導語：如何才能寫好一篇納米技術出現的影響，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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納米技術可能引起的主要倫理問題

1．健康和安全問題。納米技術對健康和安全的影響，是納米倫理面對的首要問題。由于納米粒子極其微小，可以說無孔不入，所以也很容易進入人體，有可能成為許多重大疾病如肺部疾病和心血管疾病的誘因，給人類健康和安全帶來嚴重的損害。研究表明，吸入的納米顆粒可能避開免疫系統的吞噬作用，蓄積在某些靶器官，也可跨越不同生物屏障，重新轉運分布到身體的其他組織器官，產生系統的健康效應［10］。而且，環境中的納米顆粒由于具有較大的表面積而極易吸附大氣中的有毒污染物，如多環芳烴等，被納米顆粒吸附的有毒污染物可進一步對人和其他生物體產生毒性效應，還可能波及整個生物圈。納米粒子對健康和環境的潛在風險涉及安全倫理和環境倫理的問題。安全不僅是一個科學的概念，安全更是倫理學必須考量的最基本的要素，因為安全既是人的基本需求也是人的基本權利。離開了安全，人的其他權利和自由、尊嚴等也將無從談起;而且，保障研究人員和工人在工作場所的生命和健康安全，也是國家和企業的基本責任。

2．平等與公正問題。首先，納米技術的潛在利益和風險使得其風險與利益的分配，也面臨著社會公平與公正的倫理問題。納米技術可能為技術發明家、企業家帶來豐厚的利益，但也可能為研究者、受試者、生產者甚至消費者帶來直接的和間接的健康風險，為公眾帶來環境風險。面對個體利益與公眾利益、企業利益與社會利益、眼前利益與長遠利益的沖突，應該優先考慮誰的利益?承擔高風險的人是否應得到較高的回報?“如何分配科學技術的發展帶來的好處、風險和代價，就成為了我們時代所必須面對的一個重要問題”［11］。其次，納米技術的應用也可能加劇原有的社會不平等、不公正現象。眾所周知，“信息高速公路”的出現導致了迅速擴大的信息資源和知識資源分布嚴重不均的“數字鴻溝”問題，并且加劇了原有的經濟不平等、機會不平等和社會不平等問題，成為當今社會問題的一個重要根源。納米技術的發展也可能產生類似數字鴻溝的“納米鴻溝”問題。比如，納米技術在醫學上的應用，使得疾病的預防、早期診斷和治療成為可能。研究表明，在不久的將來，用基因芯片、蛋白質芯片組裝成的納米機器人，有可能通過血管進入人體以診斷疾病、攜帶DNA去更換或修復有缺陷的基因片段，也可以將攜帶納米藥物的芯片送入人體內，在外部加以導向，使藥物集中到患處，更理想地提高藥物療效［12］。但是，這些技術在其發展的初期階段，往往比較昂貴，大部分人可能只好望而卻步，僅能被少數人使用。如何使社會中的大多數成員公正地享受到納米技術的成果并避免可能受到的損害，是納米技術發展過程中必須面對的重要倫理問題。第三，納米技術還有可能帶來代內與代際、窮國與富國之間的平等與公正問題，尤其是可能使發達國家與發展中國家之間的差距加大。能夠支付納米技術研究與發展巨額費用的國家，可能優先發現和利用納米技術的研究成果，在國際舞臺上便優先掌握了“話語權”。當然，也不能排除發達國家將有污染的、甚至有毒的納米研究項目轉移到發展中國家的可能。諸如此類的問題會使國際間的不平等惡化。此外，還存在為了當代利益發展納米技術而提前利用了過多的自然資源或給后代造成眾多污染等代際不公正現象。

3．自主與尊嚴問題。人是有理性的存在物。理性之人的尊嚴來自于它的自主性，能夠按照自己的意志作出決定。“大自然中的無理性者，它們不依靠人的意志而獨立存在，所以它們至多具有作為工具或手段的價值，因此我們稱之為‘物’。反之，有理性者，被稱為‘人’，這是因為人在本性上就是目的自身而存在，不能把他只當做‘物’看待。人是一個可尊敬的對象，這就表明我們不能隨便對待他。”［13］聯合國教科文組織在《世界生物倫理與人權宣言》中強調，科學技術的研究和發展需要遵循本宣言所闡述的倫理原則，要尊重人的尊嚴。這包括自尊、享受別人尊重和尊重他人三個方面。在納米技術的研究與應用中，許多方面涉及人的自主與尊嚴問題。例如，納米技術與認知科學相互滲透與融合，可以揭示人腦的工作機制，利用納米藥物可以增強人的認知能力或治療某些腦神經與認知方面的缺陷。但是，如果利用這些研究成果控制人的思維、干擾人的決定，則侵犯了人的自、漠視人的尊嚴。再者，如果將能夠隨時獲取他人信息的納米電子芯片等極微小的納米器件，毫不被人察覺地嵌入他人衣服或皮膚里，則不僅竊取了他人的隱私，更貶損了他人的尊嚴。又如，納米基因工程不僅能夠治療遺傳病，而且能夠改變生殖細胞基因以達到治療或增強后代的目的。但是，不論父母的主觀意愿是否善良，這種行為確實忽視了子女的自主與尊嚴。而諸如賽博格(Cyborg)、生命產品(Biofact)等技術的進一步發展將模糊人與機器、生命體與人工產品之間的界限，使得我們關于人與自然的基本概念發生動搖，什么是人、什么是自然等問題將變得不再是不言而喻的了。

納米倫理的特征與評估

納米技術的中介性和不確定性特征不僅使納米技術可能引起一系列的倫理問題，而且也使得這些倫理問題展現出共同的倫理特征:可能性、整合性和前瞻性。這使得即時性、跨學科性、預警性評估成為應對納米倫理的關鍵。

1．可能性特征與即時評估。納米技術可能引起的倫理問題包括兩個部分，其中有些是現實的，比如納米粒子對安全和健康造成的影響;有些還是潛在的、未來的甚至含有推測性特征，比如有關納米機器人的自我復制問題，但這絕不等于說這種推測完全是無中生有。納米倫理不僅關注現實的納米倫理問題，也關注未來的和潛在的倫理問題，目的是在納米技術研究和開發的初期就參與到納米技術的構建中。事實上，技術的發展并不是由技術本身或者技術專家們所能決定的。如果有怎樣的技術就會有怎樣的未來，那么，我們就有權利選擇技術、選擇和構建未來。因此，納米倫理必須關注可能性。在這個意義上，可能性成為納米倫理的一個重要特征。鑒于納米技術發展的可能性、階段性和動態性特征，對納米技術應該采取即時評估的研究方法，以適時地、動態地評估納米技術研究發展與應用各個階段可能出現的倫理問題。在目前納米技術的開發時期，首先應該關注的是實驗室和工作場所的安全倫理問題，包括工人對所從事的納米技術風險的知情權問題，建立健全工人的健康保險制度的問題，以及工作場所的通風、檢測和預警機制等制度問題。其次，在納米藥物和利用納米技術進行的檢測中，即時評估納米粒子在人體的生物學效應和對人體整體的影響，以確保納米用藥和檢測的安全。

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【分類號】X50

1 納米技術

納米（nm）技術是指在0.1-100nm范圍內，研究電子、原子和分子內在規律和特征，并用于制造各種物質的一門嶄新的綜合性科學技術。納米尺度的物質顆粒接近原子大小，此時量子效應開始影響到物質的性能和結構。由納米級結構單元構成的納米材料，在機械性能、磁、光、電、熱等方面與普通材料有很大不同，具有輻射、吸收、催化、吸附等新特性。人類通過在原子、分子和超分子水平上控制了納米結構來發現納米材料的奇異特征，以及學會有效地利用這些特定功能產品，最終能夠仿照自然生態中非常復雜的過程，這也是納米科技的最終目的。

納米技術包含下列四個主要方面：

（1）納米材料：當物質到納米尺度以后，大約是在1-100納米這個范圍空間，物質的性能就會發生突變，出現特殊性能。這種既具不同于原來組成的原子、分子，也不同于宏觀的物質的特殊性能構成的材料，即為納米材料。過去，人們只注意原子、分子或者宇宙空間，常常忽略這個中間領域，而這個領域實際上大量存在于自然界，只是以前沒有認識到這個尺度范圍的性能。第一個真正認識到它的性能并引用納米概念的是日本科學家，他們在20世紀70年代用蒸發法制備超微離子，并通過研究它的性能發現：一個導電、導熱的銅、銀導體做成納米尺度以后，它就失去原來的性質，表現出既不導電、也不導熱。人們就正式把這類材料命名為納米材料。

（2）納米動力學：主要是微機械和微電機，或總稱為微型電動機械系統，用于有傳動機械的微型傳感器和執行器、光纖通訊系統，特種電子設備、醫療和診斷儀器等，用的是一種類似于集成電器設計和制造的新工藝。特點是部件很小，刻蝕的深度往往要求數十至數百微米，而寬度誤差很小。這種工藝還可用于制作三相電動機，用于超快速離心機或陀螺儀等。雖然它們目前尚未真正進入納米尺度，但有很大的潛在科學價值和經濟價值。

（3）納米生物學和納米藥物學：如在云母表面用納米微粒度的膠體金固定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形電極做生物分子間互作用的試驗，磷脂和脂肪酸雙層平面生物膜，dna的精細結構等。新的藥物，即使是微米粒子的細粉，也大約有半數不溶于水；但如粒子為納米尺度（即超微粒子），則可溶于水。

（4）納米電子學：包括基于量子效應的納米電子器件、納米結構的光/電性質、納米電子材料的表征，以及原子操縱和原子組裝等。當前電子技術的趨勢要求器件和系統更小、更快、更冷。更小是指響應速度要快。更冷是指單個器件的功耗要小。但是更小并非沒有限度。

納米技術是建設者的最后疆界，它的影響將是巨大的。

2 納米技術在環境鄰域的應用

納米材料的比表面積大，表面活性中心多，是催化劑的必要條件。國際上已將納米材料作為新一代催化劑進行研究和開發。近年來的發展方向是納米復合化，例如，氟石結構的納米Ce2-x和Cu組成納米復合材料，可用于汽車尾氣中SO2、CO的消除。已有生產廠家開發出可以用來代替汽車中的金屬構件的納米粒子增強型復合材料，這種納米復合材料的廣泛使用可能使汽油的燃燒量每年減少15億升，二氧化碳的排放量每年至少減少50億千克。我國山東小鴨電器集團采用納米復合抗菌除味塑料制作洗衣機的外筒，具有耐高溫、耐摩擦、耐沖擊、韌性好和硬度高等特點，還有很好的光潔度和很強的除垢能力，不但可以防止污垢在筒壁沉積，隨時保持洗衣機內部清潔，還可以防止細菌滋生，解除了衣物交叉感染的可能，開辟了健康洗衣機的新紀元。

