生物识别技术发展综述

生物识别技术发展综述（精选8篇）

1.生物识别技术发展综述 篇一

浅谈生物技术在食品工业中的应用及展望

【摘要】近年来，随着现代生物技术突飞猛进的发展，生物技术在食品工业中的应用日益广泛和深入，特别是基因工程技术、蛋白质工程、酶工程技术、发酵工程技术等现代生物技术，它的发展对于解决食物短缺，缓解人口增长带来的压力，丰富食品种类，满足不同消费需求，开发新型功能性食品具有重要的贡献。现以基因工程为主要内容，分析生物技术在食品工业中的应用。

【关键词】生物技术，食品工业，应用，展望

一、前言

生物技术是以生命科学为基础，利用生物的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，以及与工程原理和技术相结合进行社会生产或为社会服务的结合性科学技术。它涵盖了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等学科,是研究生物学、医学、农业与食品科学的基础工具，广泛应用于医药、农业、食品、化工、环境保护等各个行业。生物技术是当今迅速发展的高新技术领域，是21世纪最具有发展潜力的新兴产业之一。随着科学技术与经济的发展，工业食品在人们生活中的重要性越来越突出，而生物技术这项高新技术的发展为食品工业的技术进步注入了新的血液。

二、生物技术在食品工业中的应用

(一)食品原料改良,提高食品的营养价值

利用基因工程、细胞工程改造动物、植物、微生物资源向人类提供各种转基因食品和食品添加剂,一方面提高了农作物产量、改善农作物抗虫、抗病、抗除草剂和抗寒能力,另一方面使食品的营养价值、风味品质得到改善,食品储藏和保存时间有所延长。我国利用基因工程技术培育的转基因抗病番茄、抗病甜椒,目前累计种植3,000多亩,耐贮番茄在室温下储藏56天,好果率达70%以上。

采用常规的诱变、杂交方法与细胞融合、基因工程技术结合进行菌种改造和采用基因工程和蛋白质工程技术构建“基因工程菌”,改良食品微生物的生产性能。生物技术已应用于啤酒酵母的改造,如将a-乙酰乳酸脱羧酶基因克隆到啤酒酵母中进行表达,可降低啤酒双乙酰含量而改善啤酒风味,选育出分解b-葡萄糖和糊精的啤酒酵母,能够明显提高麦芽汁的分解率并改善啤酒质量;构建具有优良嗜杀其它菌类活性的嗜杀啤酒酵母已成为纯种发酵的重要措施。

（二）新型保健食品和食品添加剂的应用

1、在各种食品添加剂生产中的应用

随着科学和经济的发展，生物催化技术在发酵调味品和发酵食品的生产中发挥着越来越大的作用。食品添加剂在现代食品工业中占有重要的位置，不仅保证了食品的色、香、味、外形、新鲜度，延长了保质期，同时也改善了食品品质，提高了加工效率等。利用生物技术能够生产多种食品添加剂。如：抗氧化剂(VC、异VC钠、VE)、增稠剂(黄原胶)、鲜味剂(味精、I＋G、5－鸟苷酸)、甜味剂(阿斯巴甜、风味修饰蛋白(TMR）、果葡糖浆等)、色素(红曲色素、类胡萝卜素等)、木糖醇、肌醇等。生物技术在肉类香精中的应用主要体现在：酶技术被应用于肉蛋白质的水解中，产生高质量的肉蛋白酶水解物，进而生产出肉味更逼真、强度更高的天然肉类香精。微生物与酶已被证实在食品风味剂生产中有着不可替代的影响，同样，从改善食品风味的目的出发，外加风味酶处理也逐渐受到人们的重视。

2、在保健食品的功能性基料生产中的应用

功能性保健食品的兴起是食品工业新发展，食品的功能研究与基料的开发是21世纪的重大课题。目前开发的有酶法生产低聚糖、糖醇、多价不饱和脂肪酸、肽类，基因工程生产乳酸菌类如双歧杆菌、德氏乳杆菌等，发酵法生产细菌的糖如葡聚糖及真菌多糖等。此外，还有V-亚麻酸、花生四烯酸、单细胞蛋白等。

（三）生物技术在食品发酵工程的应用

发酵工程是将微生物学、生物化学和化学工程学的基本原理有机的结合起来，是一门利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术。目前，生物技术已广泛应用于微生物菌种的改造和构建。其中在食品发酵中比较典型的就是对啤酒酵母的改造。Henderson等以质粒pEⅡ13∶1和pEHBⅡ作为载体，筛选出了具有分解葡聚糖和糊精的啤酒酵母，这种酵母能够明显提高麦汁的分解率并改善啤酒质量。由于生物技术育种具有较强的定向性，新的酵母会不断被开发出来。

当然，具有特定功能的微生物发酵工业也将是生物技术首先改造的领域，通过生物技术筛选出了生产抗菌多肽(如链菌肽)、组织改良酶(如丙氨酸转胺酶)的微生物。这些技术的成熟、发展及其研究范畴的扩大，无疑对食品保鲜和新型食品形态的开发产生积极的影响。通过生物技术进行特定功能食品酶制剂的开发也呈现出良好的发展趋势。大部分工业酶的生产都依靠微生物的代谢进行，酶作为一种特殊的蛋白质，理论上都能在工程菌的DNA上找到对应的核苷酸序列。同时，由于微生物的DNA序列相对高等生物来说结构简单，功能区域容易分析。因此，更易于进行基因工程改造。

目前，除了可以利用生物技术对传统的工业酶如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、糖化酶以及植酸酶进行改造，以提高其酶活性之外，通过生物技术定向改造的以前自然界所没有的新型酶制剂也被开发出来。近年来广泛研究了细菌发酵生产酒精以期得到耐高温、耐酒精的新菌种。例如，日本从土壤中分离得到一株酒精生产菌（TB-22），它能利用稻草，废木材和纤维素生产酒精。味精生产线广泛采用双酶法糖化发酵工艺取代传统的酸法水解工艺可提高原料利用率10%左右。在鲜牛奶生产酸性饮料工艺中，运用加入添加剂和。高压均质乳化的方法解决了酪蛋白 在酸性条件下产生沉淀分离的技术问题，为牛乳深加工创出一条新路，以上等等方面，无不为我们展示了发酵技术在食品科学中的诱人前景。1在食品发酵工业中的应用

（四）在食品资源改造中的应用

应用现代生物技术，特别是对DNA进行操作，将DNA从一个生物转化至另一个生物(重组DNA技术)，这样可以将任何生物的性状转移到植物、动物和微生物中。这项技术现已用于改造或转化当今用作食品的植物、动物和微生物。与此同时，人们采用细胞生物学的方法，建立了细胞融合技术和动物、植物细胞大量控制性培养技术，按照预定的设计改造遗传物质和进行细胞培养。基因工程和细胞工程技术的应用，一方面提高了农作物产量和改善农作物的抗虫、抗病、抗除草剂和抗寒等能力；另一方面，使食品的营养价值、风味品质得到改善，食品储藏和保存时间得以延长。

利用基因工程技术，不但可以成倍地提高酶的活力，而且还可以将生物酶基因克隆到微生物中，构建生物工程菌来生产酶。例如，在奶酪工业中需要大量的凝乳酶，传统来源是从小牛的皱胃液中提取，随着干酪工业的发展，全世界每年大约要宰杀5000万头小牛，造成酶成本不断提高。现将小牛凝乳酶基因导入酵母或大肠杆菌中，构建基因工程菌，并已实现了工业化生产，为奶酪工业提供了廉价而充足的凝乳酶。据1995年统计，已有50％的工业用酶是用转基因微生物生产的。

（五）在食品分析检测中的应用

利用酶工程的固定化技术，制成酶电极、酶试纸等，可以快速、简便地测定食品中的化学成分，包括葡萄糖、蔗糖、果糖、乳糖、酒精、谷氨酸等。值得一提的是作为食品安全卫士的农药残留速测仪所用的关键试剂——高活性酶已开发成功，并已在果蔬农药残留的快速检测中推广应用。可适用于叶菜、豆芽、瓜、果等，可检测有机磷类和氨基甲酸酯两大类，几十种剧毒、高毒农药。利用基因工程的DNA指纹技术鉴定食品原料和最终产品是否掺假，检测谷物、坚果、牛奶中所含的微量毒素如黄曲霉素等。利用核酸聚合酶连锁反应(PCR)技术可以迅速扩增DNA和RNA片断，使其达到能够检测出的数量，可用于检测食品中微量的细菌或病毒的污染等。

