纳米技术的应用论文

纳米技术的应用论文（共8篇）

1.纳米技术的应用论文 篇一

关于纳米技术的应用现状及展望

【论文关键词】：纳米科学 纳米技术 纳米管

【论文摘要】：讨论纳米科学和技术在新时期里发展所面对的困难和挑战。一系列新的方法将被讨论。我们还将讨论倘若这些困难能够被克服我们可能会有的收获。

纳米科学和技术所涉及的是具有尺寸在1-100纳米范围的结构的制备和表征。在这个领域的研究举世瞩目。无论是从基础研究（探索基于非经典效应的新物理现象）的观念出发，还是从应用（受因结构减少空间维度而带来的优点以及因应半导体器件特征尺寸持续减小而需要这两个方面的因素驱使）的角度来看，纳米结构都是令人极其感兴趣的。

1.纳米结构的制备

有两种制备纳米结构的基本方法：build-up和 build-down。所谓build-up方法就是将已预制好的纳米部件（纳米团簇、纳米线以及纳米管）组装起来；而build-down 方法就是将纳米结构直接地淀积在衬底上。前一种方法包含有三个基本步骤：1）纳米部件的制备；2）纳米部件的整理和筛选；3）纳米部件组装成器件（这可以包括不同的步骤如固定在衬底及电接触的淀积等等）；“Build-down”方法提供了杰出的材料纯度控制，而且它的制造机理与现代工业装置相匹配，换句话说，它是利用广泛已知的各种外延技术如分子束外延(MBE)、化学气相淀积（MOVCD）等来进行器件制造的传统方法。“Build-down”方法的缺点是较高的成本。

很清楚纳米科学的首次浪潮发生在过去的十年中。在这段时期，研究者已经证明了纳米结构的许多崭新的性质。学者们更进一步征明可以用“build-down”或者“build-up” 方法来进行纳米结构制造。这些成果向我们展示，如果纳米结构能够大量且廉价地被制造出来，我们必将收获更多的成果。

2.纳米结构尺寸、成份、位序以及密度的控制

为了充分发挥量子点的优势之处，我们必须能够控制量子点的位置、大小、成份已及密度。其中一个可行的方法是将量子点生长在已经预刻有图形的衬底上。由于量子点的横向尺寸要处在10-20纳米范围（或者更小才能避免高激发态子能级效应，如对于GaN材料量子点的横向尺寸要小于8纳米）才能实现室温工作的光电子器件，在衬底上刻蚀如此小的图形是一项挑战性的技术难题。对于单电子晶体管来说，如果它们能在室温下工作，则要求量子点的直径要小至1-5纳米的范围。这些微小尺度要求已超过了传统光刻所能达到的精度极限。有几项技术可望用于如此的衬底图形制作。

⑴ 电子束光刻通常可以用来制作特征尺度小至50纳米的图形。如果特殊薄膜能够用作衬底来最小化电子散射问题，那特征尺寸小至2纳米的图形可以制作出来。

⑵ 聚焦离子束光刻是一种机制上类似于电子束光刻的技术。

⑶ 扫描微探针术可以用来划刻或者氧化衬底表面，甚至可以用来操纵单个原子和分子。最常用的方法是基于材料在探针作用下引入的高度局域化增强的氧化机制的。

⑷ 多孔膜作为淀积掩版的技术。多孔膜能用多种光刻术再加腐蚀来制备，它也可以用简单的阳极氧化方法来制备。

⑸ 倍塞（diblock）共聚物图形制作术是一种基于不同聚合物的混合物能够产生可控及可重复的相分离机制的技术。

⑹ 与倍塞共聚物图形制作术紧密相关的一项技术是纳米球珠光刻术。此项技术的基本思路是将在旋转涂敷的球珠膜中形成的图形转移到衬底上。

⑺ 将图形从母体版转移到衬底上的其他光刻技术。几种所谓“软光刻“方法，比如复制铸模法、微接触印刷法、溶剂辅助铸模法以及用硬模版浮雕法等已被探索开发。

3.纳米制造所面对的困难和挑战

随着器件持续微型化的趋势的发展，普通光刻技术的精度将很快达到它的由光的衍射定律以及材料物理性质所确定的基本物理极限。通过采用深紫外光和相移版，以及修正光学近邻干扰效应等措施，特征尺寸小至80 nm的图形已能用普通光刻技术制备出。然而不大可能用普通光刻技术再进一步显著缩小尺寸。采用X光和EUV 的光刻技术仍在研发之中，可是发展这些技术遇到在光刻胶以及模版制备上的诸多困难。目前来看，虽然也有一些具挑战性的问题需要解决，特别是需要克服电子束散射以及相关联的近邻干扰效应问题，但投影式电子束光刻似乎是有希望的一种技术。扫描微探针技术提供了能分辨单个原子或分子的无可匹敌的精度，可是此项技术却有固有的慢速度，目前还不清楚通过给它加装阵列悬臂樑能否使它达到可以接受的刻写速度。

对一个理想的纳米刻写技术而言，它的运行和维修成本应该低，它应具备可靠地制备尺寸小但密度高的纳米结构的能力，还应有在非平面上刻制图形的能力以及制备三维结构的功能。此外，它也应能够做高速并行操作，而且引入的缺陷密度要低。然而时至今日，仍然没有任何一项能制作亚100 nm图形的单项技术能同时满足上述所有条件。现在还难说是否上述技术中的一种或者它们的某种组合会取代传统的光刻技术。究竟是现有刻写技术的组合还是一种全新的技术会成为最终的纳米刻写技术还有待于观察。

4.展望

目前，已有不少纳米尺度图形刻制技术，它们仅有的短处要么是刻写速度慢要么是刻写复杂图形的能力有限。这些技术可以用来制造简单的纳米原型器件，这将能使我们研究这些器件的性质以及探讨优化器件结构以便进一步地改善它们的性能。必须发展新的表征技术，这不单是为了器件表征，也是为了能使我们拥有一个对器件制造过程中的必要工艺如版对准的能进行监控的手段。随着器件尺度的持续缩小，对制造技术的要求会更苛刻，理所当然地对评判方法的要求也变得更严格。随着光学有源区尺寸的缩小，崭新的光学现象很有可能被发现，这可能导致发明新的光电子器件。然而，不象电子工业发展那样需要寻找MOS晶体管的替代品，光电子工业并没有如此的立时尖锐问题需要迫切解决。纳米探测器和纳米传感器是一个全新的领域，目前还难以预测它的进一步发展趋势。然而，基于对崭新诊断技术的预期需要，我们有理由相信这将是一个快速发展的领域。总括起来，在所有三个主要领域里应用纳米结构所要求的共同点是对纳米结构的尺寸、材料纯度、位序以及成份的精确控制。一旦这个问题能够解决，就会有大量的崭新器件诞生和被研究。

参考文献

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[Paper Keywords]: Nanoscience Nanotechnology nanotubes

[Abstract]: Discussion nanoscience and technology development in the new era where the difficulties and challenges.A series of new methods will be discussed.We will also discuss these difficulties can be overcome if we might have a harvest.Nanoscience and technology is involved in having a size range of 1-100 nanometers Preparation and Characterization of the structure.Research in this area has attracted worldwide attention.Either from basic research(based on non-classical effects explore new physical phenomena)concept, or from the application(by reducing the dimension of space due to structural advantages brought about as a result of the semiconductor device feature sizes continue to be reduced and need these two aspects factors driven)perspective, nano structures are very great interest.1.Nanostructures

There are two basic methods of preparation of nanostructures : build-up and build-down.The so-called build-up method is to have preformed nm member(nanoclusters , nanowires and nanotubes)assembled;the build-down method is to nanostructures directly deposited on the substrate.The former method is composed of three basic steps: 1)Preparation of nanometer member;2)nano-finishing and screening member;3)nano-components into the device(which can include different steps , such as fixed electric contact of the substrate and deposition plot , etc.);“Build-down” approach provides excellent control of material purity , and its mechanism of modern industrial equipment manufacturing match , in other words , it is the most widely known use of the various epitaxial techniques such as molecular beam epitaxy(MBE), chemical vapor deposition(MOVCD)like the conventional method for device fabrication.“Build-down” approach is that higher costs.Nanoscience is clear first wave occurred in the past decade.During this period, researchers have proven many new nanostructured nature.Zheng Ming scholars can further “build-down” or “build-up” approach to nanostructure fabrication.These results show us that if a large number of nano-structures can be produced at low cost , we will certainly gain more results.2.Nanostructure size , composition , rank , and density control

