凯里学院贵州省凯里市556000
【摘要】随着纳米技术的应用与发展，人们对微观世界的认知更加清晰；而医学领域纳米技术的运用，给人类战胜疾病提供了更加有力的武器。本文将结合当前纳米技术应用与发展现状，对纳米技术在医学领域诊断、治疗及医学材料中的运用进行具体探究。
关键词医学领域；纳米技术；医学诊断；临床治疗；生物材料
当前，纳米技术已在我国医学领域广泛应用，它是将纳米技术与医药技术相结合，运用日益成熟的纳米技术理论与应用方法，对医学技术、临床治疗方法等加以综合研究。随着纳米医学的不断深入，一些纳米药物制剂也被研发出来并投入医疗市场。将纳米技术与医学技术相结合，夯实了临床诊断与治疗的基础，促进我国医学研究又上一个新水平。
1纳米技术在医学诊断中的应用
1.1病理诊断
目前，在临床病理诊断中，免疫组织化学虽然发挥了一定作用，但是在定量诊断方面仍存在不足。如果引入纳米级粒子，则既能定性检测又能定量检测，适应性良好，可提高诊断的敏感性，也减少了处理标本的繁琐过程，诊断结果更快捷、更准确。
1.2癌症诊断
纳米技术应用于恶性肿瘤的早期诊断，便于癌症的早发现、早治疗。当恶性肿瘤仅有约4个细胞大小时，利用纳米微型温度计就能够检测到人体内部的癌变温度，筛选正常细胞和已经癌变的细胞，诊断后可利用高温将细胞杀死[1]。再如，中国医科大学研制并使用了超顺磁性氧化铁超微颗粒脂质体，能够检测到3mm以下直径的肝脏肿瘤，有效避免病情恶化。
1.3血液异常识别
利用纳米技术进入血流中进行探测，能够及时发现细菌、病毒等，以此诊断传染性疾病并及早治疗。例如，在电场的作用下，细胞芯片能够实现自动寻址，精准定位蛋白质亚细胞，便于人体基因功能研究。
2纳米技术在医学治疗中的应用
2.1药物治疗
纳米技术在医学药物治疗中的应用较为普遍和广泛，其主要具备如下优势和作用：其一，有利于药物的快速吸收，能够提高诊治效果。纳米转释方法应用于药物中，由于适用的表面积较大，因此加快了药物的溶解，更利于药物吸收；再加上纳米粒径的药物能够较快穿透组织的间隙，分布范围更广，增强了药物利用效率；其二，利用纳米技术进行控制与释放，如应用于纳米胶囊中，可更好地保证药物作用时间，增大药物效果，同时也能减少患者对药物的摄入量，降低副作用及不良反应发生率，同时纳米技术对提高药物稳定性也具有良好作用；其三，药物定向释放。将药物传递到人体内指定的部位，精准定位治疗，是纳米技术应用于医学领域的主要方面之一[2]。通过靶向用药方式，将药物作用于人体某一部位，以提高治疗效果、降低不良反应。如目前使用靶向药较多应用于肝脏、卵巢、心脏等部位；其四，采用全新给药途径，如临床使用多肽类药物较多、效果良好，但是这种药物成分极易被蛋白水解酶降解，而采用纳米技术，则避免了此类问题。
2.2基因治疗
纳米技术在基因疾病方面的治疗，是纳米生物技术的一大亮点，其中包含了基因改性与基因仿生两大方面。在基因改性方面的应用，主要作用在显微镜获取的蛋白质、核算分子等图像中，在微小的环境中，利用纳米技术实现了碱基序列的重新排列，改变了DNA分子变构；同时，有关DNA纳米仿生制造的应用，主要利用了DNA在复制过程中会遵循碱基互补法则这一特性，再加上遗传信息的多样性，对单个原子和分子进行操作，创造出与人体生命功能类似的纳米有机-无机复合机器。
2.3纳米机器人
诺贝尔奖得主理查德·费曼最先提出将微型机器人应用于医疗领域，即纳米机器人。按照医生事先制定好的运作程序，通过血管将纳米机器人注入患者体内，可以将血液中含有的氧气、葡萄糖等转化为能量，清除动脉中的脂类沉积物，清理血管，杀死细菌和癌细胞，同时也可反映人体内病变情况。另外，人体器官修复也可应用纳米机器人技术，对基因进行装配，清除有害的DNA基因，置入正常的DNA基因，或者修复大脑及人体脏器的冻伤，在低温环境下使人复活；经纽约大学研制使用的纳米机器人，设计了两个使用DNA制作的手臂，可以在指定的位置旋转，适用范围更广、更灵活[3]。
