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篇1

關(guān)鍵詞：納米技術(shù)；生物醫(yī)學(xué)；應(yīng)用；機(jī)遇；挑戰(zhàn)

隨著科技的進(jìn)步，納米技術(shù)在生物醫(yī)藥和科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛。尤其是生物醫(yī)藥領(lǐng)域，對(duì)于臨床醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。雖然在不少科學(xué)家和醫(yī)學(xué)研究家們對(duì)納米技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并將其運(yùn)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，取得了不錯(cuò)的成效。但是對(duì)于納米技術(shù)的研究還不夠深入，相較于發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)的納米醫(yī)學(xué)技術(shù)還處于發(fā)展的初級(jí)階段。需要對(duì)納米醫(yī)學(xué)技術(shù)在今后發(fā)展中面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)進(jìn)行分析。

一、納米技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用

（一）納米生物學(xué)

納米生物學(xué)是以納米作為尺度，其研究?jī)?nèi)容主要包括：其一，細(xì)胞器結(jié)構(gòu)、細(xì)胞器功能。比如細(xì)胞核和線粒體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能分析。其二，交換細(xì)胞信息，包括生物體的物質(zhì)、細(xì)胞能量信息等。其三，針對(duì)生物反應(yīng)問(wèn)題，對(duì)其反應(yīng)機(jī)理問(wèn)題進(jìn)行研究和分析。比如有關(guān)于生物復(fù)制和生物調(diào)控的機(jī)理分析。其四，發(fā)展分子工程。包括納米生物分子機(jī)器人和信息處理系統(tǒng)等。將納米顯微術(shù)引入生物醫(yī)藥領(lǐng)域，可以為生物學(xué)家研究進(jìn)行研究提供技術(shù)支撐。比如ScanningProbeMicro-scopes,簡(jiǎn)稱SPMs，中文簡(jiǎn)稱掃描探針顯微鏡，這是一種新型的納米生物技術(shù)，標(biāo)志著顯微技術(shù)和納米技術(shù)的發(fā)展。除此之外，掃描顯微鏡(STM)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較小、不復(fù)雜，因此操作流程較為簡(jiǎn)單，生物學(xué)家可以借助掃描顯微鏡展開(kāi)原子級(jí)分辨探究，從而提高生物細(xì)胞觀測(cè)能力和分辨能力。仔細(xì)觀察原子級(jí)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)于進(jìn)一步探索和研究生物原子微觀知識(shí)具有推動(dòng)作用。在自然條件下，利用掃描顯微鏡可以對(duì)生物的蛋白質(zhì)、多糖等分子展開(kāi)直接觀察。借助STM彈道電子發(fā)射電鏡可以對(duì)單個(gè)原子進(jìn)行操作，這是一種典型的人工改變單個(gè)生物結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)的行為方式。這種方式可以實(shí)現(xiàn)治療疾病這一超前設(shè)想。

（二）生物醫(yī)學(xué)工程

將納米技術(shù)引入生物醫(yī)藥領(lǐng)域，可以幫助傳統(tǒng)醫(yī)生解決復(fù)雜的難題。比如納米機(jī)器人和生物傳感器。納米機(jī)器人簡(jiǎn)稱分子機(jī)器人，是酶和納米齒輪的結(jié)合體，將其引入生物科學(xué)領(lǐng)域，能夠充當(dāng)微型醫(yī)生一角，為醫(yī)生解決以前的疑難雜癥問(wèn)題。這種納米機(jī)器人不僅可以直接注入血液，還可以成為一種傳輸身體健康與否的工具。一方面，血液在傳輸過(guò)程中能夠判斷分子機(jī)器人的健康狀況，機(jī)器人能夠獲得能量，達(dá)到疏通血管血栓的目的。另一方面，醫(yī)生通過(guò)外界信號(hào)編制好的程序能夠探知和殺死人身體中的癌細(xì)胞，從而全面系統(tǒng)地監(jiān)視身體構(gòu)造和疾病情況。這種先進(jìn)醫(yī)學(xué)工程能夠?yàn)楝F(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。除此之外，利用納米技術(shù)還可以進(jìn)行器官的修復(fù)工作，比如對(duì)修復(fù)的器官進(jìn)行整容手術(shù)或者基因配置，從而將錯(cuò)誤或者不符合的基因去除，引入正確的染色體裝置，進(jìn)而保障機(jī)體的健康運(yùn)作。

（三）納米治療技術(shù)

將納米技術(shù)引入生物醫(yī)藥領(lǐng)域是一場(chǎng)全新的革命運(yùn)動(dòng)，能夠在日后的臨床治療方面起到一定的積極作用。比如德國(guó)柏林“沙里特”臨床醫(yī)院，早先就有過(guò)利用納米技術(shù)治療癌癥的成功案例。研究人員將氧化鈉納米微粒注入鼠類(lèi)的腫瘤里，然后將他們放置在磁場(chǎng)中。由于受磁場(chǎng)的影響，患有腫瘤的鼠類(lèi)的溫度會(huì)隨著納米微粒升溫而增加。實(shí)踐表明，納米微粒在可變磁場(chǎng)中的溫度能夠上升到46℃。這樣的高溫足夠?qū)┘?xì)胞殺死。腫瘤附近的機(jī)體組織是健康的，沒(méi)有受損壞，因此納米微粒不會(huì)燒毀這些健康組織，健康組織的溫度也不會(huì)受到傷害，這就需要研究人員將目光轉(zhuǎn)移到人體試驗(yàn)中，實(shí)現(xiàn)消除人體癌癥的目的。

二、納米技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用的展望

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，納米技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)之間的聯(lián)系不斷加強(qiáng)，兩者的有機(jī)結(jié)合不僅能夠改善生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的不足，還可以促進(jìn)生物醫(yī)學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，為更多的臨床實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。

（一）生物檢測(cè)診斷材料的應(yīng)用

不可否認(rèn)，將納米材料與生物診斷技術(shù)進(jìn)行有效融合，能夠提高醫(yī)學(xué)檢測(cè)技術(shù)水平。實(shí)踐證明。兩者之間的配合還需要結(jié)合生物醫(yī)學(xué)工程和先進(jìn)醫(yī)療器材，醫(yī)學(xué)工程是促進(jìn)納米技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)互相融合的基礎(chǔ)，對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程進(jìn)行深入研究和分析，能在一定程度上催生新醫(yī)療器材的出現(xiàn)。如此一來(lái)，機(jī)械設(shè)備的使用用途和功能將會(huì)得到不斷擴(kuò)大，這在很大程度上取決于納米材料的功能。由此可見(jiàn)，將納米材料合理運(yùn)用于生物醫(yī)療診斷中，勢(shì)必會(huì)進(jìn)一步催生一大批更為先進(jìn)的醫(yī)療診斷器材。

（二）納米技術(shù)植入人體器官

利用先進(jìn)的納米材料可以制成性能優(yōu)良的人造器官和人工血液等。將這些器官和血液植入人體，能夠幫助人類(lèi)遠(yuǎn)離疾病，免遭疾病的傷害。比如將傳感器和基因技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，能夠?qū)⑽⒗鞴伲ū热缏?tīng)覺(jué)和視覺(jué)上遭到損害的機(jī)體）直接植入體內(nèi)，從而幫助他們恢復(fù)視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)，從而達(dá)到正常人的狀態(tài)。

三、納米醫(yī)藥技術(shù)在發(fā)展中面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

就機(jī)遇而言，我國(guó)是首位將納米晶體合成碳納米管的國(guó)家，這個(gè)碳納米管的長(zhǎng)度屬于世界最長(zhǎng)，其性能良好。在醫(yī)藥學(xué)研究方面，我國(guó)科學(xué)家們利用納米技術(shù)研制出了一批具有抗菌效果的醫(yī)療器材和設(shè)備，并為現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展提供了先進(jìn)的理論和技術(shù)支撐。在納米藥物載體的研究方面，我國(guó)已有有關(guān)于“動(dòng)物體內(nèi)”應(yīng)用的報(bào)道。這已標(biāo)志著我國(guó)納米醫(yī)療技術(shù)進(jìn)入了世界領(lǐng)先地位。就挑戰(zhàn)而言，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的納米技術(shù)還不夠成熟，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)納米材料、納米傳感器等方面的研究，以此作為進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)生物醫(yī)藥科技進(jìn)步的基礎(chǔ)。

四、結(jié)語(yǔ)

納米醫(yī)藥技術(shù)對(duì)于進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)臨床醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的發(fā)展具有積極的影響。因此國(guó)家相關(guān)部門(mén)以及科研成員應(yīng)該以積極主動(dòng)的態(tài)度投入到生物醫(yī)藥納米技術(shù)領(lǐng)域，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)生物醫(yī)藥科技的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

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[2]中國(guó)微米納米技術(shù)學(xué)會(huì)納米科學(xué)技術(shù)分會(huì)納米生物與醫(yī)藥技術(shù)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)2010學(xué)術(shù)年會(huì)[J].生物骨科材料與臨床研究,2010,05:31.

篇2

關(guān)鍵詞：納米材料；功能整理；天然纖維

中圖分類(lèi)號(hào)：TS195.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Technological Model for Applying Nanomaterials in Natural Fiber Modification

Abstract： This paper expounded both advantages and disadvantages of four methods for using nanomaterials in fiber modification， including the blended spinning method， finishing method， the grafting modification and the in-situ formation method. Under the condition of remain the advantages of natural fiber， the author put forward two ways of functional finishing by using nanomaterilas， namely， introducing discontinuous nanomaterials on the surface of fiber and embedding nanomaterials inside the fiber， and the effectiveness of these methods was verified by testing samples.

Key words： nanomaterials； functional finishing； natural fiber

自上世紀(jì)合成纖維問(wèn)世以來(lái)，合成纖維產(chǎn)業(yè)的日新月異發(fā)展帶動(dòng)了纖維業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)品的縱深延伸，也推進(jìn)了現(xiàn)代人們的消費(fèi)方式，作為單一天然纖維的應(yīng)用歷史也告終結(jié)。從產(chǎn)業(yè)角度來(lái)看，天然纖維為了自身產(chǎn)業(yè)的生存，不斷進(jìn)行著技術(shù)革新與改良，但天然纖維作為自然產(chǎn)生物，其產(chǎn)品的性能及功能的發(fā)展遠(yuǎn)達(dá)不到合成纖維的技術(shù)發(fā)展速度。

而從上世紀(jì)末至近幾年，合成纖維已完成了仿真到超真的技術(shù)轉(zhuǎn)變，合成纖維超細(xì)化加工技術(shù)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步促進(jìn)了合成纖維制品的多樣化和功能化，這對(duì)天然纖維產(chǎn)業(yè)所形成的發(fā)展壓力也是空前的。

但技術(shù)發(fā)展并不是單向性的，當(dāng)合成纖維借助于功能材料技術(shù)的發(fā)展而壯大時(shí)，作為合成纖維制品實(shí)現(xiàn)了諸如抗紫外、抗菌等功能時(shí)，天然纖維也同樣獲得了現(xiàn)代材料技術(shù)發(fā)展這一平臺(tái)的支持，產(chǎn)品功能上也有效地獲得了技術(shù)突破，這一發(fā)展，有效地彌補(bǔ)了天然纖維單一的缺陷，也使天然纖維成功地走向了功能化之路。

近年來(lái)，產(chǎn)品消費(fèi)的細(xì)分化現(xiàn)象日益顯著，各類(lèi)紡織纖維在服裝產(chǎn)品的親肌膚性、友好性、美觀性、功能性等方面表現(xiàn)出了不同的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，從而也使各種紡織纖維在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面表現(xiàn)出了不同的特長(zhǎng)，這在客觀上促進(jìn)了紡織產(chǎn)業(yè)走向細(xì)分化、多樣化，也促使紡織技術(shù)產(chǎn)品的相互交叉或多重風(fēng)格。

而在紡織產(chǎn)品的功能化實(shí)現(xiàn)中，納米材料的應(yīng)用對(duì)于推進(jìn)紡織品的功能化起到了十分重要的作用，但這一作用更多地體現(xiàn)在化學(xué)纖維的應(yīng)用方面，在天然纖維領(lǐng)域，納米技術(shù)產(chǎn)品相對(duì)較少，所以也影響了天然纖維多樣化的實(shí)現(xiàn)。

納米技術(shù)及納米材料已經(jīng)成為21世紀(jì)世界各國(guó)爭(zhēng)相研究的重點(diǎn)，在紡織工業(yè)中，為功能紡織品的開(kāi)發(fā)和紡織品應(yīng)用領(lǐng)域的拓展提供了廣闊的思路和可行性。

1 納米技術(shù)在紡織產(chǎn)品中的應(yīng)用

目前，利用納米材料對(duì)紡織材料進(jìn)行改性通常有 4 種技術(shù)方法。

1.1 共混紡絲法

共混紡絲法可以用來(lái)制備合成纖維和再生纖維，即將功能納米材料與紡絲切片或紡絲液混合，通過(guò)熔融紡絲、濕法紡絲或干法紡絲等紡絲技術(shù)制備納米材料改性纖維。采用共混紡絲法制備的納米材料改性纖維具有性能穩(wěn)定，納米材料與纖維結(jié)合牢度高，穩(wěn)定性好，耐久性好等特點(diǎn)。采用共混紡絲法需要納米材料具備一定的性能，如采用熔融紡絲時(shí)，要求納米材料具有較好的耐高溫性能，并且粒徑足夠??；采用濕法紡絲或干法紡絲時(shí)，要求納米材料和溶劑或凝固劑無(wú)相互作用，并能在紡絲液中保持足夠的穩(wěn)定性。

1.2 后整理法

對(duì)于一些天然纖維或者已經(jīng)以纖維或紡織品形式而存在的紡織材料而言，則無(wú)法通過(guò)共混紡絲法來(lái)實(shí)現(xiàn)納米材料對(duì)其的改性，因此后整理法可以解決這個(gè)問(wèn)題。后整理法即是采用浸漬、浸軋、涂層或噴涂等方法將納米材料附加到纖維上，并使之固著在紡織材料上的一種方法。后整理法通常有以下幾種情況：（1）將紡織材料浸漬到納米材料分散液中，通過(guò)納米材料高的表面能使之吸附在紡織材料表面；（2）將納米材料分散在一定溶劑中，通過(guò)噴涂方式將納米材料一次或多次沉積在紡織材料表面；（3）將含有納米材料的整理劑在一定的粘合劑（如反應(yīng)性樹(shù)脂）存在下涂覆到織物表面，形成一種功能性的涂層。

后整理法制備納米材料改性紡織品具有工藝簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。但加工過(guò)程中納米材料易團(tuán)聚，納米材料與纖維結(jié)合牢度低；或者處理過(guò)程中通常含有一些有毒的溶劑或粘合劑，給紡織品帶來(lái)一些污染；再者一些粘合劑或涂層會(huì)改變纖維本身所具有的一些優(yōu)異的性能，如棉纖維柔軟、吸濕、透氣等特性，真絲纖維爽滑、和人體良好的親和力等，使之手感變差，穿著舒適性大大降低。

1.3 接枝改性法

由于后整理法中納米材料與紡織纖維間缺少相應(yīng)的作用力，或者粘合劑和涂層的引入會(huì)影響織物的性能。因此，通過(guò)某種途徑賦予納米材料表面一定的官能團(tuán)，再與纖維表面官能團(tuán)直接或間接反應(yīng)，將納米材料接枝到紡織材料表面，以提高其牢度且不影響材料本身。也可制備各種微膠囊，將納米材料置于微膠囊中，然后將微膠囊接枝到纖維材料上。但納米材料本身改性及微膠囊技術(shù)難度高，目前沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。

1.4 原位生成法

以上方法都是將納米材料機(jī)械式的添加到纖維上，在加工中工藝復(fù)雜，或者效果較差，并且由于納米材料本身的團(tuán)聚效應(yīng)，使納米材料不能在纖維表面獲得很好的分布。對(duì)于天然纖維而言，納米材料只能簡(jiǎn)單地添加在纖維表面，更加導(dǎo)致了其耐久性差。原位生成技術(shù)能夠同時(shí)在纖維的表面和內(nèi)部生成納米材料，在纖維上分布均勻。并且納米材料的制備和對(duì)紡織材料的整理同時(shí)進(jìn)行，避免了納米材料在整理過(guò)程中團(tuán)聚的問(wèn)題。而且原位生成技術(shù)也使納米材料與纖維天然結(jié)合牢度高，因此，正越來(lái)越受到廣大納米材料和材料改性研究者的重視。