In order to give full play the advantages of quantum dots of the Department, we must be able to control the quantum dot location, size , composition and density have been.One possible approach is to grow in quantum dots has been pre-engraved pattern on the substrate.Because the lateral quantum dot size to the nanometer range in 10-20(or smaller in order to avoid highly excited states sublevels effects, such as quantum dots for GaN materials lateral dimensions less than 8 nm)can be achieved optoelectronic devices operating at room temperature , etched on the substrate so that a small graphical challenging technical problems.For the single-electron transistor , if they can work at room temperature , the diameter of the quantum dots is required to be small in the range 1-5 nm.These tiny scale requires more than the traditional lithographic limits the achievable accuracy.Several techniques could be used for such a substrate graphics production.⑴ electron beam lithography can often be used to make features as small as 50 nanometers scale graphics.If special film can be used as a substrate to minimize electron scattering problem, that feature sizes as small as 2 nm graphics can be produced.⑵ focused ion beam lithography is a mechanism similar to electron beam lithography technology.⑶ scanning microprobe technique can be used to scribe or oxidation of the substrate surface and can even be used to manipulate individual atoms and molecules.The most common method is based on material under the action of the probe into the highly localized enhanced oxidation mechanism.⑷ version porous membrane as a deposition mask technology.A variety of porous film can be prepared by photolithography plus etching , it can be used simply prepared by anodic oxidation method.⑸ X plug(diblock)copolymers graphic production technique is based on a mixture of different polymers to produce controlled and reproducible technique of phase separation mechanism.⑹ and double stuffed copolymer graphics production technique is closely related to a technology nanospheres pearl engraved surgery.The basic idea of this technique is to rotate the coated beads in the formed film pattern transfer onto the substrate.⑺ the graphic version transferred from the mother to the substrate other lithography.Several so-called “soft lithography ” approach , such as copying casting method, micro-contact printing method, solvent-assisted molding method and embossed with a hard template method has been developed to explore..nanometer manufacturing difficulties and challenges faced by

Continuing miniaturization of devices along with the trend of development, the general accuracy of lithography will soon reach its laws by the diffraction of light and physical properties of materials are determined by fundamental physical limits.By using deep UV and phase shift version, and amendments to the optical interference effect neighbors and other measures, feature sizes as small as 80 nm graphics have been able to prepare ordinary lithography.However unlikely an ordinary lithography further significantly reduced in size.Using X-ray and EUV lithography technology is still being developed , but the development of these technologies and the photoresist stencil encountered many difficulties on the preparation.At present , although there are some challenging problems to be solved , in particular the need to overcome the electron beam scattering and interference effects associated with the neighbor , but the projection electron beam lithography seems to be a promising technique.Scanning microprobe technique provides can distinguish individual atoms or molecules unmatched precision , but there are inherent in the technology slow speed , it is unclear cantilever array by giving it to install it can achieve an acceptable the carved speed.Carved on an ideal nano technology, its operation and maintenance costs should be low, it should be prepared with reliable high density small in size but the capacity nanostructures, there should be non-plane patterning capabilities and Preparation function of three-dimensional structure.Furthermore, it should also be able to operate in parallel for high-speed, and lower density of defects introduced.Today, however, still no one can produce a single sub-100 nm graphics technology can satisfy all the conditions above.Now the above technique is difficult to say whether one or a combination of them will replace a conventional photolithographic techniques.What is the combination of existing technologies or carved a new technology will become the ultimate nano-carved technology remains to be seen.Looking At present

There are many graphic nanoscale lithography techniques , their only weaknesses are either slow either carved carved complex graphics capabilities are limited.These techniques can be used to make a simple prototype device nm , which will enable us to study and explore the nature of these devices in order to optimize the device structure to further improve their performance.New characterization techniques must be developed , not only for device characterization , but also to enable us to have a manufacturing process of the device as a necessary process can be monitored aligned version means.As devices continue to shrink scale of manufacturing technology requirements will be more demanding , of course, on the evaluation method requirements are becoming more stringent.With the reduced size of the optical active region , a new optical phenomena are likely to be found , which may lead to the invention of new optoelectronic devices.However , unlike the electronics industry as the need to find alternatives to the MOS transistors , optoelectronics industry is not so acute problem needs to be urgently addressed immediately.Nm detector and nano sensor is a new field, it is still difficult to predict the further development trend.However, based on the anticipated needs of new diagnostic techniques , we have reason to believe this will be a rapidly developing field.In sum , in all three main areas of application of nano-structures required in common is the size of nano-structure , material purity , rank and composition of precise control.Once this problem can be solved , there will be a lot of new birth and the device being studied.References

[1] Wang Miao, Li Zhenhua, Lu Yang, Qi Zhongfu, Li cast Nanomaterials Applied Technology Progress [J].Materials Science and Engineering, 2000.[2] Wu Jing.Electrospray ionization method step preparation containing bonded phase nanospheres study [D].Tianjin University, 2006.[3] Zhang Ximei, Chen Ling, Li Lin, Guo Siyuan nano materials research Status and Development direction [J].modern Chemical Industry, 2000.[4] Zhu Xueqin nanotechnology and Its Application [J].new technology & New Process, 1996.[5] Zhangchen Li nanotube equivalent elastic buckling behavior parameters and molecular dynamics simulation [D].Shanghai Jiaotong University, 2007.

2.纳米技术的应用论文 篇二

关键词：信息技术,应用电子技术

一、信息技术融入应用电子技术教育中的意义

信息技术是以电子计算机作为基本载体，通过网络获取信息，加工信息，存储信息，得到结果的相关技术。它具有信息量大、获取方便、操作简单、效果直接等特点，满足教学过程中教师对信息的获取和处理需求，能有效地减轻教师的工作量，提高教师备课效率，让课堂教学过程更加高效。

随着我国电子行业的快速发展，电子技术相关产业越来越国际化和全球化。这就给应用电子技术教育提出了新的要求。它要求学校在对电子技术专业的人才培养方面要具有时代性和先进性，积极使用新式的教育理念，采用先进的教学技术手段，让学生学到符合时代要求的先进知识，成为适应社会需求的专业人才。所以，信息技术也必须要融入电子技术专业的教学中去，通过信息技术所富含的资源给学生提供最新的专业信息，最科学的学习方法，最真实的模拟过程，激发学生的学习热情，体现出学生在学习中的自主意识，充分地发挥学生的学习潜力。

二、通过信息技术提高学生的学习兴趣

兴趣是学生学习的最直接动力。良好的开端是成功的一半，一堂课在开始的时候就要注意营造课堂情境，调动学生的学习兴趣和求知欲望，激发学习热情，积极地参与到课堂学习中来。一般可以在课堂开始时为同学们播放一个与课堂教学内容相关的专题知识介绍、影片集锦等，以此营造知识学习氛围和学习背景，提高学生对相关知识的关注度和熟悉度，引起学生对相关知识的探究兴趣，为接下来的实际课堂教学内容学习打下基础。

三、通过信息技术丰富教学内容

应用电子技术专业是一个科技性强、发展速度快的专业，包括较多的课程和实验。但是，学校教育面临着课时少内容多，课程种类多但是课程内容旧等不利因素，容易导致教学内容赶不上教学进度，或者与行业的发展现状脱节等情况。此时，就需要教师合理地利用信息技术，及时地获取较新的教学内容，帮助学生更新专业理念，了解最新的专业知识。同时，通过课件的使用来减少教师的板书时间，提供更丰富的知识量，使教学进度与计划一致，保证教学的顺利进行。

四、通过信息技术模拟实验环境

电子专业包含很多实验，大多数都要求学生亲自参与，以提高学生的动手操作能力，掌握相关的理论知识。然而，在由于教学时间和实验条件的限制，有一些过程复杂、操作难度大、危险性高的实验时没有办法在课堂上操作的。遇到这些情况，传统的教学方法便是教师一句话把实验的原因、过程、结果带过，让学生记住便可。这样很明显是不容易让学生印象深刻的。此时，可以使用信息技术获取相关实验演示过程、数据、结果等，让学生能直观地感受到整个实验的具体操作流程，从而加深学生对该知识点的理解，提高教学效果。