现代生物技术在食品包装上的应用主要是制造一种有利于食品保质的环境,如葡萄糖氧化酶能除O2,延长食品的保鲜期,保持食品色、香、味的稳定性,被应用于茶叶、冰淇淋、奶粉、罐头等产品的除氧包装;溶菌酶能消除有害微物生的繁殖,而让某些有益菌得以繁殖,被广泛应用于清酒、乳制品、水产品、香肠、奶油、生面条等食品中以延长保鲜期。利用生物技术制造有特殊功能的包装材料如包装纸、包装膜中加入生物酶,使其具有抗氧化、杀菌、延长食品反应速度等。利用生物技术改变食物贮藏方式和贮藏期,如利用基因工程技术生产耐贮番茄等,延长货架期。

（六）在食品包装中的应用

现代食品工业的发展和人们生活及生产模式的变化，用已有的包装技术很难满足人们对包装的要求。曾有很多专家呼吁用生物技术来改造我们的食品工业和包装工业。实际上，专家们所谈到的生物技术就是指现代生物技术。现代生物技术中最有望用于食品包装领域的可能是酶工程生物酶在食品包装上的应用主要是制造一种有利于食品保质的环境。它主要根据不同食品所含酶的种类来选用不同的生物酶，使食品所含不利于食品保质的酶受到抑制或降低其反应速度，最终增长食品的货架寿命。

可用于食品包装的生物酶种类很多，主要是葡萄糖氧化酶和细胞壁溶菌酶。葡萄糖氧化酶对食品有多种作用，在食品保鲜及包装中起的最大作用是除氧，可以延长食品的保鲜保质期。细胞壁溶解酶的最大特点是抑制某些微生物的繁殖，促进某些有益细菌繁殖，在食品包装上更多的是用作防腐。例如：细胞壁溶解酶中的卵清溶菌酶就被用作代替有害人体健康的化学防腐剂，对食物进行保鲜贮藏。利用生物技术还可生产生物可降解的食品包装材料,建立食品的质量检测方法,处理食品工业废水等,如用固定化酶技术制备酶电极、酶试纸,可以快速简便地检测食品中的化学成分。利用基因工程的DNA指纹技术可以鉴定食品原料和终端产品是否掺假,检测谷物、坚果、牛奶中是否含有微量毒素;利用PCR技术可迅速检测是否为转基因食品,利用生物转化、厌氧发酵等方法处理食品工业废水,使BOD、COD大大降低,达标排放。

三、生物技术在食品工业中的展望

生物技术是一门新兴的高新技术，它的迅猛发展必将影响到科技、工业、农业、医药、食品等诸多领域，它将有助于解决能源、粮食、疾病和环境污染等一系列全球性的重大问题，给全人类带来难以估量的经济效益。生物技术已深入到食品工业的各个环节，对食品工业的发展发挥越来越重要的作用。因此，生物技术必将成为新世纪的主要技术，它的发展必将给人们带来更丰富，更有利于健康，更富有营养的食品，并带动食品工业发生革命性变化。

（一）大力开发食品添加剂新品种

根据国际上对食品添加剂的要求，一是用生物法代替化学法合成的食品添加剂，迫切需要开发的有保鲜剂、香精香料、防腐剂、天然色素；二是大力开发功能性食品添加剂，如具有免疫调节，延缓衰老，抗疲劳，耐缺氧，抗辐射，调节血脂，调节肠胃功能性组分。

（二）发展微生物的保健食品

利用微生物生产食品具有独特的特点，繁殖过程快，在一定条件下可大规模生产，要求营养物质简单。如酱油、食醋、酒与双歧杆菌料、酵母片剂、发酵乳制品等微生物医疗保健品一样，有着巨大的发展潜力.食用菌不仅营养丰富，还含有许多保健品功能成分，应大力发展食用菌保健食品.（三）新生物资源的开发及利用

新生物资源包括一些未开发的植物、动物及微生物等，对中国而言，传统中药材是一个宝库，很多中药本身就是食品，这方面日本已十分先进，尤其是确定重要的品种规范，种植规范，成份的稳定性以及动物临床试验的验证，以制造出能够被世界广泛接受的功能食品.另外，海洋生物尤其是海洋藻类也是一个十分重要的生物资源。研究表明，大部分微藻含有生物活性物质，并且可安全食用。中国可使用的生物资源十分丰富，其中很多品种尚未开发，而其中一部分还具有十分优良的遗传特性..如果采用现代生物技术，相信中国食品工业尤其是功能食品工业会有长足的发展，并在世界食品工业占据重要地位。

21世纪的食品工业将是一个继续快速发展的行业，随着现代生物技术的进一步发展和应用，食品行业发生变革是必然的趋势。21世纪将是生物技术的光辉世纪，食品工业将成为现代生物技术应用最广阔、最活跃、最富有挑战性的领域，随着现代生物技术在食品领域的广泛应用，食品工业将不再是传统农业食品的概念，工业食品将在人们日常生活中占据重要的地位。我们要充分利用世界生物技术迅猛的锲机，重视食品生物技术的研究，利用现代生物技术，促进我国食品工业的改革，实现我国食品工业的健康有序地发展。

参考文献：

[1]张洪.现代生物技术在食品工业的应用[J].福建轻纺,1997,(8):1-3.[2]王嘉祥.生物技术在食品工业中的应用现状与前景展望[J].食品科学,2006, 27(11):605-608.[3]许新德,徐尔尼,高荫榆.生物技术在食品领域中的应用[J].食品工业科技, 1999,20(4):68-70.[4] Henderson R C, et al.Distribution of mosaicism in human placentae [J].Current Genetics,1985,(9):113.[5] 王树庆.利用基因工程构建优良啤酒酵母菌种[J].四川食品与发酵,1999,(1):11-13.[6] 冉艳红,彭志英,于淑娟.生物技术在食品资源开发中应用进展[J].广州食品工业科技,2002,18(2):56-59.食品生物技术 综述论文

题目：浅谈生物技术在食品工业中的应用及展望 院系：食品科学与工程学院 专业：油脂加工工艺学 班级：食品093 姓名：梅霄 学号：090107609 指导老师：汪老师

2012年6月3号

2.生物识别技术发展综述 篇二

通常生物质能都是以化学能和太阳能的方式积聚在生物质中, 而且它是具有能量的, 该能量把生物质作为载体。使它间接或直接地以绿色植物进行光合作用的方式实施, 所以是用之不竭、取之不尽的能源来源。因而, 太阳能发电属于生物质能发电的种类之一。而当前人类借其生存的关键能源便是太阳能, 它仅次于天然气、煤炭和石油, 甚至排在世界能源消费总量前列。

2 发电技术方面的问题

2.1 核心技术与设备缺乏

近年来, 我国用于燃料传送系统的设备、技术与燃烧生物质能发电的锅炉等许多相关设施都依赖进口, 这是由于目前国内还没有极具实力的商品生产企业, 此种形势限制了国内生物质能发电领域的较快发展。可想而知, 因为该技术设备缺乏, 而且国外和本国的工作习惯、文化差异与运输生产方式上的区别, 导致了国外一些先进设备技术并不符合国内实际情况, 导致机组没办法稳定、满负荷、安全的运行。因此, 核心技术与设备缺乏是生物质能发电技术推广方面的大问题。

2.2 发电成本过高

当然我国发电成本过高的问题也比较突出。按照我国有关部门的测算与外国生物质能技术发电企业操作的实际数据统计, 此生物质能发电成本远远高于燃煤发电成本, 不难看出成本高的因素包括燃料成本高、机组热效率低、早期投资高等, 而且高成本逐渐成为限制秸秆发电技术普及的主要原因。虽然我国生物质能发电拥有很大的市场潜力, 一些技术确实达到了商业化标准, 其产业也有很大进展, 可因为对于干净清洁能源使用的研究和认识比较粗浅, 也缺少高效率的设备与先进技术, 所以生物质能资源利用率不高、转化规模小。就目前现状而言, 很多生物质能使用技术发电, 可以有效补充我国电力资源的短缺, 使得我国电力资源结构发生改变, 而且可以实用化、大规模普及发电技术, 为生物质燃烧发电过程带来强大的技术保障。尽管如此, 就我国目前形势来看, 由于发电成本过高的影响, 普及此技术尚需时日。

