生物材料行業研究范文
時間:2024-01-11 17:41:29
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篇1
關鍵詞:生物學,建筑行業,生態學,生物建材,生態氣候。
引言
目前,隨著時代的發展、經濟的進步,以及建筑行業需求量和施工量的增大,如今對建筑行業以及建筑物產生了越來越多的精妙的新要求,如何建造結構合理可行但外觀卻獨特新穎甚至是象形的建筑,如何選擇低碳環保且無副作用的建材,如何真正做到建筑與當地生態環境和氣候特征達到真正統一和契合,這都成為了新的思考和新的目標。運用傳統建筑行業中考量的物理學科和化學學科上的只是的確能夠解決許多不可忽略的基礎問題,但是建筑行業若要達到新的高度,滿足新的趨勢,生物學的運用則是不可或缺的。仿生學利用大自然的智慧達到了許多現今科技尚未達到的高度,借鑒和學習到許多創意和想法,給建筑行業無論是外觀設計還是功能滿足上注入了新鮮的活力,而生物材料使用極大的豐富了材料的選擇,提高了材料的某些方面特征。生態氣候學對建筑影響納入建筑行業考量則大大的科學化了建筑本身,真正實現了“因地制宜”,防止了建筑本身在特定環境下的“水土不服”。
1、生物學建筑外形上的運用
1.1仿生學在建筑外形上的運用
仿生學模仿生物個體以及群體的裝置以及建造技術,并學習和借鑒去其原理運用到工程之中,以此激發新的創造和靈感以及新的技術,并依托之產生出優秀的裝置和工程,其外觀運用歷史十分悠久。
在建筑行業的例子,最廣為國人所知曉的例子就是“鳥巢”--2008北京奧運會主會場了,其很明顯直白的借鑒了鳥巢的外形,即使不做更多的多于處理,仍然能夠做到結構美觀和造型的新穎,同時在功能上也十分完善,人文精神在建筑中得到體現,建筑本身也彰顯了北京奧運會的精神。
作為仿生學最直接也是歷史最悠久的運用之一,外形上的運用在建筑上比較有名的應用還有倫敦市政廳(蛋狀),美國肯尼迪機場(雄鷹狀)等,這些是在建筑行業最直接的在外形上向大自然的智慧借鑒的杰出例證。
1.2地域生態氣候學在建筑外形上的運用
地域生態氣候很多時候是對建筑的功能有著一定的要求,然而這種功能性要求也外形上。隨著建筑質量和建筑科技的提升,現在一些固定的建筑外形已經有了能夠在絕大多數生態氣候條件下適用的能力,但是在早期建筑中,先人利用外形來適應生態氣候的思想在如今科技發展的時代仍然值得學習和思考。
最突出的例證則是尤其是在福建地區普遍出現的客家土樓,客家土樓呈大型封閉圖形狀,以圓形為主,兼有方形,八角形等,在當地開發程度較低的情況下,山林野獸貧乏,因自然環境惡劣出現危險的情況也并非偶然,這種特殊外形的設計在一定程度上適應了當地惡劣的生態氣候環境,集中保護了內部的居民便于共同應對危險。
雖然在目前的科技和環境下,像客家土樓這樣的外形設計已經不算是適應環境的必要考量,但是將外形作為功能的外化表現,并因地制宜考量當地低于生態氣候的思想和智慧始終值得傳承和學習。
2、生物學建筑功能上的運用
2.1生物建筑材料建筑功能上的運用
生物材料應用了生物學和工程學的原理,生產出具有特定特性尤其是生物特性的材料,目前該課題也是應用在生活的方方面面,其中一部分應用體現在生物建筑材料上,無論從造價上,功能上或是其他考量因素上,材料一直是影響到整個建筑行業和具體建筑物的重要因素,如今許多傳統材料無法滿足一些建筑的特定需求時,建筑生物材料則開啟了一條新道路,從生物冶金得到高質量的特定材料,到為了制作特定建筑材料在傳統建材中添加生物成分的外加劑,生物建筑材料的應用已經逐漸普及,如在混凝土材料上,新興的微生物造高價混凝土和高彈性混凝土(內加生物添加劑),傳統材料向生物建筑材料的過渡和延伸成為了一大趨勢。
2.2其他相關生物學分支建筑功能上的運用
本文之前探討的仿生學在功能上的運用則算是仿生學在建筑學上最有價值的運用價值之一,以蜥蜴為例,就有建筑學家模擬其身體上的鱗片特征用于火車站的建設(滑鐵盧國際火車站),解決建筑中承受的高重力及強大偏轉力問題,同樣是蜥蜴的結構,現有建筑學家就在研究將其腳步吸盤強附著力的特點運用到建筑功能中。而地區生態特征和生物建筑材料同樣在功能性有所運用,如高層建筑中對生態氣候的考量,特定用途生物建材滿足的功能性,這些在功能上的運用十分精妙但也蘊含著巨大的實際價值。