用黏土和聚合物的納米粒子替代輪胎中的炭黑是一項生產環保型、耐磨損輪胎的新技術，利用納米材料對紫外線的吸收特性而制作的日光燈管不僅可以減少紫外線對人體的損害，而且可以提高燈管的使用壽命。把具有導電性能的納米顆粒，如炭黑、金屬粒子等加入到高聚物中，可以改善高聚物的導電性，節約能源。

3 納米技術在環境領域的潛在突破

3.1 有效利用資源

納米技術是從原子和分子開始制造材料和產品。這種從小到大的制造方式需要的材料較少，造成污染程度較低。納米復合陶瓷，因其優異的耐高溫、高強度等性能，有望應用于高溫發動機中，其燃燒熱效率可增加一倍，且燃燒完全，污染降低。由于納米技術導致產品微型化，使所需資源減少，不僅可達到"低消耗、高效益"，而且成本低廉。可以預測，未來資源浪費，造價昂貴的大型機械設備將逐步淘汰，以實現資源消耗率的"零增長"。

3.2 用于對水和空氣的處理

消除水和空氣中最細微的污染物（分別為300nm和50nm），使空氣和飲用水更加清潔。新型的納米級凈水劑具有很強的吸附能力，是普通凈水劑的10-20倍，可將污水中的懸浮物和鐵銹、異味等污物除去。通過納米孔徑的過濾裝置，還能把水中的細菌、病毒去除。凈化和淡化海水的選擇性濾膜，不僅成本低，而且所需量不足目前的十分之一。

3.3 監測大氣污染

大氣中含有的C、N、S等元素的氧化物可導致酸雨和溫室效應，因此它們在大氣中的含量必須被實時監測。現有監測技術成本高，不便于移動作業，所需溫度高，而利用納米材料的高比表面積能對吸附氣體有快速反應，吸附后能改變其物理性質，且反應可逆，具有能再生的特性。研制出可用于監測大氣中的有害氣體，可在室溫下工作、造價低廉、體積小的監測器。

3.4 提供有效儲氫方式

物理和化學方法儲氫，需要昂貴的設備。采用納米材料可避免大晶粒儲氫材料在反復吸收、釋放氫氣的循環過程中產生的氫脆現象，又可增加吸氫容量和吸氫速率，提供一種有效而清潔的儲氫方式，這種材料如果用來制造燃料電池汽車中的氫容器，可有效避免空氣污染。

4 結束語

納米技術應用前景十分廣闊，經濟效益十分巨大，美國權威機構預測，2010年納米技術市場估計達到14400億美元，納米技術未來的應用將遠遠超過計算機工業。專家指出，紡織、建材、化工、石油、汽車、軍事裝備、通訊設備等領域，將免不了一場因納米而引發的"材料革命"現在我國以納米材料和納米技術注冊的公司有近100個，建立了10多條納米材料和納米技術的生產線。加入納米技術的新型油漆，不僅耐洗刷性提高了十幾倍，而且無毒無害無異味。納米技術正在改善著、提高著人們的生活質量

盡管納米技術仍有許多問題有待于進一步探索和解決，但它在高科技領域和傳統產業中帶來的沖擊是不可否認的。它將成為新世紀信息時代的核心。隨著人們對納米材料研究的深入，納米材料必將出現更為廣闊的應用前景，納米材料的大規模工業生產和商業應用也將成為現實。可以相信，納米技術作為一門新興科學，必將對環境保護產生出深遠的影響，利用納米技術解決污染問題將成為未來環境保護發展的必然趨勢。

參考文獻：

[1]曹學軍等，神奇的納米技術，國外科技動態，2010，9（3）；33-36。

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在S系統的SIPOABS數據庫中進行檢索，得到1449件申請人國別為中國（CN）的納米技術領域專利申請，轉庫到DWPI中后，得到673個專利族。以下分別對這些申請的年代分布、細分領域（技術主題）分布、主要申請人分布和主要申請國別進行統計和分析。

專利申請量的年度分布

筆者對上述673個專利族的最早公開年和最早優先權年分別進行統計分析，得到1991～2012年納米技術領域中，我國申請人的國外專利申請量的年度分布狀況，見圖1所示。從圖1可以看出，在納米技術領域，中國申請人在國外的專利申請最早可以追溯到1991年（優先權日在1991年），但是中國申請人的相關專利申請較少，直至2000年才達到10件。2000年以后，中國申請人在國外的相關專利申請量有所增加，并在2007年前后達到一個峰值，接近100件，這一階段為快速發展階段。2007年至今，中國申請人在國外的相關專利申請量出現下降趨勢，筆者分析，其原因可能有兩點：首先，2010年以后的申請還沒有全部公開，因此無法統計在內；其次，一般而言，前沿科技領域較傳統領域受國際經濟環境影響大，2008年爆發國際金融危機、近期的歐債危機以及目前國際經濟環境低迷等是導致2008年至今中國申請人在國外的相關專利申請量減少的因素。

技術主題的分布情況

筆者分析了在納米技術領域，中日韓三國申請人向國外申請專利的情況，統計了在八個細分領域中中日韓三國申請人的國外專利申請量，見圖2所示。從圖2可知，在納米技術領域，中國申請人在國外的專利申請主要集中在“用于信息加工、存儲或傳輸的納米技術”和“用于材料和表面科學的納米技術”兩個細分領域中，這與韓國和日本申請人在國外的專利申請趨勢相同，可見這兩個細分領域是現在的熱點。而在“納米光學”領域，中國申請人在國外的專利申請量明顯偏低，這與韓國和日本的情況不同。結合圖1、圖2可知，我國納米技術的發展經過了初始階段（2000年之前）、快速發展階段（2000～2007年），現在已經逐步穩定。在納米技術領域，我國向國外申請專利的絕對量還很少，與一些先進國家相比還存在較大差距。

主要申請人分布情況

筆者對在納米技術領域在國外申請專利的主要中國申請人及其申請量進行了統計，在統計過程中不考慮公司之間的隸屬關系，共同申請人也分別進行統計，見圖3所示。的申請量占據了該領域中國申請人國外專利申請量的半壁江山，且排在前三位的申請人經常是一件專利申請的共同申請人。進一步檢索可發現，清華大學的發明人主要來自一個研究機構——清華富士康納米技術研究中心。在納米技術領域，向國外申請專利的中國申請人很多是臺灣和香港申請人，或者由臺灣公司資助的研究機構，大陸地區的申請人主要是大學和科研機構，包括北京化工大學、中國科學院物理研究所、北京大學、中國科學院長春應用化學研究所等。名列前四位的申請人分別是鴻海精密工業股份有限公司、清華大學、鴻富錦精密工業（深圳）有限公司和新科實業（香港）有限公司，它們的專利申請均集中在“用于信息加工、存儲或傳輸的納米技術”領域，而北京化工大學則以“用于材料和表面科學的納米技術”領域為主要申請領域。可見在納米技術領域，中國申請人在國外申請的專利主要集中在信息加工、存儲或傳輸，以及材料和表面科學領域。

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關鍵詞：納米，中醫藥，經濟，技術

引言：通過現在的問題反映，首先提出一些納米技術的需求，再而闡述了納米中醫藥的現狀接著提出納米中藥化的好處和現在存在的一些問題，通過筆者的分析，一步一步的攝入了納米技術在當前中國的國情來說要發展，提出一些相對的解決方法。引入納米技術是社會的要求。最后說明自己的觀點（總結）。

隨著經濟的發展，環境問題變得越來越嚴重。從而導致發病率變得越來越高。如果還是單靠過去的一味中藥很難把病情完全治好。加上現在環境問題的特為嚴重和社會的需求量增多。很多中藥材都是靠人工培育，但人工培育的功效始終比不上天然的。雖然實行了中醫藥的政策，解決了老百姓的看病難，看病貴的問題。但始終是不能從根本解決問題。加上納米技術的進一步發展，因此將納米技術融入中醫藥是社會的要求，社會的主流。納米技術使中醫藥的藥效得到更好的發揮。

那先由我們看看納米中醫藥的發展

納米中藥制備技術的研究現狀

醫學上的發展就目前來說，提出最多的是中西合作和中醫藥現代化，但我們在中醫藥的現狀中發現很多問題，例如上面所提的民生問題，為此我們要想一下有沒有更好的方案解決目前的問題，隨著經濟的發展我，我國的納米技術已達到一定的程度，并取得一定的成效，為使中藥面向世界，并形成醫學科新的經濟增長點，應將現代的高新技術引入到中藥制劑之中。隨著科學技術的飛速發展，中藥的現代化生產已成為現實。納米技術的出現使得超微粉碎成為全世界各個生產領域的先進技術，日益顯現出它強大的生命力和蘊藏的無窮財富。對于中國的國藥—中草藥尤為如此。可以說中藥超微粉碎是中藥的一次飛躍性革命。如果中國能勝利的打完這場“革命”，在醫學生又是一個新的焦點。納米技術是如何引進中醫藥中呢？首先注意的是納米粒制備的關鍵是控制粒子的粒徑大小和獲得較窄且均勻的粒度分布，減小或消除粒子團聚現象，保證用藥有效、安全和穩定。