3纳米技术在医学材料中的应用
3.1人工血红细胞
纳米材料制成人工血红细胞主要应用于肺功能损伤、贫血、人工呼吸等治疗中，在约1000个大气压的条件下，将高压氧充入100mm内径的球体中，让氧气在球中释放浓度，此时充当人体天然红细胞的作用，且输送氧能力优于人体红细胞，能够有效维持生物炭的活性。
3.2介入性治疗
当纳米微粒子材料与人体或者动物体内的物质产生反应时，就会发光。利用这一原理，将光导纤维深入到人体血管中，利用光谱分析物质的特征、性质等要素，这种方法多用于检测人体的血糖值，用于糖尿病的临床诊断与治疗。
3.3医用敷料
在医用敷料中选用纳米级银粒子，主要利用其选择性与吸附性良好的特征，能够穿透人体内的细菌细胞壁，对细胞内特殊结构加以改变，破坏酶活性。一旦纳米银粒子遇到水分，其中粒子将更快地析出，扩散到四周，效果更加明显。因此，即使在湿润的环境中，该种材料仍能够起到抗菌、抗感染的作用。
总之，纳米技术的应用给人类生存与发展带来积极影响，目前已在医药、生物等诸多领域采用，未来人们战胜各种疾病的美好愿望将得以实现，各种疑难杂症将迎刃而解。因此，加快对纳米技术的研究，客观分析利弊两方面，改进不利因素，发挥有利优势，实现纳米技术在医学领域的全面应用，具有重要意义。
参考文献
[1]张晓玲.纳米材料和纳米技术在生物医学中的应用[J].职业技术,2013(02).
提高水肥利用率
水、肥、气、热、光是满足农作物生长所必须的重要因素，其因素间相互协调、相互制约共同影响着作物的生长。随着设施农业的不断发展，大力提倡节水灌溉，新型高效的节水灌溉技术有效提高了灌溉水的利用系数，增加了水分利用效率。这些研究多集中在水、肥、光和热的协调上，但是忽略了气的因素，土壤通气方面的研究比较少。
土壤中空气含量的多少可直接影响作物的根系呼吸、土壤酶活性以及对养分的吸收等，因此，土壤通气也是影响土壤肥力的重要因素。由于排水不良和淹水，土壤水分温度较高或者大量施用化肥引起的通气不良，会影响根系呼吸并减少水分和养分的吸收，进而农作物、蔬菜、果树的产量和品质都受到了不利的影响。
根际氧气供应不足在作物栽培中普遍发生，无论是在大田栽培还是在水培和基质培中都会出现，因此如何改进根际氧气供应，平衡水、气状况是作物栽培中一项非常重要的课题。
节水增氧灌溉旨在基于现代水肥亲合和灌水施肥技术的基础上，改善作物灌溉后根系供氧不足的根区生长环境，保障根系生长的功能、土壤微生物的活动及矿物质的转化，提高水肥的利用效率。
目前已有的研究成果
增氧灌溉是通过在灌溉水中加气，直接向作物根系输氧来实现根域气体环境的优化，促进作物生长，从而获取农作物增产增收的极为节水、节能与利于环境的新型高效节水灌溉技术。它不但能节水、增产、提高品质、提高水肥利用效率，还能改良土壤，提高土地生产力，有利于缓解当前农业用水紧缺，将成为未来节水灌溉的发展方向之一。节水增氧灌溉作为一种新型高效节水灌溉技术已经得到美国，澳大利亚，日本，中国的众多学者的研究。
研究表明，节水增氧灌溉能够改善根系分布，扩大根系体积，增强根系活力，提高水分利用效率。作物在进行滴灌的生长过程中，根系大部分集中在被灌溉土体的，氧气的扩散率在位于被灌溉土体的中央部分非常低。通过研究作物节水增氧灌溉发现，棉花和玉米灌溉土体中的根系分布明显改变;烟草根系活力达到最优，根系体积扩大，不定根及细根量增多，根系活力增强;马铃薯和棉花的产量增加，水分利用效率提高。
节水增氧灌溉能够促进作物生长，提高产量和品质。在节水增氧灌溉条件下，马铃薯、番茄和黄瓜生长加快、产量提高;小型西瓜产量、可溶性总糖和可溶性固形物含量均显著提高。