五、通过信息技术突出知识的重难点

信息技术可以将复杂的知识体系用直观的文字、图形、动画展示出来，突出重点、突破难点，帮助学生分析、理解教学中的重难点知识，有利于学生快速、高效地学习。新课标要求教学过程要以学生为主，注重学生的自主学习能力，所以，教师在教学中要注意在点拨上加以提高，帮助学生分析问题、解决问题，而不是单纯地把问题讲给学生听。因此，在教学中要注意正确地使用信息技术，发挥信息技术的分析问题的优点。

六、通过信息技术及时反馈教学情况

一堂课或者一段时间的教学效果是否理想，必须要有科学、合理的课堂反馈方式来反映出来，否则就是无的放矢，使得教师把握不准教学方式是否恰当、教学内容是否准确等。有了正确的反馈方式，就能准确地知道教学实际效果，从而帮助教师及时地做出总结，调整教学策略，在以后的教学中提高教学效果。对于学生来说，一个良好的反馈方式可以帮助学生认识到自身的长处和弱点，在以后的学习中做出改进，提高学习效率。信息技术的介入可以帮助教师科学分析学生成绩，反映学生成绩变化趋势，观察学生的学习状态和精神面貌，在模拟试验中及时地反馈实验结果等。

总之，现代化技术手段用于辅助课堂教学，可以在教室内营造出一个生动、有趣的教学氛围，增加教师在课堂上的教学手段，提高教学的能动性，把枯燥复杂的电子技术课堂变得富有趣味性，充分地调动学生的注意力，提高学生学习积极性。另外，增加了课堂内容的含量，解决了内容多时间少的教学困境，也让电子专业的实验课变得容易和直观，帮助突出重点、突破难点，并通过高效直接的反馈方式让教师和学生都能轻易地知道自己的教学和学习中的问题，有利于提高课堂教学的效果。

实践证明，信息技术目前只是一个教学的辅助手段，并不是固定的、万能的教学模式。所以，教师在教学中既要积极、正确使用信息技术辅助教学，又要避免对信息技术应用于教学过度使用，要发挥其最大的作用，就需要教师认真研读教材，开阔思路，有的放矢，科学、合理地将信息技术应用于课堂教学。

参考文献

[1]顾小军.创新在应用电子技术专业中的应用[J].运城学院学报.2010.04.

[2]陈静.多媒体技术在“电工与电子技术”课堂教学中的应用[J].中国现代教育装备.2006.09.

3.视觉捕捉技术在摄像技术的应用 篇三

目前，在人体运动分析领域和摄像领域，视觉捕捉技术有着十分广泛的应用范围，是当前研究的热点课题之一。在视觉捕捉系统的支持下，该技术能够对运动中的物体进行跟踪定位，从而获得其三维运动轨迹，并通过数字解析过程，实现对运动过程的捕捉。运用视觉捕捉技术，能够对物体的运动特诊进行准确把握，得出其在三维空间内特定参数，从而了解到精确的运动状况。在以计算机图形学为理论基础的同时，在空间内设置多个相关技术设备，用于对运动物体的跟踪，最终以图形的形式，将运动状况加以记录，所得到的运动信息较为不容易失真，因而在摄像技术中能够有良好的应用前景。

人体运动跟踪方法

为了完成人体运动分析，首先要做到科学的跟踪定位，对于连续的图像帧，互相之间应具备相匹配的特征，主要包括运动方向、速度、形态及方位等，这样才能获得完整的运动数据。在运动跟踪的方案设计上，应用较广泛的数学模型有动态贝叶斯网络，卡尔曼滤波，以及粒子滤波等方法。由于跟踪定位的对象各不相同，根据其各自的特征，可分别采用模型跟踪方法，区域跟踪方法，活动轮廓线跟踪方法，特征跟踪方法等[1]。 如果使用模型跟踪法，在人体运动目标的表达上，传统的处理手段有三种，即图模型、二维模型以及三维模型；如果使用区域跟踪方法，则需考虑整体跟踪和局部跟踪的不同；如果使用活动轮廓线跟踪方法，在运动目标的表达上，主要手段为封闭的曲线范围，随着目标的移动变化，这一封闭的曲线范围可进行自动更新。在最新的范围曲线跟踪算法当中，首先确定空间（x，y，t），然后构造一个曲面，并对初始曲线进行设置，此时曲线应为水平方向，得到关于该曲线的能量函数，包围移动体区域，此时运动目标的运动变化，能够反映到能量函数的曲线上，当运动目标区达到最小时，函数曲线将靠近运动目标区，实现对运动目标的跟踪定位；如果使用特征跟踪法，首先应完成特征提取，然后再进行特征匹配，从静态图像当中，可提取相应的人体特征，而在序列图像之间，可对这些特征进行匹配，实现完整的跟踪过程。

视觉运动捕捉技术难点

目前，视觉运动捕捉技术的应用仍然存在较多的难点，尽管视觉捕捉技术的研究工作始终热度不减，对视频运动的分析也越来越深入，但从取得的开发成果来观察，由于多种客观因素的作用，在掌握人体运动数据的过程中，整个过程依然十分复杂，操作在难度上还是具有一定的挑战性。其中，最主要的难点在于，人体作为运动跟踪的目标，其本身具有较强的复杂性，运动所涉及的要素也较多，因而在自摄像到成像的整个过程当中，极易造成原有信息的丢失。在研究阶段，研究人员遇到的研究瓶颈则主要有：第一，人体构造的柔性特征，与此同时人体的运动状况也属于非刚性运动；第二，高维表达问题，，对运动过程进行跟踪时，需对运动中的各要素进行仿真模拟，应如何精确再现人体的运动过程，即如何构建人体模型；第三，在视频中，由于运动状况与理论中的理想状态有很大不同，人体极有可能被附近环境掩盖，或自本身存在遮挡部分，这种情况下就无法获得完整的人体运动数据，破坏跟踪定位的精准度，从而给模型的重建造成困难；第四，在从三维到二维的投影过程中，往往会导致深度歧义，对三维的运动目标进行投影，所得到的二维图像并不能完全再现原有的运动状况，许多深度信息将会丢失[2]。如果使用单个摄像机进行摄像，这一问题的严重性尤为明显，根据这种情况下所得到的视频，试图完成运动三维信息的推导，往往失真程度极高。对于这类问题的解决，通常采取逆向的研究方法，通过多种技术手段，将复杂的问题简化，或者在先验知识的指导下，尽量圆满地解决这一问题。

视觉捕捉系统设计探讨

在本次研究中，为了提高跟踪定位的精确度，将选择杆状模型用来模拟人体骨架，同时为了便于完成视觉处理，还将使用HSI色彩模型。通过关节点的运用，可连接形成人体模型，从而得到更适用于数学处理的刚体集合，每一个刚体，都可利用不同的线段加以描述，通过这样的模型转换，原本复杂的运动将大大简化，以骨架运动的形式进入建模和分析阶段。在整个人体模型中，共包含18个关节点，为了便于研究，本文中称其为特征点。在不同的特征点之间，所构成的线段即代表刚体。这样一来，无论在任何时间点，都不会导致形变。同时，由于这些线段代表的是人体骨架，因此可通过解剖学理论，了解到互相间的大小比例关系，将难点顺利转化为先验知识。在模型选用上，虽然RGB有更加广泛的应用，且易于硬件实现。但如果光照强度发生变化，同样一种颜色，所得到的RGB值差别显著，造成色彩信息的失真。但在视觉捕捉技术的应用领域，由于色彩信息的醒目性，常常将其作为跟踪的特征信息，因而需避免亮度的干扰，此时HSI模型的适用性更强[3]。在HSI模型中，其中H表示色调，S表示饱和度，I表示亮度。