3、生物學建筑理念上的運用
生物學作為一門學科,其中蘊含的豐富理論已經在各其他學科中有了跨學科運用,在建筑學科,具有革命意義的則是可持續發展的理念和人與建筑與環境三者真正的契合的思想。首先,過去的建筑被單獨從環境中脫離出來更多的強調建筑的功能性,卻經常失去了人對環境的舒適感受,也忽略了建筑與生態的契合。二來日益增大的建筑量對資源產生了巨大的壓力,建筑的可持續發展也成為刻不容緩的議題。
生物學尤其是生態學在建筑行業的運用關注材料對人健康的影響,也關注建筑對本身的生理感官影響,真正做到建筑與人的和諧;而建筑的設計理念也考量到當地生態環境,充分做到建筑與當地環境的和諧。另一方面,建筑行業中越來越注重自然法則的應用,如太陽能、地熱的運用,可再生的特定綠色植物在建筑中的運用都體現出了可持續發展的理念。這都體現生物學因素納入考量后,整個建筑行業理念巨大發展和進步。
篇2
關鍵詞: 行業現狀研究方法傳統行業現狀研究方法 二維行業現狀分析法
中圖分類號:C37 文獻標識碼:A 文章編號:
1 研究背景
針對處于發展階段產業園區的行業發展規劃,傳統做法是對其內部行業現狀進行整理,通過現狀各行業數據進行分析,確定行業現狀的優勢和不足,為行業規劃打下良好的現狀分析基礎。但實際操作中,行業現狀分析過多依靠現象或主觀經驗判斷,缺乏更為理性的分析。
筆者通過瀏陽工業新城規劃產業項目,基于現狀產業園區發展相關數據,探索出適合該地區行業現狀的二維行業現狀分析方法,最大限度的挖掘現狀數據中潛在關系和價值,尋找對于行業現狀基于理性的分析,從而得出工業新城的行業優勢、不足以及潛力。
2 傳統行業現狀研究方法
傳統的行業現狀研究是通過對現有數據資源的掌握,對于數據相關性質進行單向比較,最后得出某區域范圍內行業優勢、特點等一些偏向于主觀性質的結論。研究結果僅局限于表面,僅是現有各行業數據羅列下最顯而易見的。缺乏對所有數據性質的歸總和潛在關系的梳理,并形成更為深入的研究結論。
3 二維行業現狀分析法
二維行業現狀分析法即對于某產業園區不同產業基地的內部行業,采取橫縱兩個維度的產業綜合分析方法。縱向對各個產業基地內部的總產值及各行業的發展情況進行比較,得出行業發展特色及不足。橫向對產業基地內的行業形式,行業總產量,及每個行業對應基地的貢獻進行分析,得出各行業的集聚程度、成長期、各行業的發展方向以及新興行業的發展萌芽,以便對園區產業基地建設和整合提供依據。
4 分析方法應用---以瀏陽工業新城規劃產業專題為例
4.1項目概況
瀏陽市現狀工業園區總體上分為長沙醫藥生物產業基地、瀏陽現代制造產業基地以及園區外的鄉鎮企業。其中2009年醫藥生物產業基地企業總產值為28574萬元,現代制造產業基地總產值為332399.4萬元,園區外的鄉鎮企業總產值為237057萬元。
工業新城現有規模企業164家,其中醫藥類企業34家,食品類企業9家,機械制造類企業23家,汽車配件類企業15家,金屬材料類企業15家,建筑材料類企業12家。
4.2縱向產業基地分析
4.2.1 生物醫藥基地
長沙國家生物產業基地主要產品涉及醫藥、食品、環保設備、電器與通訊設備等。其中醫藥類企業總產值占基地企業總值的68.4%,食品類企業占9.3%,環保設備類企業占9.9%,電器與通訊設備類企業占5.7%,其他企業占6.7%。
特征: 醫藥類產業占主導,企業總產值高,除此之外還有少量食品及環保設備類產業。
缺點: 產業結構過于單一,抵制風險能力較弱。
4.2.2 現代制造業基地
瀏陽現代制造產業基地(含永安鎮)已基本形成工程機械、汽車配件、金屬材料、煙輔生產四大主導產業,先后引進兆山水泥、中煙工業公司、金馬馬術活動中心和瀏陽河酒業基地等投資過十億元的重點工程。其中機械制造類企業總產值占基地企業總值的14%,汽車配件類企業占22.4%,金屬材料類企業占18.8%,建筑材料類企業占23.1%,煙輔生產類企業占4.3%,食品類企業占6.3%,其他企業占11.2%。
特征: 機械制造、汽車配件、金屬材料和建筑材料四大產業比例相當,有少量食品及其他行業
缺點: 產業類型多樣且產值平均,但缺乏特色,競爭力差 。
4.2.3 鄉鎮企業