雷宏军等研究发现，循环曝气滴灌可以大幅度提高灌溉水掺气比例，有效改善普通地下滴灌引起的黏质型土壤根区间歇性缺氧环境，提高作物生产力。曝气滴灌可显著促进黄黏土中番茄的生长，促进番茄果实成熟，有效提高作物产量，改善番茄品质。
节水增氧灌溉能够改良土壤，提高土地生产力。增氧灌溉对于生长在盐碱地的作物适应性更强，根区通气促进了根系的生长，让根系更加适应在盐碱地里的生长，通气提高了根系机能，为根系排盐起了重要作用。
Bhattarai等研究表明，节水增氧灌溉情况下，盐碱地的棉花和大豆根系呼吸分别提高了9%和25%，根系排盐量分别提高了6%和25%;盐碱地的番茄植株生长加快，开花坐果时间提前，繁殖能力提高，单株产量提高了21%。这些研究发现对于盐碱地增氧灌溉、土壤改良具有重要意义。
节水增氧灌溉同样适用于无土栽培。在现代农业的水培生产过程中，增加营养液中水体含氧量，可以使作物蔬菜生长速度得到很大的提高，甚至可以实现提高数倍的目的达到超常规的发育效果。通过番茄基质通气的研究表明，加气栽培可显著改善番茄根系通气环境，提高植株的净光合速率、根系活力和吸收能力，增加番茄产量。
增氧灌溉技术的类型
目前在设施园艺和旱地滴灌中，已广泛采用的节水增氧灌溉技术主要包括机械加气和化学溶氧两种类型。机械加气是最为常用的节水增氧灌溉方式，在机械设备的作用下将水体与空气有效接触进而向水体补充氧气，较为常用的有文丘里空气射流器和气泵等。文丘里空气射流器无需消耗电能，当有压水流通过射流器时自动吸入空气，将水气混合物送入根区;气泵则需要消耗电能向水中充氧。化学溶氧是向灌溉水体中加入化学增氧剂，其遇水后发生化学作用释放氧气，从而提高水体中溶解氧的含量，如过氧化钙、双氧水等。
这两种方式都能有效缓解灌溉根系缺氧问题，但也都存在一定缺陷：文丘里空气射流器因过水流速缓慢使得单次曝气水流掺气比例受限，在实际应用中受到限制;化学增氧剂对植物产生某些不良影响，如双氧水对植株有一定的腐蚀性。并且传统的充氧方式效率比较低，难以使灌溉水中溶氧值迅速增加。微纳米气泡曝气技术是一种新型高效的机械加气增氧方式，利用微纳米气泡曝气技术对灌溉水进行曝气增氧，可迅速提高灌溉水体的溶氧值，形成微纳米气泡富氧水用于灌溉。
微纳米气泡曝气技术
微纳米气泡曝气技术是世界领先的水处理曝气技术。通常把在发生时直径在数十微米到数百纳米之间的气泡叫微纳米气泡。微纳米气泡具有气液比表面积大、自身带电、自我加压、水中停留时间长、促进生理活性、具有缓释效果等独特特性。利用微纳米气泡快速发生装置对灌溉水体进行曝气，可迅速提高灌溉水体的溶氧值，形成微纳米气泡富氧水用于灌溉。微纳米气泡水不仅能够提供充足的氧气，并且其特有的带电性、氧化性、杀菌性等使其具有特殊的生物生理活性，促进植物的生长发育。
目前国内外关于微纳米气泡曝气技术增氧灌溉的研究相对较少。朱练峰等关于增氧灌溉对水稻生理特性和后期衰老的影响研究表明，微纳米气泡水（超微细气泡水）增氧灌溉能提高水稻叶片光合能力，延缓生育后期水稻根系和叶片衰老，促进水稻籽粒灌浆结实，明显促进水稻生长并显著提高水稻产量;并且，与传统增氧灌溉水相比，微纳米气泡水溶氧量明显提高而且下降速率慢。才硕等研究了微纳米气泡增氧灌溉技术对双季稻需水特性和产量的影响，与常规水灌溉相比，微纳米气泡增氧灌溉可以减少灌水量、排水量和耗水量，早晚稻水分利用效率（耗水量）分别提高7.78%和8.37%。
同时，增氧灌溉显著增加了水稻产量。而且增氧灌溉明显提高了双季稻有效穗数、总粒数及结实率。吕梦华等研究表明充氧微/纳米气泡水对白萝卜的生长发育以及部分品质指标有明显的促进作用，且高溶解氧浓度的促进效果更加突出。