3 发电技术方面的对策

3.1 支持可再生资源开发

面对近年来生物质能发电转化面积小、资源使用效率不高的现实, 我们应该强化可再生能源开采的宣传。并通过图片、文字、影视、实地参观、现场实验等各种方式提升百姓的思想认识, 特别是农民对可再生能源的了解, 深刻认识生物发电对社会、国家与个人的益处, 加强其参加可再生能源利用、销售秸秆的积极主动性。此外, 政府在此方面也不能坐视不管, 要大力支持, 依靠法律来进行保证。就拿我国的生物质能发电来讲, 它确实还停留在初期, 还有许多路要走, 很多难题要解决, 很多有利于环境的外部实例经济常常没办法建设, 因此, 就不能依赖市场调整来完成。而且国内外的有关数据显示, 政府帮助是能够取得大进展的主要促进剂, 它能够使生物质能发电技术赢得与传统火电共同发展的时间。例如减免税费、财政补贴、保护电价、贴息贷款等。更重要的是, 应将该想法以立法的形式确定下来, 并通过电力企业强制购买和供应, 如此, 再生资源电力应有很大的发展前景。

3.2 推广应用新技术新设备

不得不说, 推广应用新技术新设备是促进企业吸收国外先进装置与技术的有效手段之一, 这样有利于提升我国技术水准。当然在利用国外先进技术装备的同时, 也应当大力实施改造与普及, 使其满足我国生物质能发电技术的创新要求。不断强化现代企业对生物质能设备的投入和研发, 早日达到设备制造国产化、本地化的目标, 能够使我国不再依赖国外先进技术与设备。而且, 这样做有利于降低发电成本, 这就是利用科技成果的好处, 我们必须足够重视。只有通过研发拥有自身知识产权的核心技术, 通过提升改进元件的变换效率, 才能逐步减少生产成本, 完善质能发电系统的稳定性与可靠性。为此, 应该让国家提高科技投入, 发展此领域技术人才, 加快推进关键技术突破, 提升可再生资源技术配备的国际化水准。并且把模范区域连续普及。不断强化模范任务普及, 保障和支持很多可再生资源开发使用的模范点与示范区, 获得经验之后, 将其分步推广。按照农村城镇区域特点, 首先应开发大容量的配套产品, 以适应建设社会主义新农村的要求。

4 结语

以社会收益为视角, 投资该工程可以在符合蒸汽需求的同时处理好小部分电力供给, 主要做好的是创建该工程有效使用庄稼废弃物, 以提高农民收入水平, 提升该地的环境品质, 形成良性循环经济体系。因而, 无论从何种因素考虑, 该投资项目都是可以做的。使用可再生资源发电乃是我国能源机构规划最直接的走向之一。在各种可再生能源利用过程中, 我们知道生物质能发电优势非常明显, 它的电能质量好、稳定性很高, 其残留物也能留做农田肥料使用, 因此具有非常高的经济收益。更为重要的是, 此项技术可创建农村可持续资源循环体系, 确保农村生态环境的现代化建设, 有助于构建环境友好型社会。

参考文献

3.生物识别技术发展综述 篇三

关键词：生物医学材料；研究现状；生物活性；发展趋势

中图分类号：R318.08 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2015）12-0053-01

科学技术的发展，各种新型生物医学材料被研制出来，并在医学领域中得以应用。到2000年为止，在全世界高达1600亿美元的医疗市场中，医用生物材料所占比率已经达到了一半，且以20%的增长速度递增。二十世纪80年代是新型生物医学材料辈出的时代，进入到二十世纪90年代，以珊瑚为原材料的骨移植材料、人工皮肤、猪心脏瓣膜在医学领域中得以应用。二十世纪，美国采用新型聚氨酯材料研制出人造血管。中国在生物医学材料的研制方面起步较晚，但是应医学领域需要而对各种生物医学材料有所应用。随着国家对生物医学材料研究的重视，国家开始启动医学生物材料项目，并将生物医学材料纳入到优先发展的产业当中[3]。在中国的“十二五”规划中，还特别指出要将重点发展新型口腔植、人工关节、新型人工血管、人工心瓣膜以及各种人工修复材料等等生物医学材料。

一、生物医学材料研究现状

（一）金属生物材料。

在医学领域中，医学金属材料是较早采用的，且应用材料非常广泛，包括不锈钢材料、钛合金材料等等。其中，不锈钢材料具有较强的耐腐蚀性，因此应用效果非常好。由于人体内为较为复杂的电解环境，随着316L不锈钢的应用，解决了这一问题，但是，却不具备生物相容性。钛合金具有良好的耐腐蚀性和生物相容性，具有一定的生物材料强度。钛合金的抗拉强度介于500兆帕至1100兆帕之间，使钛合金的弹性与人体的骨骼弹性更为接近，以使材料植入到人体后，与人的骨骼更为匹配。

（二）高分子生物材料。

医用高分子材料的出现，使得医用材料可以用于对损伤的人体器官以修复，以增强器官的恢复功能。目前所使用的医用高分子材料分为可生物降解和非降解的高分子材料。可生物降解的高分子材料植入人体后，可以降解被为对人体无毒无害的CO2、H2O等对人体不会产生刺激性的物质。可生物降解的高分子材料可以是胶原蛋白或者纤维蛋白等等天然材料，也可以是聚乳酸等人工合成高分子材料。非降解的高分子材料属于是惰性的高分子材料。聚乳酸在医学上用于外科缝合线和药物释放的载体。由于其具有可降解性能，当伤口愈合后，就会被人体组织吸收。聚乳酸可以在降解的过程中，将药物释放到人体中，使药物发挥作用。

（三）复合生物材料。

复合生物材料用于医学领域中已经获得了长足发展，但是，由于材料植入人体后，会对人体的生理环境产生抵抗力，因此会存在一些问题有待进一步研究。目前医学领域中所采用的复合生物材料包括有三类，即生物陶瓷复合材料、金属基医用复合材料和高分子复合材料。生物陶瓷复合材料植入到生理环境中后，并不会产生毒性反应，且具有良好的生物活性和生理环境相容性。金属基医用复合材料在医学领域中应用，金属具有单一的生物活性，可以采用生物涂层技术，以提高金属表面的耐磨性和生物相融合。高分子复合材料是一种接近人体自然骨骼的高分子复合材料。人体骨骼本身就是一种层状的复合材料，采用这种复合材料替代，虽然可以起到治疗作用，但是其韧性明显要低于人体自然骨骼。

（四）无机非金属生物材料。

无机非金属生物材料具有良好的化学稳定性和生物相容性，主要包括生物活性陶瓷和惰性的无机材料。生物活性陶瓷材料主要用于关节、牙齿等等的硬组织修复。但是，该种材料不会与人体的活体组织结合，从而影响治疗效果。惰性的无机材料以医用碳素材料为主。该种材料具有较高的耐磨性，韧性和强度都非常高，特别是具有良好的抗疲劳性，可以与人体自然骨骼相匹配。骨骼损伤者选择这种材料可以获得良好的治疗效果[2]。此外，医用碳素材料在人体的生理环境中并不会产生毒副作用，良好的化学稳定性和人体亲和性，且具有抗血栓性和抗溶血性。如果对患者执行人工心脏瓣膜手术，医用碳素材料是优先选择的材料。

二、生物医学材料研究的发展趋势

生物医用材料的发展进程中，从简单的结构模仿发展为组织诱导再生，使生物医用材料的单一性能逐渐向综合性能发展。简单的结构与外观的仿制，向智能化仿生发展，使材料的应用已经与现代的医疗技术融合，并共同发展。根据目前医学领域的发展程度，生物医用材料的研究空间还很大，并会涉及到多种学科，包括材料学、工程学、控制论以及生物技术等等，这些学科都会对生物医学的发展产生推动作用。特别是各种新技术、新方法的应用，将生物技术引入到智能化发展的思路，使生物材料不再局限于实验室研究，而会在临床上得以广泛应用，以为医疗做出贡献。

结论：

综上所述，生物医学材料属于是交叉学科，为材料学和医学等等多种学科相互结合而形成。作为一门应用于医学领域的新兴学科，所研制的是用于医学组织工程领域的各种新型的人工材料。根据技术含量的不同，生物医学材料可以被划分为金属生物、高分析生物、复合生物和无机非金属生物材料。随着生物医学材料研究的发展，使得生物医用材料智能化发展。

参考文献：

[1]李慧.生物医学材料研究现状及进展[J].临床医学工程，2012，19（11）：2081-2082.

[2]馬捷，李蓉，王英华，孟繁敏，王淼，李明霞.浅析国内外生物医学材料专利技术发展趋势[J].中国医药生物技术，2011，6（06）：466-470.