鄉鎮基本形成了以花炮、紡織、金屬及建筑材料、塑料包裝以及機械制造為主的工業體系,初步形成了以優質稻、烤煙、藥材、蔬菜和養殖業等為主的農業結構,第三產業則以商貿流通、交通運輸、旅游休閑等現代服務為主。
特征: 紡織與煙花產業占主導,并存在一小部分機械制造行業
缺點: 產業以瀏陽市傳統行業為主,作坊式生產并且集聚程度較差,企業間相互關聯程度低
4.3橫向行業形式分析
4.3.1 行業形式
工業園區現狀產業形式比較混亂且遍布于工業園區各個基地,具體表現如下:
已經發展成熟的生物產業基地中,主導產業醫藥為其基地特有,但仍有與生物產業無關的企業類型散布其中。
正在發展中的現代制造業基地,四大主導產業分布相對混亂,還未形成良好的集群效應。
鄉鎮企業類型除了傳統產業外,還存在對環境污染比較大的產業。
4.3.2行業總產值
特征:1)各類產業總產量基本上按高低形成三大陣營
第一陣營:醫藥類產業,總產值大于200000萬元,遙遙領先
第二陣營:環保設備、汽車配件、食品、金屬材料、建筑材料和機械制造,總產值在25000---55000萬元。
第三陣營:電器及通訊設備、煙輔生產、印刷包裝、塑業、煙花和紡織,產量在25000萬元以下。
除各產業基地主導產業類型外,食品、環保設備和電器及通訊設備總產值比較突出,值得關注。
4.3.3 橫向行業形式分析
生物制造業基地以醫藥類產業為主導外,環保設備、電器及通訊設備和食品行業也有相當的份額。
現代制造業基地除四大支柱產業外,食品行業也有相當的份額。
鄉鎮企業則以瀏陽市傳統產業煙花和紡織為主。
5 工業新城行業發展探索
5.1問題所在
工業新城現狀產業由生物醫藥和現代制造兩大基地和鄉鎮企業組成,產業集群雛形已基本形成。
生物醫藥產業基地中,醫藥行業占主導,但產業結構單一,抗風險能力差。現代制造業基地中,汽配、建材、金屬材料和機械制造占主導,缺乏特色,競爭力差。鄉鎮企業以傳統的花炮和紡織為主,先進化程度低。
各基地內主導發展行業分布混亂,未形成集群效應,并且與產業鏈無關的行業混雜。同時還存在對環境污染比較大的產業。
在行業總產值方面,除各產業基地主導行業類型外,食品、環保設備和電器及通訊設備總產值比較突出。同時,食品行業在每個產業基地中的總產值中都占有相對較高的比例。
5.2 原因分析
在瀏陽工業園區現狀產業中,存在著一些產業形式,有一定的地域條件及發展基礎,但無集聚的發展環境,只能遍布于各產業基地內。
5.3 發展探索
基于工業園區產業形式及現狀發展狀況,新建以食品產業為主導的產業基地,整合環保設備、電器及通訊設備產業,淘汰對環境污染的塑業等產業。以各產業基地互動為原則,集聚現狀散布各基地此產業的中堅力量,產業調整的同時實現優化。
6 小結
基于瀏陽市工業園區各行業現狀數據的收集和整理,通過對二維分析方法的引入,從更廣泛的維度比較產業基地之間和基地內部各行業數據的性質,從而得出工業新城行業發展的缺點,原因及不足。由于此分析方法系筆者經過對數據性質的整理和比對所引出,故在邏輯性和完整性方面還有疏漏,不足之處還望批評指正。
[參考文獻]
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篇3
生物制藥是指運用新技術從生物體、生物組織、細胞、體液等提取“可用之物”,綜合利用微生物學、化學、生物化學、生物技術、藥學等科學的原理和方法,制造的一類用于預防、治療和診斷的制品。和傳統醫藥相比,生物醫藥在預防和治療疑難、遺傳、突發群體性疾病方面,其檢測手段、治療效果均有著不可替代的優勢。試想,倘若有公司研究成功癌癥、艾滋病、遺傳病等疑難雜癥的疫苗或者治療方法,那這個公司的股價可以飆到多高?生物制藥是一個極具爆發力的行業,難怪比爾?蓋茨預言:下一個首富可能是從事生物技術的投資者。
新材料
從我們穿的衣服、用的餐具、乘坐的交通工具、棲居的住宅到工作的場所,可能都正使用著新型材料;從大飛機、高鐵路、新能源汽車等重點工程,到三網融合、物聯網、節能環保等重要產業,都需要一系列新材料技術的突破和應用。新材料,是發展新興產業當之無愧的奠基石。新型環保材料包括環境凈化材料、能源凈化材料、環境替代材料和生物降解材料。由于節能環保是國家重點治理和投入的領域,因此新型環保材料也受到市場關注。
新能源