在本次研究中，将采用Kalman 滤波与Camshift 相结合的跟踪算法，能够综合二者的优势。通过对运动图像的观察，可对目标物体的方位进行测定，在每一帧图像中，可获得其相应的位置信息数据，这样就可还原人体的完整运动轨迹。在获知前期人体位置信息数据的情况下，可利用Kalman 滤波，对本帧图像进行预测，得出目标出现的大概位置，然后再使用Camshift算法使信息精确化，即在可能出现的区域当中，得到目标的准确位置。要完成精确度较高的视觉运动捕捉过程，可遵循以下步骤：首先，最好使用多个摄像机，得到视频数据流；其次，通过二维跟踪技术，对特征点进行准确计算，从而得出二维运动序列；最后，利用摄像机，对运动目标进行标定，实现三维重建，完成整个视觉运动捕捉过程。

在整个视觉捕捉系统当中，共包括四个不同模块，分别为视频采集、跟踪定位、模型重建以及显示，这四个模块分别具备不同的功能。

视频采集模块。可使用普通的摄像头，对人体运动的整个过程进行拍摄，得到运动的初始视频。在人体的关节部位，分别使用不同的颜色进行标记，以示区分，标记时应注意所使用的颜色应与背景色彩相异，使标记色块成为其他任意三种颜色的区域。对于视频的背景特征，可不做特殊要求。

跟踪模块。通过预测机制，尽量避免运动目标被附近环境掩盖的现象，对模型及运动目标的特征进行研究和分析，使用Kalman进行预测的同时，结合

Camshift算法的使用，以色彩信息为标识特征，进行信息跟踪。针对各帧图像，对其色块中心数据进行提取，建立图像坐标，此时就可得到色块运动序列，获知关节点的运动特征。

重建模块。完成二维图像坐标后，接下来向三维坐标进行映射。在完成摄像机标定之后，可根据人体生理约束，利用摄像机成像原理，对二维数据进行映射，使其在三维空间得以重建。

显示模块。通过OpenGL ，可用来代表特征点的三维坐标，这样就可利用更加精确的数据，实现人体运动的视觉捕捉过程。

为了对本次研究的可行性进行验证，使用普通摄像头，对手臂的运动轨迹进行拍摄。在OpenGL 中，手臂的三维模型得以建立，通过200帧以上的跟踪定位，多数情况下，误差可控制在一个像素以内，取得了理想的试验结果。

综上所述，可知在视觉捕捉技术的应用领域逐渐扩大的发展趋势中，为了更好实现其跟踪及再现的功能，技术本身的精确性、可靠性等仍有较大的可提升空间，面临的技术挑战仍然较多。本文通过对视觉捕捉技术在摄像技术的应用进行深入的探究和分析，指出了视觉捕捉技术的优势及发展困境。本文对人体运动跟踪方法进行了较为详尽的说明，分别介绍了模型跟踪方法，区域跟踪方法，活动轮廓线跟踪方法，特征跟踪方法，阐述了视觉运动捕捉技术难点，并在此基础上，提出了视觉捕捉系统设计方案。

4.加密技术的应用 篇四

在电子商务方面的应用

电子商务(E-business)要求顾客可以在网上进行各种商务活动，不必担心自己的信用卡会被人盗用。在过去，用户为了防止信用卡的号码被窃取到，一般是通过电话订货，然后使用用户的信用卡进行付款。现在人们开始用RSA(一种公开/私有密钥)的加密技术，提高信用卡交易的安全性，从而使电子商务走向实用成为可能。[3]

许多人都知道NETSCAPE公司是Internet商业中领先技术的提供者，该公司提供了一种基于RSA和保密密钥的应用于因特网的技术，被称为安全插座层(Secure Sockets Layer，SSL)。

也许很多人知道Socket，它是一个编程界面，并不提供任何安全措施，而SSL不但提供编程界面，而且向上提供一种安全的服务，SSL3.0现在已经应用到了服务器和浏览器上，SSL2.0则只能应用于服务器端。

SSL3.0用一种电子证书(electric certificate)来实行身份进行验证后，双方就可以用保密密钥进行安全的会话了。它同时使用“对称”和“非对称”加密方法，在客户与电子商务的服务器进行沟通的过程中，客户会产生一个Session Key，然后客户用服务器端的公钥将Session Key进行加密，再传给服务器端，在双方都知道Session Key后，传输的数据都是以Session Key进行加密与解密的，但服务器端发给用户的公钥必需先向有关发证机关申请，以得到公证。

基于SSL3.0提供的安全保障，用户就可以自由订购商品并且给出信用卡号了，也可以在网上和合作伙伴交流商业信息并且让供应商把订单和收货单从网上发过来，这样可以节省大量的纸张，为公司节省大量的电话、传真费用。在过去，电子信息交换(Electric Data Interchange，EDI)、信息交易(information transaction)和金融交易(financial transaction)都是在专用网络上完成的，使用专用网的费用大大高于互联网。正是这样巨大的诱惑，才使人们开始发展因特网上的电子商务，但不要忘记数据加密。

在VPN中的应用

现在，越多越多的公司走向国际化，一个公司可能在多个国家都有办事机构或销售中心，每一个机构都有自己的局域网LAN(Local Area Network)，但在当今的网络社会人们的要求不仅如此，用户希望将这些LAN连结在一起组成一个公司的广域网，这个在现在已不是什么难事了。

5.浅谈3D技术的应用 篇五

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摘要：现如今，科技日新月异，计算机的应用领域越来越广泛。3D技术的产生是计算机影响人类生活的一个重要方面。我们现在可以观看3D电影、电视，玩3D游戏，甚至还能在虚拟世界中学习。3D技术已势不可挡，我相信在未来的生活中，3D技术将得到更广泛的应用。下面我们就来看看3D技术的一些应用，从而加深对它的了解。

关键词：3D技术特性虚拟现实

一、什么是3D

3D是three-dimensional的缩写，就是三维图形。在计算机里显示3d图形，就是说在平面里显示三维图形。不像现实世界里，真实的三维空间，有真实的距离空间。计算机里只是看起来很像真实世界，因此在计算机显示的3d图形，就是让人眼看上就像真的一样。人眼有一个特性就是近大远小，就会形成立体感。计算机屏幕是平面二维的，我们之所以能欣赏到真如实物般的三维图像，是因为显示在计算机屏幕上时色彩灰度的不同而使人眼产生视觉上的错觉，而将二维的计算机屏幕感知为三维图像。基于色彩学的有关知识，三维物体边缘的凸出部分一般显高亮度色，而凹下去的部分由于受光线的遮挡而显暗色。

这一认识被广泛应用于网页或其他应用中对按钮、3d线条的绘制。比如要绘制的3d文字，即在原始位置显示高亮度颜色，而在左下或右上等位置用低亮度颜色勾勒出其轮廓，这样在视觉上便会产生3d文字的效果。具体实现时，可用完全一样的字体在不同的位置分别绘制两个不同颜色的2d文字，只要使两个文字的坐标合适，就完全可以在视觉上产生出不同效果的3d文字。

二、3D技术在影视广告中的应用

3D技术在影视广告中的应用，最广泛的就是3D电影。近年来，越来越多的3D电影层出不穷：《阿凡达》、《地心历险记》、《3D版泰坦尼克号》等等。

《泰坦尼克号》作为上世纪最成功的影片之一，许多经典镜头让观众念念不忘，这在很大程度上得益于他对电脑动画的大量应用。以传统拍摄方式来说，这部影片的最大困难莫过于必须制作出能“展示巨轮及船上2000多乘客的全景镜头”，而用电脑特效。只需作出轮船模型，用三维动画来制作出海水和人物并进行画面合成就可以了。《泰坦尼克号》中我们看到了工作人员利用数字化技术制作出虚拟数字海洋。在海洋中我们看到了跳跃的海豚，飞翔的海鸥，漂浮的冰山。闪烁的星空等。我们眼中的一艘巨轮“泰坦尼克号”实际上也不过是一个十几米长的模型。在上面走动的人群都是通过技术手段赋予他们以真实的形体姿态与动作的“数字人”，这些虚拟的现实让我们真假难分。这种按照模型生产出的真实，已经远远超出传统电影美学中的真实。通过《泰坦尼克号》，我们真正感受到了其中的美：场景美、情节美„„它确实带给了我们全方位的美感，虽然这些都不是真实影像的再现。它的成功也让我们相信电影的重新定位。电影变成了这样一种艺术：需要借助装备精良的技术，从物理、心理、甚至生理诸方面，全方位的冲击人的视听感受，电影必须最大程度地展示自己的美学特性。这是一个视觉媒体的时代，电影在这样的一个时代中应该感到生逢其时：这是一个高科技的时代。新的科技手段允许电影向真实性的极限挑战，允许她创造新的银幕奇观，最终带给人们审美上的愉悦。

