫瘤生長(zhǎng)，而對(duì)正常細(xì)胞組織絲毫無損，這一研究成果引起國際的關(guān)注。北京醫(yī)科大學(xué)等權(quán)威機(jī)構(gòu)通過生物學(xué)試驗(yàn)證明，這種粒子可殺死人的肺癌、肝癌、食道癌等多種腫瘤細(xì)胞。

此外，在臨床醫(yī)學(xué)中，具有較高應(yīng)用價(jià)值的還有納米陶瓷材料，微乳液等等。

2納米材料在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的前景

2.1用納米材料進(jìn)行細(xì)胞分離

利用納米復(fù)合體性能穩(wěn)定，一般不與膠體溶液和生物溶液反應(yīng)的特性進(jìn)行細(xì)胞分離在醫(yī)療臨床診斷上有廣闊的應(yīng)用前景。20世紀(jì)80年代后，人們便將納米sio2包覆粒子均勻分散到含有多種細(xì)胞的聚乙烯吡咯烷酮膠體溶液中，使所需要的細(xì)胞很快分離出來。目前，生物芯片材料已成功運(yùn)用于單細(xì)胞分離、基因突變分析、基因擴(kuò)增與免疫分析（如在癌癥等臨床診斷中作為細(xì)胞內(nèi)部信號(hào)的傳感器［5］）。倫敦的兒科醫(yī)院、挪威工科大學(xué)和美國噴氣推進(jìn)研究所利用納米磁性粒子成功地進(jìn)行了人體骨骼液中癌細(xì)胞的分離來治療病患者［6］。美國科學(xué)家正在研究用這種技術(shù)在腫瘤早期的血液中檢查癌細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)癌癥的早期診斷和治療。

2.2用納米材料進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)部染色

比利時(shí)的de mey博士等人利用乙醚的黃磷飽和溶液、抗壞血酸或檸檬酸鈉把金從氯化金酸（haucl4）水溶液中還原出來形成金納米粒子，（粒徑的尺寸范圍是3 nm～40 nm），將金納米粒子與預(yù)先精制的抗體或單克隆抗體混合，利用不同抗體對(duì)細(xì)胞和骨骼內(nèi)組織的敏感程度和親和力的差異，選擇抗體種類，制成多種金納米粒子—抗體復(fù)合物。借助復(fù)合粒子分別與細(xì)胞內(nèi)各種器官和骨骼系統(tǒng)結(jié)合而形成的復(fù)合物，在白光或單色光照射下呈現(xiàn)某種特征顏色（如10 nm的金粒子在光學(xué)顯微鏡下呈紅色），從而給各種組織“貼上”了不同顏色的標(biāo)簽，為提高細(xì)胞內(nèi)組織分辨率提供了各種急需的染色技術(shù)。

2.3納米材料在醫(yī)藥方面的應(yīng)用

2.3.1納米粒子用作藥物載體

一般來說，血液中紅血球的大小為6000 nm～9000 nm，一般細(xì)菌的長(zhǎng)度為2000 nm～3000 nm［7］，引起人體發(fā)病的病毒尺寸為80 nm～100 nm，而納米包覆體尺寸約30 nm［8］，細(xì)胞尺寸更大，因而可利用納米微粒制成特殊藥物載體或新型抗體進(jìn)行局部的定向治療等。專利和文獻(xiàn)資料的統(tǒng)計(jì)分析表明，作為藥物載體的材料主要有金屬納米顆粒、無機(jī)非金屬納米顆粒、生物降解性高分子納米顆粒和生物活性納米顆粒。

磁性納米顆粒作為藥物載體，在外磁場(chǎng)的引導(dǎo)下集中于病患部位，進(jìn)行定位病變治療，利于提高藥效，減少副作用。如采用金納米顆粒制成金溶液，接上抗原或抗體，就能進(jìn)行免疫學(xué)的間接凝聚實(shí)驗(yàn)，用于快速診斷［9］。生物降解性高分子納米材料作為藥物載體還可以植入到人體的某些特定組織部位，如子宮、陰道、口（頰、舌、齒）、上下呼吸道（鼻、肺）、以及眼、耳等［10］。這種給藥方式避免了藥物直接被消化系統(tǒng)和肝臟分解而代謝掉，并防止藥物對(duì)全身的作用。如美國麻省理工學(xué)院的科學(xué)家已研制成以用生物降解性聚乳酸（pla）制的微芯片為基礎(chǔ)，能長(zhǎng)時(shí)間配選精確劑量藥物的藥物投送系統(tǒng)，并已被批準(zhǔn)用于人體。近年來生物可降解性高分子納米粒子（nps）在基因治療中的dna載體以及半衰期較短的大分子藥物如蛋白質(zhì)、多肽、基因等活性物質(zhì)的口服釋放載體方面具有廣闊的應(yīng)用前景。藥物納米載體技術(shù)將給惡性腫瘤、糖尿病和老年癡呆癥的治療帶來變革。