4.导尿技术发展现状综述 篇四

摘要：导尿是医疗护理中最常用的方法，也是长时间手术病人术前不可缺乏的内容。本文就导尿技术的研究现状以及在生活实践中所遇到的导尿失败原因分析综述了医护人员在实际导尿操作过程中针对不同问题所提出的解决方案和经验技巧。同时也简单介绍了导尿管的材质、分类以及简单分析了针对不同导尿人群采取留置导尿时所应注意的事项，对进一步加强护理工作、预防和减少因导尿过程而引起尿路感染的认识和研究有一定的指导和促进作用。

关键词：导尿 留置尿管 尿路感染 护理

医学上，经由尿道插入导尿管到膀胱，引流出尿液的过程叫做导尿。导尿分为导尿留置性导尿和间歇性导尿两种。留置性导尿导尿管一直留置在病人体内，在病情许可时才拔掉或定期更换新的导尿管。间歇导尿则每隔4-6小时导尿一次，在膀胱排空后将导尿管拔出。导尿是基础护理中最常用的操作技术之一。近年来，广大的医护工作者经过长期的实践研究在尿管的改良、导尿方法的选择、导尿及留置尿管应重视的问题等方面作了大量的工作和研究，对导尿技术的发展有了更加深入的认识。

在以下四种情况下需要对患者施行导尿，一是为尿潴留病人引流尿液，以减轻痛苦。如麻醉手术后膀胱平滑肌麻痹等。二是协助临床诊断，如留取未受污染的尿标本作细菌培养（肾盂肾炎）；测量膀胱容量、压力及检查残余尿；进行尿道或者膀胱造影等。三是在盆腔内器官手术前，为病人导出尿液，排空膀胱，避免手术中的误伤等。四是导尿术的治疗作用，如为膀胱肿瘤病人进行膀胱内化疗等。

一般正常的情况下，膀胱的排空和其抗菌作用使其本身具有防御感染的能力。尿潴留使膀胱过度充盈膨胀，造成黏膜充血水肿，防御机制受损，使尿路易受感染。相比于留置导尿间歇导尿使膀胱周期性的充盈-排空，可保证膀胱黏膜有充足的血流量，减少感染，利于膀胱排尿功能的恢复与重建[1,2]。在测定残余尿量时，一般先嘱患者自行排尿，然后导尿。残余尿尿量一般为5-10ml，如超过100ml，则应留置导尿。经查阅相关文献资料[3,4]初步了解了一些导尿术的研究现状、所面临的问题和一些改进技术，现综述如下。尿管的改良

1.1硅胶尿管比橡胶尿管具有较多优点。李鹏翔等研究表明：硅胶导尿管组织相容性大，管壁柔软对黏膜刺激小，毒性也很小。已取代了组织相容性差的橡胶尿管，同时由于硅胶尿管头端较硬，便于顺利插入，管壁柔软，对管道透明便于观察管内情况，管前端侧孔较大，具有便于膀胱冲洗或引流的作用。吴金菊在经尿道输尿管镜气压弹道碎石术后留置纯硅胶和乳胶两种不同材料导尿管患者的舒适程度实验比较中发现纯硅胶导尿管比乳胶导尿管更能减轻留置尿管患者的不适，明显降低拔管后尿路刺激症的发生率。

1.2 双腔气囊导尿管。双腔气囊导尿管，其一腔为气囊管，向气囊内注入注射用水5~10ml即可固定。另一腔与集尿袋相连接，具有操作简单，容易固定，不易脱落等优点。目前留置导尿较多采用此种导尿管。金湘玲[5]等对尿管气囊内灌注溶液量与尿路感染关系进行了探讨，结果发现气囊内灌注溶液15~20ml优于10~15ml，可明显减少尿道周围粘膜鞘，减少尿路感染。

1.3 三腔Folley导尿管。司秀云等[6]研究发现0.5%的碘伏消毒并选用Folley氏导尿管可有效防止逆行尿路感染。三腔Folley导尿管采用与人体组织相容性高的乳胶制成，表面柔软粗细适宜。其中一腔为气囊管，向气囊内注入注射用水5~10ml即可固定尿管，且不易滑脱。其余二腔，一腔接冲洗装置，另一腔与集尿袋相连接，这样即形成密闭式膀胱引流冲洗系统，可以明显减少尿道感染机会。

1.4 单向冲洗式导尿管。三腔气囊导尿管中的1个引流腔有特制的单向阀，此为固定的冲洗腔，将无菌注射器或输液器乳头插入单向阀，即可进行取尿标本、注药入膀胱、膀胱冲洗等治疗，减少了引起泌尿感染的几率。

1.5 单猪尾多孔导尿管[7]。单猪尾多孔导尿管尾端猪尾卷曲状，管壁上有10~20个侧孔，尿管远端外口处有封闭塞。由于猪尾端有猪尾卷曲具有自动内固定作用。尿管猪尾端侧孔较多，不易堵塞，有利于引流尿液和冲洗膀胱。此外，此种尿管对膀胱刺激小，可长期留置，且不易形成结石。堵上尿管远端的封闭塞，患者可在公共场所不带尿袋而自由活动，尤其适用于长期留置尿管的患者。

1.6 各种涂层导尿管。导尿管外涂上水杨酸可抑制95%以上的革兰氏阴性杆菌。导尿管漆包一层银合金，利用银有广谱抑菌作用减少菌尿发生。包水凝胶导尿管表面软而光滑可减少尿道与尿道上皮之间的摩擦，对尿道上皮起保护作用，且能有效防止细菌及炎性产物在管外的粘附，从而减少菌尿的发生。不同患者导尿及留置尿管的方法

在导尿时应使病人取仰卧位，应严格保证在无菌操作下，将适应型号的尿管男性插入20~22cm，见尿后再插入2cm；女性插入4~6cm，见尿后再插入1cm，即为常规导尿法。如果使用气囊导尿管，因其头

部到气囊的距离为5~6cm，所以在使用气囊导尿管时应在见尿后再将尿管插入6cm以上才能避免气囊损伤尿道。刘优珍认为妊娠的子宫逐渐增大，使膀胱向上前方移位，尿道延长，因此，剖宫术孕妇留置导尿管长度以8~10cm较为合适。李均等认为将导尿管插入膀胱见尿后需要再插入6cm以上[8]，但对操作难度大以及为防止导尿引起的疼痛和感染，需采用不同的导尿方法。

2.1 男性由于尿道有2个弯曲和3个狭窄，导尿时病人痛感明显，特别对有下尿路不全梗阻的病人，因尿管刺激可能诱发尿道痉挛致插管困难甚至失败。黄宝瑛[9]等研究发现在尿道注入1%地卡因后，由于麻醉了尿道粘膜，使尿道粘膜对导尿管的刺激敏感性降低，疼痛减轻，可使导尿管顺利通过。任碧华认为插尿管前应用润滑止痛胶松弛尿道肌肉，减少插管阻力，减轻尿道黏膜的刺激，避免损伤出血，从而减轻病人痛苦或采用利多卡因黏膜麻醉减少疼痛及疼痛反射引起的尿道括约肌痉挛。余娥娟等在研究中使用超滑导尿管（即用水润滑后尿管壁有蛋白粘液）采用尿道口注水法为男性导尿，根据注水时阻力选择合适插管角度，对比发现采用注水导尿对提高男性导尿成功率与舒适度效果显著[10]。此外，杨洁[11]等采用注射器自尿道注入无菌甘油或石蜡油的方法也取得了良好效果。

2.2 老年男性[12]病人由于性激素分泌紊乱，致前列腺增生肥大，尿道变窄，尿流阻力增大，最终引起尿路梗阻，影响膀胱排空。罗凤莲[13]认为老年男性在导尿时由于尿道本身的狭窄或梗阻，加之插管时的机械刺激和疼痛反射使尿道平滑肌收缩，尿道更加狭窄。插管时前列腺肥大患者应取侧卧位，垫高其臀部使呈30°角即可插入。个别用此方法不能插入者，先在医生指导下行耻骨上膀胱穿刺抽尽尿液后可顺利插入。此外，还可采用具有柔韧度高的金属导丝置于引导管内，使导尿管具有一定韧性的条件下使导尿管插入膀胱，将尿管内金属丝抽出后，尿管仍留在膀胱内，弥补了金属导尿管不能保留的缺陷。陈春娥等在向尿道内注入无菌石蜡油[14]3~5ml轻轻用食指和中指挤压尿道口1~2min使尿道充分润滑全程尿道后，按基础护理常规导尿取得良好效果。