在电影《美梦成真》中最先登场的是一场从世界上最高的瀑布，位于委内瑞拉的天使瀑布，一跃而下的特技。特技演员杰克兰布德(Jake Lombard)从高达3212呎高(约81.6公

尺)的悬崖上纵身下跃，十八秒后拉开隐形降落伞，再经四秒落地。观众在看到这幕时，就可以了解克理斯在死后，能够从心所欲、完成任何他想做的事。他能飞翔。这就是特技和视效共同打造而成的神奇世界。而这还只是《美梦成真》运用特技呈现故事的其中一个例子而已。这些令人叹为观止的特效画面要归功于艺术大师。他们一次又一次地加工处理，使克理斯死后的世界呈现出现实与虚幻并陈的效果。他们将平面的绘画(2－D)转化为立体的影像(3-D)的工作，视效工作小组将冰河国家公园的地形及地表形态制作成图。这种创新的激光雷达乃是根据光学(light)和雷达(radar)技术沿生发展而来。激光雷达技术的出现使得工作人员得以在极短的时间内，绘出上百亩土地的圈表，并加以摄影。这种运用雷达侦测的尖端科技可以提供视效设计的工作人员足够的资料，作为重现摄影机移动和镜头变化的参考。据此，他们可以在布满橘色球体的毛片画面上，更进一步制作出3D的效果。这些拍片现场散满一地的橘球是用来作为激光雷达扫描的基准点。

三、3D技术在游戏中的应用

网络给人们带来了越来越多的生活享受，玩游戏是人们消遣的一种选择。随着技术的不断发展，3D游戏已经成为主流。它不仅在视觉上夺人眼球，还给人带来了不一样的娱乐效果。

1.游戏性

游戏最重要的是什麼 当然是要好玩!游戏使用3D技术,在游戏性(Gameplay)上有相当重要的地位.游戏性是什麼 就是一连串有趣的选择(引用自Game Architecture and Design中文译本p.56电脑玩家出版).简单的说,就是3D技术能让游戏产生更多“有趣选择”的可能性.因为3D即时运算,可以让许多2D技术做不到的事能实现了.Pre-Render的游戏其实还是算2D,游戏性的可能性本身并没有因此而提升.但即时3D就不同了,游戏性有了大幅度的提升,游戏可以做到让你在场景中自由的移动,旋转视角,除了更有身历其境的感觉之外,对於操作的角色和场景,及怪物等物件之间的关系,也是一种全新的体验,例如现在大行其道的第一人称射击游戏就是一个完全需要使用3D技术的游戏类型.当然在2D的时候也是有些游戏做得类似这样的视角(像是辟邪除妖系列的RPG),但是移动的感觉是完全不同的,我想我们都同意CS绝对武力在2D时代是无法发展出来的.其他类型的游戏也都因为3D技术也都有全新的游戏性出现了,例如科幻即时战略游戏《万舰齐发》(Homeworld),能让你在宇宙之中真实的看到整个舰队充斥著整个空间,而不只是在地面上战斗.2.视觉呈现

先看Pre-Render的游戏,虽然骨子里还是2D的产物,可是因为Pre-Render可以快速产生同一个物件的多种视角及动作,所以角色的旋转和动作可以做得更流畅及更接近真实.而全3D的游戏可能性就更多了,如果游戏性需要,在游戏中可以自由的旋转移动,场景之中的各种物件也都可能会自然的动作,视觉上让人更有身历其境的感觉,游戏的情境更能让人融入其中,更加的让人相信他就是在这个世界之中,享受这个世界带来的乐趣,这不就是游戏的目的吗！

3、技术上的改变

从2D游戏到3D游戏的发展,对於美术人员来说,是一场巨大的转变,在2D游戏的时代,美术人员需要做的是先在纸上设定,进入电脑画好2D的图稿,转换成程式能使用的规格和格式就好了(当然最后是在游戏中实际测试及修正).但是3D美术人员需要的技术不但包含原来2D美术人员需要的在电脑中绘制2D图稿能力,还需要3D软体的操作能力,那是完全不同的领域,是一个相当高的门槛,而且即时3D游戏和程式上的连结会更加密切,不只是在Polygon数量上的节省问题(当然光是这个问题就和只是建构一个美丽的3D模型完全不同了),还有许多动作上,特效上等等与绘制2D图形完全

不同的技术.四、3D在教育中的应用

就我们目前的教学来看，许多的实验受到实验场地，实验设备，教学经费等各种因素的限

制，导致目前实验课程开设不足，学生的动手实验能力，知识的综合运用不强，只有理论没有实践，理论与实践脱节。Web3D 使学生使用模拟实验仪器进行装置实验，在满足实验要求的情况下，保证学生独立完成实验，对实验的体会更加的深刻。

目前，我国很多高校针对教学实际，开发出适合自己教学的虚拟实验室。山东理工大学的葛文庆设计的基于Java3D 技术的工程制图课程虚拟实验系统实现了对实验影响因素的参数化控制和图形投影变换方法的控制，可帮助学生建立正确的形体概念、投影概念，易于对课程难点内容加以理解。可有效地克服传统工程制图实验教学的缺陷，有利于提高学生的图形认知能力和水平。福建师范大学开发的虚拟光学实验，其分光计的三维操作模型在网络浏览器中该模型可以任意翻转、任意分解，可以从任何角度对仪器进行观察，可以实际操作该仪器，同时给出提示。并设计了学生加入该实验室的虚拟身份，使用者可以如同加入游戏一样加入实验系统，以达到身临其境的感觉，该设计的引入为实验室的设备基本使用介绍提供了良好的解决方案，大大降低了实验设备中由于学生对设备的不熟悉而带来的设备损坏。

五、结语

3D技术已经越来越生活化，我相信在未来，3D技术会有更意想不到的发展。也许将来我们在现实世界中无法做到的事情，我们都可以通过3D技术来帮助我们实现。

参考文献：

【1】电脑报 《3ds max 2012 介绍》 2010年

【2】李霞浅谈Web3D 技术在现代教育中的应用2011年

【3】电脑报 《3D技术与游戏发展》 2009年

6.防火墙的技术与应用-选购和应用 篇六

个人防火墙市场漫步

网络的高速发展已促使信息时代以网络为核心发生了深刻的变革，许多人遨游在网络这个虚拟世界里时，并没有意识到有人正在监视着你的一举一动。网友通过OICQ和你一边亲密地聊天，一边却在偷窥你电脑硬盘里的私人资料，而他“共享”你的电脑就像用自己的一样，你的文件随时有可能成为他的囊中之物，硬盘也有可能“不经意”地给格式化掉了。也许就在你为了隐藏自己的身份与对方周旋的时候，他已经在窃笑了。在以入侵他人计算机系统为乐的黑客眼里，你的电脑对他来说是透明的。

请记住：黑客肆无忌惮的攻击无处不在，网络安全对于个人用户而言并不是一个遥远的话题。在你上网浏览，从网上下载软件接收邮件随时都有可能让病毒和木马混进来。在网上购物、用信用卡进行网上支付、买卖股票或者通过在线银行进行转账等操作的时候，随时随地都存在威胁。这些恶意攻击导致的结果就是：上网账号被窃取，银行账号被盗用，密码被修改，甚至整个系统全线瘫痪。其实，想远程获取你硬盘里的内容并不需要人们所想象中出神入化的技术，只要会使用一些黑客工具就已经足够了，因为许多智能化的黑客工具在20万多个黑客网站中可以轻易地下载。

新一代的黑客们不但自己攻击别人，还编写了各种各样的黑客工具放在网上供人们自由免费下载。同时，黑客工具版本的升级出乎人们意料的快。譬如，专家们正当发出警告：制造出肆虐一时的“库尔尼科娃病毒”的SubSeven黑客工具软件2.0版已经问世，才过几个小时，就又发现一个更新的升级版本呱呱落地了。现在的黑客工具功能越来越强大，使用这个工具更容易催生出智能突破电脑网络防线的黑客软件来。