根據目前的科技情況。納米藥物粒子的制備技術可以分為三類，機械粉碎法、物理分散法和化學合成法。通過宏觀到微觀的轉型，實現了微觀世界的并且是醫學界的狂飆式發展。

中醫藥的理論基于對宏觀的自然界，而納米技術科研研究則是微觀技術，現在把宏觀與微觀技術的有機組合能不能在醫學上形成一們嶄新的“宏微”中醫理論學科呢？至于宏觀中醫藥大家對它有了一定的了解，現在我只是對微觀進行闡述。納米科學與技術，有時簡稱為納米技術，是研究結構尺寸在0.1至100納米范圍內材料的性質和應用。納米技術的引入是醫學微觀化，一方面由于納米技術的引入為攜帶提供了一定的方便，以前，無論什么看一次病總要大袋小袋的提著，這只是對病者，如果像醫院或一些醫護機構，當他們想購買大量藥物時不是很麻煩。引入納米技術在這里就起了相當重要的作用，比如運輸大量的藥物，現在只須小盒便能搞定；另一方面，害怕吃藥嗎？害怕打針嗎？不用怕，納米技術中藥話可以幫助你，把納米級藥物制成藥膏然后貼于患處，可以通過皮膚直接接受不需要注射。由于納米技術是對藥物的微觀化，比如將藥物磨成粉狀，加大了與病菌的接觸面積，例如中藥超細后的產品除用于散劑、顆粒劑、膠囊劑、片劑、中藥口服散劑、膠囊劑、微囊外，把藥物微化，這樣可以提高藥物在體內的生物利用度。增強中藥的療效，再者，納米技術在中藥加工方面的應用能保持中藥原有成分的基礎，使藥效充分析出。另外，納米粒子包裹的智能藥物進入人體后，可主動搜索并攻擊癌細胞或修復損傷組織。在人工器官移植領域，只要在器官外面涂上納米粒子，就可以預防器官移植的排異反應。使用納米技術的新型診斷儀，只需檢測少量的血液，就能通過其中的蛋白質和DNA診斷出各種疾病。在抗癌的治療方面，德國一定醫院的研究人員將一些極其細小的氧化鐵納米顆粒，注入患者的癌瘤里，然后將患者置于可變的磁場中，使患者癌瘤里的氧化鐵納米顆粒升溫到45-47攝氏度，這溫度足以燒毀癌細胞，而周圍健康組織不會受到傷害。同時，配合使用納米藥物來阻斷腫瘤血管生成，餓死癌細胞。納米中藥化不知那些好處，據了解，納米中藥化將藥物加工成納米級的微細粒子，病人服藥時，首先減輕病人的痛苦，有些病人怕吃藥，如果制成了粒子狀，病人一般是比較易接受，藥物的真對性特別的強，藥物就可能針對性地直達病灶，激活中藥細胞活性成分，直接攻擊病毒、細菌、重金屬、毒質，細胞壁或細胞膜等障礙將不復存在，這樣中藥療效可大大速率，盡快的減輕病人的痛苦，如治療消化道疾病的藥品“思密達”經納米化處理后其藥效提高了3倍。中藥藥效的加大、加快，使中藥可與西藥相媲美，為今后中藥的發展創造了條件。使中藥具有新的功能將中藥加工至納米尺寸之后，其細胞內原有不能被釋放出來的某些活性成分由于破壁而被釋放出來，有可能使納米中藥具有新的功能。此外，由于其給藥途徑，藥物吸收方式等的改變，可能在藥代動力學、藥效學、藥理學、藥物化學等方面產生新的作用。并且中藥有沒有西藥那樣很多副作用，發展納米中醫藥看來是必然的事了。特別的，一些科學家預言：由于納米微粒的尺度一般比生物體內的細胞、紅血球小得多，所以，有可能把含有計算機功能、人機對話功能和有自身復雜能力的納米機器人送入體內而又不嚴重干擾細胞的正常生理過程。通過體外控制操作，獲取體內多種生化反應的連續的動態信息，從而破解中藥復雜的作用機制。

納米中醫藥也存在一定的問題，那是值得我們深慮：

1.成分的混亂；由于納米中藥化加大了藥的效用，但同時也是所需藥的成分難以把握，例如你本來是需要的是5兩A藥材6兩B藥材4兩C藥材，但當你納米化時，你會使藥用發生了變化，使得吸收的藥的分量不同，可能導致A多了或少了。納米技術中藥化使得生物利用度、溶出度較低等得以糾正，療效得以增強。這種改變性質的作用使得傳統中藥所含的有效成分及其藥效變得面目全非。嚴重的會造成安全隱患。為此對研究和發展納米中藥化造成了巨大的壓力。

2.由于納米技術是一種微觀的世界，如果科學家對藥物不是有充分的了解，當實行微觀處理時可能會導致一些藥物的分量不夠或減少了別的分量，另外，需要謹慎地掌握納米粒度與相關中藥所含有效成分分子組成和分子量的關系，以防為獲得納米微粒而損壞了藥物的有效成分。納米級的研究并不像宏觀的研究那么簡單，如果一些技術錯誤了，結果可能要重做。

3.納米中藥因其粒度超細，表面效應和量子效應顯著增加，使得藥物的有效成分獲得了高能級的氧化或還原潛力，從而影響藥物穩定性，增加了保質和儲存的困難。

4.加大了鑒別的難度，即超細狀態下的中藥是否還具有普通粉碎時所有的顯微特征？如果原有的顯微特征發生了改變，則又應建立何種更精細的鑒別方法？這是個重大的問題，對于納米級的研究，考的是先進的技術。

5.納米尺度的物質存在著生物安全性威脅問題，如果不能夠有效地防止納米尺度物質的接觸或者攝入，可能會引起多系統的復雜病變。

所謂萬物都有雙面性，納米中醫藥的引入一定上給我們帶來了很多好處，但也有一些負面的影響，綜合中國現在的情況，許多專家都認為發展納米中醫藥是利大于弊。那就根據我國的國情出發，如何將納米技術中醫藥引入。何如加大對納米技術中醫藥的發展呢？

1.由于各級的懶散性比較強，如果國家不統一制定完全的行業技術標準，可能會導致某些地方的藥用不高或某些地方的納米中藥技術只是一個夢想。如果國家有了一定的機構管理，一定的技術標準，那樣可以使納米藥物統一化，安全化。所以國家應成立你執迷中醫藥的研究中心，一方面集中科研相關的技術連接，另一方面可以組織協調科研機構，高校試驗室以及產業界的公共參與，進行重點攻關。

2.國家政府必須認真重視納米醫藥的發展，畢竟市場是一個充滿“利潤”式的社會，很多時候，如果國家不重視藥物的安全管理，可能不導致藥物市場混亂，同時國家有必要組織一定實力和特色的中藥類高校與納米研究機構進行強強聯合，通過集大家之智慧來進行納米中醫藥化。這就是國家要加強宏觀調控對納米藥物的管理。

3.由于納米中藥化是剛剛引進來的一個新學科，很多方面還沒有完善，特別是納米對技術的要求高，所以國家應增加國內納米重要的博士研究站，在較高會議上培養和吸引綜合性的科研人才投身到這個領域中去

4.加強國內研究基地的建設。改善基礎設施條件，增加專項的投入，并重視知識產權的保護，加大納米中醫藥的財政支出，因為外國對這方面有了一定的認識，由于他們的技術含量高，納米技術早就名噪一時，所以，國家可以加大中外的合作，另外還有派人到外國學習先進的技術，通過只是的交流，國與國的合作，進一步提高中醫藥的納米技術的發展。

總結：納米技術是2l世紀最具發展前景的領域之一，它給中醫藥的現代化提供了新的思路和方法。通過對比中國的利弊，實行納米中藥化的轉型不但可以促進經濟的發展和提供取藥的方面，在歷史上也是一次偉大的改革，在一定的程度上提高了醫學家納米中醫藥的定位，而且在國外也是中醫的地位提得更高。科學技術的迅猛發展，中醫藥也逐步走向世界，面臨著前所未有的機遇和巨大的發展空間—納米技術中藥化，然而，基于其獨特的理論體系，現代科學技術尚難與之有機地結合起來，這也成為阻礙中醫藥發展的最主要因素。隨著納米技術在中藥研究開發領域的一些應用基礎研究上獲得突破，它必將極大地促進中藥現代化的進程。在中醫理論的指導下，中藥納米化技術作為實現中藥現代化的關鍵技術，必將推動我國的中藥盡可能快地走向國際市場。

參考文獻：

1楊祥良基于納米技術的中藥基礎問題研究[J]．華中理工大學學報，20一104—105

2趙宗江，胡會欣，張新雪．中藥歸經理論現代化研究[J]．北京中醫藥大學學報，2002年25

3.徐輝碧,楊祥良,謝長生,等.納米技術在中藥研究中的應用[J].中國藥科大學學報,2001年32

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【關鍵詞】納米技術；精細化工；催化劑；添加劑

0.引言

納米技術是指使用納米材料的特殊性質的技術，納米材料是指尺寸處于1-100nm的微小粒子組成的材料，這樣的微小粒子既不是微觀的原子簇，也不是宏觀物體，是出于微觀與宏觀之間的介觀系統，這種材料往往因為其表面效應、量子尺寸效應、體積效應以及宏觀量子隧道效應具有傳統物質所不具備的特殊性質。納米材料通常具有很高的特殊催化性，在冶金、涂料、精細化工等工業領域應用非常廣泛。本文對納米技術在精細化工領域的應用方法及特點進行了詳細的論述，為納米技術在精細化工領域的推廣應用提供了有效的支撐。

1.納米技術在精細化工中的應用

1.1納米材料的制備方法簡介

納米材料的制備通常包括機械法、物理法和化學法。機械法是指機械粉碎法和機械合金化法，其制作方法簡單、成本低，但顆粒不均勻，純度低；物理法是指溶液蒸發法和蒸發冷凝法，其制作方法較為復雜、成本較高，但粒度可控、純度很高、結晶組織好；化學法則是通過化學反應制備納米材料，其粒度可控、純度很高，而且其成本不是很高、操作相對簡單，常用的有水熱法、沉淀法、溶膠-凝結法、化學氣相反應法、微乳液法、有機配合前驅體法以及超重力沉淀法等。納米材料的制備方法很多，而且正在不斷的被發現，越來越多的制備更細顆粒、更好分散性的方法出現，為納米技術的進一步發展提供了較好的支撐。

1.2納米技術在催化方面的應用探討

大量研究表明，納米催化劑的穩定性好，催化效率高，如：在乙炔加氫反應中，加入納米的Pb/TiO2作為催化劑，可以是乙炔的轉化率達到100%，并且使乙炔的選擇性達到80%以上；在液態加氫法制備2-氨基-4，6二氯苯酚時，采用納米Ni-B/SiO2作為催化劑，其催化效果明顯比其他Ni催化劑好得多，轉化率達到了100%，選擇性達到了98%。在化學電源領域，納米材料具有很好的電化學活性，作為電極能很好的減輕電池重量，如：納米二氧化錳作為鋰電池正極可以做成高能電池；納米的銀粉、鎳粉和二氧化鎳混合燒結體作為光化學電池的電極，效果遠超過其它材料；碳管納米材料的奇異電學性能已經廣泛應用于場發射元件、鋰離子電池、燃料電池等。

另外，納米材料的光催化特點被廣泛應用與環境保護領域，如：（1）污水處理，硫化物或金屬氧化物的納米材料是半導體材料，其特殊的電子結構可以通過氧化或還原反應降解并礦化H2O、CO2、無機離子以及某些毒性較小的有機物等，其特點是分解完全，沒有二次污染、成本低、操作簡單，常見的納米催化劑材料有二氧化鎳、三氧化鋁、氧化鋅等，尤其是二氧化鎳對染料廢水、農藥廢水的處理效果極好。

（2）空氣污染處理，納米催化材料對空氣中的硫氧化物和氮氧化物的處理效果極好，在汽車尾氣處理方面應用廣泛，比傳統的貴金屬和稀土催化劑的效果好得多，尤其是貴金屬催化劑，價格昂貴。易失活，納米光催化劑成本低、穩定性好，活性高，能有效的提高汽車尾氣中的一氧化碳、一氧化氮、碳化氫等物質的轉化效率；另外，納米材料還用于陶瓷制品的除臭抗菌以及分解有機物等作用，也用于汽車或建筑玻璃的自潔等。