2.3 由于女性会阴部有尿道口变异和皱折较多。因此，其操作较男性更易继发大肠杆菌感染。吴阶平[15]认为引起尿道感染的病原菌以大肠埃希菌为最重要，约占50%以上病例，其余病原菌则为变形杆菌、绿脓杆菌等。耿氏[16]认为引起尿路感染的病原菌80%为革兰氏阴性杆菌，其中以肠杆菌科和假单胞菌为多数，革兰氏阳性球菌占20%，且

以D组链球菌和葡萄球菌为常见。有研究表明，采用喷雾消毒和局麻，即在距外阴15~20cm处对准外阴进行手动喷药（1%盐酸丁卡因和0.1% 醋酸洗必泰盛于无菌塑料微型喷雾器中）4次，随后按基础护理常规导尿，该方法具有广谱杀菌和快速局麻止痛作用，一定程度上防止了导尿引起的尿路感染。

2.4 大龄女性患者多数由于肌肉结缔组织萎缩、会阴部肌肉松弛、尿道括约肌松弛而在导尿时发生渗尿，因此在导尿时应选用型号较大，管腔较粗的尿管，方仕婷等做过观察认为当气囊注入生理盐水10ml后气囊在膀胱内上浮，与尿道内口接触面减少，尿液易随着导尿管流出，当渗尿发生时，可抽出囊内盐水4ml[17],使气囊张力降低气囊上浮力减少，同时向外轻拉导尿管，使气囊与尿道内口接触面积增大，紧密度增加，防止渗尿。

2.5 儿童 儿童较成年患者更容易发生尿道痉挛[18]。儿童初次导尿失败最主要的原因就是医护人员未取得患儿的配合，对于这类患儿良好的沟通非常重要。医护人员应加强和患儿的沟通，取得患儿信任，通过聊天等方式分散患儿的注意力，迅速插入导尿管。必要是可给予尿道表面的麻醉剂或者水合氯醛镇静催眠后再进行导尿。导尿及留置尿管的注意事项

3.1 掌握熟练的导尿技术、合理控制导尿时机。杨翠芳[19]等人研究发现以心率、血压，同时采用相差镜观察导尿后尿液内红细胞形态差异鉴别红细胞性质，根据非肾小球红细胞阳性率确定尿道粘膜损伤率为对比参数考察了导尿时间的选择情况，结果显示为了减少术前导尿导致病人的不适和尿道粘膜损伤，宜选择在麻醉后10min后再行导尿术。蒋芝英[20]麻醉前用苯巴比妥（采用肌肉注射0.1g）、阿托品（皮下注射0.5mg）进行实验研究，经对照实验发现在用药后15min后导尿可明显减轻患者导尿痛苦。此外严格掌握导尿及留置导尿适应症、严格无菌操作、保证引流袋正确位置、保证引流通畅、尽量缩短操作时间。此外应注意的是导尿管一旦误入阴道，不准再将原导尿管从阴道拔出后随即插入尿道，以免污染尿道。在插管时，嘱咐病人张口呼吸，使腹肌和尿道括约肌松弛，有助于插管。若膀胱高度紧张，而病人又极其虚弱的情况下，第一次放尿不应超过1000ml，因大量放尿膀胱压力突然降低使大量血液滞留于腹腔血管致血压下降而引起虚脱。另外因膀胱突然减压引起膀胱粘膜急剧充血，发生血尿。导尿及留置导尿引起的尿路感染占医院内感染的42%因此预防因导尿术引起的感染形势十分严峻。

3.2 尿管护理。对留置尿管的病人，选择封闭式导尿系统以减少细菌污染，避免轻易分离尿管与集尿袋的接头及频繁取尿标本等动作。嘱病人多饮水，注意观察尿液酸碱度，保证尿pH在6.5~7.0，李业梅等研究发现在病情允许情况下尽量多饮水每天2000ml左右，同时可口服碳酸氢钠片以碱化尿液，防止尿垢的形成与附着[21]。禁饮浓茶和咖啡，预防结石的形成。

3.3 膀胱冲洗。临床研究表明膀胱冲洗对治疗菌尿无明显作用，且冲洗液可使膀胱表层黏膜受损，细胞剥脱增加感染危险，必须冲洗膀胱时最好放置三腔Folley导尿管或单向冲洗式导尿管或用输液管在导尿管末端消毒后用输液法快速滴入。郭慧荣等发现用肝素钠15mg加入0.9%氯化钠注射液200ml，或活力碘原液5ml加入20~30℃的生理盐水100ml。输入膀胱夹管留置30~60min，2次/d可预防导尿管伴随性尿路感染。

3.4 留置尿管与间歇导尿的时间。Ohkawa报道[22]留置导尿管4d以上，70%的尿管表面粘附有病原体，长期留置尿管大于30d患者几乎100%发生菌尿。国外资料[23,24]显示留置2d尿道感染率2%，大于14d感染率100%。留置导尿由于长期置于尿道内，削弱了中性粒细胞的抗感染能力，破坏尿道正常生理环境以及膀胱对细菌的机械防御能力和尿道粘膜对细菌的抵抗能力，影响膀胱对细菌的冲刷作用，致使细菌容易逆行至泌尿系统繁殖而引发感染。间歇性导尿时间[24]是根据吴氏定律：细菌在膀胱内的浓度是一个指数型曲线，在开始时细菌浓度随着尿量增加而降低，随着时间的延长，细菌不断增多，繁殖浓度上升，并超过了起始浓度，从最初细菌浓度降低到返回原先水平的时间为安全排空期，故间歇性导尿在安全排空期内导尿，从而有助于保持无菌或减少细菌尿。

3.5 拔除尿管的时机。魏瑛琪等[25]认为拔出尿管前排空膀胱，以1:5000呋喃西林溶液500ml冲洗膀胱，并保留冲洗液20~30min，待病人有尿意时拔出尿管，可减少拔管后尿潴留的发生。呋喃西林是一种抗菌药物，有过敏和蓄积中毒的危险，呋喃西林液使部分患者激发膀胱麻痹，有人认为也可以改用250ml生理盐水庆大霉素地塞米松混合液代替。临床上长期留置尿管的多数病人在拔除尿管后常出现第1次排尿困难和尿潴留。任建华[26]认为在改进拔管法时在拔管前经尿管注入药物，能避免和减轻经尿道内窥镜术后病人拔尿管时及拔尿管后出现的自觉症状，其联合给药效果更好。

3.6 并发症的处理。如果导尿管使用不当会造成尿道损伤、尿道

断裂、气囊导尿管断入膀胱入口，拔管困难等并发症，前3种均需手术治疗。拔管困难多是由于气囊内液体抽不出，气囊回缩不良，以及因长期留置导尿管而未冲洗导致气囊周围钙盐沉积附着尿管外壁而引起的，对于此种情况的患者每日需用0.1%新洁尔灭棉球或碘伏擦洗尿道口两次，然而薛明英等[27]的研究结果显示采用0.5%的碘伏清洁尿道口的杀菌效果明显优于0.1%的新洁尔灭，同时更换引流管或尿袋每日一次，每12周更换尿管一次，每日用0.9%生理盐水+庆大霉素或碳酸氢钠溶液冲洗尿道，防止或减少钙盐沉淀的产生[28]。如因心理紧张或黏膜水肿造成的拔管困难，可给予耐心解释疏导，转移其注意力，并同时热敷下腹部以达到解除膀胱及尿道括约肌痉挛，减轻水肿，杨红军等采用从尿道外口处剪断让导尿管囊内液体自动流出但谢贻先等[29]认为此法不但不能及时排尽囊内液，还可因气囊排液（气）的反作用，致使尿管滑入膀胱内。基于国内外相关报道[30,31]，自己设想出制作一种双层嵌套导尿管，基本原理是内层类似气囊导尿管，外层为远端封闭环形开孔的结构，这样从截面来看便形成两个独立的环腔。由于在留置导尿时内层导管腔内的尿液以及包围它的内层导管与尿道之间被外层导管隔离而减少了尿路感染发生的几率。同时该设计还能更加便于进行尿道的定期杀菌消毒以缓解由于留置导尿引起的尿道感染，具体方法是通过在近端外腔注射一定量的碘伏溶液从而进行定期消毒，还可以在拔管前改换注射液状石蜡油起到润滑尿道进而起到便于拔管的作用。具体是否如此，还需要等待做出此类导尿管并进行相关实验研究才能判断此法究竟是否可行。