上世紀末,互聯網是全球最激動人心的商業亮點,但轉眼間成為虛幻的泡沫;房地產緊隨其后崛起,卻又步其后塵,“10年黃金”后步入冬天。隨著汽車行業的迅速崛起,“減排”、“節能”等聲音始終縈繞其間,傳統汽油車的使用,面臨成本與環保的詰難。人們最終發現,汽車行業的前途,關鍵在于發展新能源,新能源汽車將成為最有現實“錢景”的新興產業。
新消費
在最近一年多的中國股市,“消費”是最有號召力的概念。因為誰都明白,中國經濟高速增長30年后,在投資、出口與消費這三駕馬車中,過度依賴投資的粗放型經濟增長已經難以為繼,低附加值產品的出口拉動接近飽和,內需消費則被賦予了前所未有的意義。2010年中央經濟工作會議的關鍵任務就是“從消費結構入手,強勁拉動內需”。未來幾年,文化娛樂、旅游以及醫療保健這“新三大件”的消費將迅速增加,尤其是伴隨這三大產業衍生的新產品、新技術、新模式,將成為中國新消費時代最有“錢景”的投資領域。
新網絡
如果你到比爾?蓋茨家,會在進門的時候得到一個別針,這個別針將告訴屋內的計算機控制中心:你對于房間溫度的反應,電視節目和電影的愛好。一旦房間內的電視和音樂被選定后,它們會不離身地為你服務,就算你是在水池中,也會從池底“冒”出如影隨形的音樂。不用羨慕,隨著物聯網的普及和三網融合的推進,在新網絡時代,你家也能夠這樣“摩登”。
新節能環保
“十二五”期間,我國環保產業投資預計將達3.1萬億元,2020年環保有望成為國民經濟的支柱產業。在經濟結構轉型和提倡綠色GDP的時代,環保行業已經不僅僅局限于“三廢”處理,“新節能環保”逐漸形成一個更為寬泛的新興產業。污水處理、固廢處理、脫硫脫硝除塵、節能減排及智能電網這5大投資主題,蘊含著眾多投資機會。
新農業
篇4
摘 要:生物質綠色可再生資源具有產量大、資源豐富、環境友好、可加工制作性強等優點,是國內外能源與包裝行業研究的熱點材料。隨著科技發展,秸稈生物質基包裝材料被研究加工并應用的范圍越來越大。
關鍵詞:秸稈生物質;包裝材料;資源豐富
1 引言
當今世界公認的第四大能源是農林生物質,它僅次于煤炭、石油和天然氣。農林生物質廉價而寶貴、對環境友好,是綠色可再生的資源。全球每年農林生物質資源十分豐富,品種多樣、地域分散、產量巨大、收儲季節性強。我國每年僅農作物秸稈產量8.5億噸,包括糧食作物和經濟作物秸稈,其中以小麥秸稈、稻草為代表的糧食作物秸稈占總量的70%左右。可用于工業能源原料的能源林和灌木林有3億多噸。因此,可以說我國農林生物質資源極其豐富。隨著學科交叉和領域融合,當今科技水平快速發展,社會對科學發展的環境可持續性的認識越來越多。目前,我國林業化工、機械工程等學科對生物質基材料的研究內容主要集中于高效轉化生物質纖維,使“纖維組分分離、分級定向轉化過程”,制備新材料。現在生物質纖維材料加工研究技術包括兩種,物理改性和化學改性。物理改性是讓生物質纖維化學成分不變,通過一些機械力學、傳熱學、加高壓等方法改變生物質纖維的結構和表面性能;化學改性常用方法有酸堿法、有機溶劑法、界面偶合法、接枝共聚和脂化法等。化學改性是讓生物質纖維改變化學成分的同時結構和表面性能也發生改變,改性后的新材料表現出不同的性能。改性生物質基包裝材料既是一個多學科交叉并融合的研究新領域,又是一個新興的生態產業鏈群體,比如從秸稈的收集組分分離(或不分離)微生物發酵(或重組)能源(或可降解產品),實現秸稈的高效合理、生態環保的綜合利用。
2 國內外研究現狀及發展動態分析
在過去,人類將秸稈收割后用作農田肥料、燃料、建房、家畜飼料、手工制品和工具等。現在國外,許多發達國家在生物質能源利用方面已經制定了一些大型的開發研究項目,如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、丹麥秸稈發電廠、美國的能源農場和巴西的乙醇能源計劃等。這些研究項目中因存在污染環境、易產生有害物質和難于綜合利用等問題,發達國家也已經逐步轉向用纖維素酶水解方法的研究[1]。丹麥是世界上首先使用秸稈發電的國家。阿維多發電廠建于上世紀90年代,每年燃燒15萬噸秸稈,可滿足幾十萬用戶的供熱和用電需求,被譽為全球效率最高、最環保的熱電聯供電廠之一。發電原料和煤、油、天然氣相比,秸稈發電成本低、污染少,是最劃算的燃料;另外,秸稈燃燒后的草木灰還可以作為農田肥料。日本是一個相對資源緊缺的國家,每年的秸稈幾乎被全部利用,其中主要是還田、粗飼料、混合燃料等。混合燃料沼氣發酵真正對纖維素原料轉化沼氣的研究還很不夠,日本正在積極挖掘秸稈的燃料轉化潛力,日本地球環境產業技術研究機構與本田技術研究所已成功從秸稈所含纖維素中提取出了乙醇燃料。歐洲和美國在生物制氣化發電的研究與開發方面處于領先水平,但因為生物質燃氣凈化的研究長期以來一直沒有突破,所以這一技術難以應用和推廣。