2 納米材料在天然纖維改性中的應(yīng)用

通過(guò)長(zhǎng)期對(duì)化纖類(lèi)制品的消費(fèi)認(rèn)知，人們發(fā)現(xiàn)了天然纖維，在綜合性的因素（如舒適性、保健性等）方面，都具有不可替代性，尤其作為內(nèi)衣面料，天然纖維（特別是真絲和棉纖維）制品具有更大的優(yōu)越性能，這種通過(guò)反復(fù)實(shí)踐所獲得的消費(fèi)認(rèn)知所形成的對(duì)產(chǎn)品的“忠城”將在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)存在，這也將提醒研究者，在對(duì)天然纖維產(chǎn)品功能化研究中，必須充分尊重天然纖維這一特點(diǎn)。

天然纖維作為天然生成物，功能材料的導(dǎo)入方式，將影響天然纖維本身的自然優(yōu)勢(shì)。為了保護(hù)天然纖維與人體的友好性，在功能化改性中，可以采用以下兩種方式。

2.1 纖維表面非連續(xù)介質(zhì)導(dǎo)入法

非連續(xù)介質(zhì)導(dǎo)入，是指在纖維表面離散分布功能材料的細(xì)小微粒，不影響天然纖維本身與人體的接觸，這一思考依據(jù)，對(duì)于真絲制品尤其重要，眾所周知，真絲的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與人體蛋白質(zhì)特征有無(wú)可比擬的相似性，所以，任何其他功能材料在真絲表面的連續(xù)覆蓋都將使真絲制品的友好性和親和性能受到影響。

2.2 纖維內(nèi)部填埋法

纖維內(nèi)部填埋，依據(jù)來(lái)自天然纖維（蠶絲、棉、麻等）本身的結(jié)構(gòu)具有原纖特征，這種原纖特征決定了天然纖維內(nèi)部具有眾多的微孔和微隙，給功能材料的導(dǎo)入提供客觀便利，這種導(dǎo)入方式，也對(duì)天然纖維功能的長(zhǎng)效性有很大的益處，但這一導(dǎo)入手段對(duì)技術(shù)的要求相對(duì)較高。從現(xiàn)有的技術(shù)來(lái)看，纖維內(nèi)部組裝技術(shù)是一種有效的方法，而前述的原位生成技術(shù)，也屬于這一范疇，這種原位生成技術(shù)的特點(diǎn)在于：在功能材料組裝前，功能材料本身以離子或分子形式游離進(jìn)入天然纖維內(nèi)部，再通過(guò)特定的反應(yīng)環(huán)境，使進(jìn)入纖維內(nèi)部的離子或分子反應(yīng)生成具有特定結(jié)構(gòu)的固體材料，從而使功能材料支撐在纖維內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)在保護(hù)天然纖維本身優(yōu)勢(shì)性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)其功能的長(zhǎng)效性。

從本質(zhì)上來(lái)看，功能納米材料是最符合纖維表面非連續(xù)介質(zhì)導(dǎo)入法和纖維內(nèi)部填埋法的功能元素，也符合纖維表面非連續(xù)介質(zhì)導(dǎo)入法和纖維內(nèi)部填埋法的技術(shù)要素，由于不同納米材料所表現(xiàn)的功能性各不相同，可以根據(jù)開(kāi)發(fā)的功能，選擇不同的納米材料，但這里所言的納米技術(shù)本身，不僅僅是納米材料，更重要的是制備納米材料的工藝過(guò)程，只有這樣，才能實(shí)現(xiàn)從常規(guī)整理技術(shù)到納米組裝技術(shù)的突破。

3 實(shí)施案例分析

為了能更好地說(shuō)明問(wèn)題，筆者選擇自己的部分研究結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。

3.1 形態(tài)比較

從圖 1 和圖 2 比較，圖 2 采用了原位生成納米銀技術(shù)，有效實(shí)現(xiàn)了在真絲纖維表面的離散的非連續(xù)納米銀分布，納米銀顆粒細(xì)小，不影響真絲材料原有的表面特征。

3.2 吸附量比較

表 1 為普通納米銀助劑整理和采用同樣濃度制備工藝原位生成技術(shù)（組裝技術(shù)）兩種不同方法處理的真絲織物中的納米銀含量，可以看出，隨著銀濃度的提高，整理到織物上的納米銀含量增加。比較同一濃度下兩種方法整理的真絲織物中的銀含量，采用原位生成整理的真絲織物銀含量明顯高于常規(guī)浸漬法整理的真絲織物。說(shuō)明浸漬法整理真絲織物時(shí)，納米銀難于均勻地吸附到真絲織物的內(nèi)部，主要集中在纖維表面。而原位生成、自組裝技術(shù)整理時(shí)，銀離子能夠均勻滲透到真絲纖維內(nèi)部的各個(gè)部位，再將其還原，自組裝生成納米銀，所以其銀含量要高于浸漬法整理的真絲織物。

3.3 耐洗牢度比較

為了比較兩種方法整理的真絲織物上的納米銀的牢度，選取兩個(gè)具有相近銀含量的樣品進(jìn)行耐洗牢度測(cè)試，在經(jīng)過(guò)不同次洗滌后測(cè)試樣中的銀含量，以此評(píng)價(jià)其耐洗牢度。表 2 中列出了分別經(jīng)過(guò)10、20和30次洗滌后的樣品中的銀含量，由表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)，浸漬法整理的真絲織物在經(jīng)過(guò)10次洗滌后，銀含量從125.94 mg/kg下降到81.63 mg/kg，下降了35.2%，在經(jīng)過(guò)30次洗滌后，銀含量下降到56.48 mg/kg，相比未洗滌的樣品下降了55.2%。而通過(guò)原位生成法整理的真絲織物洗滌30后，銀含量從116.48 mg/kg下降到101.29 mg/kg，僅下降了13.0%。證明了原位生成法處理后，因納米銀分布于纖維內(nèi)部，并支撐在纖維微孔和間隙中，所以納米銀和真絲纖維的結(jié)合牢度遠(yuǎn)高于普通浸漬整理法，具有很好的耐洗牢度。

以上結(jié)果表明，原位生成法整理真絲纖維或制品不僅可以獲得較高的銀含量，提高納米材料的利用率，同時(shí)還能獲得很好的耐洗牢度。

3.4 抗菌性能分析

筆者選擇低含量原位生成技術(shù)制備的納米銀真絲面料，進(jìn)行抗菌耐冼性分析，表 3 顯示，真絲面料經(jīng)30次洗滌還具有優(yōu)異的抗菌性能，能有效滿足日常生活中的抗菌要求，也有效節(jié)約了生產(chǎn)成本。

4 結(jié)語(yǔ)

篇3

讓癌癥治療不再簡(jiǎn)單粗暴

4000年以來(lái)，我們對(duì)癌癥的恐懼從來(lái)不曾消失，因?yàn)樗馕吨谋M頭和痛苦的治療。

癌癥已經(jīng)成為人類(lèi)健康的頭號(hào)殺手。目前，我國(guó)每年有超過(guò)150萬(wàn)人死于癌癥，每5位死者中，便有1人死于癌癥。大約在公元前2500年，人類(lèi)第一次有了關(guān)于癌癥的記錄。4000年以來(lái)，我們對(duì)癌癥的恐懼從來(lái)不曾消失，因?yàn)樗馕吨谋M頭和痛苦的治療。

標(biāo)準(zhǔn)的癌癥治療手段過(guò)于簡(jiǎn)單粗暴

雖然，良好的生活習(xí)慣能夠預(yù)防與慢性感染和煙草相關(guān)的癌癥，但是衰老與衰老所累積的基因突變等致癌因素卻不可避免。積極的預(yù)防并不能夠解決所有問(wèn)題，總有一些人會(huì)不幸患癌。更糟糕的是，患者和他們的家屬不僅要忍受疾病的痛苦，還需要忍受治療之苦。

現(xiàn)今，手術(shù)、化療、放療是癌癥治療的三駕馬車(chē)，它們有效，但是過(guò)于簡(jiǎn)單粗暴。不論是用刀切、用放射線燒，還是用藥物毒死癌細(xì)胞，我們的健康細(xì)胞都會(huì)跟著遭殃，或者有癌細(xì)胞成為漏網(wǎng)之魚(yú)。這些療法就像是一個(gè)盲人拿著機(jī)關(guān)槍亂掃一通，不分?jǐn)澄摇５搅税┌Y晚期，即使患者忍受了這些痛苦的治療，也收效甚微。

智慧型的癌癥療法將成為疾病的終結(jié)者

難道就沒(méi)有更智慧的癌癥治療方法嗎？隨著科技的進(jìn)步，和醫(yī)學(xué)工作者持之以恒的努力，RNA干擾技術(shù)、納米技術(shù)、微生物技術(shù)、免疫療法等新方法將更加精確、高效、持久地抗擊癌癥。RNA干擾技術(shù)能夠讓利于癌癥生長(zhǎng)的基因失去作用，納米技術(shù)可以減少藥物的毒副作用和增強(qiáng)藥效，微生物技術(shù)可以讓病毒和細(xì)菌成為我們的抗癌雇傭兵，而免疫療法則使我們的免疫系統(tǒng)全面清除癌細(xì)胞。

利用這些新技術(shù)開(kāi)發(fā)的藥物有的已經(jīng)用于臨床，例如，用免疫細(xì)胞制作的癌癥治療疫苗Provenge已經(jīng)上市，用于治療晚期前列腺癌，能夠延長(zhǎng)患者的生命。還有更多的新式抗癌藥物正在臨床試驗(yàn)階段，例如治療肝癌的RNA干擾藥物和治療多種實(shí)體腫瘤的靶向性納米藥物。

當(dāng)然，有時(shí)候可能結(jié)果并不符合研究者們的設(shè)想，但是，他們堅(jiān)信，這些智慧型藥物才是癌癥的終結(jié)者。隨著微生物、納米和遺傳工程學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，以及我們對(duì)于不同種類(lèi)癌癥和自身免疫系統(tǒng)了解的增多，難關(guān)將被一一攻克，癌癥也將變得不再可怕。

未來(lái)戰(zhàn)士1

納米技術(shù)——讓藥物瞄準(zhǔn)癌細(xì)胞

如果說(shuō)，化療藥物可能因?yàn)楦鞣N原因讓健康細(xì)胞“躺著也中槍”，那么納米技術(shù)就是來(lái)幫助它們更精準(zhǔn)地“殺敵”。

納米技術(shù)，讓“毒藥”起死回生

納米是計(jì)量長(zhǎng)度的單位，所以它本身并不能夠治療癌癥，但是納米級(jí)的分子卻能夠解決許多抗癌藥物的問(wèn)題。藥物可能傷害健康細(xì)胞，也可能在到達(dá)目標(biāo)細(xì)胞之前便被吸收，而納米材料卻可以解決這些問(wèn)題。納米技術(shù)可以讓RNA干擾等新抗癌技術(shù)真正運(yùn)用到臨床中去，也可以讓許多早已因?yàn)槎靖弊饔帽淮蛉肜鋵m的抗癌藥物“起死回生”。

讓藥物能更好地滲入腫瘤血管

大多數(shù)的化療藥物都是通過(guò)殺死快速增殖的細(xì)胞來(lái)抑制癌癥，可是除了癌細(xì)胞以外，我們的皮膚、腸道和免疫系統(tǒng)中還存在許多快速增殖的健康細(xì)胞。在化療過(guò)程中，這些健康細(xì)胞經(jīng)?！疤芍仓袠尅?。有時(shí)為了保護(hù)快速增殖的健康細(xì)胞，只能降低化療劑量，但這樣一來(lái)，癌細(xì)胞又得到了喘息的機(jī)會(huì)。相比普通血管，納米級(jí)的藥物更容易滲入腫瘤血管，因此，藥物將在腫瘤處聚集，放過(guò)其他血管。把化療藥物跟納米技術(shù)相結(jié)合，就是為了集中火力，把所有子彈送進(jìn)敵人的胸膛，避免自己人受傷。

給納米藥物加上更精確的導(dǎo)航系統(tǒng)

納米級(jí)的藥物“路過(guò)”腫瘤血管時(shí)，會(huì)滲入其中，但是并不會(huì)主動(dòng)尋找腫瘤。于是，只是制作納米級(jí)的藥物并不能夠滿足藥物研發(fā)者們對(duì)抗癌藥物的要求，他們還希望給這些藥物加上一個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)。把能夠“找到”癌癥蛋白質(zhì)的抗體附著到納米級(jí)的藥物上，藥物就會(huì)直接找到癌癥，這種藥物被稱作靶向性納米藥物。由于幾乎所有的靶向性納米藥物都能夠不被浪費(fèi)地到達(dá)腫瘤處，因此，即使是很低的劑量，也可以發(fā)揮很好的作用。

舊藥裝上新補(bǔ)丁：用量更少，效果更好

第一類(lèi)能夠達(dá)到臨床評(píng)估的靶向性納米藥物是BIND公司的新藥DTXL-TNP。其中的DTXL為FDA（美國(guó)食品與藥物管理局）早已批準(zhǔn)的傳統(tǒng)化療藥物多紫杉醇，而TNP就如同它的補(bǔ)丁，讓它效果更好，用量更少。

第一步：制作補(bǔ)丁 根據(jù)大小、載藥量、釋藥特性等的不同，研究者從100多種納米微粒中選出了最佳的一種，然后再將前列腺癌特異膜抗原的抗體附著于上。因?yàn)檫@些抗原存在于前列腺癌細(xì)胞和大多數(shù)非前列腺實(shí)體腫瘤的新生血管上，所以帶有其抗體的納米微粒能夠迅速找到腫瘤。這種名為靶向性聚合納米微粒（TNP）的細(xì)微分子將填補(bǔ)傳統(tǒng)化療藥物不分?jǐn)澄业穆┒础?/p>

第二步：安裝補(bǔ)丁 接著，研發(fā)者把傳統(tǒng)的化療藥物注入到靶向性聚合納米微粒中，藥物便會(huì)被微粒精確地帶到腫瘤處。微粒的釋藥特性能夠讓血液中的藥物濃度長(zhǎng)久保持較高水平，延長(zhǎng)藥效。在小鼠試驗(yàn)中，這種新藥的血液循環(huán)半衰期可達(dá)到約20個(gè)小時(shí)之久。藥物不僅能更長(zhǎng)時(shí)間地發(fā)揮作用，在肝臟的聚集量也大幅度降低，變得更加安全。

第三步：成果測(cè)試 與傳統(tǒng)化療藥物相比，給藥后12 個(gè)小時(shí)中，納米藥物在小鼠腫瘤處的聚集明顯增多。給藥24小時(shí)后，納米藥物在小鼠血液中的濃度一直維持在傳統(tǒng)化療藥物的100倍，藥物的生物學(xué)效應(yīng)得到明顯改善。而最初的臨床試驗(yàn)也表明，相比使用常規(guī)劑量的傳統(tǒng)化療藥物，晚期實(shí)體腫瘤患者在使用了更低劑量的納米藥物后，腫瘤有了更明顯的萎縮。簡(jiǎn)單地說(shuō)，納米微粒的運(yùn)輸，讓藥物使用達(dá)到了劑量更少，效果更好的目的。

未來(lái)戰(zhàn)士2

RNA干擾技術(shù)——關(guān)掉癌癥基因

只是殺死癌細(xì)胞，它們還會(huì)長(zhǎng)出來(lái)，可是如果關(guān)掉了癌癥基因，那么便一勞永逸了。就好像廁所漏水了，你不能只舀水，必須得關(guān)掉水龍頭，不然，水永遠(yuǎn)都舀不干。RNA干擾技術(shù)就是關(guān)掉癌癥基因的希望所在。

RNA干擾=讓癌癥基因不致病

給矮牽?；ㄗ⑷肓舜呱t色素的基因后，花朵理應(yīng)變得更鮮紅，結(jié)果卻是，花瓣褪成了白色。后來(lái)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，這種奇怪的現(xiàn)象是因?yàn)榘珷颗；ㄗ陨淼腞NA干擾現(xiàn)象讓催生紅色素的基因沉默了。這是因?yàn)椋珼NA是攜帶著蛋白質(zhì)編碼的基因，而mRNA是DNA和蛋白質(zhì)之間傳遞編碼信息的“中間人”，如果mRNA擾了，那對(duì)應(yīng)的基因就失去了作用。如果我們能夠讓癌癥的基因沉默，那么即使你擁有癌癥基因，也不會(huì)患癌癥。

怎樣利用RNA干擾治病

許多生物，尤其是低等生物，都是依靠RNA干擾來(lái)抵抗病毒的入侵，例如，植物、蠕蟲(chóng)和果蠅體內(nèi)都存在這種原始的RNA級(jí)別抗病毒機(jī)制。但是，包括人類(lèi)在內(nèi)的脊椎動(dòng)物體內(nèi)卻沒(méi)有這種抗病毒機(jī)制?，F(xiàn)在，在人類(lèi)身上，研究者們希望運(yùn)用RNA干擾技術(shù)使特定的基因沉默，例如讓可導(dǎo)致膽固醇升高、病毒感染、內(nèi)分泌紊亂的基因沉默，從而達(dá)到治療疾病的目的。

