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【關鍵詞】智能高分子材料；智能給藥系統；應用；發展前景

中圖分類號：TB381文獻標識碼：A文章編號：1006-0278(2012)02-106-01

智能高分子材料是一種新型的現代高分子材料，又名智能聚合物、環境敏感性化和物等，它隨著外界環境等影響因素的變化而發生自身性能的改變，比如在溫度、壓力、磁場等不同因素影響下，其外在形狀、電場、面積大小等隨之做出相應改變，來適應不同環境的變化，，是一種新型的現代化的智能應用材料。隨著科技的發展，智能高分子材料的應用領域越來越廣，不但在建筑工程、化工、高科技領域得到充分發展體現，近年來，智能高分子材料被越來越多地應用到醫學領域，特別體現智能給藥系統的應用上，預示著良好的發展前景。智能高分子材料具體可分為合成智能高分子材料、半合成智能高分子材料、天然智能高分子材料，下面，我們具體對三種不同類型的高分子材料在智能給藥系統中的應用進行分析探究。

一、合成智能高分子材料

合成高分子材料之一是智能高分子凝膠，它是由三維交聯網絡結構的聚合物和低分子介質組成的多元體系結構的一直合成智能高分子，隨著外界環境因素的變化而變化，體現在體積大小上的收縮、持續或間斷的變化，具有良好的收縮和溶脹的性能。因此在智能給藥系統中，發揮其自我調節和反饋的功能，智能高分子凝膠粒具有感應溫度、血糖、磁場等性能，并在身體狀態良好的情況下保持收縮狀態，當其收到病情信號時，體積膨脹從而擴散到身體病變部位，擴散藥物以便達到良好的治療功效，對智能給藥系統具有良好的調節和促進作用；此外，可生物降解的聚酯類是合成智能高分子材料的另一種重要應用，同樣在醫學等各個領域都得到了廣泛應用。同時，在智能給藥系統中，由于可生物降解的聚酯類具有可生物降解、化學穩定性高、無毒無害等優點，大量被用于注射給藥系統中，并且在腫瘤藥物治療中，可生物降解的聚酯類相對于其它游離藥物具有減緩腫瘤生長等功效，有效地解決了醫學領域許多棘手的難題，在智能給藥系統中更是得到了充分體現和發展。

二、半合成智能高分子材料

半合成智能高分子材料作為智能高分子材料的一個重要組成部分，具有毒性小、粘度大、溶解度高等優點，可以有效地控制藥物在人體的釋放速度，增加藥物吸收程度、降低了藥物毒副作用提高藥效等，對治療各種疾病起到良好的促進作用，因而被廣泛地應用到緩釋藥物制劑的研發和利用中，發揮了其在智能給藥系統中的重要作用。比如，在智能給藥系統中，蛋白質或肽類藥物既可以在保持其生物活性的同時，又提高了載藥量，是一種適合在腸道定向給藥的特殊蛋白質藥物遞送系統，最大限度的降低了藥物降解，起到了提高藥效等作用。此外，對于心臟病等疾病，利用半合成智能高分子材料設計一種時控型的藥物釋放系統，按照藥理學和患者病情定量給藥，從而發揮其藥效和并起到良好的預防作用。

三、天然智能高分子材料

相對于合成和半合成高分子材料，天然智能高分子材料特別具有良好的生物溶解性、天然無毒性等優點，是醫學領域特別是智能給藥系統中應用廣泛和發展前景寬廣的一種智能高分子材料。具體表現為殼聚糖、海藻酸鹽、明膠三種類別。殼聚糖具有良好的生物降解性和溶解性、生物活性、粘附性等多種優點，被廣泛地應用到結腸定位系統、緩控釋、蛋白多肽等給藥系統中，并且殼聚糖可進行交聯。酯化等多種化學改性，從而研究制成具有不同特性的殼聚糖衍生物，并通過各種研發，研制了各種殼聚糖凝膠給藥系統，提升了其在智能給藥系統中的地位，大大擴展了其在醫學領域的應用范圍，具有良好的發展前景；其次，海藻酸鹽在智能給藥系統中的運用主要體現在與蛋白藥物領域的結合，通過各種化學反應的作用，提高蛋白物的活性，制成各種蛋白質藥物給要系統，提高了蛋白質藥物的生物利用度，更加有利于患者治療；再次，利用明膠和葡聚糖半互穿網絡結構研制成的脂質微球，是一種雙重刺激響應的半互穿網絡系統，這種系統對于治療多種復雜疾病具有良好的功效，在控制明膠相變溫度變化的前提下，研制的半互穿網絡結構水凝膠,具有特殊的控制脂質微球降解的功效，此外，脂質微球從凝膠中釋放的基礎是A-糜蛋白酶和葡聚糖酶同時存在的情況下，因此這種可生物降解的水凝膠構成的半互穿網絡系統，在醫學領域很有發展潛力, 不但阻止了單一酶存在導致的藥物快速降解負面影響， 而且當在兩種酶同時存在時, 藥物才能從脂質微球中釋放出來, 從而起到了藥物緩控釋釋放的效果，從而實現智能給藥系統對于疾病的綜合治理，在醫學領域展現了良好的發展前景。

四、結語

伴隨著現代社會高科技的迅猛發展，智能高分子材料作為一種新型的、發展前景巨大的應用材料，已經普及到社會發展的各個領域和發展事業，不僅體現在國外的良好的發展前景，目前，在我國，智能高分子作為一種高科技研發、具有多樣性和復雜性的智能材料在醫學領域更是得到了長足和充分體現，對于在治療各種疾病，制備多種給藥系統的應用上發揮了重要作用。隨著智能高分子材料研究的不斷深入，并且通過各個領域的合作交流，智能高分子材料越發朝著信息化、智能化、自動化的方向發展，更加智能化的透析病理生理，制備兼具多種功能的智能釋放藥物系統，在我國醫學領域必將得到充分、長足的發展運用。

參考文獻：

[1]張勝蘭,楊慶等.智能材料的現狀及發展趨勢[J].中國紡織大學學報,2000(03).

[2]陶寶祺.智能材料結構[M].北京:國際工業出版社,2009(07).

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[關鍵詞] 林業育種 作用 發展前景

[中圖分類號] S722.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2016）06-0124-01

前言：森林一向有“地球之肺”的稱號，森林在地球環境中的重要性由此可見一斑。對于我國來說，森林資源和林業同樣具有重大意義，一方面，林業是我國農業的重要組成部分，每年都創造大量的產值，另一方面，林業的發展好壞對我國生態環境的整體質量有很大影響，同時也影響著生態平衡。這一點往往被人忽視，卻是林業對我國最重大也是最有價值的意義。從我國整體生態環境的大概念來看，林業所具有的調節和維護功能甚至比它巨大的經濟效益還要重要。鑒于此，對林業育種提升重視程度，加大研究力度就十分重要了。

1 林業育種的重要作用和其對林業發展的重要意義

1.1 林業育種的重要意義

進入經濟發展的快速期以來，我國取得了舉世矚目的偉大成就。但不應忽視的是，在快速進行城市化、工業化、和現代化的背景下，我們飆升的GDP之后，是不斷惡化的環境和不斷減少的植被面積。有數據表明，建國以來，我國的森林面積已減少了11.5%，而且總體仍呈衰退趨勢。在這樣的情況下，我們應當采取的林業發展策略，不僅僅是要減緩阻止森林資源的破壞，更要提升整個林業的發展質量。而提升林業發展質量，最主要的就是進行合理的林業育種。品性優良的樹苗是好的林業發展的基礎和根本支撐點。由此可見，林業育種不僅對于農業具有重要的意義，對于我國現在逐步踐行的“可持續發展”和“生態文明建設”的發展戰略也有一定的作用。

1.2 優秀的林業育種對林業的發展的重要意義

林業所依靠的根基，是森林生態系統，而森林生態系統，是所有生態系統中組成最復雜，受影響因素最廣泛的一個，同時也是對整個生態環境影響最大的一個。所以，林業也就成了人類最難以管控的農業發展模式。具體的來說，林業雖然具有更好的自愈能力和對災害的抵抗力，但容易遭受的災害卻也更多，干旱、水澇、蟲害，這些都是林業的大敵。此外，由于林業具有農業發展模式中最強的獨立性，所以其產量提高也十分困難。人類若想從客觀的環境條件上影響林業的發展質量，其投入遠大于產出。所以，如果想要大幅度的提升林業發展水平，對樹苗進行擇優篩選培養，開展合理的林業育種，是最具效率和實用意義的方法。尤其是我國目前林業育種的水平還比較落后，如果能夠結合最新的生物技術，將其與傳統的育種方法相結合，配合使用，我國的林業發展必能跨上一個嶄新的臺階。

2 我國林業育種的發展前景

2.1 新的生物技術在林業育種的應用前景

近年來，生物技術發展可謂神速。可以預見，生物技術的出現，將極大的改變人們的固有觀念和生產生活方式。生物技術，也將使生物育種發生翻天覆地的改變。生物技術具體來說，就是通過相關的生物體系，使用現代的生物學原理，通過處理經過加工或者自然的底物和實驗原材料，實現既定目標的學科。現代生物技術在林業育種中的主要應用手段主要有：基因工程、細胞工程、組織培養這三個方向。基因工程可以通過裁剪拼接基因的方式將各種優良性狀轉移到選定的育種目標細胞中，達到快速積累優良性狀的作用，甚至可以跨物種的轉移性狀，突破親本不雜交的限制，這一點是傳統育種方式比不了的。細胞工程，則是通過在細胞級別進行改造和制定培養。而組織培養，則是利用植物細胞的全能性，通過無性生殖的方式培育大量幼苗。這種方式，可以在短時間內，準確而大量的培養我們想要獲得的具有優良品性的樹苗。綜上所述，新的生物技術將為林業育種工作帶來了光明的發展前景。

2.2 新的生物技術與傳統育種相結合是未來林業育種的主要模式

新的生物技術雖然具有育種周期短，性狀指向性高，育種目的明確等獨有的優勢。但傳統的育種方式和篩選方法仍然具有成本低，風險小，穩定性極高的特點。因此，新的生物技術與傳統的育種方式不是取代與淘汰的關系，亦不是競爭的關系，而是互補和互相彌補的關系。生物技術與傳統育種的結合使用，可以使育種結構變得更加合理，形成高低搭配，遠近結合的層次。更有利于林業育種的產物具有更優良的品性，抗性，和穩定性。由此可見，將新的生物技術和傳統的育種方式結合起來，兩者互相促進，互相彌補，才是在新科技時代下，林業育種所應該采取的正確發展模式，也是未來林業育種的理想發展方向。

3 結語

林業育種對于林業的整體發展，有著決定性的作用，而林業，不僅具有極高的經濟價值，對于整個生態也起著調節中樞的作用。我國近年來經濟發展雖然很快，但卻導致了森林面積和森林資源的不斷減少，加之我國森林資源總量雖然較大，人均水平卻十分低下。因此，我們必須注重提升林業的發展質量。而要提升林業發展質量，就必須將林業育種水平提高。隨著科技進步和技術革新，現代生物科技引領下的林業育種工作，具有著十分光明的發展前景。相信我國的林業育種水平，將得到跨越式的提高。

參考文獻

[1]李云蜆，秦飛，楊學民，等農林業轉基因抗蟲性育種的研究應用情況概述[J]江蘇林業科技，2001，28（2）：46-48.