2.3.2納米抗菌藥及創(chuàng)傷敷料

ag+可使細(xì)胞膜上蛋白失去活性從而殺死細(xì)菌，添加納米銀粒子制成的醫(yī)用敷料對(duì)諸如黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠濃桿菌等臨床常見的40余種外科感染細(xì)菌有較好抑制作用。

2.3.3智能—靶向藥物

在超臨界高壓下細(xì)胞會(huì)“變軟”，而納米生化材料微小易滲透，使醫(yī)藥家能改變細(xì)胞基因，因而納米生化材料最有前景的應(yīng)用是基因藥物的開發(fā)。德國柏林醫(yī)療中心將鐵氧體納米粒子用葡萄糖分子包裹，在水中溶解后注入腫瘤部位，使癌細(xì)胞部位完全被磁場(chǎng)封閉，通電加熱時(shí)溫度達(dá)到47℃，慢慢殺死癌細(xì)胞。這種方法已在老鼠身上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中獲得了初步成功［11］。美國密歇根大學(xué)正在研制一種僅20 nm的微型智能炸彈，能夠通過識(shí)別癌細(xì)胞化學(xué)特征攻擊癌細(xì)胞，甚至可鉆入單個(gè)細(xì)胞內(nèi)將它炸毀。

2.4納米材料用于介入性診療

日本科學(xué)家利用納米材料，開發(fā)出一種可測(cè)人或動(dòng)物體內(nèi)物質(zhì)的新技術(shù)。科研人員使用的是一種納米級(jí)微粒子，它可以同人或動(dòng)物體內(nèi)的物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生光，研究人員用深入血管的光導(dǎo)纖維來檢測(cè)反應(yīng)所產(chǎn)

生的光，經(jīng)光譜分析就可以了解是何種物質(zhì)及其特性和狀態(tài)，初步實(shí)驗(yàn)已成功地檢測(cè)出放進(jìn)溶液中的神經(jīng)傳達(dá)物質(zhì)乙酰膽堿。利用這一技術(shù)可以辨別身體內(nèi)物質(zhì)的特性，可以用來檢測(cè)神經(jīng)傳遞信號(hào)物質(zhì)和測(cè)量人體內(nèi)的血糖值及表示身體疲勞程度的乳酸值，并有助于糖尿病的診斷和治療。

2.5納米材料在人體組織方面的應(yīng)用

納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，除上面所述內(nèi)容外還有如基因治療、細(xì)胞移植、人造皮膚和血管以及實(shí)現(xiàn)人工移植動(dòng)物器官的可能。

目前，首次提出納米醫(yī)學(xué)的科學(xué)家之一詹姆斯貝克和他的同事已研制出一種樹形分子的多聚物作為dna導(dǎo)入細(xì)胞的有效載體，在大鼠實(shí)驗(yàn)中已取得初步成效，為基因治療提供了一種更微觀的新思路。

納米生物學(xué)的設(shè)想，是在納米尺度上應(yīng)用生物學(xué)原理，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，研制可編程的分子機(jī)器人，也稱納米機(jī)器人。納米機(jī)器人是納米生物學(xué)中最具有誘惑力的內(nèi)容，第一代納米機(jī)器人是生物系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合體，這種納米機(jī)器人可注入人體血管內(nèi)，進(jìn)行健康檢查和疾病治療（疏通腦血管中的血栓，清除心臟脂肪沉積物，吞噬病菌，殺死癌細(xì)胞，監(jiān)視體內(nèi)的病變等）［12］；還可以用來進(jìn)行人體器官的修復(fù)工作，比如作整容手術(shù)、從基因中除去有害的dna，或把正常的dna安裝在基因中，使機(jī)體正常運(yùn)行或使引起癌癥的dna突變發(fā)生逆轉(zhuǎn)從而延長(zhǎng)人的壽命。將由硅晶片制成的存儲(chǔ)器（rom）微型設(shè)備植入大腦中，與神經(jīng)通路相連，可用以治療帕金森氏癥或其他神經(jīng)性疾病。第二代納米機(jī)器人是直接從原子或分子裝配成具有特定功能的納米尺度的分子裝置，可以用其吞噬病毒，殺死癌細(xì)胞。第三代納米機(jī)器人將包含有納米計(jì)算機(jī)，是一種可以進(jìn)行人機(jī)對(duì)話的裝置。這種納米機(jī)器人一旦問世將徹底改變?nèi)祟惖膭趧?dòng)和生活方式。

瑞典正在用多層聚合物和黃金制成醫(yī)用微型機(jī)器人，目前實(shí)驗(yàn)已進(jìn)入能讓機(jī)器人撿起和移動(dòng)肉眼看不見的玻璃珠的階段［13］。

納米材料所展示出的優(yōu)異性能預(yù)示著它在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，尤其在組織工程支架、人工器官材料、介入性診療器械、控制釋放藥物載體、血液凈化、生物大分子分離等眾多方面具有廣泛的和誘人的應(yīng)用前景。隨著納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用，臨床醫(yī)療將變得節(jié)奏更快，效率更高，診斷檢查更準(zhǔn)確，治療更有效。

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