今年初，某著名的网络安全公司举行了一个“一千个伤心的理由”--互联网不安全因素问卷调查。经过统计，在调查问卷中所列出的众多令人头疼的互联网不安全因素中，最令网友担心的是(按得票多少)排第三的是：网上购物时，我担心我提供给网站的个人信息会被非法利用；第四是：上网时，我的电脑资源会不会暴露；第五是：网上聊天时IP地址被盗用；第六；访问某些网站时，某些程序自动下载到我的电脑；第八：如何才能避开有害的cookies；第九：访问陌生网站是否安全。从上面的调查来看，信息安全越来越引起人们的注意，个人隐私权越来越受到重视。据悉，个人隐私的保护已被列为网络经济面临的八大伦理难题之首。

另外，根据一份国际统计资料显示，平均有大约30%的个人电脑遭受过恶意攻击，这个比例在网络较为发达的国家还要高，在中国的比例要低一些，但随着我国上网人数和上网计算机的增加，这个数字正在呈上升的趋势。互联网萌发的早期重点放在发展，时至今天，衍生出来的网络安全问题却是每个网民必须面对，不容回避的新生问题。我们必须积极采取措施以捍卫自己精彩的网络生活。方法是多种多样的，减少在网上的逗留时间、感觉到攻击立刻强行断线、提高警惕性等等，当然，最稳妥的办法莫过于选择一个适和个人用户的防火墙了。

个人防火墙是安装在每台PC机上的软件，个人防火墙不必象企业防火墙那样导入特定的网络设备，仅仅在用户所使用的PC上安装软件即可。由于管理者可以远距离地进行设置和管理，终端用户在使用时感觉不到防火墙的存在，极为适合个人和小企业等使用。而且，它也可以象防病毒软件那样地安装在公司内部的LAN（Local Area Net 局域网）终端上。

个人防火墙能捍卫PC和机密资料，使其避免受网络漫游可能造成的安全威胁。即使计算机每天连接网络的时间并不长，但智能的恶意入侵程序依然可以找到它。利用宽频上网（包括通过缆线调制解调器或 ADSL 线路上网），长时间处于联机状态的企业和个人用户最容易受到黑客攻击，危险指数更高。宽带带给人们上网高流速的便利，人人都在期盼宽带时代早点到来，可极少人留意到宽带对网络和个人隐私所带来潜在的安全隐患。如果用户上网时未在计算机上做好正确的安全措施，宽带将降低黑客攻击的难度，因为尽管宽带使连接速度更快，但互联网协议地址基本保持不变，不象通过调制解调器拨号上网的用户那样每拨一次电话他们的IP地址就会改变一次，故相当于永远有一条通途直达被攻击的计算机。国外前不久曾做过这样一个实验，在一个受到控制的环境下，经一个月的调查，得出结论：长时间上网者受黑客攻击的几率高达95%。

在网络上执行任何工作时，个人防火墙都会阻止网络服务器在背景窃取您的电子邮件地址或其它个人信息。你可以选择哪些信息需要保密，而不会不慎把这些信息发送到不安全的网站。这样，还可以防止网站服务器在你不察觉的情况下跟踪你的电子邮件地址和其它个人信息。

由于雅虎，微软，Intel等大型网站接二连三遭到黑客入侵，加上各大媒体的宣传，防火墙愈发受到用户认识和青睐，防火墙生产厂商正在大幅度增加市场销售额。而且防火墙在一段时期之内仍会出现销量猛增的局面，其增长的动力主要来源于中小型企业以及家用电脑用户。今后几年这一增长趋势还将继续，而且平均增长率预计可达到38.7%，以往防火墙主要针对网上交易频繁且易受黑客攻击的大型企业和保密性强的机构，许多安全产品厂商只是重视大型网络安全，对个人安全市场比较忽视。但随着黑客攻击事件的不断增加（现在世界上平均每20秒就有一起黑客事件发生）和人们对黑客攻击严重性的意识与日俱增，这种情况近期被打破，防火墙厂商开始研发低价位产品。所谓未雨绸缪，许多小型企业和个人用户也开始购买防火墙。

2001年7月，中国互联网络信息中心（CNNIC）公布了“中国互联网络发展状况统计报告”。报告表明：我国上网计算机数为约1002万台，上网用户人数为约2650万人，其中家庭用户占了61%。“中国互联网的使用目前基本上还处于个人运用阶段”国务院新闻办公室主任赵启正如是说。因此，个人防火墙的市场规模将会是相当庞大的。另外，网民年龄低于24岁的占51.9%，在这个“诱惑太多”的虚拟世界里，少年犯罪占网络犯罪总数的比例越来越高，年龄却越来越小，少年犯罪与网络毒瘤的迅速蔓延有着莫大的关系。

目前，介入我国个人防火墙的国内国外的生产厂商各有5家。最近，国际著名的互联网安全技术厂商Chcek Point开始全面介入中国防火墙市场并在北京设立中国办事处，以及国内一些防病毒软件开发商和知名的IT厂商也逐渐涉足防火墙这一领域，预示着中国网络安全防护意识的兴起。这对于国内防火墙生产厂商来说既是好事也是麻烦事，因为这说明竞争对手的增加的同时市场也在增大。但由于国外个人防火墙价格不菲（每套在40到50美元之间），阻碍了个人防火墙进一步的普及。而且，国外个人防火墙的兴起时间并不长，换句话说，国内与国外个人防火墙基本上是在同一条起跑线上，而提倡“服务”比“产品”更为增值的新价值观在IT业浮头，国产个人防火墙无论是在设计、应用和服务等方面都会较为强调国情化，技术支持响应及时，加之产品价位有一定的优势。据了解，作为防火墙“粤家军”代表的广东天海威数码有限公司近期针对小型企业和家庭用户推出了既可以防止黑客攻击又可以拦截黄色网站的蓝盾个人防火墙V3.0，该版本是在V1.0和V 2.0基础上，在数百万用户下载使用和反馈后，通过不断测试和完善，于9月17日通过了国家公安部的检验并取得了销售许可证，经北京、沈阳、大连等地的试销后，市场反应良好，决定于近期正式推出。

蓝盾个人版防火墙安装智能化，操作简易，既防内又防外，防黑又防黄。个人防火墙对所有内外部提出的服务请求进行过滤，发现非授权的服务请求后立即拒绝。据统计，我国网民年龄低于24岁的占51.9%，在这个“诱惑太多”的虚拟世界里，少年犯罪占网络犯罪总数的比例越来越高，年龄却越来越小，少年犯罪与网络毒瘤的迅速蔓延有着莫大的关系。据了解，美国去年的网络诈骗案中，其中受黄色网站诈骗的占了10%，达1.88多亿美元。蓝盾个人版防火墙可限制内部人员或少儿访问3万多个黄色、暴力和反动网站，同时蓝盾个人版防火墙又强调个性化设计，用户可通过自定义，增加禁止访问的网站。还设有密码管理，防止非法用户进行修改和删除过滤功能。

蓝盾个人版防火墙还能有效防止外部机器利用各种黑客工具探测到本机的IP地址，当受到攻击时能自动报警，同时将反追踪来的黑客踪迹形成详细的报表。阻止黑客窃取用户账号和密码，对E-mail的发送进行信息加密，防止个人隐密信息泄露。抵御外来的蓝屏攻击造成windows系统的崩溃以至死机，亦可击退著名的冰河等特洛伊木马病毒或其他后门程序的攻击，避免黑客掌握本机的所有资源而进行肆意破坏，形成一堵坚固的保护墙，拒绝所有来历不明的访问，将各种可能存在的网络安全威胁挡在保护层之外，使用户清清楚楚地知道自己计算机的安全状况，以确保用户的系统安全。做到既可防黑客又可防病毒。