讓基因沉默的具體工作是由小干擾片段完成的，它們會(huì)截殺傳遞基因信號(hào)的mRNA，讓相應(yīng)的蛋白質(zhì)無(wú)法合成。小干擾片段只截殺與其堿基配對(duì)的mRNA，所以具有特異性，這是抗癌藥物夢(mèng)寐以求的。把針對(duì)癌癥基因的小干擾片段注入癌癥患者體內(nèi)，他們的癌癥基因就會(huì)保持沉默，癌癥也就會(huì)停止生長(zhǎng)。健康mRNA的堿基與這些小干擾片段并不符，因此不會(huì)受到影響。但是，想要讓小干擾片段截殺正確的mRNA，就必須先知道這個(gè)mRNA參與合成哪一種蛋白質(zhì)。

資料庫(kù)：小干擾片段是什么

小干擾片段是RNA干擾的一個(gè)中間產(chǎn)物。1998年美國(guó)科學(xué)家安德魯·法爾和克雷格·梅洛發(fā)現(xiàn)， RNA的編碼鏈被稱作“正義”鏈，與之互補(bǔ)的RNA鏈被稱作“反義”鏈。一正一反兩條RNA鏈集合在一起形成了雙鏈RNA。蛋白質(zhì)復(fù)合體Dicer附著其上后，會(huì)將其切割成許多小干擾片段，即siRNA。然后，蛋白質(zhì)復(fù)合體RISC會(huì)再與這些片段結(jié)合，清除其中一條RNA鏈，剩余的一條成為探測(cè)mRNA（信使RNA）分子的探針。當(dāng)一條mRNA分子與RISC復(fù)合體上的RN段通過(guò)堿基配對(duì)的形式結(jié)合時(shí)，該mRNA分子便會(huì)被剪切并降解，其對(duì)應(yīng)的基因也就沉默了。這一現(xiàn)象被稱為RNA干擾。

以致病蛋白質(zhì)為線索制藥

以生物技術(shù)公司Alnylam治療感染肝癌的RNA干擾藥物ALN-VSP為例，藥物研發(fā)者把癌細(xì)胞大量制造的兩種蛋白質(zhì)作為線索。第一種蛋白質(zhì)能幫助腫瘤血管的新生，用于向癌細(xì)胞運(yùn)輸血液，第二種蛋白質(zhì)則能夠讓癌細(xì)胞加速生長(zhǎng)。于是，針對(duì)這兩種蛋白質(zhì)，研發(fā)者設(shè)計(jì)出了截殺其mRNA的小干擾片段，然后將這些小干擾片段注入患者體內(nèi)。這些小干擾片段與負(fù)責(zé)生產(chǎn)兩種致病蛋白質(zhì)的mRNA配對(duì)，然后將它們分解掉，這樣就切斷了致病蛋白質(zhì)的生產(chǎn)鏈，從而抑制了癌癥的生長(zhǎng)。

納米材料讓藥物安全到達(dá)敵營(yíng)

但小干擾片段也有缺點(diǎn)，在自然的RNA干擾過(guò)程中，它們很快就會(huì)降解，于是在治療癌癥時(shí)，如何才能保證它們“安全”到達(dá)腫瘤處是一個(gè)問(wèn)題。制造出特定的小干擾片段后，還必須有能夠保護(hù)它們的“運(yùn)輸工具”，以免它們“出師未捷身先死”。因此，藥物研發(fā)者又設(shè)計(jì)了一種脂質(zhì)的納米材料，它只能夠被肝臟吸收。把小干擾片段藏到這種脂質(zhì)納米微粒中，它們?cè)诘竭_(dá)肝臟以前都能夠保持完整，而到達(dá)肝臟后，納米材料被吸收，小干擾片段便會(huì)出來(lái)阻斷癌癥基因發(fā)出的信號(hào)。小干擾片段如果是士兵，那么納米材料就是把士兵安全運(yùn)輸?shù)綌碃I(yíng)的坦克。

斷掉腫瘤生長(zhǎng)的后路

在首次臨床試驗(yàn)中，化療失敗的19名肝癌患者服用了ALN-VSP數(shù)周內(nèi)，藥物便開(kāi)始阻止致病蛋白質(zhì)的生成，使病情有了明顯好轉(zhuǎn)。核磁共振成像顯示，患者體內(nèi)腫瘤62%的血流被切斷了。腫瘤無(wú)法獲得養(yǎng)分，只能停止生長(zhǎng)。今年Alnylam公司與中美合資的世方藥業(yè)有限公司結(jié)成合作伙伴，將在中國(guó)共同開(kāi)發(fā)這種納米藥物，用于治療包括原發(fā)性肝癌的各類(lèi)肝癌。

Bruce Sullenger是美國(guó)杜克大學(xué)一位研究RNA干擾的分子生物學(xué)家，他說(shuō)：“我們現(xiàn)在已經(jīng)可以利用RNA干擾使2萬(wàn)個(gè)基因沉默，剩下的工作就是如何制造出載體讓RNA干擾能夠準(zhǔn)確地到達(dá)目標(biāo)細(xì)胞?！背薃LN-VSP以外，還有很多其他RNA干擾藥物已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，希望在不久的將來(lái)，RNA干擾藥物能夠成為“包治百病”的靈丹妙藥。

現(xiàn)在處于臨床試驗(yàn)階段的RNA干擾藥物

未來(lái)戰(zhàn)士3

微生物改造——化敵為友，共同抗癌

敵人的敵人便是朋友，這個(gè)原則也同樣適用于癌癥治療。病毒和細(xì)菌原本是我們的敵人，可是，如果讓它們感染和殺死癌癥細(xì)胞，那么它們便成為我們抗癌的雇傭兵。

讓病毒成為我們的抗癌雇傭兵

病毒的天性是侵占我們的細(xì)胞，然后在其中繁殖，直到細(xì)胞死亡，再去侵占更多的細(xì)胞。如果我們能夠操作病毒，使其只攻擊癌細(xì)胞，那么病毒便不再可怕，它們將成為我們對(duì)付癌癥的重要戰(zhàn)略伙伴。這個(gè)想法并不新鮮，早在20世紀(jì)50年代便有人希望利用病毒的破壞力來(lái)對(duì)付癌癥。各式各樣的病毒被注入患者的腫瘤中，但有時(shí)候病毒感染會(huì)迅速蔓延開(kāi)，并且導(dǎo)致致命的后果。以毒攻毒有可能變成玩火自焚。

而如今，利用基因技術(shù)改造病毒，可以讓它們只感染腫瘤細(xì)胞，還能讓它們?cè)谀[瘤細(xì)胞中的繁殖更加瘋狂，最終能夠把腫瘤“吞噬”干凈?，F(xiàn)在，至少有10 個(gè)種類(lèi)的病毒在接受基因改造后被用于癌癥治療的研究，而B(niǎo)ioVex公司的OncoVEX GM-CSF可能是目前為止效果最好的這類(lèi)藥物。GM-CSF是英文“粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子”的首字母縮寫(xiě)，這是一種強(qiáng)勁的免疫化學(xué)物質(zhì)，能夠刺激免疫系統(tǒng)辨別和攻擊癌細(xì)胞?；虮桓脑旌蟮陌捳畈《驹佟皫稀边@種免疫化學(xué)物質(zhì)，就變成了能夠治療癌癥的病毒。這種治療性病毒通過(guò)兩種方式起作用：第一，直接入侵癌細(xì)胞，并在其中繁殖和殺死宿主癌細(xì)胞；第二，告訴身體制造更多能刺激免疫系統(tǒng)抗癌的化學(xué)物質(zhì)。這種雙管齊下的治療性病毒，可用于治療黑色素瘤、乳腺癌、胰腺癌等多種癌癥。

在臨床試驗(yàn)中，已發(fā)生轉(zhuǎn)移的50位黑色素瘤患者中，有8位患者的腫瘤完全消失了，而且療效持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。對(duì)于存活率極低的晚期黑色素瘤患者來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)天大的好消息。另外，據(jù)參與試驗(yàn)的患者反映，這種以病毒為載體的藥物所帶來(lái)的副作用和不適感要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于干擾素（干擾素常用于癌癥治療中，毒副反應(yīng)較為明顯）?，F(xiàn)在，這種治療性病毒已經(jīng)進(jìn)入了臨床試驗(yàn)的第3階段，也許在不久的將來(lái)便能夠造福更多的患者。

拔掉艾滋病病毒的毒牙

全球的免疫學(xué)家都在積極尋找更多適合抗癌的病毒，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)的研究者便看中了艾滋病病毒強(qiáng)大的感染能力。首先，他們通過(guò)基因改造去掉了艾滋病病毒的致病能力，使其成為缺陷型病毒。然后，他們把缺陷型病毒的基因插入人體免疫系統(tǒng)的T細(xì)胞中，這樣T細(xì)胞便會(huì)如同艾滋病病毒一樣瘋狂地攻擊癌細(xì)胞和大量繁殖。3位接受這種實(shí)驗(yàn)性的病毒療法的血癌患者中，有2位患者痊愈，1位患者病情得到控制。而在此前，化療已經(jīng)對(duì)這3位患者不再產(chǎn)生作用，而且他們也沒(méi)有接受骨髓移植的機(jī)會(huì)?？梢哉f(shuō)是艾滋病病毒救了這些血癌患者一命。

尋找天生的癌癥捕殺者

除了利用基因改造后的病毒去殺死癌細(xì)胞，研究者們還在尋找天生就只殺死癌細(xì)胞的病毒。Neotropix公司的抗癌藥物NTX-010所選用的病毒，天然就只感染和殺死癌細(xì)胞，不需要基因改造。藥物注射入患者體內(nèi)后，病毒會(huì)有選擇性地感染和殺死神經(jīng)內(nèi)分泌癌細(xì)胞。在臨床試驗(yàn)中，一些走投無(wú)路的小細(xì)胞肺癌（神經(jīng)內(nèi)分泌癌的一種，惡性程度較高）患者的病情得到了不錯(cuò)的控制。不過(guò)，這種治療性病毒并不能殲滅所有的癌細(xì)胞，它們殺死癌細(xì)胞的速度與癌細(xì)胞生長(zhǎng)的速度達(dá)成了一個(gè)平衡。腫瘤雖然不會(huì)縮小，可會(huì)停止長(zhǎng)大，患者的生命也將得到延長(zhǎng)。以病毒為載體的抗癌藥物研究還只是一個(gè)開(kāi)始，還有很多以病毒為載體的藥物正在動(dòng)物試驗(yàn)階段。

細(xì)菌打起癌癥包圍戰(zhàn)

說(shuō)起病毒便不能忘記另外一種寄生在我們體內(nèi)的微生物——細(xì)菌。許多菌株，包括沙門(mén)氏菌和大腸桿菌，都傾向于寄宿在腫瘤中，因?yàn)樵谘鯕庀∩俚哪[瘤中心，這些細(xì)菌能夠躲過(guò)人體免疫系統(tǒng)對(duì)它們的追捕，還能夠以癌細(xì)胞的代謝產(chǎn)物為食。接受過(guò)基因改造的細(xì)菌能夠按照我們的要求釋放毒素或者在指定的地點(diǎn)完成其他任務(wù)。

這與病毒療法十分相似。不過(guò)，相比改造病毒，細(xì)菌更容易大量培養(yǎng)，而且在基因改造的過(guò)程中也更容易控制。更好的是，細(xì)菌還會(huì)作用于被病毒忽略掉的腫瘤基質(zhì)細(xì)胞，它們本身不是癌細(xì)胞，但是卻會(huì)支持癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。腫瘤的80%都是由這些基質(zhì)細(xì)胞構(gòu)成的。所以，細(xì)菌療法不僅能夠直指敵人的大本營(yíng)，還能包圍敵人。

給益生菌裝上抗癌武器

2010年，愛(ài)爾蘭庫(kù)克癌癥研究中心的主要研究人員Tangney改造了一種無(wú)害的腸道細(xì)菌，短雙歧桿菌的基因用于追蹤小鼠的皮下腫瘤。結(jié)果顯示，即使是口服，這種抗癌細(xì)菌也可以通過(guò)胃腸道，最終到達(dá)腫瘤處，并在其中繁殖，其效果與靜脈注射的給藥方式幾乎相同。在給藥2周后，細(xì)菌仍然在小鼠的腫瘤處工作，而且小鼠在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中都沒(méi)有因?yàn)榧?xì)菌感染而患病。

以無(wú)害的益生菌作為載體，插入“報(bào)道基因”，醫(yī)生便能通過(guò)這些細(xì)菌找到患者體內(nèi)容易被忽略的癌細(xì)胞；插入“治療基因”，則可以用這些細(xì)菌來(lái)殺死癌細(xì)胞。不過(guò)，由于細(xì)菌療法是比病毒療法更新的技術(shù)，還處在實(shí)驗(yàn)室研究階段，所以沒(méi)有相關(guān)的臨床試驗(yàn)案例。

未來(lái)戰(zhàn)士4

免疫療法——啟動(dòng)我們天生的抗癌引擎

我們的免疫系統(tǒng)在面對(duì)癌癥的時(shí)候并不是束手就擒的，它們也會(huì)反抗，只不過(guò)大多數(shù)時(shí)候都失敗了。有一些幸運(yùn)的患者發(fā)現(xiàn)，自己的腫瘤自然消失了，這其實(shí)是自身免疫系統(tǒng)在對(duì)抗癌癥的戰(zhàn)役中迎來(lái)了遲到的爆發(fā)。癌癥的免疫療法就是要讓我們的免疫系統(tǒng)重新加入戰(zhàn)爭(zhēng)，并最終贏得勝利。

免疫系統(tǒng)讓腫瘤不治而愈

免疫療法的概念誕生于19世紀(jì)80年代，這都得益于美國(guó)紐約紀(jì)念斯隆-凱特琳癌癥中心的一位外科醫(yī)生——Coley。他發(fā)現(xiàn)在抗生素發(fā)明以前，癌癥患者在切除腫瘤后并不容易復(fù)發(fā)，而在抗生素發(fā)明以后，切除腫瘤后，患者的癌癥反而變得容易復(fù)發(fā)了。另外，一些腫瘤自然消失的患者，都幾乎有過(guò)急性感染的經(jīng)歷，有的人患過(guò)麻疹，有的人患過(guò)流感，還有的人患過(guò)瘧疾。把這些綜合起來(lái)思考，Coley懷疑，是感染讓患者的免疫系統(tǒng)在對(duì)付病毒或者細(xì)菌的時(shí)候也順便清除掉了癌細(xì)胞。因此抗生素雖然讓癌癥患者避免了手術(shù)后受到感染，但是也讓其失去了清理癌細(xì)胞的機(jī)會(huì)。

在18世紀(jì)，一些外科手術(shù)醫(yī)生也注意到了感染就像是某種原始的“免疫療法”，可以清除手術(shù)所遺漏的癌細(xì)胞。因此，他們會(huì)故意不做好消毒工作，有的甚至?xí)竽懙貙懠不蛘呙范静《咀⑷氚┌Y患者體內(nèi)。有時(shí)候，這種原始的“免疫療法”真的能夠成功。不過(guò)醫(yī)療發(fā)展到Coley的時(shí)代，故意感染患者顯然是不可行的，但仍然有一些意外受到感染的患者，他們的腫瘤會(huì)自行消失。Coley告訴紐約醫(yī)學(xué)院，如果感染能夠清除腫瘤，那么類(lèi)似的人為操作應(yīng)該也能夠達(dá)到相同的目的。

鏈球菌刺激免疫系統(tǒng)抗癌

鏈球菌是一種能夠引起扁桃體炎等感染性疾病的細(xì)菌，但是又不如梅毒或者結(jié)核桿菌那樣致命。在1981年5月，Coley給一位自愿的腫瘤患者在腫瘤處直接注射了鏈球菌。這位患者的頸部和扁桃體都長(zhǎng)有腫瘤，之前的手術(shù)后，腫瘤復(fù)發(fā)并且生長(zhǎng)迅速。Coley為他治療的前兩個(gè)月，他幾乎每天都注射鏈球菌，而腫瘤真的萎縮了。到了8月，Coley停止了注射，腫瘤再次開(kāi)始生長(zhǎng)。于是，Coley又給患者注射了一種更為強(qiáng)勁的鏈球菌，這次患者開(kāi)始高燒，但兩周后，其頸部的腫瘤完全消失了。兩年后，這位患者頸部的腫瘤仍然沒(méi)有復(fù)發(fā)，扁桃體的腫瘤雖然沒(méi)有消失，但也沒(méi)有繼續(xù)長(zhǎng)大。