与传统增氧方式相比，微纳米气泡曝气技术可迅速提高灌溉水体的溶氧值，且溶氧值下降速率缓慢，对于灌溉增氧效果明显;微纳米气泡水不仅能够提供充足的氧气，并且其特有的带电性、氧化性、杀菌性等使其具有特殊的生物生理活性，促进植物的生长发育，这都是传统的增氧方式无可比拟的。对于微纳米气泡曝气技术增氧灌溉更为深入的研究，对于实际生产具有重要意义。
关键词：天然气净化脱硫技术应用
目前，我国国内天然气开采时，会面临着酸性气体，尤其是硫化氢物质危害严重的问题，给实际开采工作造成了困难，对其进行脱硫净化具有重要意义。目前传统式的脱硫技术主要包含了醇胺法、砜胺法与LO-CAT法，新型脱硫技术主要包含了微生物法、纳米光催化法和膜分离法。通过各类技术的综合应用，可以有效提高脱硫工作质量。
一、传统式脱硫技术在天然气净化中的应用
1.醇胺法脱硫技术
该方法在现有天然气净化工作实践中获得了广泛使用，具有久远历史。主要使用醇胺类溶剂同天然气进行反应，吸收酸性气体，实现脱硫。使用较多的醇胺类溶剂包括一乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）、二异丙醇胺（DIPA）以及甲基二乙醇胺（MDEA）等等。
以往使用EMA及DEA两种溶剂较多，具有反应快、碱性强的特点，脱硫效果明显。但一定程度上，由于溶剂反应时会出现吸热降解，一定程度上腐蚀了设备，故逐渐使用DIPA及MDEA两类溶剂取而代之，具有较好的脱硫效果。目前该技术逐渐由单类的溶剂脱硫向复合型多种类溶剂脱硫转变，可操作性及应用效果有效提高。
2.砜胺法脱硫技术
砜胺法将醇胺法作为基础，适当在溶剂内加入物理溶剂，使用混合溶液对天然气进行脱硫，此方法能够综合吸收物理脱硫和化学脱硫技术的优点，在酸性气体分压较高情况下，仍然具有显著脱硫效果，且有效降低了溶液的循环量。故具有显著的脱硫节能作用。
需要注意的是，这一方法并不能对气体进行深度脱硫，而只能进行表面状态下的脱硫，所以需要同其他脱硫技术相互配合。
3.LO-CAT脱硫技术
这一脱硫技术，主要是硫化氢在碱性溶液中因络合铁氧化作用，转化为元素硫，在将被还原的催化剂使用空气进行再生，此过程中Fe2+逐渐氧化为Fe3+，而LO-CAT技术有效避免了在反应过程中，铁离子处于碱性溶液中，因不稳定性而析出的问题。通过研发配置两类螯合剂，分别对二价和三价的络合铁离子进行牢固，有效提高了脱硫工作质量。
针对天然气含硫量为中低程度等特殊情况，一般使用醇胺法无法取得较好的脱硫效果，此时除使用LO-CAT法脱硫外，还可以使用以N-甲酰吗啉作为脱硫剂（Morphysorb法）及克劳斯法等办法。将以上各类脱硫方法进行对比，其适用情况如下表所示：
表1：各类传统天然气脱硫技术适用效果对比
原料气内潜流含量
（t・d?t）是否回收硫磺脱硫技术种类
>25回收醇胺法
>25不回收N-甲酰吗啉法
二、新型脱硫技术在天然气净化中的应用
1.微生物脱硫技术
此方法主要将含有Fe3+离子的氧化亚铁硫杆菌溶液作为脱硫溶液，通过氧化吸收反应，从而将混合天然气内的硫化氢彻底脱出。此方法一定程度上具有原材料价格相对较低、操作简单、条件要求相对宽松、能源消耗少以及环保等优点，在现有的天然气脱硫工作当中处于不断研究完善状态。
微生物脱硫技术的大致步骤为：先利用脱硫液内所含的Fe3+氧化作用，吸收天然气内所含的H2S，而氧化亚铁硫杆菌液中所含的微生物能够不断再生Fe3+，从而实现循环式生产。另外，该方法还可以将脱硫完成后的H2S进一步进行反应，并转变为硫磺，从而使得天然气脱硫净化的最终产品均为环保绿色型。通过借助Fe3+极强的氧化活性，将其作为脱硫剂，从而可以把H2S快速氧化脱除，产生单质硫。