7.电子技术中测控技术的应用 篇七

21世纪是一个科技的时代,各种高新技术层出不穷,而现代测控技术作为一门新兴的高科技技术,在这个大的技术环境下得到了飞速的发展。它的原身是测控、电子等学科,同时结合现代计算机科学技术,逐步向智能化、虚拟化、网络化和远程化发展。现代测控技术有别于传统的测控技术,很大程度上依赖与计算机处理技术。同时很强调动手能力和实践能力,通过将实地测控到的数据录入电脑,结合现代数据分析技术,处理并得出许多有用的信息,在速度和精准性上有很大的提高。现代测控技术在农业、工业和国防业等众多领域有着广泛的应用,并取得了重大的成功。特别是在工业生产领域中,现代测控技术结合现代无线技术、定位技术,为实际的工业生产提供了技术支持和交互支持,极大的改善了工业发展的环境,提高了生产效率。

1 测控技术的组成

现代测控系统由控制器、测控应用软件、程控设备、总线与接口及被测对象五个部分组成,下面我们分别介绍这五个部分 :一是控制器,抽象的说是指系统的协调与指挥中心,具体的说就是单片机、计算机等 ;二是测控应用软件,其主要作用是测试系统的正确性,由可执行应用程序、I/O接口和仪器驱动器组成,;三是程控设备,其主要作用包括存储、显示等,该设备一般由执行器、存储器、显示器、程控伺服系统等元件组成 ;四是总线与接口部分,它主要是由USB、电缆、连接器、插槽等部分组成,其作用是将控制器与程控设备连接起来,形成通路,使系统良好运行 ; 五是被测对象,将被测设备与接口相连接,就可对对象进行测控。测控系统的各个部分缺一不可,在测控中都发挥着至关重要的作用。

2 测控技术的特点

随着现代科技的不断发展,测控技术也有了飞越的发展。国家投入了相当人力物力,使得测控技术正不断走向网络化、数字化、智能化、分布式化。下面分别介绍测控技术的四大特点。

2.1 网络化

随着计算机技术及通信技术的快速发展,测控技术通过与计算机技术、通信技术的结合,使测控技术走向网络化,更加方便快捷。除了计算机网络技术,测控还融合了传感器技术,使得网络化测控系统的组建变得十分方便。由于现代测控技术的发展不断完善,其应用也更加广泛, 近年来已经应用到了通信、电子、智能交通、航空航天、国防等领域。

2.2 数字化

在信息发达的社会,测控技术的数字化是发展的必然结果。数字化的主要应用包括 :信号数字化处理、通信数字化、传感器的数字化以及多媒体数字化等过程。其中多媒体数字化应用于教学体系中相当成功,使老师授课更加形象生动 ;通信数字化应用于人们日常交流中,使沟通更加方便等等。

2.3 智能化

智能已经成为时代的主题,手机、机器人都离不开智能。假想测控系统中的仪器都是智能仪器,那么测控技术将更加精准、方便、人性化,功能也更加强大。由于人工智能和微电子技术的快速发展,仪器智能化已经得到大幅度发展,例如计算能力、计算方法以及计算精准性相比从前大大增强,这对于工业发展来说更加有利。

2.4 分布式化

分布式化作为测控技术的另一特点, 是在微型计算机和网络技术的基础上发展起来的。

在生产控制过程中,分布式的结构可以将测控系统的所有部分连接起来,实现测控系统的自动化管理、控制和测量, 既提高了生产效率,也降低了人工测控成本。因此,分布式化测控技术为测控的今后发展打下了牢固的基础。

3 测控技术在电子技术方面应用

现代测控技术的应用体现在方方面面,包括农业、航天测控、智能交通监控等。下面介绍测控技术在电子方面的应用。

3.1 新型传感器技术的应用

新兴传感器技术是测控技术的一个重要应用分支,目前开发的新兴传感器主要包括智能化传感器、集成传感器、数字化传感器、微型气体传感器以及新型网络传感器等。智能传感器主要应用于心内压 监控和火车的状态监控等 ;温度、压力等测量一般用集成化传感器 ;数字化传感器的应用较为常见,例如图像传感器、环境测量及银行、医院监控等 ;微型气体传感器应用对社会安全十分重要,常应用于国防、交通、化工、医学等方面 ;其中最为重要的是新型网络传感器,它的应用涉及生活的方方面面,包括工农业、国防、军事、救灾抢险、城市管理等,对社会的和谐和稳定做出了很大的贡献。

3.2 远程测控技术

测控技术中另一项重要应用是远程测控技术,也是工业领域正大力发展的一个测控方向。专线的远程测控技术的应用有核电站监测的远程测控和石油输送的远程监控等,专线远程测控方便了大型工程的监测工作 ;无线通信远程测控应用广泛,例如水、电、煤气等自动抄表等的远程测控。网络与远程测控技术的融合极大的方便了人们的生活,对社会发展发挥了至关重要的作用。

3.3 现代测控总线技术

总线技术是一个将各部件连接到处理器上的元件,它能在很大程度上增加系统的可靠性、兼容性和开放性,使系统结构简化,方便更换各个元部件,从而降低系统成本。USB应用总线技术可在低速设备上运行,GPIB总线技术使得测控技术向大规模测控方向迅速发展,这些都得益于测控总线技术的发展。总线技术的应用使得电子方向有了更好的发展,自动化正朝着总线结构方向前进,这就大大的提搞了企业的自动化管理和网络相关行业的发展,为企业节约成本。

4 结束语

随着测控技术越来越成熟 , 必将推动测控技术更广泛的应用。利用测控进行监控 , 它将实现实时的控制、能够及时消除隐患、提高可靠性 , 还可以节省大量人力和财力、消除人的一些不确定因素。另外测控技术将互联网融合在一起 , 使生产、管理、科研真正实现在一个大系统中 , 使资源达到优化配置和外部条件达到最佳利用 , 能够在竞争中处于有利位置。

摘要：作为二十一世纪的新兴产业,测控技术是将计算机技术、通信技术、光电技术、数据处理等多方面融合在一起的一门学科。随着科技不断的发展和工业生产领域不断创新,现代测控技术有了很大的发展和突破,成为了现代工业的技术支柱。另外,由于市场的竞争环境日益激烈,为了适应市场的不断变化和满足企业及客户需求,测控技术也正不断向网络化、数字化、智能化和系统化发展。现代测控技术在航天、农业、电子、通信、智能交通等各个领域都有了教好的发展,极大的推动了现代社会的快速发展与进步,是现代社会发展的一个鲜明的标志。

8.纳米技术的应用论文 篇八

【关键词】纳米技术；中药；应用；发展

【中图分类号】R944 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484（2012）09-0557-02

在我国，中草药以其好的疗效和低廉的价格而深受民众信赖。传统加工方法中草药的用量大、吸收率低，这就制约了中草药的使用和发展[1]。目前，国际医药行业面临新的决策，那就是用纳米尺度发展制药业。

纳米技术是一门在1～100nm空间尺度内操纵原子和分子，对材料进行加工、制造出具有特定功能产品的高新技术。这些纳米粒子具有许多优异的特性和功能，正是如此,纳米技术和材料才迅速渗透到各个领域，也包括生物医学领域[2]。在生物医学领域有临床诊断用的纳米材料、保健品及日用化学纳米材料等，其中药物载体以其缓释性、一定的组织靶向性和特有的药理作用受到人们的关注。

1998年，自我国学者徐辉碧率先提出 “纳米中药”的概念之后。许多科研工作者也投入到对纳米中药有效部位或组分、纳米中药原药材、纳米中药复方制剂、纳米外用药物及纳米保健品的研究与开发，这必将对中药的发展起到巨大的推动作用。

1 纳米中药概述

“纳米中药”是指运用纳米技术制造的、粒径小于100nm的中药有效成分、有效部位、原药及其复方制剂。

通常人们认为中药的药理作用是通过物质自生物活性成分或活性化学组分。所以，人们的主要研究方向就集中在寻找具有各种生物活性的化合物和单体。但生物机体对药物的吸收、代谢是一个复杂的过程，中药制剂产生的药理效应不仅仅与药物特有的化学组成相关，还与该制剂的物理状态（如颗粒大小）密切相关。因此，改变药物制剂的物理状态也是新药研制的一种有效方法。

在改变药物的物理状态方面，颗粒大小的改变是十分有效。当颗粒尺寸进入纳米量级时，由于量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应，纳米粒子呈现出新的物理、化学和生物特性。纳米中药就是基于以上理论提高中药药物活性生物利用度[4]。