1.3納米技術在添加劑領域的應用

納米技術在添加劑領域的作用也非常廣泛，通常是納米材料加入到其它物質中，改變其它物質的性質，達到普通物質所達不到的效果，常用的有：

（1）化妝品添加劑。將納米材料氧化鋅、二氧化鎳、氧化鐵作為添加劑可以提高化妝品的藥物利用率、增強抗菌作用，減輕對皮膚的刺激，而且自身無毒無味、化學穩定、熱穩定，是目前化妝品領域的研究熱點。

（2）黏合劑、劑和密封膠。納米二氧化硅作為添加劑，可以有效提高黏合劑等黏結效果、劑的效果和密封膠的密封效果。

（3）涂料。將納米材料加入到涂料中，可以有效的改善傳統涂料的性能，并使涂料具有新的功能，如納米氧化鋅添加劑可以使涂料具有吸收紅外線、屏蔽紫外線、殺菌防霉等效果，納米二氧化硅可以增加涂料的耐磨性、抗氧化性等。除此之外，納米材料還可增加橡膠的力學性能、硫化活性，改變塑料綜合力學性能、纖維的分散性、有機玻璃的沖擊韌性等。

另外，納米技術在醫藥領域也有廣泛的應用，可以提高藥效的吸收，降低藥物的不良反應，還能有效的豐富制藥技術，提高藥物的效果。

2.結論

納米技術是一種新興的技術，納米材料具有一般材料所不具備的特性，在精細化工領域已經取得了廣泛應用，也為人類解決環境保護、能源合理開發利用提供了有效的新途徑。目前納米技術的推廣使用還受納米材料制備、納米改性技術工業化等限制，但隨著納米技術的發展和影響，納米技術在精細化工領域必然得到廣泛的使用。 [科]

【參考文獻】

[1]陳建鋒，鄒海魁，劉潤靜，等.超重力反應沉淀法合成納米材料及其應用[J].現代化工，2001，21（9）：9-12.

篇6

[關鍵詞]納米技術、包裝、食品包裝、藥品包裝

中圖分類號：TB383.1；TB484 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）06-0047-02

20世紀90年代初興起的納米技術，被認為是21世紀科技發展的前沿領域。它主要研究0.1～100nm尺寸之間的物質組成體系以及其運動規律和相互作用，其中在實際應用中納米技術的實用性。它是一種結合科學前沿和高技術于一體的完整體系。納米技術的出現標志著人類改造自然的能力已延伸到原子、分子水平，標志著人類科學技術已進入一個新的時代――納米科技時代。其科學價值和應用前景已逐漸被人們所認識，納米科學與技術被認為是21世紀3大科技之一。納米技術主要包括：納米物理學、納米化學、納米材料學、納米生物學、納米電子學、納米加工學和納米力學。在包裝行業迅速發展的當今社會，納米技術必然會引領包裝行業走向更好的未來。

1 納米材料

納米材料是納米科學技術最基本的組成部分。納米材料可定義為：把組成相或晶粒結構控制在100nm以下長度尺寸的材料。從廣義上說，納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺寸長度范圍或由它們作為基本單元構成的材料。

1.1 納米材料的結構特征和性質

納米材料又稱為納米結構材料，主要由晶粒和晶界組成。納米晶體結構與常規物質不同，關于納米晶體結構特征主要有兩類看法：a.以Gleiter為代表的1類氣體0結構。它既不同于長程有序的晶體也不同于近程有序的非晶體，而是處于一種無序度更高的狀態；b.近程有序結構說。根據大量的實驗結果分析，納米材料的晶界處存在著短程有序的結構單元，原子保持一定的有序度，趨于低能態排列。按不同的分類原則，納米材料有不同的分類。按納米晶體結構形態劃分成4類：零維納米材料，如原子團、量子點等；一維納米材料，即在一維方向上晶粒尺寸為納米量級，如納米絲、量子線等；二維納米材料，即在二維方向上晶粒尺寸為納米量級，如納米厚度薄膜，碳納米管等；三維納米材料，即在三維方向上晶粒尺寸為納米量級，如通常所指的納米固體。把所有納米材料從結構上區分為兩類：第一類納米材料結構全部為晶粒和晶界組成，結構基元尺寸為納米量級；第二類是低密度具有大量納米尺寸空洞的無規網格結構，由納米晶粒和納米空洞（有時還有納米骨架結構和更小的亞穩原子團簇）組成。

1.2 納米材料優異的特性[1～2]

a.表面效應 表面效應是指納米晶粒表面原子數與總原子數之比，隨粒徑變小而表面急劇增大后所引起的性質上的變化 這種表面效應使其在催化、吸附、化學反應等方面具有普通材料無法比擬的優越性。

b.體積效應 當納米晶粒的尺寸與傳導電子的德布羅意波波長相當或更小時，其周期性的邊界條件將被破壞，使其物理性質、化學活性、電磁活性、光吸收和催化特性等與普通材料相比都將發生很大變化，這就是納米粒子的體積效應。

c.量子尺寸效應 指納米粒子尺寸下降到一定值時，納米能級附近的電子能級由連續能級變為分離能級的現象，這一效應可使納米粒子具有高的光學非線性、特異催化性和光學催化性等。

d.宏觀量子隧道效應 微觀粒子具有貫穿勢壘的能力稱為隧道效應。近年來，人們發現一些宏觀量如微粒的磁化強度、量子相干器件中的磁通量以及電荷等亦具有隧道效應，它們可以穿越宏觀系統的勢壘而發生變化，故稱為宏觀量子隧道效應MQT。早期曾被用來定性的解釋納米Ni晶粒在低溫下保持順磁性現象。這一效應與量子尺寸效應一起確定了微器件進一步微型化的極限，同時也限定了采用磁帶磁盤進行信息存儲的最短時間。

e.獨特的光學性質 又分為：線性光學性質。納米材料的紅外吸收研究是近年來比較活躍的領域，在納米SnO2、Fe2O3、Al2O3中均觀察到異常紅外振動吸收。目前，納米材料拉曼光譜的研究也日益引起關注。當Si晶粒尺寸減小到5nm或更小時，觀察到很強的可見光發射。進一步的研究發現，CdS、CuCl、TiO2、SnO2、Fe2O3等的晶粒尺寸減小到納米量級時，也觀察到發光現象。非線性光學效應。納米材料的非線性光學效應分為共振和非共振光學非線性效應，前者由波長低于共振吸收區的光照射樣品而導致，其來源于電子在不同電子能級的分布而引起電子結構的非線性，從而使納米材料的非線性響應顯著增大；后者由高于納米材料的光吸收邊的光照射樣品導致，目前主要采用ZSCAN和DFWM技術來探測納米材料的光學非線性。

f.巨磁電阻效應（GMR） 磁場導致物體電阻率改變的現象，稱為磁電阻效應（MR），對于一般的金屬其效應（2%～3%）常可忽略。巨磁電阻效應（GMR）是指在一定的磁場下電阻急劇減小，一般減小的幅度比通常磁性金屬與合金材料的磁電阻數值約高10余倍。最近，在一些磁性納米材料中觀測到比巨磁電阻效應大得多的效應稱為龐磁電阻效應（CMR）。

g.超塑性 指材料在特定條件下變形時不存在加工硬化現象，且可以承受很大程度的塑性變形而不斷裂，這種特性被稱為超塑性或超延展性。材料超塑變形的基本原理是高溫下的晶界滑移。除以上特性外，納米材料還具有高導電率和擴散率、高比熱和熱膨脹、高磁化率和矯頑力，在催化、光電化學、熔點、超導等方面也顯示出與宏觀晶體材料不同的特性。

2 納米技術在食品包裝應用研究的最新技術

2.1 納米抗菌性包裝材料

傳統的抗菌材料一般采用以銀、銅、鋅等金屬離子為抗菌活性成分的抗菌劑生產工藝，新的MOD系列納米高性能無機抗菌劑是將納米技術導入無菌復合包裝，是以MOD活性基因及無機納米銀化合物為主要抗菌成份，以各種無機材料為載體而制成的無機抗菌粉體。該抗菌材料采用高科技納米技術制備而成，抗菌機理為金屬離子作用和光催化作用，具有強力的長效抗菌功能，抗菌率可達99.9%，徹底解決了無機抗菌包裝材料在應用中變色的難題，是一種無毒的廣譜抗菌劑，可廣泛應用于生產液體奶、飲料無菌復合包裝產品。抗菌制品被世界各國認為是跨世紀的環保和健康產品，納米無機抗菌劑具有巨大的潛在市場[3]。新型抗菌材料尼龍66中摻加了一種特殊的納米粘土復合材料，經改性后，不但提高了強度、韌性等物理力學性能，還對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌具有明顯的殺傷效果，同時生產成本也可大幅度降低，應用于食品等高檔包裝薄膜的生產。日本開發了以銀沸石為母料的全新型無機抗菌劑，既起催化作用，同時有具有顯著的抗菌特性，其特點為抗菌效果持續時間長，不會氣化和遷移而對包裝物產生影響，加工穩定性高，不會污染環境。添加銀沸石母料（含量1%～ 3%）制得的薄膜或表面覆一層這種薄膜的容器，經2年試用表明：在無營養源的情況下，含1%銀沸石的薄膜在1～2天內完全殺死會引起食品中毒菌類，廣泛應用于熟食肉類、水產品和液體食品包裝[4]。

2.2 納米保鮮包裝材料

在保鮮包裝中，果蔬釋放出乙烯，當乙烯釋放到一定濃度后，果蔬會加速腐爛。因此，果蔬等新鮮食品的保鮮技術的思路，是加入乙烯吸收劑，減少加快果蔬后熟過程的乙烯氣體含量，控制包裝內部氣氛濃度。納米Ag粉具有乙烯氧化的催化作用，在保鮮包裝材料中加入納米銀粉，便可加速氧化果蔬食品釋放出的乙烯，減少包裝中乙烯含量，從而達到良好的保鮮效果，并延長貨架壽命。紫外線不僅能使肉類食品自動氧化而變色，而且還會破壞食品中的維生素和芳香化合物，從而降低食品的營養價值。利用納米材料的光學特性，納米TiO2粉體可以有效地屏蔽紫外線，用添加0.1%～0.5%的納米TiO2制成的透明塑料包裝材料包裝食品，既可防止紫外線對食品的破壞作用，還可以使食品保持新鮮。納米技術在食品包裝領域已得到較廣泛地應用，陳麗、李喜宏[5]等人成功研制出富士蘋果PVC/TiO2納米保鮮膜；李喜宏等[6]還進行了PE/Ag納米防霉保鮮膜研制；黃媛媛等通過實驗研制了一種新型綠茶納米包裝材料，與普通包裝材料相比，透氧量降低2.1%，透濕量降低28.0%，縱向拉伸強度提高24.0%；綠茶包裝240d后，新型納米材料包裝的綠茶中，維生素C、葉綠素、茶多酚、氨基酸保留量比采用普通包裝綠茶分別高7.7%、6.9%、10.0%、2.0%。