國內在生物質可再生能源的能源化技術方面,我國針對秸稈先后開展了沼氣發酵和秸稈氣化。在沼氣發酵中,秸稈轉化率很低,而且嚴重影響產氣率。在秸稈發酵乙醇研究方面,主要沿用木材處理或淀粉發酵乙醇的技術路線,昂貴的“完全”酸水解或酶水解難以實現完全利用秸稈中木質素、半纖維素和高結晶度纖維素的理想,難以適應工業化的要求。
秸稈生物質基新材料在包裝行業也成為偏愛和研究的熱點。林業部林產工業規劃設計院、南京林業大學、東北林業大學也陸續開展了以竹材、麥秸、稻草、玉米稈等為主要原料研究人造板工藝技術。中國林科院木材工業研究所進行了復合材料“非木質纖維人造板”工藝與材料性能研究,并成功開發出了稻殼板、麥秸板、棉稈和麻稈板、稻草板等新材料。在生物質材料產品方面,秸稈作為工業原料主要用于工業造紙,其它的應用主要有:西北農林科技大學開展模壓制品的研究[3],如一次性快餐盒、托盤、家具構件和建筑構件等;南京林業大學將秸稈壓縮成型制作復合秸稈板材,建筑墻體材料,復合秸稈包裝材料等;西南師范大學也進行了可降解餐盒的研究,但由于植物纖維成分各異、含水量不等和化學特性不同,在研發技術和配方上存在較大差別,很多技術參數只能在實驗中摸索,因此也就影響了餐具制品的性能穩定。目前符合國家食品包裝安全材料標準的生物質基包裝材料還不多,尤其是產品的耐水耐油性、耐酸堿性、良好的機械力學性等。東華大學以秸稈纖維為基體進行了木質陶瓷材料的研究[4],以秸稈纖維為原料制成高密度秸稈纖維非織造布;然后采用氣流成網法進行材料陶瓷化,工藝操作簡單,新材料性能可以和以木材為原料加工的中密度纖維板性能媲美。
3 應用前景
植物秸桿類包裝容器,原材料來源極其豐富,不僅可以完全降解,而且可以增加農民的收入、緩解資源短缺,有利于保護環境,同時具有經濟效益、社會效益和環境效益。
3.1 經濟效益
建立一個以年產5000萬只托盤的生產線規模計算,年創產值1250萬元,正常生產年產品總成本為900萬元,年純利潤可達270萬元,投資利潤率為24%。以產品使用秸稈顆粒45g(以托盤計),該生產規模的加工廠,每年消耗秸稈2250噸,若秸稈以300元/噸的價格收購,每年可以直接為農民帶來67.5萬元的收入。從包裝容器的市場需求量來看,對于一個數百萬的城市,每天的需求量就達10萬只以上,需要目前的成型設備18臺,預計在未來5年內成型設備的銷售量將達到240臺,僅設備制造可以創產值6720萬元。
3.2 社會效益
該技術研究成功,可以拓寬更多的應用領域,如農業生產用育苗缽盤、木炭盆景、復合板材、電子產品包裝緩沖襯墊、建筑材料的隔熱保溫板等,為農民致富提供良好的產業化技術,促進農村循環經濟的發展。
3.3 環境效益
減少對環境的污染。秸稈的使用避免了就地焚燒造成的環境污染,另一方面全降解一次性包裝容器的使用,直接減少了由于使用發泡材料(EPS)帶來的白色污染,環境效益顯著。
因此,無論從可持續發展、還是環境保護、可利用資源等問題來分析,秸稈生物質基包裝材料的研制成功,代表了目前和更長遠時間內一次性全降解包裝容器的發展方向。生物質基包裝材料的市場前景非常廣闊,各種食品及農產品包裝的多樣化需求,也為新材料的研究成果提供廣泛的應用空間,激發了秸稈生物質基包裝材料的新研究領域。
參考文獻
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[2]馬曉軒,范代娣,馬沛等.秸稈微生物降解及發酵生產乙醇的研究[J].西北大學學報,2009,(39):71-74.
[3]高寶云,邱濤,李榮華等.巰基改性玉米秸稈粉對水體重金屬離子的吸附性能初探[J].西北農林科技大學學報,2012,(40):185-190.