对此脱硫技术进行间歇式的脱硫实验，并循环多次，采用鼓泡式气液反应设施，进行脱硫实验以及氧化亚铁硫杆菌再生Fe3+实验，并将两类实验结果进行整合。实验结果显示，当气液反应设施内Fe3+含量在85%-95%的情况下，平均0.5h下的脱硫率可以达到87%以上；而在氧化亚铁硫杆菌培养阶段，接种量在100%-300%状态下，氧化亚铁硫杆菌的再生过程最短需要1.16h。另外，在此次试验中，溶液的PH值也呈现缓慢下降状态，且Fe2+的浓度也出现小幅波动。实验结果现实，生物脱硫技术能够在天然气净化时发挥巨大作用，有效提高天然气综合利用率。
2.膜分离脱硫技术
这一方法，灵活利用了半渗透膜的选择性渗透性质，通过选择性的渗透，最终完成天然气脱硫工作，具体原理是利用半渗透膜两侧的能量差，从而将天然气内的H2S以及CO2等成分进行分离。
影响膜分离技术脱硫效果的主要因素，包含了膜的材料、性能以及膜分离设备的构成。此技术将传统的物理吸附、化学吸收以及低温精馏等方法进行了整合，实用性较好。
现有的膜分离脱硫技术，投资费用及设备运输费用相对较低，同传统脱硫技术对比，投资至少降低了50%，生产成本减少了25%。以聚丙烯中空纤维膜（PP膜）作为膜分离基础设备，配合质量分数2.5%的NaOH溶液作为吸收液，选择某天然气油田进行脱硫实验，实验结果显示其有效脱硫率达到了96%以上。
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3.纳米光催化脱硫技术
这一脱硫技术中，主要使用纳米光催化剂，将催化剂加入天然气，利用常温环境下的的氧化反应，处理天然气内的硫化物，最终达到脱硫效果，同样属于新型的天然气脱硫技术，应用空间较为大。
以某天然气厂中的纳米光催化脱硫技术实践应用为例，此次主要是用到了综合性能较好的纳米催化剂――TiO2作为主要脱硫制剂。该纳米催化剂内的纳米微粒，比表面积相对较大，通过光催化作用，其表面能以及张力会因为粒径的缩小而相对迅速变大，与常规例子的物理性质完全不同。纳米微粒具有较为明显且独特的表面稳定性，且还具有热稳定性以及光催化性等性质。
本次试验中使用到的纳米TiO2催化剂，价格相对较低，具有良好的化学稳定性，且不会对环境造成污染。当然也存在较为明显的问题，比如此次选择的纳米粒子TiO2的光谱范围较窄，只能对紫外线光产生反应，对太阳能的综合利用率还相对较低，不宜大规模使用。
目前，针对纳米催化剂脱硫技术的改进，主要利用“掺杂改性“法对原有纳米粒子的性质进行完善，通过提高其相变温度，相应增加其比较面积，最终实现其光谱范围的扩展。完善后的纳米粒子，其综合太阳能利用率有效提高，催化性能也显著提升，在实验中，每0.715%Fe―TiO2的催化剂，处于500℃焙烧情况下，其脱硫率达到了92.8%。
三、结束语
现有的天然气净化工作中，传统与新型脱硫技术的综合运用才是提高脱硫质量的有效方法，因而还需要根据实际需求，适当调整脱硫方案，实现天然气净化工作的最优化。
参考文献：
[1]方增炎.刍议脱硫技术在天然气净化中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2012，32（7）
[2]熊运涛，吴学东.天然气净化脱硫研究进展[J].当代化工，2013，（3）
[3]李劲，雷萌，唐浠.对中低含硫天然气脱硫技术的认识[J].石油与天然气化工，2013，42（3）
跻身学术前沿
水的光电催化研究是一个十分重要、富有挑战性的课题，在光电池，光催化制氢、水处理等领域具有重大意义。2006年底，张宏忠博士作为国家公派访问学者赴澳大利亚格里菲斯大学环境学院从事纳米材料光催化方面的研究。在那里，他大胆创新，对水的光电催化过程做了较为全面的研究，创造性地提出了测定水在TiO2表面吸附量的一种新方法，并成功地用于分析吸附动力学过程及影响因素，得到了澳方课题组的高度评价。尽管留学时间短暂，但却让张宏忠真正地深入到了纳米材料研究的前沿领域。