2.3 納米高阻隔性材料及其在高阻隔性PET塑料啤酒瓶中的應用

食品包裝阻隔性主要是指氧氣、二氧化碳等的氣體阻隔性，水蒸氣阻隔性等。目前市場上較普遍的玻璃啤酒瓶存在質重、運輸破損與易爆裂，制造污染等不利因素，國外上世紀90年代就已經著手研制用于啤酒灌裝的PET瓶。啤酒對包裝材料要求的一個重要指標是對氣體的阻隔性，首先要保證在6個月的貨架期內CO2的損失率小于10%，同時氧氣的透過量不超過110-6。氧氣尤為敏感，極微量的氧氣就可以使啤酒產生異味從而影響口感，甚至是塑料瓶體材料自身溶解的氧的滲出都會影響啤酒的品質，塑料作為啤酒包裝材料首先必須解決的就是氣體的阻隔性問題。PET瓶因透明，化學性質穩定，阻隔性相對好，質輕價廉，回收方便等優點廣泛用于軟飲料和含氣飲料的包裝，但作為啤酒瓶，PET的氣體阻隔性仍不夠高，普通PET裝啤酒一般只有1個月左右的保質期，不能滿足市場需求。如何改進PET材料組分使之適用于啤酒包裝是該領域的一個重要課題，提高聚酯瓶氣體阻隔性是實現啤酒包裝塑料化首要解決的技術問題。法國Sidel公司開發的無定形納米碳涂覆技術（ACTIS）是使等離子乙炔在PET瓶內壁凝聚淀積，形成一層高度氫化的非晶態碳均勻的納米固體膜，厚度為20～150nm。采用ACTIS工藝處理的PET瓶，較普通PET瓶的隔氧化性能效果提高30倍，對CO2的阻透性提高7倍多，防乙醛的滲入性提高了6倍[7]。此外，中科院化學所工程塑料國家重點實驗室的研究人員使用PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）聚合插層復合技術，將有機蒙脫石與PET單體一起加和到聚合釜中，成功地制備了PET納米塑料（NPET），這種納米塑料的阻隔性較普通的PET有了很大改善，實驗表明：把啤酒裝在NPET瓶里保存了4～5個月后，結果發現啤酒的口味與新鮮啤酒沒有明顯區別[8]。

3 納米技術在藥品包裝應用研究的最新技術

3.1 高阻隔性包裝

高阻隔性包裝是指對氧氣、水蒸氣、二氧化碳等有高阻隔性的包裝，高阻隔包裝常采用多層復合膜。藥用泡罩包裝材料包括藥用鋁箔、塑料硬片（最常用的材料是藥用聚氯乙烯PVC硬片）、熱封涂料等。但因為藥品對濕氣、氧氣等敏感和人們對藥用包裝要求的提高及藥品儲存期的延長，現在正在采用新技術將塑料硬片復合一層高阻隔性材料，如PVDC等，以提高對濕氣等氣體的阻隔性能，最具有代表的結構為PVC/PVDC，PVDC作為高阻隔層材料，其最大的特點就是對氣體水蒸汽優異的阻隔性，很好的保持藥品原味。

添加納米級材料的無機粒子可以極大地改進基礎樹脂的物性，在高阻隔包裝材料中發揮神奇的作用[9]。如德國Bayer公司推出的尼龍納米復合材料，把化學改性的硅酸鹽粘土分散在PA6薄膜中，這些細小顆粒不影響薄膜透明度，但建立了迷宮式的氣體通路，減慢氣體通過薄膜的進程。日本納米材料公司將納米復合材料涂在各種薄膜基體上，據稱阻隔性與鍍鋁膜相同。既具有無機材料的高阻隔性又有塑料透明性的涂氧化硅膜是塑料阻隔技術發展的代表，這種薄膜光澤、透明性好，阻隔性優于一般共擠出薄膜和PVDC涂布膜。氧化硅的深層厚度僅為0.05～0.06 m，不會影響透明度，氧氣、水蒸氣的透過率極低，而且與塑料膜粘合極牢，抗彎折性極佳，耐消毒，因而在美國、日本等發達國家已生產和使用。

3.2 納米抗菌性包裝材料

納米抗菌性包裝材料在藥品包裝領域的應用前景有具有抗菌功能的納米紙、納米復合抗菌素薄膜等。主要是將一些納米級的無機抗菌劑加入到造紙漿料或者薄膜中，制成抗菌性能極強的納米紙[10]、納米薄膜。

由于許多有機抗菌劑存在著耐熱性差、易揮發、易分解產生有害物質、安全性能不好等問題，所以無機抗菌劑的開發成為人們的研究重點。人們利用超微細技術可以產生納米級的無機抗菌劑，無機抗菌劑主要包括銀、銅、鋅、硫、砷及其離子元素。光催化抗菌劑有納米級氧化鈦、氧化硅、氧化鋅等，它們能將細菌和殘骸一起殺滅和消除，所以比傳統的抗菌劑僅能殺死細菌本身的性能更加優越。MOD系列的納米高性能無機抗菌劑還解決了無機抗菌劑在應用中 變色的世界性難題。

4 展望

納米技術是未來包裝技術的希望。它可以使用更少的材料，同時具有更好的性能，并且使包裝成為智能化系統的一部分。納米技術制造的包裝材料有更好的強度、剛性、生物降解性、化學穩定性、熱力穩定性、隔熱防火特性和防紫外線特性等。這必將使得食品和藥品包裝領域的新材料新技術大量出現。從而使這些與我們生活密切相關的商品質量得到更好的保障。

參考文獻

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[4] 黃媛媛.王林，胡秋輝. 納米包裝在食品保鮮中的應用及其安全評價[J].食品科學，2005：16（8）：442-444

[5] 陳麗，李喜宏，胡云峰，等.富士蘋果PVC/TiO2納米保鮮膜的研究[J].食品科學，2001，22（7）：74-76

[6] 李喜宏，陳麗，關文強.PE/Ag納米防霉保鮮膜研制[J].食品科學，2002，23（2）：129-132

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[8] 欣溪.食品工業中的納米科技[J].中外食品，2002，（7）：44

篇7

[關鍵詞] 納米技術表面改性；氣道自擴張；金屬支架；氣道狹窄

[中圖分類號] R562 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2017）11-0014-05

Clinical study on the treatment of tracheal stenosis with airway self-expanding metal stent based on nano-technology surface modification

WU Fengjie1 YAO Yangwei1 CHEN Enguo2

1.Department of Respiratory Medicine， Jiaxing Second Hospital in Zhejiang Province， Jiaxing 314000， China； 2.Department of Respiratory Medicine， Sir Run Run Shaw Hospital Affiliated to School of Medicine， Zhejiang University， Hangzhou 310006， China

[Abstract] Objective To explore the clinical efficacy of airway self-expanding metal stent in the treatment of tracheal stenosis based on nano-technology surface modification. Methods A total of 42 patients with airway stenosis who were admitted to the department of respiratory medicine or other departments were collected and randomly divided into the experimental group and the control group， with 21 patients in each group. Both groups were given metal stent implantation. The control group was given Ni-Ti memory alloy stent， and the experimental group was given airway self-expanding metal stent based on nano-technology surface modification. After the treatment， the clinical efficacy， the lumen diameter of the airway stenosis， the shortness of breath index， the test of lung function， the incidence of re-stenosis， the classification of dyspnea index and the occurrence of complications were compared between the two groups. Results After the treatment， the lumen diameter of the airway stenosis， the levels of FVC and FEV1 were increased and the shortness of breath index was decreased in both groups（P

[Key words] Nano-technology surface modification； Airway self-expanding； Metal stent； Airway stenosis

氣道狹窄是由于氣道內腫瘤、內膜結核生長，氣管軟化，巨大甲狀腺瘤以及食道腫瘤壓迫等原因導致患者出現呼吸困難、通氣受損等癥狀的一類呼吸系統疾病[1]，出現氣道狹窄后患者常出現氣促、缺氧狀態[2]，不及時治療或處理不當甚至會危及生命。以往的治療方法一般采用手術治療或氣管切開，不適宜進行外科手術的患者應用藥物治療療效欠佳。近年來，金屬支架逐漸應用于本病的治療中，并獲得較為滿意的臨床療效[3]，氣道支架技術也為治療氣道狹窄開辟了新途徑，成為治療本病的一種有效方法。研究顯示，內支架治療能夠迅速解除氣道狹窄，緩解呼吸困難，提高患者生活質量[4]。納米科技是一項嶄新的研究領域，而納米技術表面改性是其重要組成部分[5]，基于納米技術表面改性氣道自擴張金屬支架則是近年來我院研究的重點項目，具有良好的生物兼容性、無細胞毒性、炎癥反應以及免疫排斥，植入后能夠保持結構穩定和完整性，更適合微應力環境等優勢[6]，并有望成為理想的組織工程支架。本研究主要基于納米技術表面改性氣道自擴張金屬支架治療氣道狹窄的臨床療效進行研究，現報道如下。

1資料與方法

1.1臨床資料

收集2014年6月～2016年6月在我院呼吸內科或其他科室治療的42例氣道狹窄患者，男17例，女25例，年齡21～85歲，平均（69.73±7.42）歲，病程4周～3年，平均（1.63±0.32）年，其中導致氣管狹窄的原發病：支氣管肺癌23例，多發性骨髓瘤會厭下環狀軟骨大部分浸潤破壞2例，甲狀腺癌3例，支氣管內膜結核4例，原發性縱隔惡性腫瘤2例，食道中下段癌伴有氣管淋巴結轉移4例，氣管切開肉芽增生2例，氣管切開瘢痕攣縮2例；狹窄部位：氣管22例，右主支氣管5例，右中間支氣管3例，左支氣管6例，氣管與右主支氣管同時出現4例，氣管與左主支氣管同時出現2例。25例患者以氣促為主要癥狀，7例患者以呼吸困難為主要癥狀。隨機分為試驗組和對照組，各21例，試驗組患者男9例，女12例，年齡24～85歲，平均（70.39±7.22）歲；對照組患者男8例，女13例，年齡21～84歲，平均（68.49±7.30）歲。兩組平均年齡、病程、原發病及氣管狹窄部位等經統計學處理，差異無統計學意義（P>0.05）。本實驗經倫理委員會批準，患者家屬簽署知情同意書。

1.2 納入標準[7]

所有入選患者均行X線及胸部CT、支氣管鏡檢查及實驗室檢查確診為氣道狹窄；氣管，左、右主支氣管自身病變或外壓誘發管腔狹窄≥原管腔的1/2；不適合進行外科手術或不愿意進行外科手術的患者；氣促指數2級或以上；行外科手術后氣道再狹窄者；應用微波、高頻電灼燒以及冷凍等其他腔內介入治療方法后療效難以維持者。