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（1.青海省職業教育公共實訓中心籌建辦公室，青海 西寧，810000；2.青海交通職業技術學院，青海 西寧，810003）

[摘要]現階段，發展低碳經濟是一個全球化的戰略目標，由于人類的發展與進步，對于我們賴以生存的生態環境造成了嚴重的破壞，發展低碳經濟成為解決環境問題的有效途徑。電能是當今社會發展的必然需求，但是每年因發電所消耗的能源也在呈現上漲的趨勢，因此在電力企業發電中采用新型能源，有效減少對碳的排放，是低碳經濟環境中對電力企業發展的重要要求。本文主要探討當前電力企業基于低碳經濟時代新型發電項目中新能源的利用及其發展前景，以減少環境污染，實現電力事業的可持續發展。

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關鍵詞 ]低碳經濟；電力企業；發電；前景

由于傳統的經濟發展模式是以犧牲環境為基礎的，對于生態環境造成了嚴重的破壞。而低碳經濟發展模式是一種全新的發展理念，所采取的主要方式就是運用各種方法進行節能、減排，充分利用清潔能源，努力提高能源的利用效率。在低碳經濟發展過程中，還要不斷完善相關的法律、經濟管理措施，不斷優化產業結構，最終實現經濟的可持續發展。

1低碳經濟的特點及其影響

低碳經濟是基于當前生態安全考慮的，由于經濟的發展造成大量的碳排放到空氣當中，對環境造成了嚴重的污染。現展經濟首先要考慮到環境問題，減少碳的排放，這種發展模式也是未來社會發展的主要方向。

1.1經濟發展要以全球公共利益為基礎

當前所倡導的低碳排放、低碳交易都是以國際協議標準來實施的，對于全球經濟發展都有著非常重要的意義。目前環境問題已經成為了全人類的共同話題，已經不再是單一的氣候問題，而是已經上升到人類道德標準的全球性課題，各國都要結合自身的情況對經濟的發展形式進行約束，共同維護生態環境不受到破壞。

1.2發展低碳經濟受到經濟條件的影響

經濟發展水平不一樣，對于環境造成的破壞也有所區別，各國并沒有統一的標準。發達國家對于實現低碳經濟有其自身的優勢，技術方面比較先進，人才也比較充足。發展水平較低的國家，尤其是還處理解決人民溫飽問題的國家，對于實現低碳經濟還是有很大困難的，這樣會投入大量的資金，更加劇了與發達國家之間的差距。因此，在一些國家實現低碳經濟還是有一定的困難的。

2新型發電項目前景分析

2.1風能在發電工程中的應用

將風能用于發電工程，在當前可再生資源發電項目中是應用最為成熟的一種方法，具有廣闊的發展前景，利用風能發電不會對環境造成污染，有效的降低能源的消耗，減少碳的排放，在實現低碳經濟方面成效顯著，目前風能發電技術正在全世界范圍內迅速推廣。據數據顯示，在2008年的時候，全球風電裝機容量已經達到12.08萬兆瓦以上。我國在風能發電技術方面也處于領先地位，在國家相關政策的扶持下，不斷推進風能發電項目，在未來很長的時期內都將會保持高速發展的態勢。據統計，到2010年的時候，我國風電裝機總量已經達到了2000萬瓦，提前完成了原來制定的2020年的裝機目標。

從當前風能發電的現狀來分析，風能發電項目仍然具備非常廣闊的投資前景，一是風能發電不會造成碳排放，完全符合國家所倡導的低碳經濟的發展要求。二是國家制定的許多優厚的扶持政策，比如電價管理方面設立了特許電價和指導性電價，對于風能投資企業都非常有利。三是國家對于投資企業的融資與技術研發都給予了大力的支持。所以說投資風能發電風險非常低。隨著科學技術的不斷進步，在風能發電技術將會有更加廣闊的前景。

2.2生物質在發電工程中的應用

目前用于生物發電的原材料主要是秸稈，國際能源機構對此做過深入的研究，秸稈屬于良好的清潔能源，燃燒時對環境的污染非常小，其含硫量僅為0.38%。長久以來，秸稈都是作為農業生產的廢棄物而浪費掉，每年所丟棄的秸稈大概在1億噸以上，有數據預測，到2020年的時候廢棄的秸稈可能達到2億噸以上。所以將這些秸稈進行合理的利用轉化成電能，對于發展低碳經濟具有非常重要的意義。

沼氣發電也屬于新型發電技術，將廢棄的有機物通過發酵的方式獲得沼氣，然后利用內燃機燃燒所產生的熱量來發電，是一種將化學能轉化成電能的方法。目前這種技術在全球范圍內得到了推廣與應用，而我國在這一領域也有了重大突破，并成立了專門的科研團隊，加快了沼氣發電技術的發展。

2006年的時候，我國共有兩座生物質發電項目投產運行，一個是山東單縣的首座生物質直燃發電項目，此項目耗資達3億多元，該發電機組裝機容量達到了2.5萬kW；二是江蘇興化的生物質熱解氣化發電項目，該發電機組裝機容量達到了5.5兆瓦。據統計，2010年的時候，我國生物質發電技術已經非常成熟，裝機容量已經超過了550萬kW，而2012年底的時候，直燃發電項目并網容量達到3000兆瓦以上，通過垃圾焚燒發電并網容量也基本達到2500兆瓦。這些數據表明，我國在生物質發電方面也已經有了較為成熟的經驗，而且將這些生物質轉化為電能，是變廢為寶、節能減排的重要手段，對于發展低碳經濟意義重大。利用生物質發電，可以消耗大量的農業生產廢棄物，轉化成可以發揮更重要作用的電能，燃燒后的物質再用于農業生產，實現了能源的轉換，是對可再生能源的有效利用。因此政府要加大扶持力度，加大研究力度，在當前低碳經濟環境下具有非常重要推廣價值。

2.3光伏發電技術在發電工程中的應用

光伏發電技術是利用太陽能進行發電的一種新型方式，其原理就是光生伏特效應，將光伏發電系統將吸收的光能轉化為光生電流流出，實現太陽能與電能的有效轉化。光伏發電涉及到的技術較多，比如太陽能電池技術、光伏陣列最大功率跟蹤技術、孤島效應檢測技術以及聚光光伏技術等。

（1）光伏發電系統分類

目前，光伏發電系統基本可以分為兩類，一是獨立發電系統，是一種獨立發電的裝置，不和電力網絡連接，通過自身的運行實現太陽能發電，以滿足自身對電能的需求，這種發電系統多數應用于偏遠地區或是野外作業。但是這種獨立的發電系統一般穩定性較差，有時候需建立普通電站來進行輔助，這樣一來就增加了投資的成本，不是特殊情況很少會用到。二是并網發電系統，是指將光伏發電系統利用現代科學技術接入到電力網絡中，一般分為商用和民用兩種類型，將自用余量上網，國家采用收購的方式并入到電力網絡中。并網發電系統不需要自己配備蓄電池，大大降低了投資成本，同時電能的轉化效率也得到了有效的提高，發電也比較穩定，在光伏發電產業中具有廣闊的發展前景。

（2）光伏發電系統的應用

當前光伏發電技術在實際應用主要有以下幾個方面：

一是用于LED照明：LED是一種半導體材料，和光伏發電系統組合，充分利用光生伏特原理，能夠實現光能電能光能的快速轉化，完全符合當前節能減排、環保高效的發展理念，使用壽命長，維護簡便。如果在該系統中加入可充放的蓄電池系統，將會顯現出更加明顯的優勢。

二是在現代建筑中的應用：光伏發電系統用于建筑中主要有兩種方法，一種是利用屋頂結構安裝光伏發電裝置，對用戶進行實時供電，然后可以余量上網。第二種將發電系統集成到建筑中，在建筑設計的時候將光伏發電裝置考慮進去，使其成為建筑結構的一部分。比如將普通的玻璃幕墻替換成光伏發電系統的玻璃幕墻，利用安裝在屋頂和墻面的光伏器件吸收并將太陽能進行轉化。在這一方面，世界各國都加大了研發的力度，將彩色的光伏模塊替代建筑外墻裝飾材料，既建筑裝飾的要求，又實現了光伏發電，有效降低了投資成本，這一技術在未來的建筑行業發展中前景廣闊。

三是在泵站工程中的應用：目前光伏發電技術在很多行業中都得到了廣泛的應用，比如太陽能水泵，借助電池板吸收太陽能，然后轉化為動力來帶動水泵運行，從而建成了大量的光伏水泵站。在規模比較大的泵站中一般都會加裝逆變器，將轉化的直流電再轉換成交流電，實現大型泵站的運轉。這種光伏泵站開始的投資成本較高，但是投資建成后的運行費用卻很低，而且具有較長的使用壽命，因此值得大力推廣。

2.4燃料電池發技術在發電工程中的應用

燃料電池發電技術的原理是將空氣里面的氧與氫兩種物質進行轉化，把化學能轉化成電能，所用到的轉化裝置就是燃料電池。燃料電池包括以下幾個部分：預處理裝置、燃料電池堆、并網逆變器（PCU）等。其特點是電能轉化率高、對環境不會造成污染，便于操作。隨著研究的不斷深入，燃料電池技術受到越來越多的人的青睞，在全球范圍內得到了快速推廣。目前走在世界前列的有北美、歐洲和亞洲的日本，我們國家起步相對較晚，但是卻受到國家及相關研究機構的重視，已經列入了“十五”規劃之中，同時國家自然科學基金也對這一項目的實施提供是大量資金。由此也可以看出燃料電池技術的發展前景異常廣闊。

3結 論

綜上所述，低碳經濟背景下，對于新型發電項目建設提出了更高的要求，要充分利用可再生資源來替代煤炭、石油等不可再生資源，而且新型發電技術的應用不能夠對環境造成污染，減少發電過程中碳的排放。低碳經濟是全球化共同的發展目標，其核心理念就是提高能源的利用效率，減少碳的排放，減少對環境造成的污染。現階段新型的發電技術種類有很多，每種發電技術都有其發展優勢，各地區要結合本地的電能需求與資源利用現狀選擇適合的新型發電方式。政府相關部門也要做好宏調控，加大對新型發電技術的扶持力度，制定并完善相關的補貼政策，強化管理措施，比如利用城市垃圾和農林廢棄物進行發電的要給予相應的補貼，在項目建設中可以提供低息貸款給予扶持，加快項目審批并提供各種便利條件等。相信新型發電技術會得到越來越多的應用，有力的推動低碳經濟的發展，快速實現能源利用的可持續發展。

參考文獻：

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[7]劉瑞芝.生物質秸稈燃燒特性的試驗研究[J].水泥技術，2010（04）.