2 纳米中药制备技术

纳米中药的制备是研究纳米中药最基础，也是最重要的问题。纳米中药的制备是针对组成中药方剂的单味药的有效部位或有效成分进行纳米技术加工处理。所以必须考虑中药组方的多样性、成分的复杂性。制备方法主要包括药物粒子纳米化和药物载体纳米化，而药物载体纳米化包括纳米粒子(nanoparticales)、纳米胶囊(nanocapsules)和纳米脂质体(nanoliposome)等，目前在纳米中药研制中，其直径一般在10-1000 nm之间。

2.1 乳化聚合法

乳化聚合法是指将两种互不相溶的溶液在表面活性剂的作用下形成微乳液，在微乳滴中单体经成核、聚结、团聚、热处理后得纳米粒子。以水相作连续相的乳化聚合法是目前制备纳米囊和纳米球最重要的方法。

2.2 机械粉碎法

机械粉碎法是指借助机械力将大块的固体物质粉碎成规定细度的操作过程，是固体药物微细化处理的主要手段，目前机械粉碎手段主要有球磨法和气流粉碎法。

2.3 熔融分散法

熔融分散法主要用于固体脂质纳米粒的制备。脂质体是由磷脂分散在水中而形成的具有双分子层结构的囊泡脂质体作为药物的载体，可以延长药物作用的时间，增加药物在体外的稳定性，降低药物的毒性，同时可使药物具有定向分布的靶向特性将脂质体引入到中药制剂领域，可明显提高中药对疾病的治疗指数，使一些毒性较大的药物在治疗疾病时更安全纳米脂质体的药物以纳米级分散于脂质体双分子层中，同普通的脂质体制剂相比，具有納米药物所特有的一些性质。

2.4 高压乳匀法

高压乳匀法是指将磷脂或三酰甘油等加热融化，加入药物、表面活性剂，通过高压乳匀机循环乳化合成，或将药物和类脂溶于适当的有机溶剂中，除去有机溶剂，加入表面活性剂的水溶液制成初乳，再通过高压乳匀机循环乳化合成。

此外，还有相分离法、溶剂蒸发法、聚合物分散法等，不同的制备技术和工艺适合于不同种类纳米中药的制备。

3 纳米中药的应用特点

3.1 提高生物利用度，节约有限的中药资源

目前认为，中药产生的药理效应与药物的化学组成和药物的状态有关。如果将药物的尺寸缩小至纳米尺度，其比表面积大大增加，有助于药物有效成分的溶出。当中药的颗粒达到纳米水平，增加了和溶剂的接触面积，可以提高其成分的溶出速率和溶出量。从而增加药物的生物利用度，并加快药物的起效时间节省药材的使用。王兵[9]通过Franz扩散池小鼠皮体外透皮试验，对方中元胡的有效成分延胡素乙素经光谱学、色谱学考察和测定，说明纳米中药对药物有效成分的透皮吸收明显高于传统中药。同时在同等条件下的可比性，充分利用现代化仪器设备，结果准确、可靠。进一步说明纳米中药在促进药物透过皮肤屏障方面起作用。纳米中药由于小的粒径和大的选择吸附能力，可提高其利用率，使更多的纳米中药穿透皮肤屏障,进入血液循环。

3.2 增强组织靶向性

中药的有效部位中或复方中药的提取物中的有效成分很难自动运送到人体的病患部，药物颗粒纳米化后可以将药物输送到身体任何组织管道如血管、支气管及疾病变异的组织细胞如肿瘤细胞中，因此可大幅度地提高药物的定位性、时效性和功效，使疾病能更有效地得到控制和治疗。这主要应用了脂质体、纳米颗粒、胶体溶液、毫微乳等技术，同时将中药有效成分或提取物运送到人体的病患部位，可降低某些中药的副作用，提高治疗效果。徐颖颖[10] 等研究了纳米粒、脂质体及微乳等微粒系统可被肝脏中的单核．巨噬细胞吞噬，具有被动靶向于肝的趋势，同时利用肝细胞表面某些受体则可特异性靶向于肝达到主动靶向作用。

3.3 提高药物控、缓释功能

将中药纳米粒子进行一定的表面修饰后使中药具有缓释作用。从狭义讲，纳米控释系统指单纯的纳米缓控释制剂，即延长药物释放时间及在预定的时间内自动以预定的速度释放药物。从广义上说，既包括缓控释制剂，纳米定位释放制剂和纳米靶向制剂。一些半衰期短的药物因每天多次给药，可能会因患者的顺应性较差或无意识的漏服而影响疗效。借助高分子纳米粒这个载体手段，可实现药物的缓释、控释[11]。

3.4 呈现新的药效，拓宽原药适应症

中药加工至纳米尺寸时，可因物理化特性改变而出现新的作用。徐辉碧等[3]对纳米石决明血清微量元素药效学进行了研究,以血清微量元素的变化为指标，观察不同粒径石决明(纳米、微米、常态)的时效变化。结果显示，处于纳米状态(≤100nm)石决明的性质与微米粒径及常态比较均有极显著的差异。另据报道，普通的牛黄有清热解毒、息风止痉、化痰开窍之功效，将其加工到纳米级水平，性质和疗效均发生了变化，并呈现靶向作用。研究中还发现，纳米中药粉末与传统中药方剂相比，在煎煮中化学反应更剧烈的，有可能生成更多的新物质。随着新物质的增加，可能显现出新的药理作用。

3.5 利于中药标准化、国际化

传统中药剂型单一，加工工艺繁琐落后，质量标准可控性差，国际市场份额小。将纳米技术引入中药研发中，利于中药制剂的规范化、标准化，在纳米中药的制备技术、药效学、毒理学等方面建立一系列具有自主知识产权的技术和方法，将提升我国中药的市场竞争力，加快中药现代化的进程[11]。

4 纳米中药面临的问题

纳米中药还处于探索阶段，要创造出真正意义上的纳米中药尚存在许多亟待解决的问题[12]。具体包括：①中药基础问题的研究：有效成分的分离提纯，药效学、药理学、毒理学、质量标准、适应症等方面的问题是中药研究和开发的关键问题，这些问题应该首先得到解决。②纳米中药的制备问题：目前纳米中药的制备也是纳米中药研制中的一个重点。虽然如化学合成法和球磨法等納米材料的制备方法为制备纳米中药提供了基础，但是这些纳米材料的制备方法距真正的纳米中药制备技术和方法之间还有一定的距离，而且中药种类繁多, 不同种类的中药要求有不同的加工方法。③纳米中药稳定性问题：传统中药制成纳米中药之后，有可能增强原有功效，也有可能使原有功效减小或消失，甚至出现新的毒副作用。因此在纳米中药的研制过程中，保持或增强原有功效，减小消除毒副作用将是需要我们解决的一大难题。

5 展望

采用纳米技术将提升传统中药的质量和水平，但是纳米中药远非完美。今后我们应重点开发纳米中药技术并建立相应的药效学和毒理学的系统评价方法，为纳米中药产业化构建技术平台，同时，可将纳米技术切入传统中药，这样有利于调整中药产品结构，打造科技含量高的具有自主知识产权的中药产品。

参考文献：

[1] 叶星辰, 陈燕忠, 吕竹芬. 纳米技术在中药新剂型研究中的应用[J]. 中国现代药物应用, 2011, 5 (2):241-243.

[2] 张京, 闫荟, 孙世光, 孙晓迪. 纳米技术在中药领域中的应用[J]. 中国医药, 2011, 6(3):383-384.

[4] 魏新立, 杨丽霞, 谢兴文. 中药纳米化研究概况[J]. 中医研究, 2011, 11(3): 77-79.

[9] 赵巴根那, 董清平, 董华, 王兵. 传统中药和纳米中药抗痛风贴剂体外透皮效率的比较[J]. 中医药学报, 2010, 38(5):74-75.

[10] 蔡鑫君, 徐颖颖, 张相彩. 中药肝靶向给药系统的研究进展[J]. 海峡药学, 2010, 22(2): 10-11.

[11] 苑娟, 王宪龄, 万焱, 李晓飞. 纳米技术在中药研究中的应用与思考[J]. 价值工程, 2011, 34(3): 302-303.