1.3 排除標準[8]

年齡低于18歲，病變支氣管遠程的氣管存在廣泛狹窄或軟化，狹窄距聲門

1.4 治療方法

1.4.1 術前準備 術前所有患者均予以血常規、胸部CT、X線胸片以及支氣管檢查等常規檢查，根據病情情況部分患者可予以多層螺旋CT氣道三維重建以及超細支氣管鏡檢查以了解患者狹窄程度、長度以及遠端氣道病變等情況，準備球囊擴張器、高頻噴射槍通氣機以及必要的搶救器械等設備。

1.4.2 支架的選擇 對照組予以普瑞斯星（常州）醫療器械有限公司提供的國產鎳鈦記憶合金支架；試驗組予以英斯特朗（上海）試驗設備貿易有限公司提供的基于納米技術表面改性氣道自擴張金屬支架。支架支撐力約為70 g/mm2，復性溫度33℃～36℃，根據術前檢測狹窄部位不同的解剖特點選擇合適的支架長度和直徑，一般支架程度較狹窄部位短2 mm，支架直徑比狹窄部位支氣管支架大2 mm。氣管支架直徑選擇16～20 mm，長度大于狹窄上下端5～10 mm，主支氣管支架直徑為10～14 mm，右側長度20 mm，左側35～40 mm，右中間支架直徑12 mm，長度為20 mm；支氣管支架推送器外徑為16F，氣管支架推送器外徑為19F。

1.4.3 支架置入方法 患者選擇仰臥位，采用多功能監測儀對患者心電、呼吸、血壓以及血氧飽和度進行檢測，并配合高流量吸氧，若患者存在血氧飽和度較低的情況予以高頻噴射通氣。術前應用2%利多卡因霧化吸入對咽喉、氣管及支氣管部位進行常規局部麻醉，同時予以安定10 mg、阿托品0.3 mg、鹽酸曲馬多75 mg肌肉注射，經一側鼻孔插入由河南三強醫療器械有限責任公司提供的FUJINON E400纖維支氣管鏡（帶電視屏幕），明確患者狹窄部位并做好體表投射標志，吸引清除病變部位的壞死組織和分泌物，支氣管鏡活檢孔放置導絲后退出支氣管鏡，再將支氣管鏡經另一鼻孔重新M入狹窄部位的上方，沿導絲將支架推送器送至狹窄部位下方0.5～1 cm，將導絲抽出，支氣管鏡下觀察并將推送器外套管緩慢往后退，支架自然釋放。將支架釋放約1/3左右，可應用支氣管鏡再次觀察放置部位是否存在偏差，若不理想可以通過推送器進行調整，位置準確后才能夠將支架完全釋放，并退出推送器。支架完全釋放后不能完全張開或氣管狹窄仍嚴重，可以應用球囊擴張器，其中注入溫水進行擴張，從而使氣道擴張，使支架完全打開并定型。

1.4.4 術后情況 支架成功置入后，再次行支氣管鏡檢查，檢測狹窄支氣管擴張程度，觀察是否存在支架脫落、錯位以及出血等情況，其中針對出血者可予以1∶10000腎上腺素2～3 mL局部噴灑，術后2 h觀察癥狀變化情況并再次進行氣促程度評價，次日進行X線胸片拍攝了解患者是否存在氣胸、縱隔氣腫等并發癥。術后予以抗炎、抗菌、解痙、平喘及促進排痰等常規治療，適當予以止咳藥物避免支架對氣管刺激誘發劇烈咳嗽。

1.5 觀察指標

1.5.1 療效評價標準[9] 療效評定分為完全有效、部分有效、輕度有效以及無效，其中完全有效為患者主觀癥狀消失，氣管狹窄再通，腔內病灶完全清除，功能基本恢復正常；部分有效為狹窄管腔重新開放≥50%，功能檢查基本恢復正常，患者主觀癥狀改善；輕度有效為狹窄改善

1.5.2 氣道狹窄段腔徑、氣促指數及肺功能檢測 治療前后分別檢測患者的氣道狹窄段腔徑、氣促指數；采用上海藍習實業有限公司提供的spirolab-Ⅲ肺功能檢測儀檢測兩組患者用力肺活量（FVC）及一秒用力呼氣容積（FEV1）。

1.5.3 再狹窄發生情況 6個月后進行復查，根據患者實驗室檢查結果觀察患者是否存在再狹窄發生，并計算再狹窄率。

1.5.4 呼吸困難指數分級 根據美國醫療委員會制訂的呼吸困難指數分級，其中0級為劇烈活動時存在呼吸困難；Ⅰ級為爬坡或快走時呼吸困難；Ⅱ級為平地行走存在呼吸困難；Ⅲ級為每走100碼時或走5～10 min需要停下來呼吸；Ⅳ級為僅能在室內活動或穿衣即氣短；Ⅴ級為休息時即存在呼吸困難。

1.5.5 并發癥情況 在家屬的協助下，記錄患者術后并發癥發生情況。

1.6 統計學處理

采用SPSS 17.0 統計學軟件進行統計分析，氣道狹窄段腔徑、氣促指數、肺功能等計量資料用均數±標準差（x±s）表示，采用t檢驗，臨床有效率、呼吸困難指數以及并發癥發生率等計數資料用率（%）表示，采用χ2檢驗，P

2 結果

2.1 兩組患者臨床療效比較

對照組總有效率為42.86%，試驗組臨床總有效率為76.19%，兩組比較，差異具有統計學意義（P

2.2 兩組患者治療前后氣道狹窄段腔徑、氣促指數及肺功能水平比較

治療前兩組患者氣道狹窄段腔徑、氣促指數、FVC 以及FEV1比較，無統計學差異（P>0.05）。治療后兩組患者氣道狹窄段腔徑、FVC以及FEV1水平升高，氣促指數降低（P

2.3 兩組患者再狹窄率發生情況比較

治療后，與對照組相比，試驗組患者再狹窄發生率較低（P

2.4兩組患者呼吸困難指數分級比較

治療后，與對照組相比，試驗組0～Ⅰ級呼吸困難例數較多，Ⅱ～Ⅴ級呼吸困難例數較少，試驗組呼吸困難較對照組輕，試驗組緩解呼吸困難程度較對照組明顯，差異有統計學意義（P

2.5 并發癥發生情況

試驗組出現1例嚴重心律失常，1例胸痛，總并發癥發生率為9.52%（2/21），φ兆槌魷2例嚴重心律失常，2例胸痛，總并發癥發生率為19.05%（4/21），兩組均出現不同程度的咳嗽，上述并發癥除嚴重心律失常經處理后緩解，其余并發癥均自行緩解，試驗組患者的并發癥發生率明顯低于對照組，差異有統計學意義（P

3討論

氣管狹窄是由腫瘤、外傷、結核以及氣道軟化癥等各種因素所致的氣道管徑縮小，誘發呼吸困難、氣促及喘鳴等壓迫癥狀[10]，使患者通氣功能嚴重受損，嚴重者可威脅生命健康。臨床治療本病一般采取解除氣道狹窄、恢復通氣[11]。近年來隨著科學技術的快速發展以及介入放射學的蓬勃發展，金屬支架置入術能夠通過抵抗外界壓力從而提供內部支撐以保持管腔結構的正常及通暢[12]，緩解氣道狹窄以及呼吸困難，提高患者生活質量，并逐漸成為支氣管狹窄的主要治療手段。現今支架的種類不斷增多，性能也逐漸改進，常用支架材料為鎳鈦記憶合金支架、不銹鋼支架、螺旋絲支架以及Wallstent網狀支架等[13]，各種支架中較為理想的是鎳鈦記憶合金支架，其將薄膜覆蓋于裸支架上制成能夠預防腫瘤和肉芽組織長入支架腔內，再狹窄率降低；支架全長被膜覆蓋，可有效防止全覆膜支架所致氣道引流不暢[14]，但是這一支架也存在一定的弊端，這類支架能夠產生免疫排斥反應，匹配度較差。

基于納米技術表面改性氣道自擴張金屬支架是近年來通過對原子、分子的運動規律及特性的納米技術在組織工程領域的應用[15]，由于納米材料的結構單元和尺寸屬于納米數量級，自由表面較多，納米單元間存在相互聯系[16]，納米支架會起到毫米以及微米支架無法達到的作用。納米支架需要下列對理想支架的相關要求[17]：（1）材料在結構及功能上相似于天然細胞外基質，有良好的生物相容性，細胞毒性、炎癥反應以及免疫排斥降低；（2）具有合適的孔尺寸、超過90%較高的孔隙率以及相互連接的孔形態，更利于大量細胞的增殖、分化以及細胞外基質的生產，同時對氧氣、營養傳輸、代謝物以及神經內生長幫助較大；（3）納米技術具有適宜的可降解生物吸收性；（4）特殊的三維外形能夠快速獲取所需的組織或器官形狀；（5）與植入部位的組織力學性能相匹配，能夠維持體內生物力學微環境的穩定性以及完整性，提供適宜的置入微應力環境；（6）高表面積以及適宜的表面理化性質能夠有助于細胞粘附、增殖以及分化，同時有利于負載生長因子等相關生物信號分子。在各種優勢中，納米技術能夠最大限度地模仿細胞外基質結構，具備生物功能，從而最大限度地滿足肌體組織的完全整合性[18]，因此，組織工程支架的設計和構建更適宜應用納米纖維來實現[19]。本研究顯示，治療后與對照組相比，試驗組臨床總有效率較高，提示基于納米技術表面改性氣道自擴張金屬支架能夠顯著提高氣道狹窄患者臨床療效。

呼吸困難、氣促是本病的主要壓迫癥狀[20]，因此治療的首要目標即為解除呼吸困難以及氣促癥狀。本研究選擇的42例患者中出現明顯呼吸困難癥狀7例，明顯氣促癥狀25例，在置入納米支架后氣道狹窄段腔徑、FVC以及FEV1水平較對照組高，氣促指數較低，試驗組0～Ⅰ級呼吸困難例數較多，Ⅱ～Ⅴ級呼吸困難例數較少，試驗組緩解呼吸困難程度較對照組明顯，提示經過基于納米技術表面改性氣道自擴張金屬支架治療，氣道狹窄患者呼吸困難以及氣促的癥狀顯著緩解，肺部通氣功能障礙立即得到糾正或減輕，是治療氣道狹窄的可行、有效之法。

本研究通過對我院收治的氣道狹窄42例患者的臨床療效、氣道狹窄段腔徑、氣促指數、肺功能檢測、再狹窄發生率、呼吸困難指數分級以及并發癥發生情況進行研究，證實了基于納米技術表面改性氣道自擴張金屬支架治療氣道狹窄的臨床療效顯著，可解除氣道狹窄，改善呼吸困難，安全性高，適宜臨床應用推廣。