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關鍵詞：中藥鑒定；新技術；發展

中藥作為臨床上一種常用藥，種類繁多，品種各異。外形相差不大的藥物，療效會有很大的不同。同一種藥材又受該地生長環境、氣候條件的影響而呈現不同的療效；不同藥材在不同的使用條件和處理方式下也會呈現不同的療效。所以，中藥材的管理和分辨的復雜性給市場上的假冒偽劣創造了條件，使得一部分劣質中藥流入市場。通過對過去中藥鑒定方法的研究發現，人們對于中藥鑒定要求的提高，使得傳統的方法在某種程度上表現出局限性。市場的需求促進了中藥鑒定技術的發展，給中藥鑒定提供了良好的發展前景。

1資料與方法

1.1 DNA分子診斷技術 DNA分子診斷技術又稱DNA分子標記技術，它的原理是通過對DNA分子進行研究，根據堿基的缺失、易位、插入、重排、倒置等而特征進行檢測的一項技術。中藥材的種類繁多，呈現多樣性的原因，究其根本還是因為中藥材基因多態性造成，基因作為分子水平上的研究。物種的表現型受基因的控制，通過DNA分子標記進行的分析，不受物種生長環境和物種形態的影響，分析鑒定結果更具有可靠性。

1.2引物PCR（多聚酶鏈反應）技術 引物PCR技術（RAPD）主要是用于中藥材的分類鑒定，其基本原理是根據待測物質的DNA，以核苷酸為引物，由于模板和隨機引物的結合位點不同，擴增后可以得到一組長度和數目不同的DN段。利用凝膠電泳技術得到電泳圖譜，進一步得出DNA多態性。從目前情況來看，大多數的中藥材的DNA序列并沒有具體的分析數據，在DNA序列數據不清楚的情況下，引物PCR技術相比其他新技術來說，更具有優勢。

1.3生物芯片技術 生物芯片技術是通過DNA探針陣列與樣品進行雜交，然后檢測雜交信息對中藥材進行快速高效的鑒別。生物芯片技術需要獲取中藥材的特征基因序列即基因分型，利用不同物種的基因分型作為基因芯根據堿基互補原理進行檢測。由于目前大多數中藥材的基因序列都處于未知的狀態，使得生物芯片在中藥材鑒定中具有局限性。

1.4細胞生物學技術 細胞生物學技術的基本原理是利用物種的染色體來對物種的果實和種子進行分類鑒別的技術。通過對需鑒定的中藥材進行培養，取根尖部分進行處理觀察，根據染色體排列繪制成核型模式圖，計算染色體臂長、著絲點等，進行分析確定核型，與已知標本的染色體核型比對，進行鑒別。

1.5差熱分析（DTA）法 DTA法的原理是通過將待測物質與同等條件下物理和化學性質較為穩定的物質在同樣的環境條件下進行對比。由于待測物質在發生物理化學變化反應時，會產生熱量變化，外部表現為溫度的升高或降低。根據溫度的變化進行繪制待測物質的熱譜圖，根據熱譜圖中的峰、位置、面積等進行定性定量分析，進行對不同中藥材的分析鑒定。

2結果

通過對以上新技術的研究和實踐發現，DNA分子診斷技術、引物PCR（多聚酶鏈反應）技術、生物芯片技術、細胞生物學技術、差熱分析（DTA）法等技術在對中藥材進行分析鑒定方面各有優勢，為種類繁多和形狀各異的中藥材的鑒別診斷提供了更加標準化、科學化、快速化的診斷方法，為臨床中藥材用藥帶來了依據。

3結論

隨著中藥材鑒別技術的發展。在中藥材鑒別技術上引進現代化的技術使得中藥材鑒別診斷技術更加標準化、快速化和科學化。但是，在中藥材鑒定新技術日新月異飛快發展的今天，仍然要對我們傳統的中藥材鑒定技術進行傳承和發展，促進中藥材鑒定技術的進一步發展、完善和成熟[1-5]。

參考文獻：

[1]張婷.藥用植物束花石斛、流蘇石斛及其相似種的PCR-RFLP鑒別研究[J].藥學學報，2005，40（8）：728.

[2]彭銳，李泉森，李隆云.石斛的分子生物學鑒定---基于RAPD分析[J].西南農業大學學報（自然科學版），2004，26（4）：437.

[3]劉文生，朱建明，何斌，等.中藥材厚樸的隨機擴增多態性DNA指紋圖譜研究[J].中藥材，2004，27（3）：164.

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關鍵詞：強磁場；技術與應用；產業化

中圖分類號：TD457 文獻標識碼：A文章編號：1673-0992（2011）04-0052-01

一、強磁場技術的發展前景

六十年現了實用超導材料，八十年代出現了性質優良的釹鐵硼永磁材料，使人們可以不耗費很大的電功率獲得大體積持續的強磁場，發展超導與永磁強磁場技術是20世紀下半葉電工新技術發展的一個重要方面。在各國高能物理、核物理、核聚變，磁流體發電等大型科技計劃推動下，整個技術得到了良好的發展。低溫鈮鈦合金及鈮三錫復合超導線與釹鐵硼永磁材料已形成產業，可進行批量生產。人們已研制成功了15特斯拉以下各種場強，各種磁場形態，大體積的可長期可靠運行的強磁場裝置，積極推進著強磁場在各方面的應用。

我國在超導與永磁磁體技術方面也進行了長期持續的努力，奠立了良好基礎，研制成多臺實用磁體系統，有些已在使用，具備了按照需求設計建造所需強磁場裝置的能力。中國科學院電工研究所研制成功的磁流體發電用鞍形二極超導磁體系統（中心磁場4特斯拉，室溫孔徑0．44m，磁場長1m，磁場儲能8.8兆焦耳）和空間反物質探測譜儀用大型釹鐵硼永久磁體（中心磁場0.13特斯拉，孔徑1.lm，高0.8m）代表著我國當今的技術水平，無液氦磁體系統的研制工作也在積極進行中。

二、強磁場技術的應用

隨著超導與永磁強磁場技術的成熟，強磁場的多方面應用也得到了蓬勃發展，與各種科學儀器配套的小型強磁場裝置已形成了一定規模的產品，作為磁場應用技術的核磁共振技術，磁分離技術與磁懸浮技術繼續開拓著多方面的新型應用，形成了一些新型產品與樣機，磁拉硅單晶生長爐也成為產品得到了實際應用。

醫療用磁成像裝置已真正成為一定規模的產業，全世界已有幾千臺超導與永磁磁成像裝置在醫院使用，我國也有永磁裝置在小批量生產，研制成功了幾臺0．6―1．0特斯拉的超導裝置。除繼續擴大醫療應用外，正在努力開拓應用磁成像裝置于工業生產過程監測與食品選擇，最近，日本進行了用于檢測西瓜糖含量與空穴及用于辨別Salmon魚雌雄性的實驗，取得了有意義的結果。用于高嶺土提純的超導高梯度磁選機已有十余臺在生產運行，磁拉硅單晶生長爐也已開始使用，但尚未形成規模，中國科學院電工研究所與低溫工程中心曾在九十年代初研制成功超導磁分離工業樣機，試制成功了兩套單晶爐用超導磁體系統，為產品的形成奠定了基礎。

總起來說，超導與永磁磁體技術已經成熟到可以提供不同場強，形態的大體積強磁場裝置，開始形成了相應的高技術產業，但大規模產業的形成與發展還有賴于積極地進一步開拓強磁場應用，特別是可能形成大規模市場產品的開拓，根據不完全的了解，目前主要進行的工作有：

（一）在材料科學方面

1.熱固性高分子液晶材料強磁場下的性能及應用。國際上在0～15特斯拉磁場范圍內對高分子液晶材料的取向行為、熱效應、磁響應特性、固化成型過程等方面進行了研究，并作其力學性能和磁場的關系的定量分析，應用前景十分看好。

2.功能高分子材料在強磁場作用下的研究。國際上高電導率的高分子材料、防靜電及防電磁輻射高分子材料的研究和應用取得了很大進展，某些材料纖維的電導率經強磁場處理后，可達銅電導率的1／10，是極具潛力的二次電池材料。在防靜電服和隱形技術方面電磁波吸收材料已用于軍工領域。

3.強磁場下金屬凝固理論與技術研究。

4.NdFeB永磁材料的強磁場取向。在NdFeB永磁材料加壓成型過程中，采用4～5特斯拉強磁場取向，可大大提高性能，國外已開始實際應用。

（二）在生物工程與醫療應用方面

1.血液在強磁場下性能的改變及對生物體的影響。國際上研究了人體及動物的全血的強磁場下的取向行為及其作用的主體――血紅細胞的作用機制；血液在強磁場下流變性能的變化；血纖維蛋白質在強磁場下的活性變化及對生物代謝作用的影響；人血在強磁場中所受磁力、磁懸浮特性和光吸收特性。

2.蛋白質高分子在強磁場下的特性及其應用。國際上研究了磷脂中縮氨酸在強磁場下的取向作用；肌肉細胞蛋白質在磁場中的磷代謝過程；神經肽胺酸在強磁場下的結構改變及蛋白質酰胺與氫的交換等。

3.醫療應用。除繼續發展人體成像系統外，近年來國際上還研究了在4―8特斯拉強磁場下血纖維蛋白質的活性以及對血管中血栓溶解的影響；強磁場及磁場梯度對血纖維蛋白的溶解過程的影響；強磁場對動物血細胞的活性及其對心肌保護特性的影響；外加磁場對血小板流動性能的影響及其在醫療上的應用等。