回国后，他很快在实验室搭建了一个研究纳米材料光电催化的实验平台，对水的光电催化过程进行了更深入的研究。在此基础上，他又将纳米TiO2光催化与无机分离膜结合起来，以解决膜运行过程中由于污染而导致水通量不断衰减的难题。由他主持申报的“二氧化钛纳米膜的制备，表征及性能评价”和“长程有序二氧化钛复合分离膜及其光催化性能研究”课题分别获得2008年教育部科学技术研究重点项目和2009年国家自然科学基金项目资助。
推动科技产业化
高浓度、高稳定乳化含油废水的处理是长期困扰国内化纤行业的难题。实践证明，破乳是处理这类废水的关键技术，必须设法消除或减弱乳化剂保护乳化液稳定的能力，即破坏油一水界面上的吸附膜，减少分散粒子所带的同种电荷量，实现油水分离后，还需对水相做深度处理。经过反复地研究，试验，张宏忠博士提出了“破乳一反渗透膜联合处理工艺”，将高效化学破乳技术和当今新型的膜分离高科技结合起来，很好地解决了这一难题。他研制的特效破乳剂“DEMUL－B1”可以使这类高浓度、高稳定乳化含油废水得到有效破乳，并已获得国家授权发明专利。特别值得一提的是，由他设计的破乳罐和膜处理系统能满足工业化连续运行需要，具有能耗低、运行成本低，处理效果好等优点，膜出水清澈透明。在此基础上，他撰写的学术论文TreatmentofWastetilatureoil／wstsremulionbycombJbeddemulsfflcatlonandreverseOSmosis得以发表在国际知名期刊SeparstionandPurfiicatlbnTechnology第63卷第2期上。这充分表明“破乳一反渗透膜联合处理工艺”具有创新性，在处理高浓度纺丝工序乳化含油废水方面达到国际领先水平，符合国家倡导的节能减排和清洁生产政策，为化纤行业清洁生产提供了示范作用及技术支持，为国家制订相关行业的清洁生产标准提供了依据。
[关键词]制造业；增长方式；发展战略；思路
一、转变制造业增长方式的紧迫性
目前，我国制造业已有较好基础，并已成为世界制造大国，工业增加值居世界第四位，约为美国的1/4、日本的1／2，与德国接近。产量居世界第—的有80多种产品。然而，我国制造的多是高消耗、低附加值产品，大量产品处于技术链和价值链的低端。在代表制造业发展方向和技术水平的装备制造业，我国的落后状况尤其明显，大多数装备生产企业没有核心技术和自主知识产权。同时，我国制造业劳动生产率水平偏低，许多部门的劳动生产率仅及美国、日本和德国的1／10，甚至低于马来西亚和印度尼西亚。这一差距，尤其明显地表现在资本密集型和知识密集型产业上。在此条件—卜，我国制造业不能继续在技术链低端延伸，不能依靠高消耗获得更多低附加值产品，必须用科学发展观指导制造业运行，转变制造业增长方式。
二、转变制造业增长方式必须发展现代制造技术
产品技术链，没有一个固化的定式，但总是由低端向高端发展。近年，它正伴随着现代制造技术的进步不断向高端延伸。目前，制造业技术链高端几乎被现代技术垄断，处于技术链高端的产品几乎都是由现代技术制造出来的。所以，要转变我国制造业增长方式，必须抓紧发展现代制造技术，通过现代技术促使制造业及其产品向技术链高端延伸，以便降低技术链低端产品的比重，相应提高技术链高端产品的比重。
在知识经济时代到来之际，微电子技术、光电子技术、生物技术、高分子化学工程技术、新型材料技术、原子能利用技术、航空航天技术和海洋开发工程技术等高新技术迅猛发展。以计算机广泛应用为基础的自动化技术和信息技术，与高新技术及传统制造方法结合起来，便产生了现代制造技术。
现代制造技术，保留和继承了传统制造技术的产品创新要求，如增加现有产品的功能，扩大现行产品的效用：增多现有产品的品种、款式和规格：缩小原产品的体积，减轻原产品的重量：简化产品结构，使产品零部件标准化、系列化、通用化：提高现有产品的功效，使之节能省耗等。但是，现代制造技术，在制造范畴的内涵与外延、制造工艺、制造系统和制造模式等方面，与传统制造技术均有重人差别。