篇5
該研究團隊和大學合作確立了一個項目,稱其為“Nanomitex”。他們的開發項目包括用納米級的纖維制作衣服、窗簾、嬰兒車、帳篷、專用服裝或防護服、屏幕和其他技術產品。這些商品看上去很平常,但都擁有獨特的功能,可對某方面起到獨特的用途,也可用作預防生物或輻射危害。
為確保資金來源,他們還創辦了一家大財團,由國家紡織研究院(TRI)直接領導。國家紡織研究院是波蘭最古老的科研機構,成立于1945年,TRI總部位于波蘭中部羅茲市。這里屬于波蘭紡織工業中心。他們把研發重點放在紡織行業、Nanomitex的最新研發上,并讓當地從業者購買股份。
為了促進研究和開發這個項目,該財團已獲得了歐盟的資金支持。根據歐盟2007―2013年期間運營的計劃,它可隨時獲得創新經濟驅動資本的扶持。Nanomitex項目直指功能納米和超細紡織材料。該機構負責人馬烏戈熱塔博士說,他們已開發出的紡織品適用于自身,其目標是讓創新紡織品產生增值效益,其中有些是單功能或多功能,它們具有生物保護特性,也屬于物理與化學范疇。
在材料解決方案中,他們既專注宏觀紡織功能潛力,又從微觀開發與利用,即注重納米和微技術的潛力。不僅如此,波蘭項目還涵蓋了環境親密型的醫用化學技術皮毛。這在世界上是獨一無二的。它提高了納米和微變質劑的有效性和功能。在這一關鍵領域,他們稱之為“熱活性”或溫度調節材料。他們認為,合并特種纖維和復合材料結構與相變微膠囊結合,能夠產生不同的溫度轉變域。基于這一點,他們就能創造“熱活性”材料,既有各種用途的功能,又有服裝所擁有的用途。
Nanomitex的“熱活性”的主要功能是積累過多的熱量并在服裝溫度降低的情況下釋放在紡織品上。“熱活性”具有電磁和靜電場保護功能,以及防火和防紫外線輻射功能。
根據該財團負責人介紹,他們開發的技術適用于各類織物。即生物活性能力,包括抗菌、抗真菌和抗螨蟲的功能及光催化,此外,還具備“自潔和加速有機污染物分解的能力”,并且這種技術也可應用于空中和水中的紡織物。Nanomitex開發的紡織品潛在用途還包括緊急情況下使用的防護服和工作服,這類服裝還擁有生物危害響應包等功能,可用于軍事和消防。
如前所述,波蘭政府一直致力于振興技術紡織產業,以期帶動自從上個世紀90年代以來,一直處于不景氣的波蘭經濟。波蘭城市一直處于高失業率狀態。今年早些時候,波蘭政府宣布,計劃向研發機構投資約9500萬歐元,當地紡織生產商也將大力資助研發活動,并不惜血本資助創新性紡織品的研發。以上舉措結合Nanomitex的開發項目,可為羅茲紡織工業帶來切實可行的效果,并參與全球市場的新品競爭。
當問及其項目的商業化進程時,該負責人強調,正在進行中。開發成熟的技術紡織品都必須走商業化之路。波蘭政府將為技術大開綠燈,發放許可并促進其實施。波蘭政府還將開展預期性的測試。他們利用與西歐近在咫尺的便利條件,采用最現代的科研設備加快研發速度 。
除此之外,波蘭還擁有其他技術紡織研發機構,涉足的領域包括紡織新材料和技術、超細材料和納米技術,其中包括為醫療保健行業、紡織工程生物技術工藝應用、紡織品的物理和生物特性如紫外線和微生物等,以及聚合物加工與改性研究新方向。其中重點研究方向包括新一代阻隔材料,如何避免人對環境的不利影響和可生物降解纖維制品等等。
篇6
國家重點扶持以下七個行業:
新能源行業:突出清潔能源和可再生能源。新材料行業:形成新材料與智能綠色制造體系。生命科學行業:10年實現優良品種的顯著改良。生物醫藥行業:力爭在干細胞研究領域取得領先地位。信息網絡行業:突破傳感網、物聯網關鍵技術。空間海洋開發行業:加強海岸帶可持續發展研究。地質勘探行業:提高資源勘探開采水平和效益。
(來源:文章屋網 )
篇7
皮革鞣前下腳料的酶處理
傳統上提取膠原多采用酸法、堿法以及酸堿結合法,然而這些方法都有著致命的缺點:酸法[9]迅速而徹底,但色氨酸完全被破壞,同時存在產率低、易污染等問題;堿法不僅破壞含羥基和巰基的氨基酸,而且產生消旋作用;而酶法提取因其具有專一、高效且清潔無害的優點而備受關注,提取出的膠原蛋白類產物已被廣泛應用于食品、醫藥、化妝品、制革、造紙、紡織等行業中。如:MorimuraS等[10]使用酶法從動物皮中提取出可以用于食品生產原料的食品級蛋白多肽。食用級膠原和蛋白產品的開發不僅可以滿足食品工業的發展要求,更能彌補我國飲食結構中蛋白質偏低的不足。另外,HsiuO等[11]進行了利用胃蛋白酶消解豬皮提取膠原的研究,并將提取產物用于制備藥物緩釋材料。鞣前皮革下腳料中不含鉻,因此在其處理過程中不受脫鉻等條件的限制,提取出的膠原及其產物純度高,應用范圍也更廣。國內外在應用蛋白酶水解鞣前制革下腳料方面的報道已不少見,李彥春等[12]以牛皮的堿皮邊角為原料,用木瓜蛋白酶水解提取膠原,并確定了較好的水解條件。eljkoBa-jza等[13]將化學法與酶法結合處理未經鞣制的皮革廢棄物,該法分解制革廢棄物的能力可達500u/g,經微生物試驗鑒定:水解產物中未檢出沙門氏菌、葡萄球菌、變型桿菌等致病微生物,符合食品安全標準。為提高鞣前下腳料的酶解效率,也有研究人員利用超聲波[14]等方法輔助酶解過程,結果降解率從之前的57.6%提高到84.1%。