（三）在工業應用方面

除繼續積極進行強場磁分離技術、磁懸浮技術的發展與應用外，近年來，國際上還研究了磁場對石油滯粘性能的影響及對原油的脫蠟作用；研究了磁場對水的軟化作用及改善水質的作用；研究了外加磁場對改善燃油燃燒性能及提高燃值的作用；通過在強磁場中的取向提高金屬材料的強度和韌性；通過表面吸出排除雜質、提高金屬質量等。

（四）在農業應用方面

國際上研究了外磁場對農作物種子的萌發與生長的影響及其作用機制；研究了磁場與農作物種子的萌發與生長的定量關系；研究了磁場與促進萌發與生長有密切關系的酶的活性與代謝作用；研究了生物酶在磁場下的合成作用以及對作物遺傳變異的影響；研究了磁化水對促進作物生長的作用及磁性肥料的研究和應用。

三、總結

隨著強磁場技術與裝備的進一步完善，已有應用的進一步發展和積極開拓新應用，特別是具有大規模市場前景的產品的發展，可以期望，21世紀中強磁場應用將發展成為一個強有力的新興產業。

參考文獻：

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關鍵詞：生物技術　紙漿造紙　應用研究　發展前景

隨著人們對生物技術的深入研究，其在紙漿造紙中的應用前景也更加誘人，而且生物技術中各種酶的應用，對生物漂白、減少污染發揮了至關重要的作用，同時，還改善了紙漿纖維的性能，提高了造紙技術。下面筆者就簡單分析生物技術在紙漿造紙中的各種應用，旨在探討生物技術在紙漿造紙中的作用。

一、生物技術在造紙原料中的應用

1.原木去皮

造紙的原料就是木材，而在以木材為原料的造紙中，第一道工序就是原木去皮，當前的原木去皮都是在去皮機中完成的，為了保證紙漿的白度，去皮機必須廣泛的對其進行去皮，這在一定程度上也會導致原材料的損失，對紙漿造紙是非常不利的；而近年來，科學家發現生物中的酶能夠有效的降解木材形成層，從而達到對原木去皮的功效，而且生物酶去皮，還能降低去皮機的能源損耗。

2.木材的防腐

化學防腐劑對人體是十分有害的，因此，近年來，我國的造紙工廠也正在減少化學防腐劑的應用，而是尋求新的木材防腐原料，經過研究發現，木材腐爛的主要原因就是其被細菌尤其褐腐菌分解，進而導致的木材腐爛，因此，想要防止木材的腐爛，我們必須尋求能阻止褐腐菌分解的生物酶，從而有效的控制褐腐菌的分解，達到木材防腐的效果。

二、生物技術在制漿中的應用

1.生物技術在化學制漿中的應用

傳統的化學制漿就是利用硫酸鹽法進行制漿，這種制漿方法只去除了原木中90%的木素，仍有10%木素留在原木中，這也導致化學制漿制出來的紙張比較暗黃、呈棕色等的主要原因。

根據傳統化學制漿的這一弱點，我們在化學制漿中，利用微生物（真菌）或者生物酶對原材料進行處理，不僅能夠提高原木的脫木素率，還能夠有效減少化學用品的用量以及對原材料的損耗，從而更好的提高紙漿的質量。例如，利用生物中的白腐菌對造紙原材料進行處理，并應用硫酸鹽法進行制漿，這樣制出來的紙漿的白度、伸長率、耐破率都明顯高于普通化學制漿的效果，且造紙時間能夠縮短一半。

2.生物技術在機械制漿中的應用

由于機械制漿中各種機械的使用，大大提高了機械制漿的制漿效率，且機械制漿的污染較低、投資較少，與化學制漿相比，有著明顯的優勢，在近幾十年來的制漿造紙中，應用的比較廣泛。但是機械制漿也有很多缺點，例如，造出來的紙張強度差、制漿設備的能耗高等，且適用于機械制漿的木材較少，而通過研究發現，將生物技術應用到機械制漿中，能夠有效改善機械制漿存在的缺點。

2.1生物制漿能夠節約能源

減少機械制漿中的能源損耗，是最為關鍵的問題，而利用生物技術進行制漿，就能有效減少機械制漿的能源損耗，生物制漿，主要是利用真菌對原木進行處理，真菌中的白腐菌能夠有效地對原木中的木素進行分解，能夠最大化的分解木素，從而減少原木中的木素，有效提高紙漿的白度。但是，單純的利用白腐菌處理還不能達到生物制漿的標準，因此，利用生物制漿法進行制漿，首先要先利用真菌對原木進行軟處理，然后利用不同類型的白腐菌對木片進行脫木素處理，這樣就能有效降低機械制漿對能源的損耗，而且大大提高了紙張的耐破率。

2.2生物制漿能夠減少得率損失

利用機械制漿，尤其是熱磨機械制漿時，在原木材料中總會釋放出一些溶解性的膠體物質，利用生物乙酞脂酶對這些膠體物質進行處理，能夠提高紙漿懸浮液中的干纖維量，也就減少了機械制漿中的得率損失，這種生物制漿法主要應用的是乙酞脂酶對TMP纖維的吸附作用。

2.3生物制漿能夠有效控制原木中的可溶性物質

應用機械進行制漿，原木中的可溶性物質，如脂肪酸、甘油三酸酯、樹脂等，難免會溶解在制紙工藝中，從而在紙張上留下污點，影響了紙張的質量。使用樹脂較低的原木、在紙漿中添加明礬等，都能有效降低樹脂對紙漿的污染，但是那樣會減少原材料的種類，而且化學物質的添加也會在一定程度上影響紙張的質量。因此，利用生物技術控制原木中的樹脂溶解是比較可行的方法，如，在磨漿之前，利用微生物處理原木木片或者在磨漿之后，利用生物酶（樹脂酶）處理原木木片，都能有效降低原木中的樹脂含量。

對于原木中的脂肪酸和甘油三酸酯，我們可以利用脂肪酶進行分解，從而減少原木中的脂肪酸、甘油三酸酯的含量，達到提高紙質、紙張白度的效果。

通過以上結果，可以看出，樹脂酶和脂肪酶的應用，能夠有效控制原木中的可溶性物質，減少其對紙張的污染，提高紙張的白度。

三、生物技術在紙漿漂白中的應用

對紙漿進行漂白，是造紙工藝中不可缺少的重要步驟，它主要是通過對制漿中殘留的原木木素進行分解，使其能夠徹底溶解，從而提高紙張的白度，傳統的化學物質漂白劑對人體有非常大的危害，因此，近幾年，我國造紙工藝已經在尋求利用生物酶進行紙漿的漂白，且取得了一系列的成果。

利用生物酶對紙漿進行漂白，采用的主要是半纖維素酶，它能夠有效去除原木中的半纖維素以及木聚糖，使原木中的木聚糖和木素分離，能夠提高后期漂白藥劑的使用效果，能夠有效減少化學漂白劑的應用，從而降低造紙工藝對環境的污染。生物酶在漂白中的作用表

四、生物技術在脫墨中的應用

利用生物技術進行紙漿的脫墨處理，主要是應用的纖維素酶和半纖維素酶，通過這兩種生物酶的處理，紙漿的游離度得到了提高、短纖維減少、強度增加，有效地提高了紙漿的質量；除此之外，利用生物酶進行紙漿脫墨，減少了由于化學藥品脫墨造成的環境污染。

五、生物技術在廢水處理中的應用

生物技術在廢水處理中的應用主要分為兩種方法，生物處理方法以及微生物處理方法。生物技術處理紙漿廢水，主要利用的是生物的分解作用，將廢水中的有機污染物都降解為了無害穩定的物質，研究結果表明，利用生物技術進行廢水處理后，廢水中的COD去除率達到了94%，SS去除率達到了97%，BOD去除率達到了85%，與傳統的廢水處理方法相比，大大降低了廢水中的有害物質，減少了對環境的污染。

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關鍵詞：生物基合成纖維；化學纖維；生物基單體

中圖分類號：TS102 文獻標志碼：A

Development and Outlook of Bio-based Synthetic Fiber Monomers

Abstract： In recent years， developing environmental-friendly and high-performance bio-based synthetic fibers has become an important development direction of chemical fiber industry However， the preparation and large-scale production technology of monomer is the main bottleneck in the development of bio-based synthetic fibers in China. In this paper， the development status-quo of bio-based synthetic fiber monomers， such as PTT monomer 1，3-propanediol， PLA monomer lactic acid， PBS monomer 1，4-succinic acid， PA56 monomer1，5-pentamethylenediamine， etc.， at home and abroad was reviewed， and relevant suggestions on the development and application of bio-based fiber monomers were put forward.

Key words： bio-based synthetic fibers； chemical fibers； bio-based monomer

化石資源是一種不可再生資源，19世紀以來，隨著石油經濟的快速發展，人們對化石能源及下游化工產品需求的不斷提升，導致全球石油資源日漸匱乏，并造成了嚴重的環境污染。因此，以可再生生物質資源為原料，開發環境友好的生物基化學品及材料，已經成為世界各國實現科技創新和可持續發展的重要舉措。美國能源部（DOE）預計到2020年，來自植物等可再生資源的化學材料要增加到10%，產業規模可達到千億元/年，將產生巨大的經濟效益和環保效應。

生物基合成纖維是生物基化學纖維的一種，其制備過程為以生物質為原料，經化學轉化或生物轉化得到聚合單體，再通過加聚反應或縮聚反應合成線型高分子化合物后經紡絲工藝而得到的纖維材料。同傳統石油基化纖相比，生物基合成纖維具有環境友好、原料可再生、產品可生物降解以及使用性能優良等特性，比如具有良好染色性的聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維（PTT）、吸濕排汗的生物基尼龍56纖維等，發展前景廣闊。

目前，中國作為世界最大的化纖生產國，2015年化纖產量達到4 843萬t，占世界化纖生產總量70%以上，但我國化纖工業90%產品依賴石油，用量最大的聚酯纖維原料總量60%以上依賴進口，對外依存度高，不利于我國化纖產業的良性發展。因此，大力發展生物基化學纖維及其單體制備技術，不僅能夠豐富化纖原料供給途徑，解決我國化纖原料長期“受制于人”的問題，更是實現我國化纖工業可持續發展的需要，對培育和發展戰略性新興產業、促進我國石油化工材料轉型升級、實施紡織化纖強國戰略、建設資源節約型和環境友好型社會具有十分重要的意義。