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篇8

1 概述

以制造納米級新材料為目的的科學和技術應用使得納米技術有了飛速的發展。“納米”嘲是指十億分之一米或10-9米。“納米技術”最早于1974年由東京理科大學的Norio Taniguchi教授提出，用以描述納米級材料制造的精度。Feynman教授曾在“There’s plenty of room at the Bottom”演講中提出了納米技術的概念。生物納米技術整合了生物技術和納米技術用于發展納米材料的生物合成和環保領域應用。納米粒子是指尺寸范圍在1～100nm的原子簇。“納米”是一個希臘單詞，意指非常的小。納米顆粒因其獨特的化學、光學和機械屬性，在21世紀發展迅速。金屬納米顆粒由于其較大的表面積與體積比，顯示出了卓越的抗菌活性，因其對金屬微粒耐藥的微生物、抗生素及耐藥菌株所顯示出的抗菌能力，使其越來越受到研究者的青睞。不同的納米材料，如：銅、鋅、鈦、鎂、金和銀等均已實現，但與其他納米材料相比銀納米顆粒在抗細菌、病毒及原核生物效果方面顯示出了最佳療效。然而，納米銀顆粒作為藥用消毒劑存在一些危險性，如：暴露在銀環境下可導致銀中毒，并對哺乳動物細胞存在毒性。目前研究顯示，采用銀離子或金屬銀以及納米銀顆粒可用于治療燒傷、制成牙科材料、不銹鋼材料涂層，紡織面料，水處理及防曬乳液等，且對人體細胞毒性較低，具有高熱穩定性以及低波動性。

2 銀作為抗菌材料

銀用于治療燒傷和慢性傷口已有數百年歷史。最早在公元前1000年，銀就被用于飲用水的處理。硝酸銀是以固體形式被應用的，其有不同的短語形式，英語中稱為“Lunar caustic”，拉丁語中稱為“Lapis infernale”，而法語中稱為“Pierreinfernale”。1770年，硝酸銀開始用于治療性病、唾液腺瘺、肛周膿腫以及骨膿腫。19世紀，采用硝酸銀除去肉芽組織，并促進上皮細胞再生，使創面得以愈合。不同濃度的硝酸銀可用于新鮮燒傷的治療。1881年，Crede等使用硝酸銀滴眼液治愈了新生兒眼炎。Crede設計了銀浸漬敷料用于植皮治療。20世紀40年代，青霉素誕生后，銀在細菌感染治療中的作用大大降低。20世紀60年代，Moyer采用0.5%硝酸銀用于燒傷的治療，使得銀再次得到使用。這一方法不會影響表皮細胞的增殖，同時能夠具有抗金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、大腸桿菌的作用。1968年，硝酸銀聯合磺胺合成了磺胺嘧啶銀乳膏，它可作為一種廣譜抗菌劑，并被用于燒傷的治療。磺胺嘧啶銀對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、克雷伯菌和假單胞菌均具有有效的抗菌作用。并且，還具有一定的抗真菌和抗病毒活性。近年來，由于抗生素耐藥菌的出現，以及臨床上抗生素使用的局限性，使得含有不同水平銀的銀傷口敷料重新得到重視。

3 作用機制

銀對微生物的確切作用機制目前尚不完全明了，但根據研究發現在細菌細胞形態和結構方面發生變化，從而提出了金屬銀、銀離子、納米銀粒子可能的作用機制。

3.1 銀的作用機制：根據細菌細胞呼吸酶研究的發現結果提示，銀的作用機制與銀和巰基化合物的相互作用聯系在了一起。銀可與細菌細胞壁和細胞膜相結合，參與移植呼吸過程。大腸桿菌中，銀通過抑制磷的吸收，釋放磷、甘露醇、琥珀酸鹽、脯氨酸及谷氨酸而發揮作用。

3.2 銀離子的作用機制：銀離子的抗菌作用機制可能尚不明確，但是可以通過觀察細菌結構和形態學的變化情況研究銀離子的作用機制。這就提示當DNA分子處于放松狀態時，DNA的復制能夠有效的進行。但是當DNA處于凝集形式時，就失去了復制能力，當銀離子滲透進入細菌細胞內后，DNA分子變為凝集形式并使其復制能力喪失，進而導致細胞的死亡。此外，已有研究報道稱重金屬通過與巰基粘附，與蛋白起反應，進而使蛋白滅活。銀離子在銀沸石的抗菌活性中起關鍵作用。Matsumura等曾報道，銀沸石的作用可能是由于細菌細胞攝取了銀離子，使銀沸石與細菌接觸，抑制細胞功能，使細胞破壞。其次，銀沸石可以通過產生活性氧分子，抑制呼吸作用。

3.3 納米銀粒子的作用機制：納米銀粒子的抗菌性能要優于其他鹽類，這主要是由于其具有極大的表面積，使之能夠更好地與微生物所接觸。納米粒子能夠附著于細胞膜，也能夠滲透入細菌細胞內。細菌細胞膜具有含硫蛋白，而納米銀粒子能夠與細胞內的這些蛋白相互作用，同時也能夠與含磷化合物相互作用，如DNA。當納米銀粒子進入細菌細胞后，可在細菌的中心形成一個低分子量區域，細菌向該區域聚集，使DNA免受銀離子損害。納米銀粒子有效攻擊呼吸鏈、細胞的分化，最終導致細胞的死亡。納米銀粒子可向細菌細胞中釋放銀離子，增強殺菌活性。

4 應用

已知銀以金屬納米形式均具有較強的抗菌性能，因此銀已在不同的領域得到廣泛使用。Fe3O4附著納米銀粒子可用于水處理并通過磁場可容易清除，以避免對環境造成污染。磺胺嘧啶銀由于其能夠緩慢而穩定地與血清及其他體液反應，可使燒傷創面較好的愈合。納米銀敷料、藥膏及凝膠可減少慢性傷口的細菌感染。含納米銀粒子的聚醋酸乙烯納米纖維作為創面敷料已顯示出了卓越的抗菌性能。報道稱，在動物模型研究中，納米銀粒子顯示出了較好的創面愈合性能，使創面更為美觀、瘢痕愈合。銀浸漬醫用設備如外科口罩及可植入性醫療設備等均顯示出了良好的抗菌效應。環保型抗菌納米涂料也已得到開發。無機復合材料用做各種產品的防腐劑。硅凝膠微球與硅硫代硫酸混合具有長效抗菌活性。治療燒傷和各種感染，銀沸石被應用于食品的保存、消毒以及產品的凈化。納米銀粒子可用于水的過濾。

5 小結

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【關鍵詞】計算機；發展；應用

【中圖分類號】TP309.5 【文獻標識碼】B 【文章編號】1009-5071(2012)08-0249-01

如今計算機的發展已經進入了人工智能時代，新型計算機的時代又將是新一輪的計算機革命，這又將對社會的發展產生深遠的影響。

1 新型計算機系統陸續出現

信息時代對信息的獲得能力決定了一個國家或者地區在這個時代的發展能力。全球化已經越來越迅速的今天，世界各國都在加緊研發新型的計算機，計算機的各個方面都出現了質的飛躍。而新型的量子計算機、光子計算機、生物計算機、納米計算機等也將在不久的將來進入我們生活的各個領域，甚至有些已經進入了我們的生活。

1.1 量子計算機：量子計算機的研發是基于量子效應理論開發的，它的運算工作原理是：利用鏈狀分子聚合物的特性來表示信號的開和關，并用激光脈沖來改變分子的狀態，使得信息沿著聚合物移動，進行運算。量子計算機的存儲單位比以往的計算機都要小許多，是用量子位存儲的。具體的表現就是一個量子位可以存儲2個數據，這樣量子計算機的優勢就是比存儲量就變的非常龐大，對于工作要求存儲量大的電腦用戶來說是一個極佳的選擇。目前正在研發的量子計算機類型主要有3種，第一種是核磁共振量子計算機，第二種是硅半導體量子計算機，第三種是離子阱量子計算機。科學家們預測，量子計算機將在不久的2030年獲得普及。

1.2 光子計算機：光子計算機也可以被稱作是全數字計算機，它的工作原理是以光子代替電子，光互連的特性替代導線的互連，用光硬件代替電腦中的硬件設備，用光運算的方式代替電運算的方式進行運算。這種計算機的優勢是信息傳遞的平行通道密度大，而光具有高速、并行的特性，這也就決定了光子計算機并行處理能力強大，運算速度遠超人們的想象。

1.3 生物計算機：生物計算機亦稱作DNA分子計算機，它的運算過程簡單來說就是蛋白質分子與周圍物理化學介質相互作用的過程。計算過程中需要的轉換開關是用酶來擔任的，程序的表示也將在酶合成系統與蛋白質結構中變得極其明顯。生物計算機的運算速度比人腦的運算速度要快100萬倍，也就是說生物計算機完成一項運算需要的時間僅僅是10微微秒。這種計算機的優勢是驚人的存儲量，根據計算，1立方米的DNA溶液可以存儲1萬億億的二進制數據。

1.4 納米計算機：納米作為一種計量單位，許多人對其并不陌生，但是對其的具體感覺卻并不直觀，它的長度大約是一個氫原子的直徑的10倍，它的具體表述就是10-9米。現在納米技術在計算機領域正在從微電子機械系統中被運用，這個系統是把傳感器、電動機和計算機的個各種處理器放在了同一個芯片上。這種用納米技術的計算機芯片非常微小，體積一般不過就是數百個原子的大小。它的優點就是幾乎不需要消耗任何能源，性能更是比現在的計算機要強大的多。

2 計算機技術發展

2.1 現代微型處理器技術發展：計算機性能的提升關鍵技術就是微型處理器的發展，這種技術追求的就是把處理器里的晶體線寬和尺寸的減小。要實現減小的目的，一般是通過用較短的波長的曝光光源來掩膜曝光，使做出的聯通晶體管的導線和刻蝕于硅片上的晶體管更細更小的方法來實現的，這種技術到現在一般是用紫外線作為曝光光源，不管有個限制難題就是線寬小于或等于0.10流明的情況下會受到阻礙，也因此現在的計算機技術已經不再追求利用紫外線做光源來提升計算機的性能發展方向了。

2.2 以納米為主的電子科學技術：當今計算機技術的發展障礙是處理速度和集成度，盡管現在的電子計算機的電子元件得到了有效的改善，但是相對于現在要求電子計算機的高速化，智能化，和微型化的要求是遠遠不夠的， 所以今后計算機的技術發展也不再是局限在單純的縮小尺寸方面，還要用其他的創新手段來完善計算機技術。