之后，Coley開(kāi)始用這個(gè)方法治療其他患者。其中一位患者的腫瘤遲遲無(wú)法消失，直到Coley給他注射了另外一種能引起他發(fā)燒的鏈球菌。接著的24小時(shí)中，Coley眼睜睜地看著腫瘤一點(diǎn)點(diǎn)地消失了。似乎發(fā)燒是讓這個(gè)療法發(fā)揮作用的核心所在。但有的時(shí)候，即使天天注射也無(wú)法讓患者發(fā)燒，可還有時(shí)候，一次注射便讓患者的感染情況一發(fā)不可收拾。因此，他制造了一種混合死鏈球菌和黏質(zhì)沙雷氏菌的注射液，并稱其為Coley毒素。這種藥物會(huì)造成患者高燒，但是卻不會(huì)引起真正的感染。Coley強(qiáng)調(diào)，重要的并不是細(xì)菌的種類(lèi)，而是要保證注射液能夠注射到腫瘤的深處，而且必須引起患者發(fā)燒，這樣持續(xù)幾周甚至幾個(gè)月，腫瘤便能夠萎縮甚至消失。

免疫療法研究仍在繼續(xù)

我們?cè)凇鞍l(fā)燒”的時(shí)候，免疫系統(tǒng)的工作效率最高，這個(gè)時(shí)候身體會(huì)制造更多的免疫細(xì)胞，而且這些免疫細(xì)胞的活動(dòng)范圍廣、攻擊能力強(qiáng)。越來(lái)越多的研究顯示，一個(gè)人受到感染并且發(fā)燒的次數(shù)越多，他患某些種類(lèi)癌癥的幾率便越小。可以說(shuō)，發(fā)燒是我們天生抵御疾病的引擎。Coley就是靠著刺激身體發(fā)燒成功治愈了許多患者，甚至是一些腫瘤已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)移的患者。

但是，Coley也遇到了很多困難，例如，如何才能夠調(diào)配出適合每一位患者的細(xì)菌注射液，還有如何讓免疫系統(tǒng)保持“亢奮”。1936年，Coley去世后，他的Coley毒素也逐漸被更容易預(yù)測(cè)效果的放療和化療取代。但是，對(duì)于免疫療法的研究并沒(méi)有因此而停止。

在免疫療法沉寂了一段時(shí)間后，研究者們又開(kāi)始重新研究如何利用我們天生的防御機(jī)制來(lái)對(duì)抗癌癥。不同于Coley的是，現(xiàn)在隨著對(duì)免疫系統(tǒng)的了解的加深，科學(xué)家們更清楚地了解到抗原、抗體、免疫細(xì)胞在我們身體防御機(jī)制中所扮演的角色，因此能夠更加精確地去操控免疫細(xì)胞。再結(jié)合最先進(jìn)的生物技術(shù)，他們可以通過(guò)各種方法讓免疫細(xì)胞去攻擊癌細(xì)胞，包括給患者注射癌癥抗原、培育更多免疫細(xì)胞、改造免疫細(xì)胞的基因等等。

“疫苗”是免疫系統(tǒng)的抗癌啟動(dòng)按鈕

把病毒抗原或者滅活的病毒注入患者體內(nèi)，患者便會(huì)產(chǎn)生抗體，其免疫系統(tǒng)就能夠識(shí)別和清除病毒，這就是疫苗的作用?，F(xiàn)在，科學(xué)家們希望像對(duì)付細(xì)菌和病毒一樣來(lái)對(duì)付癌細(xì)胞。最簡(jiǎn)單的方法是使用抗原疫苗：給患者注入癌細(xì)胞特有的蛋白質(zhì)（即抗原），或者帶有抗原的已死癌細(xì)胞，刺激患者的免疫系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別和殺死癌細(xì)胞。如果說(shuō)，免疫系統(tǒng)清除掉身體內(nèi)的癌細(xì)胞是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，那么疫苗就是啟動(dòng)按鈕，一旦觸動(dòng)，免疫細(xì)胞便開(kāi)始奮力殺敵。

讓免疫系統(tǒng)不停工作——DNA疫苗

設(shè)想是美好的，但現(xiàn)實(shí)是殘酷的。在過(guò)去的幾十年里，數(shù)百名患者于臨床試驗(yàn)中接種了治療癌癥的抗原疫苗，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)更是不計(jì)其數(shù)，但都以失敗告終?？偨Y(jié)一下原因，如下：第一，腫瘤會(huì)對(duì)免疫系統(tǒng)發(fā)出一種撤退的信號(hào)；第二，大多數(shù)患者的免疫系統(tǒng)因?yàn)榉暖熞呀?jīng)脆弱不堪；第三，免疫系統(tǒng)要?dú)⑺腊┘?xì)胞必須同時(shí)依靠免疫細(xì)胞和抗體，但抗原疫苗雖然善于誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體，可卻不善于刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生免疫細(xì)胞，然而，最終要真正殺死癌細(xì)胞卻得靠免疫細(xì)胞。在困難重重的環(huán)境中，抗原疫苗剛開(kāi)始還能起到一些作用，但等免疫系統(tǒng)適應(yīng)了之后，就會(huì)停止工作。

現(xiàn)在，英國(guó)南開(kāi)普敦大學(xué)的研究者改變了思路，尋找其他辦法來(lái)激活免疫系統(tǒng)。他們不再給患者直接注射抗原，而是把負(fù)責(zé)制造抗原的DNA放入一種載體中，制成DNA疫苗。一旦這種DNA疫苗注射入患者的手臂肌肉中，那里的肌肉細(xì)胞便會(huì)遵循新的基因指示，開(kāi)始源源不斷地產(chǎn)生抗原，直到它到達(dá)細(xì)胞的表面。

以往，直接注射抗原后，抗原會(huì)在血管中隨波逐流，或者只是依附于已死的癌細(xì)胞上，很難真正刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生免疫細(xì)胞。而現(xiàn)在注射了DNA疫苗，細(xì)胞產(chǎn)生的抗原依附于細(xì)胞的表面，只有這樣的抗原才能達(dá)到刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生免疫細(xì)胞的目的。DNA疫苗的另外一個(gè)好處是，由于細(xì)胞會(huì)持續(xù)不斷地產(chǎn)生抗原，所以免疫系統(tǒng)會(huì)一直得到刺激，對(duì)癌癥的追擊便不會(huì)停止。目前，已有幾種DNA疫苗在進(jìn)行小規(guī)模的臨床試驗(yàn)。

給T細(xì)胞找個(gè)幫手——樹(shù)突狀細(xì)胞疫苗

樹(shù)突狀細(xì)胞是一種特殊的免疫細(xì)胞，它能幫助免疫系統(tǒng)辨別癌細(xì)胞，還能將癌細(xì)胞分解為帶有抗原的小碎片，讓免疫系統(tǒng)中的T細(xì)胞更容易找到并且清除這些癌細(xì)胞片段。總的來(lái)說(shuō)，樹(shù)突狀細(xì)胞的工作就是為了方便免疫系統(tǒng)識(shí)別和殺死癌細(xì)胞，但其數(shù)量非常稀少。

研究者先從患者的血液中獲取免疫細(xì)胞，然后在實(shí)驗(yàn)室中讓這些免疫細(xì)胞暴露于癌細(xì)胞或者癌癥抗原中，接著再用一些化學(xué)物質(zhì)讓免疫細(xì)胞轉(zhuǎn)變成樹(shù)突狀細(xì)胞，并讓樹(shù)突狀細(xì)胞大量增殖。最后，樹(shù)突狀細(xì)胞被注射回患者體內(nèi)，并刺激免疫系統(tǒng)對(duì)身體內(nèi)的癌細(xì)胞做出反應(yīng)，誘導(dǎo)T細(xì)胞將癌細(xì)胞殺死。這種把免疫細(xì)胞植回患者體內(nèi)的做法叫過(guò)繼性免疫療法。

因?yàn)闃?shù)突狀細(xì)胞疫苗是一種自體同源的疫苗（即利用患者自身的免疫細(xì)胞制作疫苗），所以每一個(gè)患者的疫苗都是“私人定制”，無(wú)法批量生產(chǎn)，是疫苗中的奢侈品。美國(guó)Dendreon公司研發(fā)的Provenge疫苗便屬于治療晚期前列腺癌的樹(shù)突狀細(xì)胞疫苗，也是FDA首個(gè)批準(zhǔn)用于治療腫瘤的疫苗。這種疫苗治療一個(gè)病人的開(kāi)支高達(dá)9.3萬(wàn)美元，療法為一個(gè)月內(nèi)注射三次，平均能夠?yàn)榛颊哐娱L(zhǎng)4個(gè)月的壽命。

訓(xùn)練癌癥殺手——T細(xì)胞疫苗

樹(shù)突狀細(xì)胞畢竟不能直接殺死癌細(xì)胞，因此有研發(fā)者直接培育能殺死癌細(xì)胞的T細(xì)胞。研究者從患者切除下來(lái)的腫瘤中獲取T細(xì)胞，培育后再注射回患者體內(nèi)，也屬于“私人定制”類(lèi)的疫苗。如果再結(jié)合放療與去除免疫抑制細(xì)胞，T細(xì)胞疫苗甚至能治愈晚期黑色素瘤，而在此之前，醫(yī)生們面對(duì)這種癌癥幾乎都無(wú)力回天。美國(guó)國(guó)家癌癥研究所（NCI）的Steven Rosenberg醫(yī)生，在美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）附屬臨床研究中心進(jìn)行了T細(xì)胞疫苗的臨床試驗(yàn)。結(jié)果顯示，在接受治療的93位晚期黑色素瘤患者中，有20人的腫瘤完全消失，而且其中19人在5年后都沒(méi)有復(fù)發(fā)?？偣?2位患者的腫瘤有了明顯萎縮。

但科學(xué)家們并不滿足于現(xiàn)在的結(jié)果，他們已經(jīng)開(kāi)始著手給患者的T細(xì)胞做基因改造，將能夠識(shí)別癌癥的基因插入T細(xì)胞中，使T細(xì)胞更有效地攻擊癌細(xì)胞。隨著技術(shù)的進(jìn)步，我們將可能通過(guò)基因改造，制造出各種全新的細(xì)胞類(lèi)型，而將免疫療法與遺傳工程相結(jié)合是現(xiàn)今最前沿的研究。少數(shù)與大學(xué)掛鉤的醫(yī)療中心已對(duì)一些絕癥患者進(jìn)行了相關(guān)的臨床試驗(yàn)，而部分患者的情況顯示，這可能成為癌癥的真正終結(jié)者。

盤(pán)點(diǎn)2012癌癥研究十大突破

1殺死癌癥干細(xì)胞的藥物

據(jù)《細(xì)胞》雜志報(bào)道，一個(gè)癌癥干細(xì)胞研究團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)者M(jìn)ick Bhatia博士發(fā)現(xiàn)，甲硫噠嗪（一種抗癌藥物）可以在不損傷正常干細(xì)胞的前提下，殺死誘發(fā)白血病的癌癥干細(xì)胞。這是一項(xiàng)重大的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)榘┌Y干細(xì)胞可以持續(xù)分化，進(jìn)而發(fā)展為癌癥，并且它也是導(dǎo)致癌癥復(fù)發(fā)的一個(gè)常見(jiàn)原因。

2破解致死乳腺癌的基因

三陰性乳腺癌是一種特殊類(lèi)型的乳腺癌，死亡率高，患者的雌激素受體、孕激素受體和人表皮生長(zhǎng)因子受體均成陰性，并且尚無(wú)針對(duì)性的標(biāo)準(zhǔn)治療方案。但Vanderbilt-Ingram癌癥中心的研究人員破解了關(guān)于三陰性乳腺癌的基因，發(fā)現(xiàn)其患者的許多基因都發(fā)生了變化，例如MYC、MCL1和JAK2發(fā)生了基因擴(kuò)增，而PI3K基因卻發(fā)生了突變。了解有關(guān)于三陰性乳腺癌的基因異常，有利于疾病的診斷，以及研發(fā)出更有針對(duì)性和個(gè)性化的療法。

3提高罕見(jiàn)胰腺癌患者存活率

胰腺癌的死亡率極高，但加拿大國(guó)家癌癥研究所一個(gè)臨床研究小組發(fā)現(xiàn)，一種較為罕見(jiàn)的胰腺癌——壺腹周?chē)?，如果治療得?dāng)，患者的壽命將會(huì)延長(zhǎng)。壺腹周?chē)┗颊咴诮邮芰耸中g(shù)切除腫瘤后，繼續(xù)進(jìn)行氟尿嘧啶或者吉西他濱的化療，那么存活率將會(huì)明顯提高。

4維生素D或可抑制癌癥生長(zhǎng)

加拿大安大略癌癥研究所的John White博士及其研究小組，對(duì)一種名叫cMYC（寡核苷酸）的蛋白質(zhì)進(jìn)行了研究，至少50%的癌癥患者體內(nèi)這種蛋白質(zhì)的含量會(huì)升高。研究發(fā)現(xiàn)，維生素D可以阻斷cMYC的生成。該項(xiàng)發(fā)現(xiàn)對(duì)未來(lái)研究和了解維生素D在阻斷癌癥生長(zhǎng)過(guò)程中的作用有重大意義。

5兒童惡性腦癌新療法

隨母細(xì)胞瘤是一種兒童后顱惡性膠質(zhì)瘤。在此之前，我們認(rèn)為所有的隨母細(xì)胞瘤都一樣，采用的也是同一種標(biāo)準(zhǔn)治療方法，但許多患兒因此接受了過(guò)度治療。加拿大多倫多病童醫(yī)院的Taylor醫(yī)生帶領(lǐng)一個(gè)國(guó)際研究小組發(fā)現(xiàn)，隨母細(xì)胞瘤有四個(gè)分型，情況也有輕有重。如果能夠在治療患兒以前先確認(rèn)到底是哪一種分型，那么治療將更有針對(duì)性，也避免了對(duì)于病情較輕的患兒過(guò)度使用放療。放療可能帶來(lái)長(zhǎng)期的副作用，包括損害患兒的大腦結(jié)構(gòu)。

6天然海綿可以預(yù)防癌癥導(dǎo)致的肌肉萎縮

肌肉萎縮，也叫作惡病質(zhì)，是由癌癥引起肌肉或體重減少的一種疾病。癌癥死亡者中，大約30%是死于肌肉萎縮。加拿大麥吉爾大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在蒙特利爾發(fā)現(xiàn)，在小鼠實(shí)驗(yàn)中，一種源自于海綿的天然產(chǎn)品可以有效預(yù)防肌肉萎縮。該研究首次為肌肉萎縮患者提供了一個(gè)潛在的治療方法。

7甲氟奎抗癌大有前景

急性骨髓性白血病是一種血液和骨髓癌癥，如果治療不及時(shí)，可能會(huì)引發(fā)更為嚴(yán)重的后果。加拿大麥吉爾大學(xué)的Aaron Schimmer博士以及他的同事對(duì)多種藥物進(jìn)行了檢測(cè)，希望確定其中是否有藥物可以攻擊急性骨髓性白血病細(xì)胞。最終研究發(fā)現(xiàn)，甲氟奎，一種常用于治療瘧疾的藥物，可以導(dǎo)致急性骨髓性白血病細(xì)胞破裂。

8只化療對(duì)霍奇金淋巴瘤更好

加拿大國(guó)家癌癥研究所的另一個(gè)臨床試驗(yàn)小組發(fā)現(xiàn)，局限期的霍奇金淋巴瘤患者如果只接受化療，比接受化療并接受放療的患者活的時(shí)間更長(zhǎng)。化療聯(lián)合放療一直都是對(duì)付癌癥的有利武器，此前，90%的霍奇金淋巴瘤患者都同時(shí)接受達(dá)卡巴嗪化療和次全淋巴結(jié)照射放療，但實(shí)際上，這種雙管齊下的療法可能讓患者更快走向死亡。

9罕見(jiàn)癌癥的智能療法

加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)的Torsten Nielsen博士及其團(tuán)隊(duì)，日前揭示了基因突變與蛋白質(zhì)相互作用引發(fā)癌癥的過(guò)程。這種基因變體可以引起一種罕見(jiàn)但是致命的癌癥（滑膜肉瘤）的增生。研究人員發(fā)現(xiàn)，通過(guò)藥物或者基因抑制劑能夠阻止這些致病蛋白質(zhì)的生成，從而殺死腫瘤細(xì)胞。

篇4

1 運(yùn)行可靠性在線控制功能

目前，電力系統(tǒng)向高度信息化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模日益擴(kuò)大，需要管理龐大的電力設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、規(guī)劃數(shù)據(jù)等。并且，隨著電網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致電力系統(tǒng)地域擴(kuò)大，規(guī)劃選址、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等諸多因素都與地理信息系統(tǒng)有關(guān)，電力GIS的特點(diǎn)在于以地理信息為背景，將圖形和數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合來(lái)描述和管理各種電力設(shè)備的參數(shù)屬性以及電網(wǎng)內(nèi)的運(yùn)行控制信息。