在此背景下，2013年國家發改委、科技部等多部委合推動“生物基材料重大工程實施方案”―― 生物基化學纖維及原料專項實施方案，加快了我國生物基纖維的產業化及應用步伐。2015年中國化纖工業協會在介紹化纖行業“十三五”發展的重點工作時強調，當前化纖行業的重點任務就是生物基纖維的開發及利用，集中發展高新技術纖維、功能性纖維、差別化纖維，推動化纖工業跨界融合，以發展生物基纖維為突破口，重點攻克生物基纖維原料多元化及規模化生產技術，實現生物基原料替代率提高至2%的目標。

綜合分析我國合成纖維的技術水平和產業化狀況，可以得知生物基合成纖維與對應的石油基合成纖維的主要區別在于聚合單體來源不同，進而單體制備、提純工藝差異較大，而紡制工藝及裝置差別不大，完全可利用現有紡絲裝置或經局部改造的裝置進行成纖加工。因此，制約我國生物基合成纖維發展的主要瓶頸是上游生物基單體原料的制備及規模化生產技術。本文就我國生物基合成纖維單體的技術發展現狀做簡要論述并提出一些建議。

1 生物基合成纖維單體發展現狀

1.1 生物催化生物基合成纖維單體

1.1.1 1，3-丙二醇（1，3-PDO）

1，3-PDO是PTT的重要單體原料。PTT是一種性能優異的熱塑性聚合物，具有良好的抗腐蝕性，又具有尼龍66的彈性，且更容易印染，被認為是極具發展前景的高分子紡織纖維材料，美國DuPont（杜邦）、日本東麗和帝人、韓國新韓工業、我國盛虹集團等國內外企業均進行了工業化生產。

目前，國內外1，3-PDO主要有 3 種生產工藝，分別為德國Degussa（德固賽）的丙烯醛水合氫化法、美國Shell（殼牌）的環氧乙烷羰基化法和杜邦的生物工程法，總產能達到20余萬噸。由于化學法存在生產原料不可再生、設備投資大、反應條件高溫高壓、生產過程環境污染嚴重等問題，而生物工程法以可再生資源為原料，且具有生產成本低、綠色環保等優點，因此生物工程法正逐步取代化學法，成為1，3-PDO的主要生產方法，產能不斷擴大。除杜邦外，法國Metabolic Explorer公司以及我國華美生物工程有限公司、黑龍江辰能生物工程有限公司和盛虹集團等近年來也都進行了產業化裝置建設（表 1），但產品質量仍未達到杜邦聚合級1，3-PDO產品水平，在產品分離精制工藝上仍需進一步改進。

目前，M管我國石油制乙二醇工藝較成熟，而煤制乙二醇工藝路線經濟性最高，但從環境效益以及可持續發展的角度來看，仍應重視研究開發生物基乙二醇技術，降低生產成本，進而推動我國生物基聚酯纖維產業發展。

1.2.3 2，5-呋喃二甲酸

從我國目前的PTA產業鏈結構來看，PTA的生物替代可通過兩種途徑實現：（1）生物質原料通過化學催化轉化法制得PX，再氧化得到PTA（簡稱生物基PX路線）；（2）生物質資源直接轉化為FDCA，直接替代PTA用作聚酯合成的單體原料（簡稱FDCA路線）。

2，5-呋喃二甲酸（FDCA）被認為是PTA理想的生物基替代。由于FDCA具有呋喃環結構，其比含苯環結構的PTA更容易降解（表 7）。

目前，1，3-PDO、乳酸、丁二酸等生物基合成纖維單體已經實現大規模工業化生產，但FDCA由于生產成本高、技術難度大，仍處于研究階段，開發效果好、價格低廉的催化劑是該技術產業化的關鍵。FDCA的制備方法根據反應原料的不同，主要分為以下幾種：以5-羥甲基糠醛（HMF）為起始原料、以糠酸糠醛為起始原料、以己糖二酸為起始原料和以二甘醇酸為起始原料。其中，上述起始原料都可以由生物質資源制備得到，HMF可以由己糖（葡萄糖、果糖等）脫水環化生成，糠酸糠醛可以由戊糖（木糖等）脫水制備，己糖二酸可以由己糖（葡萄糖、半乳糖等）氧化制備，二甘醇酸可以由生物基乙醇脫水轉化成乙烯后氧化得到環氧乙烷，再水合轉化成二甘醇后氧化制備而成。

我國中科院大連化物所、華南理工大學、荷蘭Avantium公司等單位在FDCA及PEF材料的制備方面做了深入研究，其中，荷蘭Avantium公司的技術較為成熟。2015年，Avantium與三井物產株式會社簽署了一份協議，將在亞洲進行100%生物基化學品FDCA和PEF的商業化開發。與PET相比，生產PEF能減少約40% ～ 50%的不可再生資源使用，同時減少約45% ～ 55%的溫室氣體排放。2016年3月，荷蘭Avantium和巴斯夫宣布兩家公司簽署了一份合作意向協議并進行了獨家談判，旨在生產與銷售FDCA和下游產品PEF，產品可用于包裝和纖維領域，但尚未見產業化裝置建設報道。

2 生物基合成纖維單體發展建議

近年來，我國生物基合成纖維及其單體原料得到大力發展，尤其是纖維加工及應用市場趨向成熟，PLA纖維、PTT纖維、PDT纖維、PBT纖維、PHBV和PLA共混纖維等品種已達世界水平，實現了對石油基化學纖維的部分替代，已應用于紡織、醫用材料、衛生防護等領域。但從產業整體來看，我國生物基單體原料仍呈現一頭在外、長期依賴進口的局面，這主要是由于生物基單體制備技術仍不夠成熟、關鍵技術和裝備存在差距、產品提純過程復雜，使得原料成本過高無法與石油基產品競爭，且產品不穩定，仍需進一步實現技術升級，加快生物基合成纖維的產業化進程。

2.1 開發以低成本生物質資源為原料生產生物基纖維單體工藝

目前大多數生物基聚合單體的生產還是基于可食用淀粉類生物質資源，這種路線存在原料成本高、占用大量耕地面積等缺點。因此，為提高生物基合成纖維成套工藝技術的經濟性，可開展利用低成本非糧生物質資源制備生物基纖維單體技術，并實現全組分利用。解決的關鍵問題包括開發高效廉價的秸稈原料預處理技術、選育優良的纖維素酶生產菌株、構筑能利用五碳糖的菌株以及混合發酵工藝調控實現相對高濃度發酵，從而可降低生產成本。

2.2 開發生物發酵產物的高效分離技術

生物質資源通過生物過程所得產品的典型特點是濃度低、雜質多、分離成本高、廢水量大，這對于最終生物產品的生產成本有重要影響。因此，針對特定的發酵產品開發低能耗清潔分離工藝，對于提高生物基產品的競爭力具有舉足輕重的作用。目前，具有良好應用前景的分離技術包括膜分離技術、離子交換技術等。

2.3 開發生物質原料化學轉化專有催化劑

目前，以生物質為原料，通過化學催化轉化制備生物基合成纖維單體也是當前該領域的研究熱點，如木質纖維素催化熱解制備PX、5-羥甲基糠醛催化氧化制備FDCA等，而構建綠色高效穩定的催化體系是制約該領域發展的關鍵問題之一。所以，今后應重點研究高性能的催化材料和與之匹配的溶劑體系；研究催化劑的尺寸形貌、活性中心與載體之間的電荷傳遞規律，達到催化反應選擇斷裂鏈接木質纖維素等生物基原料的C―O鍵或/和C―C鍵的目的；借助反應動力學和現代原位譜學表征方法，開展反應機理和催化劑構效關系方面的研究。

2.4 完善上下游產業鏈，加快推進較成熟技術的產業化示范工作

生物基化學纖維及其原料從研發、技術、工程化到產業化，科技和工程交叉復雜，所涉及到的基因技術、工業微生物技術、生化技術處于產業化前期基礎研究階段，難度大，流程長，關鍵環節較多。因此，我國企業應承擔起生物基纖維產業產、學、研的責任，為實現生物基纖維“三個替代”（原料替代、過程替代、產品替代）的目標提供技術支撐，這對推動我國綠色經濟增長、建設資源節約型和環境友好型社會意義重大。

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1 綠色包裝材料及研究方向

國內外相關理論研究認為，綠色包裝材料也被稱為環境和諧材料，是指原材料的選擇、生產、加工、使用和處置，回收和再利用的整個生命周期，對人類健康和環境不造成污染，減少能源消耗，包裝廢棄物可以在自然中迅速降解或回收利用，不影響生態環境。此外，綠色包裝材料的來源是比較廣泛的，回收率高，易于回收和再利用的生態綠色材料和綠色包裝產品。綠色包裝材料作為包裝行業最有價值的環保材料，在性質上有共同的包裝材料的共同屬性 ，應該有獨特的綠色環保，環境特點，經濟特點，有關能源資源，回收和減少性能。本文從概念和抽象的材料知識和實踐的角度，從可持續發展和環境保護的綠色環保材料的實例分析。著眼于綠色包裝材料的特點和具體應用的優勢。目前，在包裝行業的四大支柱材料，紙包裝材料的優勢是可以自然分解，金屬包裝材料易于回收和再利用；玻璃包裝材料，易于再造，在塑料包裝材料，雖然它具有許多優秀的和易于包裝的特點，但由于大量的一次性塑料垃圾，很難回收和降解，嚴重的“白色污染”，給環境帶來了巨大的負擔，解決問題，促進和發展新的綠色紙包裝材料，綠色植物纖維材料，降解綠色塑料包裝材料，可以食用綠色包裝材料我包裝行業的發展趨勢。

2 綠色包裝材料類型及要求

綠色包裝材料作為環保行業最具環保價值的材料，一方面擁有普通包裝材料的特性，同時還應具各綠色包裝材料生態上的適應性。如綠色包裝的原材料其本身應不含有有毒的化學元素或有害的細菌，來源方式多元化、方便加工生產使用、成本相對較低性價比高、生產過程能源消耗小等；保障了資源能源的合理利用，生產加工過程中不會污染環境，不排放有害廢棄物質；包裝材料不會產生對人體健康和生物多樣化有危害的物質；可保證原材料的持續生產和可再生利用資源化，不產生不可降解垃圾以及增加環境承重；包裝材料使用后可重復再利用。綠色包裝材料正處于研究和發展過程中，隨著科技的快速發展，綠色包裝材料將進一步完善和豐富，不斷滿足商品包裝的多樣性需求。按照綠色環保要求，將其廢棄后以下幾大類。