2.3 分組交換技術的發展：分組交換技術是把需要傳送的數據劃分為一些等長的部分，每個部分叫做一個數據段的技術。在這些數據段的前面添加一個控制信息組成首部，就可以構成一個分組。分組通過首部指明了需要發往的地址，然后節點交互機根據分組的地址，將他們發往目的地。整個過程就是分組交換過程，這種技術很好的提升了通信的效率。

3 計算機技術發展方向

現在的計算機在人們的生活中已經扮演了一個非常重要的角色，但是它的角色只會變得越來越重要，因為以計算機技術為基礎，人類將進入智能化、物聯網的時代。

3.1 納米技術需要大力發展：納米技術不受到傳統的計算機集成和處理速度的限制，納米技術就成了今后計算機技術大力發展的一個方向了。今后出現的量子計算機和生物計算機的發展都有賴于納米技術在計算機領域的應用和發展，為推動今后計算機的運算速度和存儲能力遠遠超越現在的計算機，大力發展納米技術也成了一個必要的選擇。

3.2 著力改善計算機的體系結構：計算機是一個具有不同功能的體系結構，也是一個組合體。當代幾乎所有的大型電腦和微型電腦都有可以同時處理不同問題的能力，這種功能就是是當前計算機的主流結構：并行計算。另外大型電腦有一個群集的發展趨勢，使用戶對相融性和可靠性的需求獲得提高。

3.3 網絡技術推動計算機智能化、物聯網方向發展：大力發展網絡技術有助于計算機技術的進一步發展，人們今后進入智能化、物聯網時代都要依靠網絡技術的發展。今天的人們之所以離不開計算機，一個主要的原因就是網絡技術的發展。通過網絡，人們在家里都可以實現購物，娛樂，獲取信息等目的。

篇10

納米材料在結構、光電和化學性質等方面的誘人特征，引起物理學家、材料學家和化學家的濃厚興趣。80年代初期納米材料這一概念形成以后，世界各國對這種材料給予極大關注。它所具有的獨特的物理和化學性質，使人們意識到它的發展可能給物理、化學、材料、生物、醫藥等學科的研究帶來新的機遇。納米材料的應用前景十分廣闊。近年來，它在化工生產領域也得到了一定的應用，并顯示出它的獨特魅力。

1.在催化方面的應用

催化劑在許多化學化工領域中起著舉足輕重的作用，它可以控制反應時間、提高反應效率和反應速度。大多數傳統的催化劑不僅催化效率低，而且其制備是憑經驗進行，不僅造成生產原料的巨大浪費，使經濟效益難以提高，而且對環境也造成污染。納米粒子表面活性中心多，為它作催化劑提供了必要條件。納米粒于作催化劑，可大大提高反應效率，控制反應速度，甚至使原來不能進行的反應也能進行。納米微粒作催化劑比一般催化劑的反應速度提高10～15倍。

納米微粒作為催化劑應用較多的是半導體光催化劑，特別是在有機物制備方面。分散在溶液中的每一個半導體顆粒，可近似地看成是一個短路的微型電池，用能量大于半導體能隙的光照射半導體分散系時，半導體納米粒子吸收光產生電子——空穴對。在電場作用下，電子與空穴分離，分別遷移到粒子表面的不同位置，與溶液中相似的組分進行氧化和還原反應。

光催化反應涉及到許多反應類型，如醇與烴的氧化，無機離子氧化還原，有機物催化脫氫和加氫、氨基酸合成，固氮反應，水凈化處理，水煤氣變換等，其中有些是多相催化難以實現的。半導體多相光催化劑能有效地降解水中的有機污染物。例如納米TiO2，既有較高的光催化活性，又能耐酸堿，對光穩定，無毒，便宜易得，是制備負載型光催化劑的最佳選擇。已有文章報道，選用硅膠為基質，制得了催化活性較高的TiO／SiO2負載型光催化劑。Ni或Cu一Zn化合物的納米顆粒，對某些有機化合物的氫化反應是極好的催化劑，可代替昂貴的鉑或鈕催化劑。納米鉑黑催化劑可使乙烯的氧化反應溫度從600℃降至室溫。用納米微粒作催化劑提高反應效率、優化反應路徑、提高反應速度方面的研究，是未來催化科學不可忽視的重要研究課題，很可能給催化在工業上的應用帶來革命性的變革。

2.在涂料方面的應用

納米材料由于其表面和結構的特殊性，具有一般材料難以獲得的優異性能，顯示出強大的生命力。表面涂層技術也是當今世界關注的熱點。納米材料為表面涂層提供了良好的機遇，使得材料的功能化具有極大的可能。借助于傳統的涂層技術，添加納米材料，可獲得納米復合體系涂層，實現功能的飛躍，使得傳統涂層功能改性。涂層按其用途可分為結構涂層和功能涂層。結構涂層是指涂層提高基體的某些性質和改性；功能涂層是賦予基體所不具備的性能，從而獲得傳統涂層沒有的功能。結構涂層有超硬、耐磨涂層，抗氧化、耐熱、阻燃涂層，耐腐蝕、裝飾涂層等；功能涂層有消光、光反射、光選擇吸收的光學涂層，導電、絕緣、半導體特性的電學涂層，氧敏、濕敏、氣敏的敏感特性涂層等。在涂料中加入納米材料，可進一步提高其防護能力，實現防紫外線照射、耐大氣侵害和抗降解、變色等，在衛生用品上應用可起到殺菌保潔作用。在標牌上使用納米材料涂層，可利用其光學特性，達到儲存太陽能、節約能源的目的。在建材產品如玻璃、涂料中加入適宜的納米材料，可以達到減少光的透射和熱傳遞效果，產生隔熱、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好靜電屏蔽的納米涂料，所應用的納米微粒有氧化鐵、二氧化鈦和氧化鋅等。這些具有半導體特性的納米氧化物粒子，在室溫下具有比常規的氧化物高的導電特性，因而能起到靜電屏蔽作用，而且氧化物納米微粒的顏色不同，這樣還可以通過復合控制靜電屏蔽涂料的顏色，克服炭黑靜電屏蔽涂料只有單一顏色的單調性。納米材料的顏色不僅隨粒徑而變，還具有隨角變色效應。在汽車的裝飾噴涂業中，將納米TiO2添加在汽車、轎車的金屬閃光面漆中，能使涂層產生豐富而神秘的色彩效果，從而使傳統汽車面漆舊貌換新顏。納米SiO2是一種抗紫外線輻射材料。在涂料中加入納米SiO2，可使涂料的抗老化性能、光潔度及強度成倍地增加。納米涂層具有良好的應用前景，將為涂層技術帶來一場新的技術革命，也將推動復合材料的研究開發與應用。

3.在其它精細化工方面的應用

精細化工是一個巨大的工業領域，產品數量繁多，用途廣泛，并且影響到人類生活的方方面面。納米材料的優越性無疑也會給精細化工帶來福音，并顯示它的獨特畦力。在橡膠、塑料、涂料等精細化工領域，納米材料都能發揮重要作用。如在橡膠中加入納米SiO2，可以提高橡膠的抗紫外輻射和紅外反射能力。納米Al2O3，和SiO2，加入到普通橡膠中，可以提高橡膠的耐磨性和介電特性，而且彈性也明顯優于用白炭黑作填料的橡膠。塑料中添加一定的納米材料，可以提高塑料的強度和韌性，而且致密性和防水性也相應提高。國外已將納米SiO2，作為添加劑加入到密封膠和粘合劑中，使其密封性和粘合性都大為提高。此外，納米材料在纖維改性、有機玻璃制造方面也都有很好的應用。在有機玻璃中加入經過表面修飾處理的SiO2，可使有機玻璃抗紫外線輻射而達到抗老化的目的；而加入A12O3，不僅不影響玻璃的透明度，而且還會提高玻璃的高溫沖擊韌性。一定粒度的銳鈦礦型TiO2具有優良的紫外線屏蔽性能，而且質地細膩，無毒無臭，添加在化妝品中，可使化妝品的性能得到提高。超細TiO2的應用還可擴展到涂料、塑料、人造纖維等行業。最近又開發了用于食品包裝的TiO2及高檔汽車面漆用的珠光鈦白。納米TiO2，能夠強烈吸收太陽光中的紫外線，產生很強的光化學活性，可以用光催化降解工業廢水中的有機污染物，具有除凈度高，無二次污染，適用性廣泛等優點，在環保水處理中有著很好的應用前景。在環境科學領域，除了利用納米材料作為催化劑來處理工業生產過程中排放的廢料外，還將出現功能獨特的納米膜。這種膜能探測到由化學和生物制劑造成的污染，并能對這些制劑進行過濾，從而消除污染。

4.在醫藥方面的應用

21世紀的健康科學，將以出入意料的速度向前發展，人們對藥物的需求越來越高。控制藥物釋放、減少副作用、提高藥效、發展藥物定向治療，已提到研究日程上來。納米粒子將使藥物在人體內的傳輸更為方便。用數層納米粒子包裹的智能藥物進入人體，可主動搜索并攻擊癌細胞或修補損傷組織；使用納米技術的新型診斷儀器，只需檢測少量血液就能通過其中的蛋白質和DNA診斷出各種疾病，美國麻省理工學院已制備出以納米磁性材料作為藥物載體的靶定向藥物，稱之為“定向導彈”。該技術是在磁性納米微粒包覆蛋白質表面攜帶藥物，注射到人體血管中，通過磁場導航輸送到病變部位，然后釋放藥物。納米粒子的尺寸小，可以在血管中自由流動，因此可以用來檢查和治療身體各部位的病變。對納米微粒的臨床醫療以及放射性治療等方面的應用也進行了大量的研究工作。據《人民日報》報道，我國將納米技術應用于醫學領域獲得成功。南京希科集團利用納米銀技術研制生產出醫用敷料——長效廣譜抗菌棉。這種抗菌棉的生產原理是通過納米技術將銀制成尺寸在納米級的超細小微粒，然后使之附著在棉織物上。銀具有預防潰爛和加速傷口愈合的作用，通過納米技術處理后的銀表面急劇增大，表面結構發生變化，殺菌能力提高200倍左右，對臨床常見的外科感染細菌都有較好的抑制作用。

微粒和納粒作為給藥系統，其制備材料的基本性質是無毒、穩定、有良好的生物性并且與藥物不發生化學反應。納米系統主要用于毒副作用大、生物半衰期短、易被生物酶降解的藥物的給藥。

納米生物學用來研究在納米尺度上的生物過程，從而根據生物學原理發展分子應用工程。在金屬鐵的超細顆粒表面覆蓋一層厚為5～20nm的聚合物后，可以固定大量蛋白質特別是酶，從而控制生化反應。這在生化技術、酶工程中大有用處。使納米技術和生物學相結合，研究分子生物器件，利用納米傳感器，可以獲取細胞內的生物信息，從而了解機體狀態，深化人們對生理及病理的解釋。