鉻革屑的酶水解
鉻革屑的處理及資源化利用,首先要解決的是脫鉻問題。縱觀國內外,對鉻鞣革屑脫鉻的研究多集中于堿法脫鉻、氧化法脫鉻及結合法脫鉻,而缺乏對酶法脫鉻的研究。究其原因,可能是因為酶法脫鉻專一性強且成本較高。然而隨著生物技術水平的提高,酶制劑的種類越來越多,價格也在大幅度降低,這就為其在工業化生產中的應用提供了極大空間。酶法脫鉻[15]是利用酶復雜而特殊的作用機理,使膠原蛋白水解成小肽和氨基酸,同時釋放出鉻鞣革中的鉻,從而達到脫鉻的目的。酶法脫鉻的關鍵,是所用酶應具有對鉻離子的耐受性。國外在利用酶制劑水解革屑方面的研究較早,早在20世紀中后期就有許多關于酶水解鉻革屑的報道[16-18],且當時的技術已能獲得較高的脫鉻水平和蛋白回收率。我國的研究人員在借鑒國外技術的同時,也對鉻革屑的酶解研究做了大量的工作。兩步法或者結合法,仍是目前酶法水解鉻革屑最常見且最有效的方法,該法通常先采用酸或堿對鉻革屑進行脫鉻處理,再對脫鉻革屑進行酶解研究。國內在利用兩步法酶解鉻革屑方面的研究較多[19-22],試驗證明,兩步法酶解可以達到較高的脫鉻率和蛋白回收率。陳秀金等[23]對脫鉻后革屑進行堿性蛋白酶水解研究,考察了各種因素對膠原水解產物收獲率的影響,并獲得膠原水解產物收獲率為66.2%、鉻含量為4.20mg/kg的產品。利用微生物產酶降解鉻革屑,是酶處理鉻革屑的又一新途徑。SivaPM等[24]的研究發現,土壤放線菌在一定條件下對植鞣革屑的降解率可達100%,但對鉻革屑的降解能力不高。另外,關于利用青霉和枯草桿菌等微生物產酶降解鉻革屑的研究亦有報道[25]。
制革污水及廢棄毛發的酶治理
制革污水的綜合治理源頭是關鍵,從主要污水排放源出發,研究清潔制革工藝,是解決制革污水污泥問題最直接、最有效的辦法。四川大學皮革化學與工程教育部重點實驗室在制革清潔化生產方面做了大量的研究工作[27-28],蛋白酶保毛脫毛等技術的研究以及多種清潔化材料的開發,不僅大大減少了污泥和有毒物質的排放,節水節能的途徑也應運而生[29]。SaravanaBhavan等[30]也進行了無硫蛋白酶脫毛工藝試驗,結果表明:該工藝可以明顯減少制革污水中有害物質的含量,其中COD和固形物含量分別降低55%和25%。隨著環保和清潔技術的要求,酶制劑將在制革生產中擔任越來越重要的角色,從以往的制革輔材料轉變為主要材料。除此之外,酶制劑在處理制革廢棄毛發等方面也有突出的貢獻。制革廢棄毛發的主要成分是角蛋白,它是一種良好的生物質資源。毛發角蛋白結構中帶有許多雙硫鍵,穩定性高,不溶于水,因此很難在自然界中被消解。傳統上,開發利用這些角蛋白是采用物理或者化學方法水解[31],但這些方法不僅能耗高、效率低,而且產品品質低、氨基酸破壞嚴重。然而利用生物技術降解角蛋白不僅對環境友好,而且可以在一定程度上改善角蛋白的營養組成,在肥料、醫藥、化妝品等行業具有無可比擬的優勢和廣闊的應用前景。劉軍等[32]篩選到一株高溫蛋白酶的高產菌株———嗜熱脂肪芽孢桿菌,并研究了該菌株所產的高溫蛋白酶對毛發角蛋白的降解能力。結果表明,該菌株所產高溫蛋白酶對毛發角蛋白有較大的水解能力。此外,也可利用角蛋白酶降解毛發生產有機肥料,因為在微生物角蛋白酶的作用下,毛發廢物可被逐漸降解,緩慢釋放氮素[33]。另外,紡織行業中常用到的羊毛等織物的酶處理研究[34-35],對制革廢棄毛發的處理也有很好的借鑒意義。
發展前景
盡管酶制劑的優勢已被研究工作者廣泛認可,但由于其在制革工業中的應用研究起步較晚,因此尚有很多工作需要完善。筆者認為,酶制劑在制革廢棄物處理方面的應用可以朝著以下幾個方面努力。(1)酶的高度專一性從某個角度來說限制了它的應用,因此,更多高效的復合型酶和產酶菌種還有待開發。制革過程中使用了大量的化學品,使得不同制革工段產生的制革廢棄物有所差別,因此單一的酶制劑已經不能滿足廢棄物處理的要求。此外,降低酶制劑生產成本是酶制劑能在制革工業中廣泛應用的又一重要條件。(2)酶制劑在處理制革廢棄物中的應用研究涉及生物等多個學科,加強與這些學科之間的聯系,培養研究人員的綜合素質對研究大有裨益。在生物技術急速發展的今天,有效利用生物技術研究成果如微生物技術、酶脫毛和酶軟化技術等,尋找適合制革工業應用的途徑,是酶制劑在制革工業中應用的必經之路。(3)受膠原在食品中應用的基礎研究的限制和公眾消費習慣的影響,我國開發制革廢棄物在食品中的應用鮮有報道。但從滿足我國對食品的大量需求出發,應該考慮合理利用各種生物質資源,發揮酶制劑清潔高效的優勢,研究和開發各種形態的膠原蛋白或膠原多肽,并將其應用于食品工業中。