與國(guó)外主要面對(duì)用戶、更強(qiáng)調(diào)終端不同的是，國(guó)內(nèi)將GIS在電力中的應(yīng)用提高到一個(gè)新的高度，從電網(wǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)強(qiáng)調(diào)大聯(lián)網(wǎng)。目前，國(guó)內(nèi)企業(yè)主要在電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、應(yīng)急救災(zāi)、搶險(xiǎn)救災(zāi)等應(yīng)用GIS。電力系統(tǒng)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈所在，電力系統(tǒng)的安全也關(guān)系到國(guó)家的安全！徐大力表示：超圖軟件作為亞洲領(lǐng)先的地理信息系統(tǒng)軟件與服務(wù)提供商，安全作為第一位要素在我們的產(chǎn)品研發(fā)和設(shè)計(jì)中進(jìn)行體現(xiàn)，在此基礎(chǔ)之上，梳理適合于中國(guó)國(guó)情的電力GIS應(yīng)用。

2 在線控制技術(shù)分析

2.1 在線控制技術(shù)

在線控制技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)重要的組成部分，它最早這個(gè)概念來(lái)源于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，將人體的信息和人的工作、學(xué)習(xí)等等的信息記錄下來(lái)，隨時(shí)察看。后來(lái)到了一個(gè)在線控制人體整個(gè)的環(huán)境，比如說(shuō)通過(guò)這個(gè)技術(shù)可以判斷用戶步行、騎車(chē)、開(kāi)車(chē)甚至是坐飛機(jī)，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)都記錄下來(lái)，通過(guò)光和溫度的感應(yīng)知道你是在室內(nèi)室外一天工作了多長(zhǎng)時(shí)間，一天的身體的狀態(tài)如何，通過(guò)云的技術(shù)，存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、分析告知本人。在線控制技術(shù)應(yīng)用最大的特點(diǎn)是傳感器，傳感器用的是微傳感器，質(zhì)量很輕，我們寫(xiě)的毫米、微米、納米，納米技術(shù)的傳感器發(fā)展很快，使在線控制技術(shù)應(yīng)用逐漸展開(kāi)了，在一個(gè)機(jī)片上可以多個(gè)傳感器，功耗很小，成本低。美國(guó)DCC分析2016年市場(chǎng)份額將達(dá)到102億美元，需要到2016年納悶傳感器的市場(chǎng)份額從0.1%漲到0.3%，這個(gè)漲幅已經(jīng)非常大了，體量雖然小但是增速是最快的。去年4月份日本千葉大學(xué)的教授成功研制出世界上最小的磁力傳感器，可以讀電腦空間的信息，這個(gè)方法使原來(lái)的感應(yīng)器尺寸縮小到原來(lái)的1%。在線控制技術(shù)主要的應(yīng)用是采集數(shù)據(jù)以及新的工具，可以幫助電網(wǎng)、設(shè)備等相互互聯(lián)，自我診斷，自我修復(fù)等等。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，智能電網(wǎng)的開(kāi)展，通過(guò)在線控制技術(shù)將電力設(shè)備的狀態(tài)的信息，包括電網(wǎng)和設(shè)備都記錄下來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)分析。

2.2 感知層綜合測(cè)試的平臺(tái)

感知層綜合測(cè)試的平臺(tái)，包括電磁環(huán)境、射頻性能，安全性、抗干擾性等等。如圖，溫度傳感器、溫濕度傳感器，線路傳感器。我們還可以擴(kuò)大到電力工程實(shí)施的過(guò)程中的管理。物聯(lián)網(wǎng)和傳感器在整個(gè)的智能電網(wǎng)中是作為智能電網(wǎng)的信息感知末梢，也是智能電網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)，包括了智能電網(wǎng)發(fā)電、輸電、配電等等六個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)一體化的融合。先進(jìn)通信技術(shù)是在線控制技術(shù)重要的技術(shù)的支撐，如圖可以看到底下是感知層，剩下的是感知和應(yīng)用。這個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用是不同的主干網(wǎng)絡(luò)，包括一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)的安全網(wǎng)絡(luò)，中間是短通信，包括無(wú)線通信，包括電子線載波和統(tǒng)一的網(wǎng)管。再往說(shuō)是應(yīng)用，和在線控制中間是網(wǎng)絡(luò)。利用這個(gè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)、設(shè)備、人員進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)獲取、跟蹤和存儲(chǔ)，貫穿了電子系統(tǒng)生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)、管理的全過(guò)程。應(yīng)用微傳感器是電器設(shè)備的狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。包括輸電、變電和智能巡檢，現(xiàn)在做電器設(shè)備的跟蹤，比如說(shuō)三項(xiàng)變壓器的跟蹤，包括巡檢方面的跟蹤。電子系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，包括我們的開(kāi)關(guān)、斷路器、電流等等，另外電動(dòng)汽車(chē)的感知的技術(shù)，在線控制的技術(shù)，跟蹤車(chē)的運(yùn)行的情況，我們響應(yīng)國(guó)家的電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)用，做電池的感知，包括充換電池的感知，包括溫度的感知。

3 應(yīng)用案例及建議

3.1 案例分析

在國(guó)家電網(wǎng)公司信息系統(tǒng)災(zāi)備中心，對(duì)機(jī)房里的設(shè)備，數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用對(duì)溫度進(jìn)行的監(jiān)控。這是對(duì)設(shè)備的溫度的監(jiān)控，機(jī)房里所有的服務(wù)器的溫度的監(jiān)控，還有機(jī)架的光纖的傳感器，可以對(duì)機(jī)房里的溫度進(jìn)行的控制，很節(jié)省電費(fèi)。在線控制和智能變電站，對(duì)變電站的容易發(fā)熱的部分都安裝了溫度傳感器，以前是采用紅外來(lái)監(jiān)控，現(xiàn)在是安裝了實(shí)時(shí)的，這樣本身自我感覺(jué)自己的設(shè)備的運(yùn)行的情況來(lái)進(jìn)行報(bào)警。包括泄漏電流的監(jiān)測(cè)等等。在甘肅的白銀地區(qū)，有一些高耗能的技術(shù)對(duì)它進(jìn)行的跟蹤。園區(qū)的感知層，包括系統(tǒng)的主要的功能，時(shí)間的關(guān)系不詳細(xì)介紹了。 兩個(gè)應(yīng)用案例，一個(gè)是通過(guò)式峰谷差降低電費(fèi)。安裝前和安裝后通過(guò)跟蹤系統(tǒng)以后原來(lái)的電費(fèi)的情況，和現(xiàn)在的電費(fèi)的情況，現(xiàn)在是可以節(jié)省8.6%的電費(fèi)。另外一個(gè)案例是化工的公司，這個(gè)系統(tǒng)安裝了12個(gè)劑量點(diǎn)，主要是為了有序用電，節(jié)省是5.1%。

3.2 具體建議

第一，將傳感器在線控制技術(shù)納入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的整體的規(guī)劃；第二，關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)槭俏鞲衅?，統(tǒng)一組織制定符合在線控制技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃及相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，各相關(guān)企業(yè)在應(yīng)用和建設(shè)系統(tǒng)的過(guò)程中，系統(tǒng)地應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)；第三，對(duì)在線控制技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)的支持的力度，現(xiàn)在微型的芯片和傳感器，我們國(guó)家還非常少，這是非常好的契機(jī)，應(yīng)該進(jìn)行研究，在微感應(yīng)器，包括移動(dòng)芯片上多個(gè)傳感器上進(jìn)行研究，融合信息處理與安全技術(shù)等方面進(jìn)行突破，尤其是隨著寬帶中國(guó)來(lái)發(fā)展是非常好的契機(jī)。

4 結(jié)論

高壓帶電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，切合目前所提倡的“狀態(tài)檢修”技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)，是一次具有實(shí)用意義的成功嘗試，為今后開(kāi)展高壓帶電設(shè)備的“狀態(tài)檢修”提供科學(xué)的依據(jù)，并對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行增加一項(xiàng)重要的砝碼。

參考文獻(xiàn)

篇5

[關(guān)鍵詞]科研 教學(xué)工作 基礎(chǔ)課

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2013）20-0077-02

二十一世紀(jì)科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，對(duì)物質(zhì)世界奧秘的探索至廣至深，各不同學(xué)科深入交叉滲透，取得了驚人的成果。化學(xué)作為自然科學(xué)的一門(mén)，涉及的領(lǐng)域非常廣泛，同時(shí)也與我們每個(gè)人的工作和生活聯(lián)系密切?；瘜W(xué)的研究范圍也逐漸擴(kuò)大到了眾多的交叉及邊緣學(xué)科，例如材料化學(xué)、生物化學(xué)、能源化學(xué)、環(huán)境化學(xué)等?；瘜W(xué)已深入社會(huì)、科學(xué)和技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域，并成為高科技發(fā)展的強(qiáng)大支柱，其研究測(cè)試手段快速更新，這些理論與應(yīng)用的迅猛發(fā)展，要求化學(xué)教育工作者必須跟蹤科技前沿，提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)，不斷更新知識(shí)，在教學(xué)改革中，體現(xiàn)出科技的發(fā)展對(duì)化學(xué)教育改革的促進(jìn)，使之對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)，知識(shí)面寬，具有開(kāi)拓創(chuàng)新能力的人才更為有效。普通化學(xué)課程是高等工科教育中必不可少的基礎(chǔ)課程，也可能成為所有非化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科生所接受的最后的和最高的化學(xué)教育，它將在很大程度上影響到當(dāng)代和今后中國(guó)的工程技術(shù)骨干所具有的基本化學(xué)素養(yǎng)。[1]

一、科研工作對(duì)教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充與提高

化學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性極強(qiáng)的學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其理論、概念、內(nèi)容、方法等也在不斷地更新。例如：現(xiàn)有的航天技術(shù)已經(jīng)把100多顆空間探測(cè)器送到月球或其它行星，在失重的條件下進(jìn)行了晶體生長(zhǎng)試驗(yàn)，如InSb單晶的快速生長(zhǎng)，并未經(jīng)過(guò)擴(kuò)散而進(jìn)行，與傳統(tǒng)的單晶生長(zhǎng)過(guò)程，成核擴(kuò)散機(jī)理有所不同。再如，金剛石、石墨的同素異形體C60具有獨(dú)特的籠形結(jié)構(gòu)，但它不遵循化學(xué)變化規(guī)律。對(duì)于這些新的化學(xué)發(fā)現(xiàn)，需要?dú)w納總結(jié)，得出新的概念和理論以解決新的問(wèn)題。因此普通化學(xué)課程不僅要比較系統(tǒng)全面地向?qū)W生講授化學(xué)的基本原理和基本知識(shí)，使學(xué)生能夠運(yùn)用化學(xué)的理論、觀點(diǎn)和方法審視公眾關(guān)注的環(huán)境污染，能源危機(jī)以及新型工程材料等社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題。[2]同時(shí)還應(yīng)向?qū)W生介紹由化學(xué)所提供的新技術(shù)、新方法、新工藝、新材料在不同專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域中的重要作用，以加深學(xué)生對(duì)化學(xué)的總體了解，提高學(xué)生把化學(xué)規(guī)律、知識(shí)、技術(shù)、方法應(yīng)用到本專(zhuān)業(yè)工作中的能力和素養(yǎng)?？蒲锌梢源龠M(jìn)教學(xué)，從事科學(xué)研究能使教師站在學(xué)術(shù)最前沿，及時(shí)地?cái)U(kuò)充教學(xué)內(nèi)容，把最新的科學(xué)知識(shí)和信息傳遞給學(xué)生，從而使課程體系和教材體系結(jié)構(gòu)得以優(yōu)化，使之更為科學(xué)、合理。[3]教師可以將自己的科研成果與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，形成自己的特色。[4]作為化學(xué)教師，要經(jīng)常查閱資料，跟蹤科技的發(fā)展，了解科技新動(dòng)態(tài)，使自己視野更開(kāi)闊、思維更活躍。同時(shí)本身要從事科研工作，從自己的實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，找出新問(wèn)題，提出解決問(wèn)題的方法。通過(guò)科研工作掌握化學(xué)科學(xué)在新時(shí)代的新特點(diǎn)。本人多年來(lái)一直從事科研工作，在國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“磁性納米超強(qiáng)酸（堿）的研究”中，一方面對(duì)酸堿的概念有更全面深入的理解；另一方面在實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，如用溶膠-凝膠法制備磁性納米超強(qiáng)酸時(shí)，洗滌、過(guò)濾、分離、焙燒等所出現(xiàn)的問(wèn)題的處理及解決方法。在教學(xué)的過(guò)程中，對(duì)于酸堿的定義介紹較之以前更寬泛。納米材料是20世紀(jì)80年代提出的，因?yàn)榧{米材料其異乎尋常的特性引起了材料界的廣泛關(guān)注。本人一直從事納米稀土氧化物、鐵氧體、粉體的合成，磁性納米超強(qiáng)酸（堿）、納米脫氧、脫硫催化劑的制備，從科研工作中掌握了最新的科研發(fā)展動(dòng)態(tài)、納米材料的發(fā)展趨勢(shì)及存在的問(wèn)題，充分認(rèn)識(shí)納米材料所帶來(lái)的不僅是經(jīng)濟(jì)和科技上的革命，它也將完全代替微米時(shí)代的文明，把一種全新的納米文明呈現(xiàn)在人類(lèi)的面前，產(chǎn)生于微米時(shí)代的信息技術(shù)使世界的距離縮小了，而納米時(shí)代的納米技術(shù)則不僅體現(xiàn)了人類(lèi)對(duì)自然界的利用，更體現(xiàn)了人與自然的和諧相處。帶著科研工作的體會(huì)和理解，講解“材料化學(xué)”課程，尤其是納米材料一章時(shí)，不是簡(jiǎn)單的照本宣科，枯燥無(wú)味地講解，而是有的放矢地提出問(wèn)題、探討問(wèn)題，與學(xué)生互動(dòng)、討論，大大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，好多同學(xué)下課還意猶未盡與教師進(jìn)一步探討，幾個(gè)同學(xué)決定在畢業(yè)設(shè)計(jì)中就做納米材料方面的研究。材料化學(xué)課程受到了學(xué)生的好評(píng)，獲得了很好的教學(xué)效果。

二、科研工作對(duì)教學(xué)方法的改進(jìn)和提高

教學(xué)有了科研做依托，就能提高自身的檔次。首先，科研能夠?yàn)榻虒W(xué)內(nèi)容提供豐富的知識(shí)源泉。教師具有雄厚的知識(shí)基礎(chǔ)，才能教好學(xué)生，而科研的積累則能提供這種必需的知識(shí)基礎(chǔ)；其次，科研還能讓教師及時(shí)了解到知識(shí)發(fā)展和創(chuàng)新的動(dòng)態(tài)，[5]使教師更深刻地理解教學(xué)內(nèi)容，懂得科研的過(guò)程和思維的方法，能深入淺出地教學(xué)。把與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的自己研究的課題帶進(jìn)課堂，講述自己科研過(guò)程中的思路和體會(huì)，或者向?qū)W生介紹科技的前沿信息，從而激發(fā)學(xué)生的科研興趣和科研意識(shí)；而有針對(duì)性地提出問(wèn)題要求學(xué)生通過(guò)查閱資料、獨(dú)立思考、調(diào)研、討論等方式解決問(wèn)題，可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新能力。教學(xué)內(nèi)容的前沿性和教學(xué)方法的互動(dòng)性，能夠培養(yǎng)學(xué)生更高的興趣和參與率。

單調(diào)的灌輸式教學(xué)方式很難做到因材施教，因而容易忽視學(xué)生的特點(diǎn)和個(gè)性，更難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲望，因此在很大程度上制約和阻礙了學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。教師在教學(xué)過(guò)程中要有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考、參與、實(shí)踐的意識(shí)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)模式由被動(dòng)性向探索性、研究性、自主性轉(zhuǎn)變，在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。為了讓學(xué)生從被動(dòng)的課堂灌輸?shù)街鲃?dòng)探索學(xué)習(xí)，在教學(xué)方法上，教師要經(jīng)常采用討論的方法促進(jìn)同學(xué)之間、師生之間的交流，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和研究熱情，培養(yǎng)他們主動(dòng)參與教學(xué)過(guò)程的意識(shí)，形成互動(dòng)式的教學(xué)模式，這樣不僅可以提高學(xué)生獨(dú)立思考的能力和善于探索的意識(shí)，更能激發(fā)出學(xué)生的創(chuàng)新性思維。[6]正如哈佛大學(xué)Sandel教授所說(shuō)：“學(xué)習(xí)的本質(zhì)，不在于記住哪些知識(shí)，而在于它觸發(fā)了你的思考。[7]”教師除了要傳授給學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能之外，還要讓學(xué)生具有寬廣的視野，掌握更為廣博的知識(shí)基礎(chǔ)。廣博而精深的知識(shí)結(jié)構(gòu)是創(chuàng)新型人才必備的基本素質(zhì)，同時(shí)也是從事創(chuàng)新型研究的基礎(chǔ)條件。