第一，可回收處理再造包裝材料，主要包括紙張、蜂窩紙板、紙漿模塑材料等，其材料本身具有質量輕、價格低廉、綠色環保，易加工等特點；玻璃材料易回；金屬材料易再造；高分子纖維材料易降解、高分子復合材料等。這些材料在設計和應用中也各具特色、風格各異。第二，可自然分解腐化、自然回歸的材料主要有：紙張、紙板、紙漿模塑材料等紙質包裝材料，可生物降解包裝材料、光降解包裝材料、水降解包裝材料等各種生物合成材料。可食性材料、生物及仿生材料，利用竹材的結構和造型進行的一種仿生設計，既美觀又環保。第三，可焚燒回收不污染大氣的包裝材料，這一類型的包裝材料所用原料豐富多樣，可以采用先進的技術和加工生產和研發工藝，從而生產出所需的新型綠色包裝材料，如可生物降解塑料材料等。另外還可生產出純凈無污染的高分子材料和復合型材料，雖不能再復用再生，但經焚燒或衛生填埋處理后不會產生對生態環境和人體健康造成危害的物質，

綜上所述，綠色包裝材料的不斷研發以及性能的改進，已經得到全面的推廣和使用，使得不可降解或不可回收利用的包裝材料的使用度大大降低了，在很大程度上減少了對環境污染，維持了生態平衡及可持續發展。不管是從環境保護的角度，還是從包裝設計角度來說都具有十分重要意義。雖然當下綠色包裝材料還存在著很多有待我們探究和解決的問題，但我們堅信，隨著環境科學、生物科技的發展，有利于環境可持續發展的綠色包裝材料種類將更加豐富和多元化。

3 綠色紙質包裝材料的應用分析

根據綠色材料的相關理論研究表明，在四大主要包裝材料中，紙質包裝材料在世界商品包裝材料中占有非常大的比重。據相關資料統計，紙質包裝材料占所有包裝材料的40%以上。紙質材料在綠色環保方面具有其他材料不可比擬的優越性，符合當下可持續發展的設計理念。由于紙質包裝材料它的價格低廉、利于環保、易回收利用、易自然降解等一系列綠色環保特性的優點，越來越引起人們的重視，再加上不斷有新的綠色新型紙質包裝材的出現，為綠色環保材料的研究提供了更廣闊的發展前景。

3.1 紙質包裝材料的特性綠色化

工業實踐中，紙質包裝材料之所以能受到如此廣泛的應用，是源于紙質材料本身具有不可替代的綠色環保的屬性。歸納總結有如下幾點：第一，價格低廉、經濟節約紙質包裝材料具有來源廣泛、原材料品種多樣，生產和制作成本低，易大批生產等特點。以包裝箱設計為例，用木材做成木箱與將木材加工做成紙質箱相比，紙箱的用料不到木箱的1/7，即節約木材砍伐量，同時也降低了運費和成本。第二，防護性好，紙質包裝材料與其他包裝材料相比較，紙質材料的緩沖性能很好，具有相對適當的耐磨性、耐沖擊性、牢固度等優點。紙箱結構的設計緊密，具有防光性和擋塵性；再加上新設計技術的不斷采用、新品種的不斷研發，紙箱在強度、韌度、防潮性能、防油脂能力等方面，具有其他材料無法比擬的優勢。

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歐洲生物塑料協會主席弗朗索瓦?比耶指出：“大力發展生物基纖維，未來紡織化纖工業的相關技術、工藝、設備、人才、經營模式等方面都要隨之發生深刻變化。生物基纖維產業將帶給紡織行業欣欣向榮的前景與潛力無窮的提升空間。”。

依據歐洲生物塑料協會的研究報告，生物基纖維是指原料來源于可再生物質的一類纖維，包括天然動植物纖維、再生纖維及來源于生物質的合成纖維，被視為工業時代下天然纖維的延續。生物基纖維具有綠色、環境友好、原料可再生以及生物降解等優良特性，有助于解決當前全球經濟社會發展所面臨的嚴重的資源和能源短缺以及環境污染等問題。因為生物基纖維采用農、林、海洋廢棄物、副產物加工而成，是來源于可再生生物質的一類纖維，體現了資源的綜合利用與現代纖維加工技術完美融合，其纖維紡織品及其他產品親和人體，環境友好，并有特有的多方面功能，引領全球紡織品及其他產品新一輪的消費趨勢。而各國豐富的生物質原料資源儲量， 也為生物基纖維的開發開了綠燈。其中，再生生物基纖維以針葉樹、木材下腳料、毛竹、麻類、藻類、蝦、蟹等水產品和昆蟲等節肢動物的外殼為原料，原料廣且環保自然。合成生物基纖維采用農林副產物為原材料，經發酵制得生物基原料，制得生物基聚酯類、生物基聚酰胺類等，它們都是極具發展前景的紡織材料。

生物基纖維的發展歷程

自古以來，人類的生活就與纖維密切相關。公元前就已在世界范圍內得到了應用的麻、棉、絲、毛等，實際上均是生物基纖維。所謂生物基纖維（Bio based fiber），是指利用生物體或生物提取物制成的纖維，即來源于利用大氣、水、土地等通過光合作用而產生的可再生生物基的一類纖維。生物基纖維的品種很多，為了研究和使用上的方便，可以從不同角度對它們進行分類。根據原料來源和生產過程，生物基纖維可分為三大類：生物基原生纖維，即用自然界的天然動植物纖維經物理方法處理加工成的纖維；生物基再生纖維，即以天然動植物為原料制備的化學纖維；生物基合成纖維，即來源于生物基的合成纖維。

與生物基原生纖維悠久的歷史相比，生物基再生纖維的歷史還較短。最早問世的生物基再生纖維是硝酸纖維素纖維，1883年由J.W.Swan和Chardonnet分別獲得專利，1891年規模化生產。隨后，各種形式的生物基再生纖維（包括銅氨纖維、粘膠纖維和醋酯纖維）相繼問世。從20世紀初期起，還出現了各種再生蛋白基纖維，其中日本東洋紡公司的酪素蛋白基纖維“Chinon”1968年成為世界化學纖維的十大發明之一。可以說，從19世紀末至20世紀30年代是生物基化學纖維的創新與起步階段。但隨著20世紀40年代至50年代，一些以煤化工和石油工業為基礎的礦物源合成纖維品種的陸續問世，生物基化學纖維的產量雖然仍在增加，但從60年代中期起增加的速率趨于平穩。由于石油化工為合成纖維提供了大量廉價的原料，從而促進了合成纖維的大發展，其產量于1968年首次超過生物基化學纖維。

由于合成纖維以不可再生的石油資源為基礎，其大部分廢棄物不可降解，因此不符合可持續發展的要求。于是，從上世紀60年代開始，歐美發達國家開始重新開始重視對生物基化學纖維的研究。1962年，美國Cyanamid公司用聚乳酸制成了性能優異的可吸收縫合線。1969年，美國Eastmann Kodak取得了纖維素新溶劑甲基嗎啉氧化物（NM-IVIO）的專利。20世紀90年代以來，已經有一批新型生物基化學纖維實現了工業化。其中最有代表性的是萊賽爾（Lyocell）纖維和聚乳酸纖維。此外甲殼素和殼聚糖纖維、膠原纖維、海藻酸纖維等雖然在服裝領域的用量不大，但在醫療領域已經取得重要地位。而曾經在三四十年代曇花一現的大豆蛋白基纖維等再生蛋白基纖維，也因為具有生態纖維的特征而重新受到重視。

本世紀以來，以植物/農作物為原料，運用生物技術制備成纖聚合物的單體，是生物基纖維的主要研究方向之一。而傳統合成纖維的成纖聚合物單體一般采用化學方法合成。近年來，纖維科學研究者十分重視運用生物技術合成成纖聚合物的單體的研究。例如日本富士通與本田公司從蓖麻秸稈中研發出新的生物基纖維聚合體用于汽車內飾用織物。法國羅地亞公司采用蓖麻秸稈原料制成了聚酰胺610纖維。其中最重要的生物基化學纖維聚乳酸，其成纖聚合物的單體L-乳酸則是以玉米、山芋等為原料，采用發酵法生產的。美國杜邦公司已在用玉米淀粉制備聚對苯二甲酸丙二醇酯的單體丙二醇（PDO）的技術上取得了重大突破。美國農業集團卡吉爾（CargiⅡ）公司組建了一家新公司，利用生物柴油生產過程中的副產品甘油來生產丙二醇。杜邦公司還開展了用生物技術合成己二腈，再轉化為尼龍6和尼龍66的單體己內酰胺和己二酸的研究。

政策導向戰略發展

據美國儒士咨詢公司最近報告指出，20世紀形成了石油經濟和技術體系，2l世紀將會出現生物基經濟產業。以生物基工程技術為核心的新型生物基纖維的快速發展，將成為引領化纖工業發展的新潮流。該報告認為，在生物基產業發展初期，社會、環境和戰略價值要大于經濟價值，國家目標、政府的引導和聯盟組織等的支持是取得成功的必要條件，發達國家政府在政策和資金方面的支持強度越來越大。現在世界各國特別是發達國家在恢復經濟的長遠規劃中，均把發展生物產業作為走出困境、爭奪高新技術制高點、重新走向繁榮的國家戰略。另一方面，重新定義生物基纖維材料不僅是服裝、家紡、產業用紡織品的原料，而且是重要的基礎材料和工程材料。他們不斷進行產業結構調整，逐步把纖維產業轉向利潤更高、受資源或環境影響更小的高性能生物基纖維的研發和生產。

另據歐洲生物塑料協會的調查資料顯示，生物基纖維作為有助于解決當前全球經濟社會發展所面臨的嚴重的資源和能源短缺以及環境污染等問題，目前在歐美等發達國家和地區紛紛鼓勵開發與使用生物基纖維。如美國能源部和美國農業部贊助的“2020年植物/農作物可再生性資源技術發展計劃”，提出了2020年從可再生的植物衍生物中獲得10%的基本化學原材料。為支持生物基纖維材料的研發應用，美國能源署（DOE）最近向兩個大型研究項目撥款1130萬美元。據悉，這兩個項目旨在以農業廢棄物或木質生物質為原料，研制出造價低廉、性能優異的再生碳纖維材料。據悉，該種材料一旦成功問世，將會有效降低生產成本。此前，為鼓勵生產企業用生物基TPU代替傳統的聚丙烯腈為原料生產生物基纖維，DOE還向陶氏化學公司、美國橡樹嶺國家實驗室長期提供研究經費援助。