参考文献：

[1] 李华，王玉龙.脊髓损伤后运动功能对膀胱功能重建的影响[J].中国康复医学杂志，2009,24（4）：129-132 [2] 时美芳，杨在英.尿潴留患者间歇导尿与留置导尿管细菌学检测的临床观察[J].中华物理医学与康复杂志，2001，23（4）：220 [3] Khen-Dunlop N,Van Egroo A,Bouteiller C,et al.Biofeedback therapy in the treatment of bladder overactivity,vesico-ureteral reflux and urinary tract infection[J].J Pediatric Urol, 2006,2(5):424-429 [4] Dobbs SP, Jackson SR, Wilson AM,et al.A prospective,randomized trial comparing continuous bladder drainage with catheterization at abdominal hysterectomy.Br J Urol, 1997,80(4):554 [5] 金湘玲，贾宜莹.导尿管气囊内灌注溶液与尿路感染关系的探讨[J].中国基层医药，2005,12（5）：624-625 [6] 司秀云.两种不同导尿管及消毒液应用的临床观察[J].护士进修杂志，1999,14（8）：50 [7] 孟晓，管淑萍，李朝霞等.介绍一种单猪尾多孔导尿管[J].中华护理杂志，2001,36（3）：167

5.纳米科学技术与纳米材料发展综述 篇五

摘 要:介绍了纳米科学技术、纳米材料的概况及纳米材料的结构、特性、制备方法和应用前景.关键词:纳米科学技术;纳米材料;纳米效应

纳米是长度单位，原称“毫微米”即10’9米(10亿分之一米)。纳米科学是研究在1一100纳米内原子、分子和其他类型物质的运动和变化的学问。在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工，称为纳米技术。20世纪80年代，纳米材料体系开始为科学家所关注，目前已成为跨世纪材料科学研究的热点。纳米科学技术

纳米科学技术是在0.1~100 nm尺度上研究和应用原子、分子现象,并由此发展起来的多学科的、基础研究与应用研究紧密联系的新的科学技术.它是现代物理(介观物理、量子力学、混沌物理和分子生物学等)和先进工程技术(计算机、微电子和扫描隧道显微镜等技术)结合的产物.纳米并非是一个新名词,但是在Nano ST中的纳米却是一种新的思考方式,即生产过程要越来越精细,以致最后在纳米尺度上直接由原子和分子制造具有特定功能的产品.因此,随着Nano ST的发展,必将引发一系列新的科学技术.国际纳米科技会议将纳米科技分为6个主要部分,即纳米电子学、纳米物理、纳米化学、纳米生物学、纳米机械学和纳米测量学.其中纳米电子学处于重要地位,其研究的直接目标就是新型的纳米电子器件,在纳米器件中,最有特色的是单电子器件.其典型结构是纳米粒子,它的电子结构特点是一个势阱内具有分立能级的量子点,若处于量子点内的电子能量高于热起伏,那么就可以检测到单电子隧穿现象.在此基础上可以构造单电子晶体管、逻辑电路、存储电路以及纳米功能元件阵列的超高密度集成电路.与现在的微电子器件相比,它具有更低的功耗、更快的开关速度、更高的存储密度以及更高的集成度.因此,它不仅有丰富的理论内容,而且有极为现实的应用前景.2 研究纳米科技的背景和意义

从真空电子管的发明到晶体管的出现,从集成电路的诞生到大规模集成电路和超大规模集成电路的广泛应用,每一代小型化电子器件的出现,都带来了电子技术的革命,推动了电子科技的迅速发展,也促进了其它科技和社会生产的进步.特别是以微电子器件为基础的高速计算机的出现和个人计算机的广泛应用,使人类社会进入了计算机时代.促进计算机时代继续发展的一个重要因素是微电子器件的集成度不断提高,其芯片上的功能元件尺寸不断减小,按照目前功能元件尺寸减小的速度推算,不久的将来,芯片上功能元件的尺寸将进入纳米范围.目前,人类广泛应用的功能材料和元件,其尺寸远大于电子自由程,观测的电子输运行为具有统计平均结果.描述这些性质的主要是宏观物理量,现已有成熟的理论和技术.当功能材料和元件的尺寸逐渐减小到纳米量级时,其物理长度与电子自由程相当,载流子的输运将有明显的量子力学特征,传统的理论和技术已不再适用.因而,需要发展基于电子的波动性、电子的量子隧道效应、电子能级的不连续性、量子尺寸效应和统计涨落等特性的新的理论和新的技术.传统科学技术中元件尺寸是从毫米向微米过渡,现在,在新技术、新效应的应用中,功能元件的尺寸要求从微米向纳米过渡.如果再进一步发展,需要组装性能更新颖、结构更复杂的功能元件,就需要开发新材料和相应的组装技术,也就更需要多学科的协作与交叉发展.因此,从80年代后期开始逐渐发展起来了一个新的综合性的多学科交叉的研究领域———纳米科学技术.纳米科学技术的诞生将对生产力的发展产生深远的影响,并且有可能从根本上解决人类面临的一系列问题,例如粮食、健康、能源和环境保护等重大问题。纳米材料学

纳米材料学是纳米科技领域中发展最为迅速的学科。纳米材料包括纳米颗粒材料和由纳米颗粒组成的纳米相块体材料。纳米材料学主要研究纳米材料的制备、结构、性能及其应用等，是纳米科技与材料学交叉而成的边缘学科。

3.1纳米材料的特性

在生产实践中人们发现，如果将宏观尺度的物质微细化到纳米尺度，这种纳米颗粒在性能上就表现出与原宏观尺度物质完全不同的性质，人们将这种纳米颗粒称为“物质的新状态”。纳米物质之所以表现出这些奇异的性能，主要是由于物质进人纳米尺度后表现出了一些宏观物质不具备或在宏观物质中可忽略的物理效应。据目前人们对纳米颗粒的研究，这些效应主要有表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等。

3.1.1表面效应

凝固态物理学告诉我们，处于物质内部的粒子和处于物质表面的粒子其状态完全不同，后者具有很高的能量和化学活性，在电子显微镜的电子束照射下，表面粒子仿佛进人了“沸腾”状态。一般情况下，由于表面原子数和整个物质的原子数相比微不足道，所以无表面效应显示。但当物质的尺度进人纳米量级，表面原子数就达到了不可忽略的地步(表1)，这时表面效应就表现得非常明显。纳米材料的表面效应可增加材料的化学活性、降低熔点等。利用这一特性可制作高效催化剂、敏感元件、用于高熔点材料冶金等。实际上，目前已成熟的粉末冶金法及无机材料行业普遍采用的粉碎一成形一烧结工艺流程，在一定程度上就是利用了这一原理。

3.1.2量子尺寸效应(九保效应)能带理论指出:由无数原子组成固体时，各原子的能级就合并成能带，由于各能带中电子数目很多，能带中能级间隔很小，可以看成是连续的。但对于纳米粒子，能带中能级间隔增大;当能级间距大于热能、磁能、电能、光子能量或超导态的凝聚能时，物质就会呈现出一系列与宏观物质截然不同的反常特性，这就是量子尺寸效应。量子尺寸效应会导致纳米物质在磁、电、光、声、热以及超导性等方面表现出与宏观物质显著不同的特性。例如，导电的金属在纳米状态下变成绝缘体;磁矩的大小和颗粒中电子是奇数还是偶数有关，光谱线会向短波长方向移动等。有人曾利用九保关于能级间距的计算公式计算出金属银粒子在IK时出现量子尺寸效应时的临界尺寸为14nm，指出当银粒的粒径小于14nm时将变成绝缘体。

3.1.3小尺寸效应

当固态物质的粒子尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特性尺寸相当或更小时，晶体周期性边缘条件将破坏，非晶质的表面层附近原子密度减小，导致声、光、电、磁、热等特性发生显著改变，即谓之小尺寸效应。小尺寸效应为纳米物质的实用技术开拓了新领域，如果磁性物质当其处于纳米尺度时具有很高的矫顽力，可以制成磁卡，或制成磁性液体，广泛用于电声器件、阻尼器件、旋转密封、润滑、选矿等领域。利用等离子共振频率随尺寸变化的性质，可以通过改变纳米颗粒的尺寸控制吸收边位移，制造具有一定频宽的微波吸收纳米材料，用于电磁波屏蔽、飞机隐型等。