在现代制造技术视野中，制造不是单纯把原料加工为成品的生产过程，它包括产品从构思设计到最终退出市场的整个生命周期，涉及产品的构思、构思方案筛选、确定产品概念、效益分析、设计制造和鉴定样品、市场试销、正式投产，以及产品的售前和售后服务等环节。
在现代制造技术视野中，制造不是单纯使用机械加工方法的生产过程，它除了机械加工方法外，还运用光电子加工方法、电子束加工方法、离子束加I：方法、硅微加工方法、电化学加工方法等，往往形成光、机、电一体化的工艺流程和加工系统。
三、发展现代制造技术的重点方向
现代制造技术正在朝着自动化、智能化、柔性化、集成化、精密化、微型化、清洁化、艺术化、个性化、高效化方向发展。为了转变制造业增长方式，促使制造业向技术链高端延伸，我国宜着重发展以下现代制造技术。
(一)以纳米技术为基础的微型系统制造技术
“纳米”是英文nan。meter的译名，是一种度量单位，是十亿分之一米，约相当于45个原子串起来那么长。纳米技术，表现为在纳米尺度(0．1nm到100nm之间)内研究物质的相互作用和运动规律，以及把它应用于实际的技术。其基本含义是在纳米尺寸范围认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子创造新的物质。纳米技术以混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学等现代科学为理论基础，以计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术等现代技术为操作手段，是现代科学与现代技术相结合的产物。
纳米技术主要包括：纳米材料学(nanomaterials)、纳米动力学(nanodynamics)、纳内米电子学(nanoclectronics)、纳米生物学(nanobi010gy)和纳米药物学(nan。pharmics)。就制造技术角度来说，它主要含有纳米设计技术、纳米加工技术、纳米装配技术、纳米测量技术、纳米材料技术、纳米机械技术等。以纳米技术为基础，在纳米尺度上把机械技术与电子技术有机融合起来，便产生了微型系统制造技术。
自从硅微型压力传感器，作为第一个微型系统制造产品问世以来，相继研制成功微型齿轮、微型齿轮泵、微型气动涡轮及联接件、硅微型静电电机、微型加速度计等一系列这方面的产品。美国航空航天局运用微型系统制造技术，推出的一款微型卫星，其体积只相当于一枚25美分的硬币。
微型系统制造技术，对制造业的发展产生了巨大影响，已在航天航空、国防安全、医疗、生物等领域崭露头角，并在不断扩大应用范围。
(二)以电子束和离子束等加工为特色的超精密加工技术
超精密加工技术，一般表现为被加工对象的尺寸和形位精度达到零点几微米，表面粗糙度优于百分之几微米的加工技术。
这项技术包括超精密切削、超精密磨削、研磨和抛光、超精密微细加工等内容，主要用于超精密光学零件、超精密异形零件、超精密偶件和微机电产品等加工。
电广束、离子束、激光束等加工技术，通常出现在超精密微细加上领域，用来制造为集成电路配套的微小型传感器、执行器等新兴微机电产品，以及硅光刻技术和其他微细加工技术的生产设备、检测设备等。20世纪80年代以来，超精密加工技术，在超精密加工机床等设备、超精密加工刀具与加工工艺、超精密加工测量和控制，以及超精密加工所需要的恒温、隔热、洁净之类环境控制等方面，取得了一系列突破性进展。超精密加工技术投资大、风险高，但增值额和回报率也高得惊人。近来，发达国家把它作为提升国力的尖端技术竞相发展，前景非常好。