一向以功能性纖維見長的日本化纖制造商正全力聚焦于個人健康、衛生與舒適性的生物基纖維與紡織品方面的發展。2002年6月，日本政府統合了“纖維制品新機能評價協議（JAFET）”。JAFET針對經過生物基技術生產、加工、紡織的化學纖維及成纖聚合物制品的表示用語、評價方法、評定基準等進行了統一，并確立了標志的認證制度，以通過“新機能生物基纖維產品”改善國民生活為最終目的。統合后的新組織具備評定標準部門、試驗檢查部門、標志推進部門、制品認證部門4個主要部門進行工作推進，以滿足生物基市場新需求的高性能、新功能，并且兼顧與環境相協調的新型生物基纖維及其制品日益受到工業企業和消費者的青睞。

在歐洲，意大利政府頒布的《環境保護和減排規劃》規定：到2025年服裝鞋帽產業與紡織業必須全面使用天然纖維與生物基纖維。而德國、比利時、荷蘭等國家也紛紛效仿并制定稅收上的優惠政策鼓勵生物基纖維的應用，大大促進了生物基纖維行業的快速發展，市場前景一片大好。2011年歐洲共同體就生物聚合物及其纖維的潛在市場制定了有針對性的生物紡織（Biotext）研究計劃。組織了德國的ITA、ITCF和Dechema，比利時的Centxbel以及西班牙的Aitex等5家知名的公司與研究所，選擇生物聚合物PLA、PHB和淀粉基聚合物為研究對象，開展單絲、扁絲、復絲（BCF、FDY和POY）以及生物增強復合材料的應用研究，將開展共混聚合物的性能界定，實驗室規模的驗證，探索與確定生物聚合物的改進目標以及確定產品的最適宜使用領域等。Biotext研究計劃的目的是為生物高分子材料在高端紡織品上的使用提供技術支持。

另外，雀巢、可口可樂、達能集團、福特、亨氏食品公司、耐克、P&G和 聯合利華等跨國公司已攜手聯合創立“生物基纖維開發產業聯盟”。聯盟成立的目標是引導負責任地挑選和收割農作物材料，如甘蔗、玉米、蘆葦和柳枝等用于制造生物基纖維，并將呼吁行業、學術界和社會各界的專家共同幫助推進工作的實施。旨在鑒定生物基纖維行業的潛在影響及促進這些影響的可能性措施，使生物基纖維行業新興供應鏈朝著積極向上的方向發展。

生物基纖維開發應用動向

據德國創恒斯泰技術咨詢公司的調研報告，當前在國際利用生物基技術的開發中，最熱門也最有市場應用潛力的生物基纖維材料包括纖維素聚合物、生物基聚酯類（PLA、PHB、PTT、PBT、PET等）、生物基聚酰胺類（PAll、PA6、PA66、PA69、PA610）、生物基聚乙烯類、生物基聚丙烯類、生物基PVC類、生物基TPU類以及淀粉基聚合物等。該報告還闡述了這些生物基纖維在環保、節能、康健、親膚與安全應用領域的無限效益與功能。

例如Regenerated biological basis纖維（RBB-再生生物基），具有優良的人體親和性，可廣泛應用于貼身內衣、家紡、襯衫、襪類、服裝、休閑等領域。在RBB纖維開發的紡織品中，以Chitosan纖維（殼聚糖纖維）為例，目前海斯摩爾純殼聚糖纖維等生物基纖維已突破關鍵技術并具備工業化產能基礎，總體技術水平達到國際領先。Chitosan纖維除了用于醫用紡織品與勞動防護用品外，在紡織服裝領域，Chitosan纖維吸濕排汗、抗靜電、抑菌防霉等功能性，使其特別適合做床上用品、內衣、襪子、毛巾等直接接觸皮膚的產品。

又如Elastic biological basis纖維（EBB-彈性生物基），特殊的花生殼截面使EBB纖維具有優良的吸濕排汗功能，具有抗氯性能，能經受一般彈力牛仔布所不能采用的漂白和洗滌環境。EBB纖維用來生產四面彈力織物，高檔針織面料，高彈牛仔面料，在牛仔服裝、運動服裝、襯衣、休閑裝、女性套裝、褲子等方面得到了廣泛應用。

Poly lactic acid纖維（PLA-聚乳酸），這是一種可生物降解的熱塑性脂肪族聚酯，它來源于可再生資源如玉米淀粉、甘蔗等。它最大的優點還在于它的環保性，兼有天然纖維和合成纖維的特點， 吸濕排汗均勻、快干、阻燃性低、煙塵小、熱散發小、無毒性、熔點低、回彈性好、折射指數低、色彩鮮艷、不滋長細菌和氣味保留指數低等。德國亞琛大學紡織研 究所選擇生物聚酯為原料進行了系統的紡絲成型試驗。在共混紡絲試驗中，使用PLA（80%）和PHB（20%）兩種組分，制得的長絲紗單絲直徑達20?m，其紡織品展現了十分好的使用性能，如優良的滲透性，高吸濕性和良好的水汽穿透性能。

生物基聚酯PTT（聚對苯二甲酸丙二醇酯）作為一種新型生物基聚酯產品，具有其他材料無法比擬的綜合性能：它有尼龍（PA）的柔軟性，且有更好的色澤度；也有腈綸（PAN）的蓬松性，且避免了磨損傾向；還有滌綸（PET）的抗污性，更有很好的手感；加上本身固有的回彈性和抗靜電性，它不僅可以廣泛應用于服裝和其他紡織品，在醫療非織造領域也有較大的市場發展潛力。據了解，目前，杜邦公司是PDO產品的最大生產商，其PDO產品主要用于生產PTT纖維材料。杜邦已經掌握了PTT纖維產業鏈的頂端技術――PTT聚酯切片的生產技術。中國盛虹控股集團與清華大學合作，用粗淀粉或生物柴油的副產品――甘油，分別采用兩步法和一步法來發酵生產PDO和BDO（1.4丁二醇），開發的新工藝已經提高了克雷伯氏菌的生物量和乙二醇的總產量，并通過添加適量的反丁烯二酸，可增加PDO的生產力度。

在動物基成纖聚合物的生物技術制備方面，蜘蛛絲是力學性能十分優異的天然纖維。近年來，美國杜邦公司運用計算機模擬技術，首先建立蜘蛛絲蛋白基各種成分的分子模型，然后運用遺傳學基因合成技術，把遺傳基因植入Escherichia coli細菌和P.pastoris酵母菌，可分泌出高分子量的蜘蛛絲蛋白，從而仿制出長度可達1000個氨基酸的蜘蛛拉索絲。

加拿大Nexia公司則使用生物反應器技術，在蜘蛛體外獲得了蛛絲蛋白。方法是將能復制蜘蛛絲蛋白的合成基因移植到山羊，山羊生產的羊奶中就含有類似于蜘蛛絲蛋白的蛋白質，這種羊奶中含有經基因重組的蛋白質2g/L～15g/L，用這種蛋白質生產的纖維取名生物鋼（Biosteel），其強度比芳綸大3.5倍。該公司正研究如何將羊奶中的蛋白質進行紡絲的問題。他們已和加拿大國防部簽署了用這種纖維生產防彈材料的協議，還和美國軍隊及美國航天局（NASA）達成了有關合作。

為了蜘蛛絲的生產量，一些科研項目已經利用植物來生產蜘蛛絲蛋白。這種方法是將能生產蜘蛛絲蛋白的合成基因移植給植物，如花生、煙草和土豆等作物，使這些植物能大量生產類似于蜘蛛絲蛋白的蛋白質，然后將蛋白質提取出來作為生產仿蜘蛛絲的原料。如德國植物遺傳與栽培研究所將能復制Nephila clavipes蜘蛛拉索絲的蜘蛛絲蛋白的合成基因移植給土豆，所培植出的轉基因土豆含有可觀數量的蜘蛛絲蛋白質，90%以上的蛋白質含有420～3600個堿基對，其基因編碼與蜘蛛絲蛋白相似。由于這種經基因重組的蛋白質有極好的耐熱性，使其提純與精制手續簡單而有效。

通過仿生紡絲技術開發高性能纖維和智能纖維，也是令人矚目的開發應用方向。日本科學家研究了蠶吐蜘蛛絲的機理。東華大學胡學超等進行了以蠶絲為原料，模仿蜘 蛛的吐絲，通過干法絲制備人造蜘蛛絲的研究。日本科學家還研究模仿酶、神經、肌肉等生物體分子纖維的功能，開發功能更高纖維的技術。例如，通過人工酶加工技術開發消臭+殺菌、止癢+消炎+抗過敏纖維；通過模仿神經開發合成高分子或天然高分子人工肌肉，并應用在調節器等功能設備中。將天然高分子與其他材料復合制備新型復合纖維，例如，絲纖朊/纖維素復合纖維、明膠/纖維素復合纖維、殼聚糖/究蘭等天然離子復合纖維等的開發和應用，在日本也是開發的熱點。

在紡絲技術的革新應用方面，以植物纖維素為原料的粘膠纖維采用濕法紡絲工藝，不但生產流程長、能源消耗大，而且污染環境。如果采用新型溶劑如NMMO得到的Lyocell纖維，該纖維具有較高的干強、濕強和濕模量，優良的尺寸穩定性，被譽為“21世紀的綠色纖維”。日本東麗公司和京都大學共同研究開發的纖維素纖維“熔融紡絲法”，在維持纖維素特性的條件下能夠自由控制分子間氫的結合強度。由于是通過熔融絲進行纖維化，可得到異形截面纖維，并可與異種聚合物生成復合纖維，應用復合紡絲技術，可生產出比天然纖維中最細的海島棉纖維（1.3dtex）更細的纖維，最細可達0.1dtex。 該公司還通過在纖維素中加入第三成分，緩解氫鍵結合強度并賦予其熱塑性，紡絲后，再除去第三成分，從而維持纖維素所具有的吸濕性、放濕性、顯色性及柔軟的手感。他們還成功生產出由天然高分子組成的纖維素類纖維絲，利用該技術不僅能夠輕松地得到異形剖面等任意剖面形狀的纖維絲，而且還能簡單地生產出與異種聚合物復合而成的混紡纖維絲等材料。因此，將纖維素改性后所得到的纖維素衍生物在一定條件下進行熔融紡絲，可最大程度地降低環境負荷，提高紡絲效率，省去溶劑使用和回收利用的步驟，縮短流程。因此，再生纖維素熔融紡絲法是最具長遠競爭力的技術創新加工方法。

生物基纖維市場發展趨勢

隨著全球經濟快速發展，能源危機與環境污染越來越受到人們的關注。如何保持經濟的可持續發展是目前需要迫切解決的問題，而生物技術的持續發展以及生物基纖維材料在常規和高性能產品的日益拓展，將會不斷進入更多新的應用領域。