3.1.4宏观量子随道效应

电子等微观物质具有穿越热垒的能力称隧道效应。现在人们发现一些宏观的量如纳米颗粒的磁化强度、量子相干器中磁通量等亦显示出隧道效应，称之为宏观量子隧道效应。宏观量子隧道效应早期曾被用来解释纳米镍在低温下继续保持超顺磁性等，后来发现在许多纳米物质中普遍存在。对宏观量子隧道效应的研究既有基础理论意义，又有重要的实用意义。它限定了磁介质进行信息存储的时间极限。量子尺寸效应和宏观量子隧道效应一起将会是未来电子器件的基础，一方面它指出了现有电子器件微型化的发展方向，同时又确定了其限度。纳米材料的制备方法

制备高纯、超细、均匀的纳米微粒，发展新型的纳米材料，就显得格外重要。通常，纳米微粒制备的要求是:(l)表面洁净;(2)粒子形状及粒径、粒度分布可控，防止粒子团聚;(3)易于收集;(4)有较好的稳定性;(5)产率高。随着纳米微粒研究的深入，对纳米超细微粒提出了不同的物理、化学特性需求，而解决问题的关键就在于研究、发展新的合成技术，并实现纳米材料的规模化、产业化。纳米超细微粒的制备方法很多，总体上可分为物理方法和化学方法，以物料状态来分可归纳为固相法、液相法、气相法，进而发展、衍生出模板合成法。具体包括固相物质热分解法，物理粉碎法，高能球磨法，水热合成法，表面化学修饰法，化学沉淀法，胶体化学法，溶胶—凝胶法，电解法，激光加热蒸发法，气相等离子体沉积法等。合成的方法各有优缺点，通常存在的问题往往是反应需要高温、大量使用有机溶剂、过程控制复杂、设备操作费用昂贵、颗粒均匀性差、粒子容易粘结或团聚等。因此，需要根据对纳米材料的不同要求和特点，选择研究不同的合成方法。由纳米粉体制备具有极低密度、高强度的催化剂、金属催化剂载体以及过滤器等工艺有待改进。

5纳米技术的前景

现在很多国家，尤其是美国、日本和欧洲都非常重视发展纳米技术，他们在纳米技术研究和应用方面投人的经费成倍地增加，我国政府也十分重视纳米技术的基础研究和应用。据有些科学家分析，我国目前纳米技术的基础研究处于世界上第5第6位，应用研究主要是纳米粉体(材料)的研究处于世界先进地位。纳米技术将是二十一世纪最关键的科学技术，将是二十一世纪里各个国家实力较量的最主要、最根本的领域，二十一世纪将是纳米技术的时代。

参考文献

6.红外图像自动目标识别技术发展 篇六

主要介绍了有关红外图像自动目标识别技术发展的现状.红外图像自动目标识别系统的关键技术包括: 算法和算法执行的`硬件技术.最后指出了红外图像自动目标识别的发展趋势和应用前景.

作 者：王甜 王建民 杨树谦 田金文 金善良 作者单位：王甜,田金文(华中科技大学)

王建民,杨树谦,金善良(中国航天科工集团第三研究院)

7.生物识别技术发展综述 篇七

随着水体富营养化的加剧, 水中氮、磷等营养元素的增加导致某种藻类的个体数量迅速增加, 而种类逐渐减少。水体中本来以对鱼类等有益的藻类 (如硅藻和绿藻) 为主, 而富营养化则引起藻类的分布以蓝藻 (如微囊藻) 为主。蓝藻遇到适宜环境便暴发性地繁殖, 从而出现“水华”现象。由于蓝藻生命周期短, 大量死亡的藻类在微生物作用下分解而消耗大量氧;其在厌氧条件下分解, 产生硫化氢臭气, 导致水质不断恶化。为此, 根据湖泊水生态环境特点, 采用生物絮凝技术, 建立清洁生态模式, 有效防治湖泊富营养化是目前亟待解决的问题。

1 生物絮凝技术概述

生物絮凝技术是利用生物技术, 经生物絮凝形成的由浮游动植物、细菌、有机碎屑和一些无机物质相互絮凝组成的团聚物, 针对水环境中的氮含量, 适量添加碳源, 使水体中形成适合异氧微生物生活的碳氮比, 促进水体中异氧细菌大量繁殖, 同化无机氮, 将水体中的氨氮等有害物质转变成细菌自身成分, 细菌与水体中的藻类、悬浮物等凝结成絮团, 而被水中的水生物摄食, 起到维持水环境稳定、增加水体中鱼产量等作用。微生物絮凝剂因其絮凝活性高、范围广、安全无害、无二次污染等特点而成为当今世界絮凝剂方面研究的主要对象[1]。

生物絮凝技术主要是处理城市污水中的活性污泥, 通过微生物的同化无机氮过程, 将氨氮等转化成细菌物质。如果水体中溶解态的碳氮比维持某一水平的平衡 (C/N>15) , 氨氮可通过生物絮凝的方式直接转化成异养细菌的生物量而被驱除, 因为与硝化细菌类相比, 异养细菌生长代谢速率快10倍以上。

水生态环境条件下生物絮凝的理论方程式为:NH4++1.18C6H12O6+HCO3-+2.06O2→C5H7O2N+6.06H2O+3.07CO2。生物絮凝过程需要氨氮、溶解氧、碳水化合物 (有机碳源) 和碱度。1 g氨氮转化为细菌需要消耗15.17 g碳水化合物 (6.07 g有机碳) 、3.57 g碱度 (0.86 g无机碳) 和4.71 g溶解氧;反应可以生成9.65 g二氧化碳 (2.63 g无机碳) 和8.07 g细菌生物体 (4.29 g有机碳) [2]。

2 生物絮凝形成的条件

2.1 足够的有机碳源和适宜的碳氮比 (C/N)

湖库富营养化的加重, 湖库中氮、磷超标, 生物絮团的形成是通过异氧细菌利用碳、氮作为能量来源, 因此碳氮比 (C/N) 是生物絮团形成的必要条件, 碳源的种类和数量很大程度上决定了絮体的形成。湖库水环境的碳氮比较低, 需要补充一定的碳源, 以增加有机碳含量。研究表明, 生物絮团形成条件要求C/N>10。

2.2 适宜的温度

温度是微生物生长代谢的主要因素, 因此决定了生物絮体的形成。有研究发现, 絮体形成的最佳温度为20~25℃[3]。

2.3 适宜的p H值

p H值可以改变水体中絮体颗粒的正负电荷, 改变颗粒间形成絮体的能力。试验证明, p H值为7.5~8.5条件下, 适宜形成生物絮团。

2.4 充足的溶解氧

曝气的大小直接影响溶解氧 (DO) 的高低, 对需氧絮体的细菌代谢活性来说, DO浓度虽然对絮体的影响较小, 但仍不可忽略。研究发现, 在高DO浓度下, 絮体有变大、变紧凑的趋势。因此, 在选择使用生物凝絮技术的湖泊水库, 溶解氧浓度要达到5 mg/L以上。

2.5 有一定的悬浮物

影响絮体形成的重要因素之一是湖库水环境中悬浮固体量 (悬浮物) (TSS) [4,5,6]。研究表明, TSS为200~500 mg/L时可以形成较好的生物絮凝体。水体中TSS浓度高, 则絮体形成得较好。此外, 水质过清不宜施加碳源。

3 生物絮凝过程对水质的净化作用

利用生物凝絮技术净化水质只需要向水体施加碳源, 使用安全且成本较低。生物凝絮技术是向水体中施加足够的碳源, 使水体中有合宜的碳氮比, 异氧细菌将水体中的无机氮、溶解有机物和颗粒有机物转化为水生物可以摄食的絮凝体, 既有效利用了水体中多余的氮源, 絮凝体又成为水体中养殖动物良好的饵料资源, 使水体重新形成优良的生态系统。有研究表明, 在碳氮比为10的条件下, 10 mg/L的氨氮5 h即可去除, 而不会产生硝酸氮和亚硝酸氮。由此可见, 生物凝絮技术可以明显降低水中氮的含量。

4 结语

生物絮凝技术能够加强水质稳定性, 促进氮吸收, 最大限度地减少水的使用及排放, 实现饵料营养再利用, 从而降低饲料成本。微生物絮凝剂应用于水产养殖, 在水质调节方面起着非常重要的作用, 它能够提高鱼体免疫功能, 抑制病原菌, 减少疾病感染, 实现无公害绿色水产养殖, 在经济、技术上也都是可行的。由此可见, 其应用前景十分广阔[7,8]。

参考文献

[1]蔡泽文, 汪开毓, 耿毅.微生物絮凝剂在水产养殖水环境改良中的应用前景[J].水产科技情报, 2006 (2) :77-80, 83.