三、科研與教學(xué)結(jié)合對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

科研、教學(xué)融為一體能夠最快地把教師的科研成果帶入教育，帶入整個(gè)人才培養(yǎng)的活動(dòng)中。提高本科教學(xué)質(zhì)量，必須以科研為支撐，構(gòu)建科研促進(jìn)教學(xué)的一體化機(jī)制，尤其是當(dāng)今工科大學(xué)生，很欠缺實(shí)際操作能力，只有豐富的抽象理論知識(shí)，很難將這些知識(shí)運(yùn)用到將來(lái)的工作實(shí)踐中。為了使學(xué)生創(chuàng)新能力不足的現(xiàn)狀得以改變，教學(xué)過(guò)程模式的創(chuàng)新就顯得尤為重要，科學(xué)研究和教學(xué)的結(jié)合，能夠?qū)⒖茖W(xué)研究的成果充實(shí)到教學(xué)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)基于發(fā)現(xiàn)的學(xué)習(xí)模式，讓學(xué)生在問(wèn)題中探索、在研究中學(xué)習(xí)、在學(xué)習(xí)中解惑、在解惑中提高，讓學(xué)生真正體會(huì)到知識(shí)來(lái)源于自然、來(lái)源于社會(huì)和人類(lèi)的活動(dòng)，使學(xué)生融入真正的求知過(guò)程中，掌握獲取更多知識(shí)的途徑，善于探索、調(diào)查、發(fā)現(xiàn)，以不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新素質(zhì)。培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)時(shí)期的創(chuàng)新能力是大學(xué)教育的基本任務(wù)。尊重人才成長(zhǎng)規(guī)律、尊重教學(xué)規(guī)律、尊重科研規(guī)律是科研和教學(xué)相互融合的重要準(zhǔn)則；合適的案例和課程、精心的設(shè)計(jì)和合理的開(kāi)發(fā)是實(shí)現(xiàn)科研與教學(xué)融合、提高學(xué)生創(chuàng)新能力的重要手段。在科研實(shí)踐中教學(xué)可以提高大學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、學(xué)以致用的能力，促使學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題，從而為國(guó)家、為社會(huì)培養(yǎng)出一批批有用的高素質(zhì)人才。課程教學(xué)與科研項(xiàng)目的有機(jī)結(jié)合，大大促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提高，同時(shí)也是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要途徑，而科學(xué)的態(tài)度和有效的方法則是科研與教學(xué)融合成功的保證。

科研工作拓寬了教師的視野和知識(shí)面，豐富了課堂的教學(xué)內(nèi)容，不僅是知識(shí)的傳授，更重要的是給學(xué)生一種正確的思維方式，提高了學(xué)生科研與創(chuàng)新的意識(shí)。因此說(shuō)教師在特定的研究領(lǐng)域保持旺盛的創(chuàng)造力和處于學(xué)科的領(lǐng)先水平，可以很好地推動(dòng)教育的發(fā)展。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 宋海農(nóng)，王雙飛，黃顯南.高校本科教育中教學(xué)與科研的關(guān)系[J].高校論壇，2004， （1）.

[2] 生云龍.高校實(shí)現(xiàn)“教學(xué)與科研統(tǒng)一”理念的制度選擇[J].清華大學(xué)教育研究，2005， 26（4）.

[3] 徐穎.國(guó)外研究性大學(xué)教學(xué)與科研互動(dòng)經(jīng)驗(yàn)及借鑒[J].技術(shù)經(jīng)濟(jì)與管理研究，2011， （6）.

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[5] 吳洪富.紐曼論大學(xué)教學(xué)與科研關(guān)系[J].現(xiàn)代大學(xué)教育，2010， （6）.

篇6

關(guān)鍵詞：情感態(tài)度價(jià)值觀 切入模式

一、在教學(xué)導(dǎo)入時(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以科學(xué)家為榜樣，落實(shí)學(xué)生的情感態(tài)度價(jià)值觀。

教學(xué)中從物理學(xué)的研究對(duì)象入手，圖文并茂地說(shuō)明物理的發(fā)展促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)和社會(huì)的進(jìn)步，并向?qū)W生展望了物理學(xué)的未來(lái)。從人造地球衛(wèi)星的發(fā)射到神舟飛船的發(fā)展歷史，微電子技術(shù)的發(fā)展、微電子技術(shù)在計(jì)算機(jī)的應(yīng)用觸發(fā)了第三次產(chǎn)業(yè)革命，電子計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展使世界進(jìn)入了信息時(shí)代和知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代；介紹了納米技術(shù)的應(yīng)用和制成的各種納米材料特有的性質(zhì)。從情感方面進(jìn)行投入，發(fā)揮榜樣的力量，引導(dǎo)學(xué)生向榜樣學(xué)習(xí)，是一種良好的教育手段，榜樣是把一切美好的東西具體生動(dòng)的體現(xiàn)出來(lái)了，學(xué)生能夠看得見(jiàn)，易于體會(huì)和接受。老師可以通過(guò)描述成功的科學(xué)家遇到困難時(shí)，如何思考，如何探索從而達(dá)到目的，描繪物理學(xué)家探索科學(xué)的歡樂(lè)與痛苦，成功與失敗，從而使學(xué)生精神受到感染、情操得到陶冶、意志得到磨煉、鑒賞力得到提高，能正確理解人和自然的關(guān)系，正確理解人于社會(huì)的關(guān)系，并產(chǎn)生熱烈的感情，形成了對(duì)美善、丑惡的辨別，使他們的心智得到和諧發(fā)展。教學(xué)的導(dǎo)入時(shí)用法拉第幾十年的努力發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生戰(zhàn)勝困難的勇氣和毅力；用瓦特從一個(gè)鍋爐工變成蒸汽機(jī)的發(fā)明家，喚起后進(jìn)生的崛起，讓學(xué)生保持對(duì)自然界的好奇，初步領(lǐng)略自然現(xiàn)象中的美妙與和諧，切入對(duì)大自然有親近、熱愛(ài)、和諧相處的情感。課堂引入常用科學(xué)家的故事，社會(huì)的熱點(diǎn)，人們的關(guān)注點(diǎn)導(dǎo)入新課，有利于學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中，有克服困的決心和信心，體驗(yàn)戰(zhàn)勝困難、解決物理問(wèn)題的時(shí)的喜悅，樹(shù)立將科學(xué)服務(wù)于人類(lèi)的意識(shí)，樹(shù)立有理想、有抱負(fù)、熱愛(ài)祖國(guó)振興中華的使命感和責(zé)任感。

二、在課堂教學(xué)中注重體驗(yàn)策略，落實(shí)情感態(tài)度與價(jià)值觀

情感、態(tài)度、價(jià)值觀屬于隱性知識(shí)，往往隱含于社會(huì)、生活實(shí)際、教材中，無(wú)法形成像書(shū)本一樣的格式化知識(shí)，不易傳授、說(shuō)教，只能通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)或具體案例分析在感受中體會(huì)。培養(yǎng)學(xué)生的情感態(tài)度與價(jià)值觀，不能像傳授知識(shí)一樣直接“教”給學(xué)生，而是要?jiǎng)?chuàng)設(shè)機(jī)會(huì)，通過(guò)參與活動(dòng)，日積月累，讓學(xué)生感受、體驗(yàn)與內(nèi)化，在日常物理教學(xué)過(guò)程中，把這一目標(biāo)滲透到每一項(xiàng)活動(dòng)中是最基本的方法。在教學(xué)中設(shè)置情境是通過(guò)為學(xué)生提供一個(gè)相對(duì)完整，真實(shí)的情境，還原知識(shí)產(chǎn)生的背景，恢復(fù)起原來(lái)的生動(dòng)性和豐富性，使個(gè)體更真實(shí)地融入到情境中去，“身臨其境”親“身”體驗(yàn)其過(guò)程，并以此為基礎(chǔ)，使個(gè)體產(chǎn)生學(xué)習(xí)的需要和興趣，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，從而達(dá)到主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)，產(chǎn)生感悟，生成意義的目的。

三、在課堂教學(xué)的評(píng)價(jià)中，落實(shí)情感態(tài)度與價(jià)值觀

在課堂教學(xué)中，師生之間的情感是教學(xué)活動(dòng)中最為敏感的一對(duì)關(guān)系，它是需要用真情去維系的一種人際關(guān)系，也是滲透情感態(tài)度價(jià)值觀的一個(gè)重要方面?！澳愕睦溲劾镉袗?ài)迪生，你的譏諷中有瓦特，你的棍棒下有法拉第。”這是對(duì)情感評(píng)價(jià)的最好詮釋。教師用真摯、強(qiáng)烈的情感去點(diǎn)燃學(xué)生激情的火焰，曉之以理、動(dòng)之以情評(píng)價(jià)學(xué)生，用情感的力量培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)心，主動(dòng)走進(jìn)學(xué)生的內(nèi)心世界，抓住學(xué)生的閃光點(diǎn)，及時(shí)鼓勵(lì)和表?yè)P(yáng)，客觀公正的評(píng)價(jià)和對(duì)待每一位學(xué)生，以強(qiáng)烈的愛(ài)心和無(wú)私奉獻(xiàn)的精神對(duì)每個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)。課堂上善于用激勵(lì)上進(jìn)的話語(yǔ)對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感投入，能使學(xué)生樹(shù)立學(xué)習(xí)的勇氣，端正學(xué)習(xí)態(tài)度，把握人生的正確方向。因?yàn)椤扒楦?、態(tài)度、價(jià)值觀”的評(píng)價(jià)指向的是學(xué)生科學(xué)精神的培養(yǎng)，“科學(xué)精神”的教育是我們核心任務(wù)。

四、在課堂教學(xué)中聯(lián)系生活實(shí)際，落實(shí)情感態(tài)度與價(jià)值觀

物理課上如果教師一味的講理論知識(shí)，會(huì)使學(xué)生感到茫然，就會(huì)失去學(xué)習(xí)物理的興趣，也不知道怎樣學(xué)習(xí)物理，學(xué)習(xí)物理有什么用，甚至覺(jué)得學(xué)習(xí)物理就象讀天書(shū)。在課堂上，教師要理論聯(lián)系實(shí)際，要引導(dǎo)學(xué)生在生活中用物理知識(shí)解決問(wèn)題，并引導(dǎo)學(xué)生用物理知識(shí)解釋生活現(xiàn)象。在講解《串并聯(lián)電路》時(shí)，可以讓學(xué)生思考樓梯間的電路圖，看怎樣設(shè)計(jì)才能實(shí)現(xiàn)在樓上打開(kāi)電燈既能在樓上關(guān)燈也能在樓下關(guān)燈，并且鼓勵(lì)學(xué)生自己到實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)組裝，這樣把物理知識(shí)跟身邊的物理現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力。從而聯(lián)想到解決問(wèn)題方法中也有串聯(lián)并聯(lián)，加深學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解。

篇7

在機(jī)械設(shè)備及各種零部件實(shí)際加工生產(chǎn)過(guò)程中，工業(yè)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)水平直接影響著產(chǎn)品質(zhì)量與性能的好壞。若設(shè)計(jì)水平低，則產(chǎn)品質(zhì)量就差，在實(shí)際應(yīng)用中就可能給工業(yè)生產(chǎn)引發(fā)事故，進(jìn)而給作業(yè)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。相反，若設(shè)計(jì)水平高，則產(chǎn)品性能就好，在實(shí)際應(yīng)用中事故發(fā)生概率就小。因而對(duì)這兩種技術(shù)在實(shí)踐中的運(yùn)用進(jìn)行分析有利于技術(shù)水平提高。

工業(yè)設(shè)計(jì)概述

工業(yè)設(shè)計(jì)，是工學(xué)、美學(xué)等多種學(xué)科技術(shù)相互融合下的一種產(chǎn)物，其在實(shí)際中的運(yùn)用是一種創(chuàng)造性的活動(dòng)，是人們?yōu)檫_(dá)到某種特定目的而采取的一種措施。較之發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)設(shè)計(jì)，由于我國(guó)工業(yè)發(fā)展緩慢，工業(yè)設(shè)計(jì)起步較晚，因而工業(yè)設(shè)計(jì)水平與國(guó)際水平之間有著較大一段距離[1]。但自改革開(kāi)放以后，我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域人士逐漸意識(shí)到工業(yè)設(shè)計(jì)的重要性，開(kāi)始積極改進(jìn)企業(yè)工業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)來(lái)提升工業(yè)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)水平。同時(shí)，許多高校開(kāi)始開(kāi)設(shè)工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)課程，加大對(duì)此類(lèi)人才的培養(yǎng)力度，這極大地推進(jìn)了我國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)向著現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變。

工業(yè)設(shè)計(jì)具有實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)，學(xué)科綜合性高，時(shí)代特征突出等幾個(gè)基本特點(diǎn)。工業(yè)設(shè)計(jì)囊括了機(jī)械學(xué)、美學(xué)、物理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等多種學(xué)科知識(shí)，主要應(yīng)用于實(shí)踐生產(chǎn)中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)制造過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的解決，以提高生產(chǎn)能力，提高人們生活質(zhì)量，并隨著時(shí)代的發(fā)展和人們需求的轉(zhuǎn)變來(lái)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保產(chǎn)品符合當(dāng)前人們需求。

機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)概述

機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)包括產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)、加工制造、銷(xiāo)售、維修維護(hù)等多方面，它作為機(jī)械工程中的重要組成部分之一，對(duì)機(jī)械性能有著直接深遠(yuǎn)的影響[2]。伴隨互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)的不斷成熟與科技的不斷進(jìn)步，機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)取得了飛躍性發(fā)展，不僅融合了現(xiàn)代虛擬仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字化處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、納米技術(shù)、自動(dòng)化智能技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)，而且隨著時(shí)代的發(fā)展得到了不斷的改進(jìn)與完善。為響應(yīng)國(guó)家提倡的節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)理念，一些先進(jìn)節(jié)能技術(shù)與方法被應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)當(dāng)中，又進(jìn)一步提高了制造技術(shù)水平[3]。相比于以往，目前我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)已經(jīng)達(dá)到較高水平，但大多是建立在對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的借鑒與引進(jìn)上，因而我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)還需進(jìn)一步加強(qiáng)，努力研發(fā)出專(zhuān)屬于自己的機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)。

工業(yè)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的實(shí)踐運(yùn)用

在實(shí)際生產(chǎn)中，工業(yè)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)往往是相互影響、相互制約的，因而將兩者進(jìn)行有效融合與貫通，進(jìn)行綜合運(yùn)用，既能夠促進(jìn)兩者各自技術(shù)水平的不斷提高，又能夠達(dá)到一個(gè)相互彌補(bǔ)的應(yīng)用效果。

以某工廠為例，對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)在實(shí)踐中的運(yùn)用進(jìn)行分析。以往該工廠對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的運(yùn)用都是獨(dú)立分開(kāi)來(lái)進(jìn)行的，兩者之間缺乏有效的溝通與交流，使得生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)各種問(wèn)題，生產(chǎn)效率低下，產(chǎn)品質(zhì)量不合格率較高。后隨著工廠對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)認(rèn)識(shí)的逐漸提高，其開(kāi)始嘗試將兩種技術(shù)進(jìn)行綜合運(yùn)用。與此同時(shí)，要求相關(guān)負(fù)責(zé)人與技術(shù)操作人員進(jìn)行不斷學(xué)習(xí)，了解與掌握與工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)相關(guān)的最新理論知識(shí)，在綜合運(yùn)用過(guò)程中加強(qiáng)溝通與交流，并要求技術(shù)水平高的人員運(yùn)用自身所學(xué)知識(shí)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)各環(huán)節(jié)進(jìn)行規(guī)范性指導(dǎo)，包括工業(yè)設(shè)計(jì)正確思路，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、外觀設(shè)計(jì)等。通過(guò)員工的不斷學(xué)習(xí)與兩種技術(shù)的有效融合，該工廠產(chǎn)品在質(zhì)量與性能上均有了明顯的改善與提升，不僅產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計(jì)符合機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)要求，而且產(chǎn)品操作可行性增強(qiáng)，相比以往更能夠滿足人們對(duì)產(chǎn)品的不同需求。這一案例充分說(shuō)明了工業(yè)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)綜合運(yùn)用以及提高相關(guān)人員理論知識(shí)與操作技能的重要性。

總結(jié)

總之，隨著工業(yè)化發(fā)展步伐的不斷加快，人們對(duì)于工業(yè)產(chǎn)品與設(shè)計(jì)技術(shù)要求會(huì)變得越來(lái)越高，所以工業(yè)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)在實(shí)踐運(yùn)用的同時(shí)，也需要進(jìn)行不斷的改進(jìn)與創(chuàng)新，以適應(yīng)和滿足工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展需要，推動(dòng)我國(guó)工業(yè)化水平進(jìn)一步提高。

參考：

[1]王思碩.工業(yè)設(shè)計(jì)及機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的運(yùn)用探析[J].品牌，2015，04：185.