(三)以节约资源和保护环境为前提的省耗绿色制造技术
关键词：纳米科技;纳米材料;应用现状
一、纳米的相关定义
纳米是长度计量单位，1纳米等于10-9米，形象地讲，1纳米的物体放到1个乒乓球上，相当于1个乒乓球放在地球上。20世纪80年代末纳米科技迅速发展。1982年，宾尼希等人发明了扫描隧道显微镜。该显微镜为人类进入纳米世界打开了一扇更宽广的门。
二、纳米科技的应用现状
纳米科技指在纳米尺度（1～100纳米）上研究物质（包括原子、分子的操纵）的特性和相互作用，以及如何利用这些特性和相互作用的具有多学科交叉性质的科学和技术。纳米科技用途广泛，涉及领域多，体现多学科交叉性质的前沿领域，包含纳米物理学、纳米电子学等学科领域。
1
纳米电子学
量子元器件是纳米电子器件中最有应用前景的。这种利用量子效应制作的器件具有体积小、高速、低耗、电路简化等优点。
2
纳米材料学
由于纳米材料具有较大的界面，界面的原子排列很混乱的，在外力变形的条件下原子易迁移，因此纳米材料表现出优越的韧性与延展性。陶瓷材料通常呈脆性，而由纳米粒子压制成的纳米陶瓷材料却有很好的韧性。
当前材料研究领域中最热门的纳米材料是具有未来超级纤维之称的碳纳米管，可做成纳米开关或极细的针头用于给细胞“打针”等。纳米材料现已用于研究太空升降机、纳米壁挂电视、纳米固体燃料、纳米隐身飞机等。
3纳米机械学
用原子、分子操纵技术、纳米加工技术、分子自组装技术等新科技，科学家们已经制造了纳米齿轮、纳米电池、纳米探针、分子泵、分子开关和分子马达等。美国康纳尔大学的科学家利用ATP酶作为分子马达，研制出了一种可以进入人体细胞的纳米机电设备――“纳米直升机”。
美国朗讯科技公司和英国牛津大学的科学家用DNA（脱氧核糖核酸）制造出了一种纳米级的镊子，每条臂长只有7纳米。
还可用极微小部件组装一辆比米粒还小，能够运转的汽车、微型车床，可望钻进核电站管道系统检查裂缝;组装提供化工使用的火柴盒大小的反应器;组装驰骋未来战场上的纳米武器，如蚂蚁士兵、蚊子导弹、苍蝇飞机、间谍草等。
21世纪，纳米技术将广泛应用于信息、医学和新材料领域。
三、纳米材料的应用现状
纳米材料是纳米科技的基础。纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。纳米材料大都是人工制备的，属于人工材料，但是自然界中早就存在纳米微粒和纳米固体，如陨石碎片、牙齿皆由纳米微粒构成的。纳米材料是一种新型的材料，具有以下优点：
1
特殊的光学性能
1991年海湾战争中，美国F-117A型隐身战斗机外表所包覆的材料中就包含有多种纳米超微颗粒，强烈吸收不同波段的电磁波来欺骗雷达，实现隐形，成功地打击了伊拉克的重要军事目标。
2
特殊的热学性能
固态物质在其形态为大尺寸时，熔点固定，超细微化后将显著降低熔点，当颗粒小于10纳米量级时尤为显著。
3
特殊的磁学性能
研究发现，鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趋磁细菌等生物体中存在超微的磁性颗粒，使这类生物在地磁场导航下能辨别方向，具有回归的本领。
4
特殊的力学性能
陶瓷材料通常呈脆性，陶瓷水杯一摔就碎，而由纳米超微颗粒压制成的纳米陶瓷材料，可像弹簧一样具有良好的韧性。研究表明，人的牙齿具有很高的强度是由于它是由磷酸钙等纳米材料构成的。纳米晶粒的金属要比传统的粗晶粒金属硬3～5倍。金属-陶瓷复合纳米材料的应用前景很广。
钱学森曾说：“纳米和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点，会是一次技术革命，从而将是21世纪又一次产业革命。”
在不久的将来，纳米科技和纳米材料的发展和应用必将促进人类文明的进步！
参考文献：