[2]罗国芝, 朱泽闻, 潘云峰, 等.生物絮凝技术在水产养殖中的应用[J].中国水产, 2010 (2) :62-63.

[3]潘云峰.两种碳源条件下水产养殖固体颗粒物生物絮凝效果的研究[D].上海:上海海洋大学, 2011.

[4]李朝兵.生物絮团作为鳙饵料的研究与应用[D].上海:上海海洋大学, 2012.

[5]张楠, 罗国芝, 谭洪新, 等.生物絮凝技术中碳源的添加策略——以养虾为例[J].水产科技情报, 2013 (6) :302-306.

[6]罗亮, 张家松, 李卓佳.生物絮团技术特点及其在对虾养殖中的应用[J].水生态学杂志, 2011 (5) :129-133.

[7]龙丽娜, 李源, 管崇武, 等.生物絮团技术在水产养殖中的作用研究综述[J].渔业现代化, 2013 (5) :28-33.

8.基础工程技术发展综述 篇八

【关键词】建筑基础工程；技术

0.前言

在市场经济日益发展的今天，建筑业愈加得到重视。建筑数量和规模不断扩大的同时，对建筑基础工程技术的要求也越发严格，而城市化进程的不断加快、地下空间开发的需求逐渐扩大，又对我国的基础工程技术提出了新的要求。

1.我国基础工程技术的现状与发展

现状：土的工程性质及测试技术，我国对表征土的变形与强度特性的本构模型进行了大量的研究，理论上达到了极高水平，但却未能付诸行动。地基处理技术，我国建筑工程的地基处理就其加固机理不同大体可分为四大类：第一大类是压密固结法，第二大类是加筋体复合地基法，第三大类是换填垫层法，第四大类是浆液加固法。

发展：发达国家基础工程技术的主要特点是注重工效，施工机械趋于大型化、自动化；同时注意环境保护，避免污染；广泛运用电子计算机，实行信息化施工和资料积累，推行反分析的方法，不断提高设计和施工质量。结合我国的基本国情，发展基础工程技术应着重做好以下几项工作：重视土的工程性质以及测试技术的研究；完善现有地基处理技术，开发地基处理的新技术、新工艺；以灌注桩为重点，发展成桩新工艺、新设备，实现配套化、系列化、完整化；适应不同的地质、水文和其他环境条件，完善开发基坑支护技术；研究设计计算理论与方法，把我国的地基基础的设计提高到国际领先水平，争取与西方发达国家并驾齐驱。

2.基础工程施工技术方法

2.1桩基施工技术

桩基础是一种历史十分悠久，在高层建筑物和重要建筑物工程中被广泛采用的基础形式。桩基础的作用是将上部结构较大的荷载通过桩穿过软弱土层传递到较深的坚硬土层上，来解决浅基础的承载力不足和易变形的地基问题。桩基础具有承载力强，沉降量小，沉降速率慢的特点。它能承受垂直荷载、水平荷载、上拔力和机器的振动或者是动力作用，目前已被广泛用在房屋地基、桥梁、水利等工程中。桩基施工过程中，在吊桩时，桩与桩架之间应该保持一定的垂直距离，并将其控制在 4m 以内，偏吊距离不超过 2.5m。吊桩过程中，必须缓慢操作，至少在不同方向系上两个或两个以上的缆索，然后再人工稳定桩身。桩身部位应保持清洁，起吊之后，严禁桩下有施工人员。当吊桩和运桩同时进行并且相互发生牵制时，必须终止运桩。插桩过程中，保证桩与龙门架之间无手脚伸入，以确保人员安全。当需要对桩进行矫正时，使用工具的力度适度。打桩时，必须选取和桩型、桩架和桩锤配套的桩帽及衬垫，如果在施工过程中发现已经，应立即更换或修补。在锤击过程中，保证受力均匀，并且方向一致。套送桩施工中，确保送桩、桩锤和桩同心、同轴，拔送桩时，绳扣选择也必须合理，在施工过程中，缓慢用力，并观察桩架、钢丝绳的变化情况。送桩拔出后，应及时回填地面的孔隙。当桩管达到特定的深度，应及时将桩帽及桩锤提升到固定位置，一般高度为4m 以上，并进行加固，然后再对桩管进行检查，最后进行浇筑混凝土等工序的施工。

2.2混凝土施工技术

混凝土，是对由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常我们讲的混凝土是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水按一定的比例配合，经搅拌、成型、养护而得到的水泥混凝土，也称普通混凝土。混凝土结构就是以混凝土为主要材料制作的结构。它主要包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构以及预应力混凝土结构等。混凝土结构工程的质量，从根本上决定并影响着整个建筑工程的质量。混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料，在施工和使用过程中，经常会出现由于材料质量、施工工艺、地基变形、温度和湿度变化以及结构受荷、设计结构等原因造成的建筑工程局部甚至整体的质量问题。总之，积极改进混凝土施工技术，是减少和防止建筑工程出现质量问题、提高建筑工程质量的重要途径。

现如今，我国高层建筑发展异常迅速，在高层建筑施工过程中，大体积混凝土的应用日益广泛。对于高层建筑基础工程来说，大体积混凝土具有面积大、水泥用量多等的特点，当水泥水化后必然会释放出一定水化热，使得大体积混凝土形成温度应力和收缩应力，在一定程度上也会导致混凝土产生表面裂缝和贯穿裂缝，对于整个结构的稳定性有着十分严重的消极影响。因此，在实际的大体积混凝土施工过程中必须加强对施工技术的控制。首先，要降低水泥水化热，可以采用水化热较低的水泥，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥或和粉煤灰水泥等。充分结合混凝土的后期强度，从而减少水泥的用量。对于集料的选择，则应采用粒径大而且级配良好的粗集料为宜，并掺加粉煤灰等。施工过程中可适当掺入大石块，但是必须控制石块的体积不超过总体积的20%，并且石块对钢筋的布置不会产生太大的影响。为降低水化热，还可以在混凝土内部预埋冷却水管，从而带走一部分热量，以减少裂缝的产生。在大体积混凝土浇筑后，应注重长期的保温养护，并且必须缓慢降温，否则混凝土内外温差和湿度梯度过大，极易产生裂缝。

2.3钢筋工程施工技术

钢筋工程施工技术在建筑基础施工中发挥着十分重要的作用。首先要对钢筋进行绑扎。钢筋绑扎相关技术的步骤如下：划钢筋位置线、绑底板下层钢筋、基础梁钢筋、底板上层钢筋、墙柱钢筋、再对其他部位钢筋进行绑扎，这个过程中要求有技术人员对相应的施工工序和操作要求对施工人员进行技术交底。钢筋绑扎完后，要对直螺纹接头以及悬臂结构的撑脚进行详细的检查，确保其稳固。对于面板负筋的高度也应给予高度关注，尤其是悬挑部位的钢筋，为防止踩踏后钢筋高度下降，可适当设置钢筋支架和跳板，对于结构上的钢筋，应依据图纸施工，不得随意更改钢筋型号，如果遇到特殊情况，必须更换时，应在各方的全面协调下，签订技术核定单。在某些特定条件下，比如钢筋经过预埋件或者管道等位置时，必须对割断产生妨碍的钢筋，但是为保安全，割断后必须留加强筋。在混凝土浇筑和振捣过程中，必须委派专人对钢筋进行看护，及时纠正混凝土浇筑振捣过程中对钢筋产生的偏移。

此外，我们必须注意到钢筋工程施工技术对气温有明显的要求，尤其是在冬天，更应格外注意：钢筋调直冷拉温度不宜低于-20℃，预应力钢筋张拉温度不宜低于-15℃。当环境温度低于零下20℃时，不宜进行焊接；负温条件下使用的钢筋，施工过程中更应加强管理和检验；钢筋张拉与冷拉设备、仪表和液压工作系统油液应根据环境温度选用，并应在使用温度条件下进行配套校验；当环境温度低于-20℃时，不得对HRB335、HRB400钢筋进行加工；雪天或施焊现场的风速超过三级时，应采取遮蔽措施，焊接后未冷却的接头一定要避免接触到冰雪；焊接参数也应根据当地气温按常温参数进行调整。

3.结语

只有不断的完善建筑基础施工技术，才能为我国人民创造更好的建筑居住环境，才能不断满足在经济高速发展的新形势下对居住、生存环境的新需求。为此，我们应该立足于本国的实际，引进西方先进工程技术，不断努力，积极进取，促使我国的基础工程技术不断发展。

【参考文献】

[1]马胜伟.建筑基础施工中常见的质量问题及控制措施[J].中国新技术新产品，2010.