篇8

關(guān)鍵詞：VOCs； 沸石濃縮轉(zhuǎn)輪； 催化燃燒； 溶劑回收； 生物降解

中圖分類(lèi)號(hào)：X51文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16749944（2016）18010203

1引言

“十二五”時(shí)期，我國(guó)工業(yè)化和城市化仍在快速發(fā)展，資源能源消耗持續(xù)增長(zhǎng)，大氣環(huán)境面臨前所未有的壓力，環(huán)境形勢(shì)十分嚴(yán)峻。汽車(chē)涂裝行業(yè)有機(jī)廢氣排放具有工序多、成分復(fù)雜、大風(fēng)量濃度低、漆霧多等特點(diǎn)，給廢氣處理工程帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

2有機(jī)廢氣處理技術(shù)簡(jiǎn)介

VOCs處理技術(shù)大體可分為回收和消除技術(shù)兩大類(lèi)?；厥占夹g(shù)主要包括吸附法、吸收法、冷凝法和膜分離法等物理方法，消除技術(shù)主要包括燃燒法、生物法、低溫等離子體法和催化氧化法等生物、化學(xué)方法[2]。根據(jù)VOCs處理技術(shù)應(yīng)用狀況的分析可知，工業(yè)VOCs氣體特性對(duì)處理技術(shù)選擇有重要影響。其中，VOCs濃度可作為技術(shù)初步篩選的一個(gè)重要影響因素。根據(jù)研究調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對(duì)于高濃度（TVOC>10000 mg/m3）有回收價(jià)值氣體，可考慮采用冷凝技術(shù)進(jìn)行處理（VOCs 的沸點(diǎn)越高越適宜），對(duì)于TVOC濃度2000～10000 mg/m3的有回收價(jià)值氣體，可考慮采用吸附技術(shù)處理。對(duì)于高濃度氣體，當(dāng)流量不大且溫度不高時(shí)還可以考慮采用膜分離技術(shù)進(jìn)行回收處理。對(duì)于TVOC 濃度大于2000 mg/m3并沒(méi)有回收價(jià)值的氣體，可以采用催化燃燒、熱力燃燒等技術(shù)進(jìn)行處理[3]。VOCs成分復(fù)雜，濃度、流量等因素不同，每種VOCs處理技術(shù)都有其自身的優(yōu)勢(shì)和使用限制，如何選擇合適的技術(shù)是VOCs處理工作者必須面對(duì)的問(wèn)題[4]。

3汽車(chē)涂裝VOCs廢氣的主要成分、特點(diǎn)及技術(shù)方案比選傳統(tǒng)溶劑型的汽車(chē)涂裝過(guò)程中，產(chǎn)生的VOCs主要有甲苯、二甲苯、芳香烴、酯、醇、醚、酮等，主要來(lái)源是噴漆、流平和烘干等過(guò)程，其中約 15% 的VOCs在噴漆和流平過(guò)程中揮發(fā)，約 85% 的VOCs在烘干過(guò)程中揮發(fā)。

烘干室廢氣的VOCs濃度高、排氣量相對(duì)較小，且烘干室需要大量熱源，所以烘干室產(chǎn)生的有機(jī)廢氣一般采用直接燃燒法進(jìn)行處理，燃燒溫度為 800～850 ℃，以天然氣作為輔助燃料，二甲苯、甲苯等有機(jī)物凈化效率大于 90% 。經(jīng)檢測(cè)，燃燒處理后的烘干有機(jī)廢氣二甲苯濃度在1.5 mg/m3左右，苯的濃度在0.3 mg/m3左右，甲苯未檢出，非甲烷總烴的濃度在1.85～2.32 mg/m3之間。

與烘干室不同，噴漆室VOCs的濃度低、風(fēng)量大，且廢氣中夾雜著大量漆霧，處理噴漆室的有機(jī)廢氣較為復(fù)雜，通常要用幾種方式的組合才能達(dá)成目標(biāo)?，F(xiàn)介紹幾種汽車(chē)噴漆行業(yè)常用的處理方式。

3.1預(yù)處理+沸石濃縮轉(zhuǎn)輪吸附/脫附+催化燃燒

噴漆房排放出來(lái)有機(jī)廢空氣先后經(jīng)過(guò)預(yù)處理，濾去廢空氣中粉塵及漆霧小液滴。

沸石濃縮轉(zhuǎn)輪由若干塊單元拼合而成，單元塊的加工，先由基材卷制后燒制成陶瓷基體，再將基體放入沸石的合成混合物中，控制溶液的濃度和放置時(shí)間，基體表面上就會(huì)形成一定厚度的疏水性分子篩膜，分子篩膜是吸附有機(jī)廢氣的關(guān)鍵部分。

陶瓷基體上的沸石分子篩膜，具有均勻微小的孔道和較大的比表面積和吸附容量，同時(shí)具有良好的疏水性和再生能力。當(dāng)有機(jī)廢氣從陶瓷孔穿過(guò)時(shí)，在濃度梯度的作用下，有機(jī)氣體分子附著在沸石分子篩膜表面并逐漸向內(nèi)部擴(kuò)散，與膜內(nèi)孔壁充分接觸，在分子間的范德華力和靜電吸引力作用下，膜內(nèi)有機(jī)氣體分子達(dá)到一定數(shù)量，內(nèi)外濃度及蒸汽壓力開(kāi)始保持一定的平衡，即達(dá)到吸附飽和。當(dāng)有機(jī)氣體吸附飽和后，用熱空氣對(duì)陶瓷孔進(jìn)行吹掃，高溫破壞了有機(jī)氣體分子與沸石分子之間范德華力和靜電吸引力，有機(jī)氣體分子從沸石分子篩膜內(nèi)微孔道內(nèi)釋放出來(lái)，被熱空氣帶走，從而完成脫附。

旋轉(zhuǎn)的濃縮轉(zhuǎn)輪，使以上的吸附、飽和、脫附過(guò)程得以連續(xù)循環(huán)地進(jìn)行，在實(shí)際應(yīng)用上實(shí)現(xiàn)了連續(xù)從有機(jī)廢氣中分離出有機(jī)氣體，達(dá)到凈化空氣的目的。

其工作過(guò)程如圖1所示，轉(zhuǎn)輪以一定的速度勻速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，有機(jī)廢氣穿過(guò)吸附區(qū)，去除了有機(jī)氣體的潔凈空氣直接排放到大氣；轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)到脫附區(qū)時(shí)，熱空氣將吸附在轉(zhuǎn)輪內(nèi)的濃縮有機(jī)氣體帶走，送到焚燒爐進(jìn)行焚燒，之后經(jīng)換熱器換熱后排放到大氣；當(dāng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)到冷卻區(qū)時(shí)，被有機(jī)廢氣的小量分支冷卻，轉(zhuǎn)輪冷卻后繼續(xù)進(jìn)行吸附；冷卻完轉(zhuǎn)輪的廢氣送去換熱器進(jìn)行加熱，加熱后送到脫附區(qū)用來(lái)進(jìn)行脫附。如此過(guò)程，周而復(fù)始。

蓄熱式熱力焚燒系統(tǒng)主要由燃燒機(jī)組、爐膛、蓄熱室（兩室或三室）、流向轉(zhuǎn)換閥門(mén)和控制系統(tǒng)等組成。蓄熱室內(nèi)的蓄熱陶瓷有很強(qiáng)的蓄熱能力，先將流經(jīng)的高溫?zé)煔庵写蟛糠譄崃績(jī)?chǔ)存在里面，再把熱量傳遞給流經(jīng)的有機(jī)廢氣，廢氣可以被加熱到接近裂解的溫度，燃燒機(jī)組只需要很少的燃料就可以維持系統(tǒng)的運(yùn)行。在轉(zhuǎn)換閥門(mén)的控制下，煙氣和廢氣交替經(jīng)過(guò)每個(gè)蓄熱室，實(shí)現(xiàn)蓄熱、放熱的循環(huán)過(guò)程。其突出特點(diǎn)是燃料消耗少，處理溫度高，排煙溫度低。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)“沸石濃縮轉(zhuǎn)輪吸附+催化燃燒”工藝發(fā)展迅速，目前許多知名汽車(chē)企業(yè)有選用此套工藝處理VOCs廢氣，如：一汽解放、一汽大眾、天津華泰、重慶力帆、長(zhǎng)安福特、長(zhǎng)安汽車(chē)、長(zhǎng)城汽車(chē)等，都采用此工藝。

3.2預(yù)處理+活性炭吸附+催化燃燒

噴漆房排放出來(lái)有機(jī)廢空氣先后經(jīng)過(guò)二級(jí)或三級(jí)預(yù)處理，濾去廢空氣中粉塵及漆霧小液滴。

本法是應(yīng)用新型活性炭吸附濃縮低濃度的有機(jī)廢氣，吸附接近飽和后引入熱空氣加熱活性炭，使有機(jī)廢氣脫附出來(lái)進(jìn)入催化燃燒床進(jìn)行燃燒凈化處理，熱氣體在系統(tǒng)中循環(huán)使用或增設(shè)二級(jí)換熱器進(jìn)行熱能回收。該法將低濃度的有機(jī)廢氣通過(guò)活性炭將其濃縮成高濃度的有機(jī)廢氣再通過(guò)催化燃燒徹底凈化。該法結(jié)合了吸附法和催化燃燒法的優(yōu)點(diǎn)，克服了單獨(dú)使用的缺點(diǎn)，解決了治理低濃度、大風(fēng)量有機(jī)廢氣的難題，是目前國(guó)內(nèi)治理有機(jī)廢氣的成熟、實(shí)用方法之一。其大致的工藝流程如圖2。

此工藝目前已較為成熟且有廣泛推廣，已用于電子、化工、制藥、鞋業(yè)和涂裝等各行各業(yè)的有機(jī)廢氣治理。相關(guān)噴漆行業(yè)的應(yīng)用案例有比亞迪、太平貨柜、新華昌、中集等大型企業(yè)均有采用此法處理有機(jī)廢氣。

3.3預(yù)處理+活性炭吸附/脫附+溶劑回收

噴漆房排放出來(lái)有機(jī)廢空氣先后經(jīng)過(guò)過(guò)濾器預(yù)處理，濾去廢空氣中粉塵及漆霧小液滴，再由經(jīng)過(guò)漆霧分離器里的水洗后由高壓離心風(fēng)機(jī)抽送進(jìn)入裝有活性炭的吸附槽內(nèi)。有機(jī)廢氣在通過(guò)活性炭層時(shí)，被活性炭吸附在孔隙中，空氣則透過(guò)炭層。達(dá)到排放要求的尾氣由吸附槽頂部排放口排至大氣。吸附槽吸附一定時(shí)間，當(dāng)吸附槽頂部即將穿透時(shí)，通入蒸汽加熱氣體溶劑，使活性炭得到再生。從活性炭表面脫附下來(lái)的有機(jī)溶劑和水蒸汽進(jìn)入冷凝器冷凝成液體后，混合液體進(jìn)入油水分離槽自動(dòng)分離，分離出來(lái)的溶劑液進(jìn)入儲(chǔ)槽，廢水直接排到廢水處理場(chǎng)。

此法目前普遍用于集裝箱及廂式貨運(yùn)車(chē)噴漆廢氣處理，如中集、新華昌、太平貨柜等大型企業(yè)有采用此法，每年可能回收再利用廢氣中90%左右的有機(jī)物，可產(chǎn)生巨大的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。

3.4生物降解處理法

生物降解處理有機(jī)廢氣的原理主要是利用微生物的代謝活動(dòng)將VOCs氣體轉(zhuǎn)化為CO2、H2O以及細(xì)胞組成物的過(guò)程，處理工藝主要包括生物過(guò)濾池、生物洗滌器、生物滴濾塔以及膜生物反應(yīng)器[5]。生物降解技術(shù)最早出現(xiàn)在美國(guó)的研究報(bào)道中，至20世紀(jì)70年代逐漸在西方各國(guó)興起，而我國(guó)相關(guān)研究起步較晚。據(jù)統(tǒng)計(jì)，歐洲21世紀(jì)初已有7500多套生物降解處理VOCs裝置投入運(yùn)行[6]。

由于生物降解處理技術(shù)在常溫、常壓下進(jìn)行，操作條件要求低，能耗、投資和操作費(fèi)用相對(duì)較少，而且無(wú)二次污染，因此，該技術(shù)在各種環(huán)保凈化方法中具有較廣泛的應(yīng)用前景。對(duì)于VOCs濃度低、風(fēng)量大的廢氣，生物法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉、效果好、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)被廣泛關(guān)注[7]。但生物降解技術(shù)也存在一定的局限性，其生物降解速率有限，廢氣中有機(jī)物需能溶于水，對(duì)具有生物毒性的物質(zhì)處理效果較差。汽車(chē)涂裝的VOCs氣體的主要成分是苯系污染物，屬難溶或不溶于水的，也可稱之為疏水性VOCs。

針對(duì)疏水性的VOCs氣體，國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了廣泛的研究，科學(xué)家們大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也表明，添加表面活性劑是提高處理效率的方法之一。研究表明：甲苯在表面活性劑濃度小于臨界膠束濃度的溶液中增溶明顯[8]。王寶慶在用生物過(guò)濾法凈化乙苯過(guò)程中添加的表面活性劑為0.3 mol/L的十六酸鉀，可使凈化效率提高25.86%[9]。添加表面活性劑促進(jìn)疏水性有機(jī)物增溶和降解，將給工業(yè)推廣生物降解處理疏水性有機(jī)廢氣帶來(lái)極大的機(jī)遇和發(fā)展空間。

4結(jié)論

四種有機(jī)廢氣處理的工藝各有優(yōu)勢(shì)和適用范圍（表1）。目前轎車(chē)大部分已采用水性漆，水性漆中有機(jī)揮發(fā)物的成分比傳統(tǒng)的油性漆已大大降低，廢氣中VOCs的濃度低，“沸石濃縮轉(zhuǎn)輪吸附+催化燃燒”是近年來(lái)國(guó)外引進(jìn)的新技術(shù)，主要用于處理廢氣量大、濃度較低的有機(jī)廢氣，因此目前普遍應(yīng)用于轎車(chē)類(lèi)的噴漆廢氣處理，不過(guò)其一次性投入成本較高；“活性炭吸附/脫附+催化燃燒”工藝較為成熟，目前在國(guó)內(nèi)使用較為廣泛，但其較為適用于處理濃度中、高的有機(jī)廢氣，且活性炭和天然氣消耗量大，汽車(chē)涂裝行業(yè)的廢氣特點(diǎn)是風(fēng)量大、濃度較為偏低，若使用“活性炭吸附+催化燃燒”工藝需要耗費(fèi)大量的電力及天然氣，一方面設(shè)備的占地面積大，另一方面運(yùn)行成本高；“活性炭吸附/脫附+溶劑回收”最大的優(yōu)點(diǎn)在于環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益明顯，此法能吸附濃縮廢氣中90%以上的有機(jī)物成分，并將其脫附、冷凝后回收成有機(jī)溶劑，回收后的有機(jī)溶劑能二次利用，且不用添加天然氣等能源去焚燒。其較適用于噴漆量較大、廢氣濃度較高的工藝，在集裝箱噴漆、貨車(chē)車(chē)廂噴漆等廢氣處理運(yùn)用較為廣泛，且實(shí)例證實(shí)，此法可取得較大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益；客車(chē)生產(chǎn)工藝有別于小轎車(chē)和廂式貨車(chē)等，因客車(chē)屬于定制化產(chǎn)品，顏色、圖案都不一樣，大多采用間歇式生產(chǎn)，難以實(shí)現(xiàn)流水化連續(xù)作業(yè)，因此相比轎車(chē)和廂式貨車(chē)等連續(xù)性流水線作業(yè)的產(chǎn)品，客車(chē)噴漆廢氣的廢氣量更大、濃度更低，噴漆室在100%工況下，實(shí)測(cè)的VOCs濃度也都在40 mg/m3以下，若采用以上三種廢氣處理工藝，投資成本和運(yùn)行費(fèi)用都極高，占地面積也極大，且處理效率也有限，生物降解處理法或?qū)⑹谴祟?lèi)噴漆廢氣的一個(gè)良好備選方案。