據歐洲生物塑料協會的調研報告顯示，2013年全球生物基塑料產能約160萬噸，而今后生物塑料將在此基礎上逐年攀升，尤其是未來4年，全球生物塑料產能將實現劇增，生物基塑料2018年的年產量將達到670萬噸，是2013年產量的4倍左右。該調研報告指出，目前生物基聚合物占世界塑料市場的份額不足2%，但生物技術吸引了全球眾多企業的濃厚興趣，它們爭相投入了巨大的人力和財力，并取得了長足的進步。目前在數十種已商業化使用的PA材料中，取之于可再生資源的生物基纖維系列產品，包括PA6、PA66、PA69、PA11、PA610、PA1010及其制品的研究與開發均已相繼展開。從美國Rennovia公司基于全球葡萄糖類原料的供給現狀以及通過化學催化技術制備生物基己二胺及己二酸技術的商業化現實判斷，2022年全球生物基PA66纖維產量將突破100萬噸大關。

另據世界著名IHS咨詢公司的最新研究報告稱，日益增加的消費者壓力和日趨嚴格的法規，將刺激北美、歐洲和亞洲市場對再生纖維素纖維的需求，而再生纖維素纖維資源十分豐富。據統計，目前世界上每年木材的循環量達到1.5 億噸，可用于再生纖維素加工的材料達到1500萬噸以上；竹材循環量達到4000萬噸，可用于再生纖維素纖維加工的約500萬噸；棉纖維產量達到2400 萬噸左右，可用于再生纖維素加工的棉短絨等100萬噸左右；麻類纖維材料產量達到300萬噸以上，難以直接紡織利用的麻類以及麻稈等都可用作再生纖維資源。

又據美國儒士咨詢公司的最新預測報告指出，生物基纖維材料研究的發展與社會、經濟和資源、環境的發展緊密相關，所以新的生長點和交叉點不斷涌現，并不斷向其他相關學科延伸和滲透，這既促進了生物基纖維的發展又豐富了新材料科學的內涵。其發展趨勢有：

一是研發對象不斷發展。從傳統的木材擴展到竹藤、秸稈、草本植物和藻類植物；從天然纖維材料擴展到蛋白基材料以及生物礦物材料；從可再生材料的利用擴展到可 再生能源的利用；從宏觀材料的簡單初級利用到微觀化學成分的提純、分離的再加工利用：從低價值利用到高附加值的利用。所以近年來生物基產業在主要原料定位上的發展趨勢是：由以玉米淀粉、大豆油脂等農產品為主要原料來源向著非食物性木基纖維素等植物殘體（Residues）和農林廢棄有機物基為主要原料來源的方向發展，以減少對農田的壓力和降低原料成本。

二是研發范圍不斷擴大。未來生物基纖維材料研究與相關學科不斷交叉、滲透，新的學科增長點不斷出現，從傳統的生物學科及其相關的物理、化學學科滲透到材料學科、能源學科、復合材料學等領域。

三是更加注重材料的環保性能。自然界生物在長期進化過程中，利用最簡單的成分、最普通的條件獲得了最穩定的材料結構，人們可以從這種分級結構中得到啟發，通 過生物擬態或者仿生設計制備出性能優越的復合材料，充分發揮生物基材料可再生、可降解利用的優勢，特別是節約、降耗、降能是未來材料發展的必然趨勢。

四是更加重視材料基本性基的設計要求。未來的生物基材料研究不但注重其基本性基的改進，還注重賦予其新的功能，注重復合化、高性能化、功能化。

五是構筑生物基經濟產業。未來將會出現生物基經濟產業，生物基產業必將有非常廣闊的發展前景。必須指出的是，在生物基產業發展初期，社會、環境和戰略價值要 大于經濟價值，國家目標、政府的引導和支持是取得成功的必要條件，適時制定符合生物基纖維發展的戰略，保證生物基產業的發展從量增長到基的提高。

最近歐洲生物塑料協會指出，亞洲作為生物塑料主要生產中心的地位更受重視，因為當前規劃的項目大多將在泰國、印度和中國實施。盡管從中國或全世界看，天然生 物材料的開發利用都處于剛起步階段，生物基纖維在整個材料結構中所占的比重還很小，但是，生物基材料產業的發展潛力不可估量。中國擁有全球最大的化纖產量和纖維消費市場，目前中國的化纖總產量已占世界55%，是美國和日本等發達國家的5～10倍。因此，從國民經濟發展與產業安全、可持續發展的角度考慮，中國化學纖維的品種結構調整迫在眉睫。

篇10

據報道，近日，Google（谷歌）向美國專利及商標局提交了一項名為“手勢控制系統”的專利申請，該技術將應用于智能服裝領域。這一專利的主要實現手段在于交互式面料，向夾克、帽子、運動衫、錢包、襯衫，以及其他一些衣物，內置一些能夠識別人體觸摸手勢的交互式面料，該交互式面料將作為一種輸入手段，通過可感應的手勢控制系統向電子設備發送命令，進而執行預先設定的功能。

可以預見，在不久的將來以下美好的假想都將實現。比如，健身時，觸摸一下衣袖上的按鈕就可自動播放音樂；購物時，輕觸一下手提包就可以查看商場的貨品清單；開車時，觸摸一下袖口就可撥打電話或獲取最新路況、導航信息；在家時，整理一下衣領便可輕松地打開或者關閉電視，戴上手套便可輕松設定爐具或者烤箱的預定溫度；滑動一下帽子就可下載最新的電子雜志……如此便捷的智能服裝，將讓人們的現代生活變得更加美好。

爭相擁抱高科技 國內外試水智能服裝頻現

2015年5月，谷歌在美國召開的“I/O開發者大會”上，首次了手勢感應面料內置到牛仔褲或夾克等衣物內的計劃。如今，谷歌的先進技術讓這一計劃變成了現實，并于今年10月初正式向美國專利及商標局提交了專利申請，隨后這項名為“手勢控制系統”的技術將廣泛應用于智能服裝領域。其工作原理就是通過向夾克、帽子、運動衫、錢包、襯衫，以及其他一些衣物，內置一些能夠識別人體觸摸手勢的高科技交互式面料，并將其作為一種輸入手段，通過可感應的手勢控制系統向電子設備發送命令，進而去執行預先設定的功能。其實，早些年國際上一些知名服裝設計師就已爭相擁抱高科技，智能服裝也頻繁亮相各大國際服裝展。比如，美國牛仔品牌李維斯的音樂外套，波蘭Moratex公司開發的防彈衣，以及隱身衣等等。

智能服裝的出現，最早是為了滿足人們對運動和健康的需求。美國 Sensatex公司推出的首款智能服裝嵌入傳感器，可以監測用戶的呼吸、心率、血壓、體溫、運動軌跡和肌肉激活程度等健康數據，并將這些數據信息傳送到移動電話、家庭個人電腦，或者手腕監視器上，還可以通過手機APP發送個人健康報告，進而推薦或者制定健身計劃；耐克公司也曾研發過一款智能運動裝，通過特殊的智能設計來緩解人們運動時對肌肉造成的壓力，提高機體恢復速度，此外該智能運動裝還運用了Dri-Fit面料和激光穿孔技術，增強透氣性。今年9月，日本化學材料企業東麗和通信運營商NTT共同研發出一種能獲得活體信息的纖維材料，并將這一材料制作成智能服裝運用到醫療領域。

據了解，這兩家公司將于2017年開始面向醫院銷售使用該材料的專用內衣；國內傳統服裝品牌柒牌男裝也在今年7月舉辦“智能時尚會”，宣布柒牌將全面進軍智能時尚領域，并推出長短兩款智能夾克。這兩款夾克集記錄步數、控制音樂、遙控拍照以及丟失提醒于一體，亮點就在于科技面料、精致輔料、多功能設計、炫酷智能、商旅APP等。

2016年，在谷歌公司的推動下，智能服裝的研發與銷售將全面步入快速發展和普及階段。

理想豐滿 智能服裝實際運用困難重重

威海市某服裝企業相關負責人張先生接受記者電話采訪時分析指出：“紡織服裝行業也要充分利用現代科學技術，智能化轉型將是一個十分重要的發展方向，智能服裝的出現也是順應人們生活需求和市場化發展的必然。”

服裝內置傳感器，穿上它就可以自動監測用戶的呼吸、血壓、心率、體溫、運動軌跡等，還可以通過手機APP發送個人健康報告，進而推薦或者制定健身計劃，擁有這樣一件智能衣就相當于用戶擁有一個私人醫生或健身教練，誰不期待呢？

的確，從理論上分析，在這樣一個快節奏、智能化的時代，智能服裝的出現是市場的選擇，也是歷史的必然。因為它迎合了時代的發展，節約人們的時間成本，能更好地滿足人們生活需求。但是，正如人們所說的：“理想很豐滿，現實很骨感。”智能服裝目前還處在試水階段，大部分的設想仍停留在理論階段，要想大范圍地推廣和普及，困難重重，具體難點服裝業內人士總結出如下幾點：

第一，價格難點。毋庸置疑，生產具有特殊功能的智能服裝必須要用特殊的智能材料。然而，與普通的服裝面料相比，這種可以內置電子設備的交互面料，其研發和生產成本相對較高，智能服裝的制作成本也隨之增加，再加上人工成本、市場推廣費用等等，一件智能服裝的價格比普通服裝的價格要高出很多。比如，加拿大一家名為Hexoskin品牌所銷售的一款智能背心，其售價高達400美元（約2500元人民幣），國內智裳科技推出的一款智能恒溫服裝售價也要1000元。所以，價格因素將是制約智能服裝發展的一個重要方面。

第二，技術難點。目前，智能服裝基本上還處于研發和試水階段，將理論運用到實踐還需要攻克諸多技術難關。比如，智能服裝需要經常清洗，交互面料的防水性如何？電子元件水洗時會不會遭到損壞？等等，這些都將是智能服裝實施的技術難點。

第三，市場推廣難點。一方面是智能服裝的價格因素讓大多數普通消費者望而卻步；另一方面智能服裝的功能不夠完善，諸多技術障礙的存在導致用戶體驗較差。比如，某款智能運動服裝因為要監測用戶健康數據，生物測量傳感器要緊貼皮膚，而由于運動帶來的移位測量不準，以及舒適度等問題造成了智能服裝用戶體驗較差。價格因素加上用戶體驗較差，這必將給智能服裝的市場推廣帶來巨大的障礙。

當前雖然不少企業都涉足智能服裝的發展，但是其產品也只是淺嘗輒止地增加了一些智能元素，沒有明確的產業發展體系和構架，企業的智能化發展方向不明朗，這也是智能服裝發展的難點。

堅定信心 智能服裝未來發展超乎想象