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篇9

高職物理 教材建設(shè) 應(yīng)用性 前沿性 專(zhuān)業(yè)性

教材建設(shè)工作是整個(gè)高職高專(zhuān)教育教學(xué)工作中的重要組成部分，也是課程建設(shè)和改革的重要環(huán)節(jié)。近年來(lái)，高職教材的編寫(xiě)倍受關(guān)注。普通物理作為高職院校各專(zhuān)業(yè)的一門(mén)必修的基礎(chǔ)課程，近幾年也陸續(xù)出版了一部分將普通物理內(nèi)容重新整合后的高職物理教材，但總體看來(lái)，這些教材的體系相差不多，與專(zhuān)業(yè)結(jié)合不緊密，不能充分體現(xiàn)高職特色，滯后于當(dāng)前的教學(xué)改革。因此，高職物理教材建設(shè)必須提高針對(duì)性，必須打破原有的教材體系，在編寫(xiě)過(guò)程中要充分體現(xiàn)高職教育的以應(yīng)用為目的這一特色。筆者在多年的高職物理教學(xué)實(shí)踐中，一直努力探尋教材建設(shè)的途徑與方法，認(rèn)為當(dāng)前高職物理教材建設(shè)應(yīng)著力解決以下幾方面的問(wèn)題。

一、物理教材體系的構(gòu)建要突出應(yīng)用性

1.現(xiàn)狀分析

目前，各高職院校中普通物理課程的開(kāi)設(shè)情況令人擔(dān)憂，課時(shí)被大量壓縮，有些院校是在專(zhuān)業(yè)課程安排完畢以后將剩余時(shí)間留給物理課，使得物理課程學(xué)時(shí)得不到保證，個(gè)別院校甚至已將普通物理課程砍掉，將課時(shí)讓給專(zhuān)業(yè)課。導(dǎo)致這一現(xiàn)象發(fā)生的原因有兩方面：一方面，是近年來(lái)全國(guó)范圍內(nèi)都出現(xiàn)了應(yīng)屆高中畢業(yè)生人數(shù)逐年大幅度減少的現(xiàn)象，而每年本科院校的招生規(guī)模沒(méi)有減少，有的院校甚至還在不斷擴(kuò)大，這就導(dǎo)致了高職院校生源緊張，生源的素質(zhì)也在不斷降低。由于生源文化基礎(chǔ)較差，而普通物理教材的內(nèi)容偏難，教材中大部分的內(nèi)容要運(yùn)用到高等數(shù)學(xué)的知識(shí)，不適應(yīng)高職學(xué)生的現(xiàn)狀，使普通物理課程的教學(xué)陷入了困境，學(xué)生根本聽(tīng)不懂課，因此就出現(xiàn)了普通物理課時(shí)被大量壓縮或砍掉的現(xiàn)象。另一方面，是大多數(shù)高職院校為了突出職業(yè)教育的特色、強(qiáng)化對(duì)學(xué)生專(zhuān)業(yè)技能的培養(yǎng)，為了給專(zhuān)業(yè)課讓出更多的課時(shí)，就對(duì)基礎(chǔ)課進(jìn)行了大幅度的刪減。因此，如何在精簡(jiǎn)學(xué)時(shí)的情況下，加強(qiáng)對(duì)普通物理課程的教材建設(shè)，將普通物理課程精選、整合，構(gòu)建出適應(yīng)高職學(xué)生實(shí)際的高職物理教材，就成了解決問(wèn)題的關(guān)鍵。

2.建設(shè)思路

教材是教師和學(xué)生進(jìn)行雙邊教學(xué)活動(dòng)的材料和主要媒體。教材的主要作用：一方面，應(yīng)最大限度地滿足教師的專(zhuān)業(yè)創(chuàng)造與教學(xué)創(chuàng)新，引導(dǎo)教師利用教材對(duì)教學(xué)的全過(guò)程進(jìn)行構(gòu)建與創(chuàng)造；另一方面，又要有利于啟迪學(xué)生的智慧，便于學(xué)生閱讀與自學(xué)。物理學(xué)是一門(mén)應(yīng)用性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)科學(xué)。高職物理教材體系的構(gòu)建，應(yīng)緊扣物理學(xué)科的特點(diǎn)，充分發(fā)揮物理學(xué)獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境和條件的優(yōu)勢(shì)，將學(xué)科知識(shí)與典型實(shí)驗(yàn)、專(zhuān)業(yè)案例緊密結(jié)合，突出對(duì)高職學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

由于高職物理教材要面對(duì)差異很大的專(zhuān)業(yè)和程度不同的學(xué)生，為此，高職物理教材的建設(shè)，要打破原有的學(xué)科知識(shí)體系，按照高職人才培養(yǎng)目標(biāo)中的要求，以“必需夠用”為度，將學(xué)科知識(shí)要點(diǎn)進(jìn)行梳理、整合，構(gòu)建“公共基礎(chǔ)+專(zhuān)業(yè)應(yīng)用”兩個(gè)知識(shí)模塊。公共基礎(chǔ)模塊部分的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)是高職學(xué)生所必須具備的科學(xué)素養(yǎng)，同時(shí)也是學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)所必須具備的知識(shí)；專(zhuān)業(yè)應(yīng)用模塊部分的教學(xué)內(nèi)容主要是針對(duì)知識(shí)點(diǎn)所涉及的相關(guān)專(zhuān)業(yè)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)、典型案例、情境模擬等教學(xué)形式，將學(xué)科教學(xué)內(nèi)容與專(zhuān)業(yè)教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，從而增強(qiáng)知識(shí)的實(shí)用性、趣味性與目的性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生開(kāi)拓創(chuàng)新的思維品質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的不斷提高，為學(xué)生將來(lái)學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)打下良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，在教材建設(shè)過(guò)程中，一要盡量降低教材難度，降低教材中的數(shù)學(xué)要求，直接給出定理或定律內(nèi)容，減少理論推導(dǎo)，突出教學(xué)重點(diǎn)，增強(qiáng)教材的適用面；二要盡可能增強(qiáng)教材的彈性，豐富、充實(shí)教材內(nèi)容，使教材既能適應(yīng)學(xué)時(shí)變動(dòng)，又能因材施教，還能使高職物理教材內(nèi)容更有利于學(xué)生閱讀和自學(xué)。

二、物理教材內(nèi)容的編寫(xiě)要凸顯前沿性

1.現(xiàn)狀分析

由于普通物理知識(shí)體系的特點(diǎn)，傳統(tǒng)教材一直以經(jīng)典物理為主，偏重于理論性的知識(shí)較多，內(nèi)容過(guò)于陳舊，與現(xiàn)代前沿科學(xué)聯(lián)系不多，使得物理學(xué)與現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展不同步。

2.建設(shè)思路

高職物理教材建設(shè)應(yīng)將20世紀(jì)后的前沿科學(xué)成就納入課程體系，融入教學(xué)之中。一方面，要加大現(xiàn)代物理知識(shí)在教學(xué)中的含量；另一方面，要將現(xiàn)代科技發(fā)展的尖端技術(shù)充分展現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生在感受現(xiàn)代科技帶來(lái)的巨大震撼的同時(shí)，進(jìn)一步感受到科學(xué)的無(wú)窮魅力，從而更加熱愛(ài)科學(xué)、努力學(xué)習(xí)。例如，在教材中可以加入超導(dǎo)材料、納米技術(shù)、等離子體、黑洞、混沌、激光、全息、傳感器、空間技術(shù)等現(xiàn)代知識(shí)。在此要強(qiáng)調(diào)的是，現(xiàn)代科技與物理學(xué)是密切相關(guān)的，強(qiáng)調(diào)現(xiàn)代并不意謂忽略傳統(tǒng)內(nèi)容，而是要對(duì)傳統(tǒng)的學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行精選和整合，以現(xiàn)代技術(shù)的物理基礎(chǔ)為結(jié)合點(diǎn)，處理好應(yīng)用性與現(xiàn)代化的關(guān)系，使二者做到有機(jī)結(jié)合、相輔相成，從而突出高職教學(xué)的特色。

三、物理教材素材的選取要體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)性

1.現(xiàn)狀分析

目前使用的高職物理教材中，普遍存在的問(wèn)題是：教材素材過(guò)于老化，缺乏時(shí)代感，與專(zhuān)業(yè)崗位需求相適應(yīng)的內(nèi)容少，不能吸引學(xué)生；教材素材的選取數(shù)量不足，涉及面也不夠廣泛，與生產(chǎn)、生活實(shí)際聯(lián)系不夠緊密，沒(méi)有體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)特色。

2.建設(shè)思路

篇10

是玩具還是生活的一部分？

技術(shù)產(chǎn)品最終能夠產(chǎn)生怎樣的影響力，除了其產(chǎn)品功能外，還包括開(kāi)發(fā)相應(yīng)技術(shù)產(chǎn)品的公司如何在市場(chǎng)中對(duì)其定位和推廣。在蘋(píng)果和谷歌進(jìn)入智能手機(jī)領(lǐng)域之前，使用微軟、黑莓和諾基亞操作系統(tǒng)的智能手機(jī)早已存在，但這些公司均把手機(jī)功能限制在打電話、發(fā)短信和查看電子郵件等傳統(tǒng)通信功能上。蘋(píng)果和谷歌重新定義了智能手機(jī)，使它成為承載各種應(yīng)用軟件的平臺(tái)，以及個(gè)人信息的處理工具。因此，可穿戴式設(shè)備能產(chǎn)生多大影響，很大程度上取決于它如何定位。

坦率地講，如果單純?yōu)榱私y(tǒng)計(jì)人們每天走了多少路，消耗了多少卡路里，花129美元去買(mǎi)UP這樣一個(gè)既不好看，戴在手上還嫌累贅的塑料環(huán)，確實(shí)不值。當(dāng)然它可以連接手機(jī)，并通過(guò)漂亮的圖形和動(dòng)漫呈現(xiàn)枯燥的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。調(diào)查約10位使用UP或類(lèi)似產(chǎn)品的人時(shí)，他們表示起初會(huì)經(jīng)常查看手機(jī)上的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，幾天以后，查看頻率就降低到一天一兩次，再后來(lái)就經(jīng)常忘記戴這個(gè)手環(huán)了。這時(shí)，該產(chǎn)品基本上只能當(dāng)作玩具。如果穿戴式設(shè)備的作用僅停留在這個(gè)層次，前途堪憂。

如換一種方式，將其作為連接人、計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)中必不可少的一環(huán)，結(jié)果就不一樣了。我們不妨先看三個(gè)例子：

首先，假設(shè)使用者在做運(yùn)動(dòng)時(shí)，將該設(shè)備固定在身體相應(yīng)的部位，跟蹤跑步或者打球的每一個(gè)動(dòng)作，然后將這些數(shù)據(jù)上傳到云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心，將個(gè)人數(shù)據(jù)和大量職業(yè)人士數(shù)據(jù)對(duì)比分析，幫助使用者改進(jìn)動(dòng)作、提高運(yùn)動(dòng)水平以及避免受傷。

第二，利用可穿戴式設(shè)備，記錄人的生活習(xí)慣，并將相關(guān)數(shù)據(jù)與醫(yī)療保健系統(tǒng)（如保險(xiǎn)公司）共享，保險(xiǎn)公司可根據(jù)數(shù)據(jù)給每一個(gè)人不同的保費(fèi)報(bào)價(jià)。目前，世界上沒(méi)有一家保險(xiǎn)公司能夠了解一個(gè)客戶具體的身體狀況，它們只是根據(jù)性別、年齡等信息對(duì)客戶進(jìn)行粗略分類(lèi)，這是導(dǎo)致很多人保費(fèi)偏高的重要原因。如可根據(jù)客戶生活習(xí)慣的記錄作為參考，保險(xiǎn)公司就有依據(jù)給出更合理的保費(fèi)報(bào)價(jià)。

第三，如果家庭電器的遙控裝置都可通過(guò)可穿戴式設(shè)備用手勢(shì)（或語(yǔ)音）進(jìn)行，家庭生活會(huì)方便得多。

顯然，實(shí)現(xiàn)這些功能單靠一個(gè)穿戴式設(shè)備是不夠的，這涉及到和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)以及云計(jì)算大數(shù)據(jù)的結(jié)合，還需要和各種專(zhuān)業(yè)技術(shù)結(jié)合。而在這整套產(chǎn)品系統(tǒng)中，可穿戴式設(shè)備是不可或缺的一環(huán)。這三個(gè)例子并非杜撰，有一些創(chuàng)新公司已開(kāi)始著手開(kāi)發(fā)。相信在未來(lái)幾年，上述設(shè)想都會(huì)變成現(xiàn)實(shí)。

相比以收集和傳輸個(gè)人數(shù)據(jù)為主的可穿戴設(shè)備，谷歌眼鏡更有前景和意義。它成功地把計(jì)算機(jī)的絕大部分功能（計(jì)算器、手機(jī)、攝像機(jī)、顯示屏、藍(lán)牙、Wi-Fi、GPS、音箱、攝像頭、麥克風(fēng)和觸摸板等）集成到一個(gè)輕量級(jí)的框架上。使用者可以通過(guò)手指，眨眼或者語(yǔ)音操作這臺(tái)特殊的計(jì)算機(jī)。它也包含計(jì)算機(jī)的一些常用功能，如上網(wǎng)和作筆記。其翻譯功能可幫助旅游者和當(dāng)?shù)厝私涣?。使用者還可隨時(shí)隨地觀看新聞和娛樂(lè)節(jié)目。

若它的功能僅限于此，如今的大部分智能手機(jī)也能完成，但谷歌眼鏡還可扮演另一個(gè)角色，即真正實(shí)現(xiàn)個(gè)人、他人和互聯(lián)網(wǎng)的連接。從理論上講，谷歌眼鏡可以記錄人一生中看到的所有一切，包括人們自己可能都沒(méi)有注意的生活細(xì)節(jié)。若成為現(xiàn)實(shí)，這將徹底改變?nèi)说纳畈⒁l(fā)整個(gè)社會(huì)變革，比如司法制度的改變。如果信息傳輸速度夠快，虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，通過(guò)谷歌眼鏡，人們可以獲得天涯咫尺的感覺(jué)——你可以身臨其境般進(jìn)入遠(yuǎn)方親人朋友所處的環(huán)境。當(dāng)然，這些事情并非一家公司能夠辦到，需要整個(gè)IT行業(yè)的努力。

成為人體的延伸

谷歌眼鏡攝像機(jī)的分辨率能在幾年內(nèi)超過(guò)人眼，并幫助占人口比例5%的弱視患者看到遠(yuǎn)景。具備此功能的可穿戴設(shè)備將成為人體的延伸。

早在十幾年前，心臟起搏器就已是一種特殊的可穿戴設(shè)備。它除了按照設(shè)定的程序刺激患者的心臟外，其實(shí)還發(fā)揮了一臺(tái)永不停歇的心臟活動(dòng)記錄儀的功能。在美國(guó)，裝有起搏器的患者會(huì)定期去醫(yī)院檢查。起搏器可以通過(guò)無(wú)線通信的方式將患者的心電圖數(shù)據(jù)導(dǎo)出到醫(yī)院的數(shù)據(jù)中心，供醫(yī)生分析診斷。

此類(lèi)和人體有關(guān)的可穿戴式設(shè)備非常多。2014年，谷歌宣布正在測(cè)試的原型隱形眼鏡將有助于糖尿病人管理疾病。該設(shè)備使用無(wú)線芯片和微型葡萄糖傳感器，通過(guò)眼淚測(cè)定葡萄糖。這遠(yuǎn)勝于刺手指的微創(chuàng)技術(shù)，或用粗針頭嵌入患者胃部監(jiān)測(cè)的方法，也將降低腎功能衰竭和失明的風(fēng)險(xiǎn)。

可穿戴設(shè)備甚至可能幫助殘疾人和重病患者享受原本只能奢望的生活。在以前，美國(guó)只有5%的心臟病重癥患者有機(jī)會(huì)通過(guò)心臟移植而重獲生機(jī)。2013年，約翰霍普金斯大學(xué)開(kāi)始實(shí)驗(yàn)一種人工心臟。該人工心臟是一個(gè)由計(jì)算機(jī)控制的泵，代替心臟進(jìn)行血液循環(huán)，可以根據(jù)人的活動(dòng)調(diào)節(jié)供血量。這是IT技術(shù)和傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)結(jié)合的典型案例。此類(lèi)特殊的可穿戴設(shè)備還很多，雖然它們離實(shí)際應(yīng)用尚有時(shí)日，但長(zhǎng)期來(lái)看，不僅可以拯救千百萬(wàn)人的生命，也能提高人類(lèi)的生活質(zhì)量。

機(jī)遇和挑戰(zhàn)

羅馬不是一天建成的。這些愿景的實(shí)現(xiàn)也并非一兩年能夠完成。

首先，可穿戴設(shè)備在技術(shù)上需要進(jìn)一步改進(jìn)。目前穿戴式設(shè)備對(duì)速度的測(cè)定已非常準(zhǔn)確，但對(duì)軌跡和路線測(cè)定的準(zhǔn)確性有待提高。對(duì)于谷歌眼鏡這樣的產(chǎn)品，其技術(shù)指標(biāo)，包括計(jì)算速度、屏幕分辨率、語(yǔ)音識(shí)別準(zhǔn)確率等都有提升的空間。