篇8
【關鍵詞】:粉末冶金;材料;分類;應用
0.引言
所謂的粉末冶金材料指的是用幾種金屬粉末或者金屬與非金屬粉末為原料,通過配比、壓制成型以及燒結等特殊工藝制成的各類材料的總稱,而這種與熔煉和鑄造明顯不同的工藝也被統稱為粉末冶金法。因其生產流程與陶瓷制品比較類似,所以又被稱為金屬陶瓷法。就目前而言,粉末冶金法不單是用來制取某些特殊材料的方法,也是一種優質的少切屑或者無切屑方法,且其具有材料利用率高、生產效率高,節省占地面積及機床等優點。然而粉末冶金法也并非萬能之法,其無論是金屬粉末還是模具都有著較高的成本,且制品的形狀和大小都受到一定的限制。
1.粉末冶金材料的主要分類
1.1傳統的粉末冶金材料
第一,鐵基粉末冶金材料。作為最傳統也是最基本的粉末冶金材料,其在汽車制造行業的應用最為普遍,并隨著經濟的迅猛發展,汽車工業的不斷擴大,鐵基粉末冶金材料的應用范圍也就變得越來越廣闊,因此其需求量也越來越大。與此同時,鐵基粉末冶金材料對其他行業來說也非常重要。
第二,銅基粉末冶金材料。眾所周知,經過燒結銅基制作的零件抗腐蝕性相對來說比較好,且其表面光滑沒有磁性干擾。用來做銅基粉末冶金材料的主要材料有:燒結的青銅材質、黃銅材質以及銅鎳合金材料等,此外還有少量的具有彌散性的強化銅等材質。在現代,銅基粉末冶金材料主要備用到電工器件、機械設備零件等各個制造類領域中,同時也對過濾器、催化劑以及電刷等有一定的作用。
第三,難熔金屬材料。因這類材料的熔點、硬度、強度都比較高,因此其主要成分為難熔性的金屬及金屬合金復合材料,主要被應用國防、航空航天以及和研究領域等。
第四,硬質合金材料。所謂合金材料指的是由一種或者幾種難熔性的金屬經過碳化之后形成的硬質材料的總稱。其主要是由金屬粘結劑進行粘合之后,再用粉末冶金技術制作而成。因這類硬質合金材料具有高熔點、高硬度、高強度,所以常被用到切削領域。
第五,粉末冶金電工材料。在現代工業中,這種材料主要應用于儀表和電氣領域,尤其是各類分斷和接通電路重點額電接觸元件和電阻焊用的電極上。近幾年,隨著國內無線電技術的迅速發展,電阻器件的應用范圍也越來越廣泛,其主要材質就是這類材料。此外,粉末冶金電動材料對真空技術領域中的電力管陰極和電加熱元件也有著重要的作用。
第六,摩擦材料。顧名思義,這類材料具有很強的摩擦磨損性能,可以用于制造摩擦離合器以及制動器的摩擦部分。利用其摩擦磨損性較強的特點,有效實現各個元件之間動力的阻斷性和傳遞性,以此實現運動物體的及時減速和停止運動等。
第七,減摩材料。與摩擦材料相反,這類材料則具有較低的摩擦系數以及較高的耐磨性,其可以是金屬材質也可以是由非金屬材質構成。通常情況下,建模材料主要是由教導強度的金屬基體和具有減摩成分的劑構成。因粉末冶金法在一定程度上能夠對金屬材料的基體和減摩成分進行有效調整和控制,此外,這類減摩材料還具有較強的自性能,這就使得其在金屬鑄造領域和塑料減摩材料領域中發揮著重要作用。
1.2現代先進粉末冶金材料
第一,信息領域中的粉末冶金材料。在這里主要指的是軟磁材料,通常情況下,其又可以分為鐵氧體軟磁材料和金屬軟磁材料兩種,最大區別是前者出現較早,且只能通過粉末冶金燒結法獲取。因其在燒結過程中,軟磁材料有著較強的飽和磁化性能和較高的導磁率,所以被各個磁行業廣泛應用。
第二,能源領域中的粉末冶金材料。顧名思義,這種能源材料指的是在不斷的發展過程中,能夠對促進新能源建立和發展具有重要作用的材料,其能夠滿足各種新能源的不同需求。能源領域中的粉末冶金材料不僅僅是當今社會新能源發展的關鍵組成部分,還是新能源材料發展的重要前提和基礎。就目前而言,電池、氫能、太陽能等方面成為新能源材料發展的主要方向,并隨著技術的不斷進步,這類材料的應用范圍也變得越來越廣闊。
第三,生物領域中的粉末冶金材料。最近幾年以來,國內的生物研究領域取得了較大的進步,生物研究逐漸對我國的經濟發展及產業結構調整有著越來越重要的影響,為此國家對于生物研究領域所取得的重大突破也給予了高度關注,特別是生物材料研究方面。在醫學領域中,生物材料能夠有效改善人們的健康狀況,大大提高了人們的生活質量。
2.粉末冶金材料的應用研究
2.1在機械合金方面的應用
機械合金主要應用的是粉末冶金技術中的高性能球磨技術。其應用原理為:在高能球磨的基礎之上,有效利用了金屬粉末混合物的變形和易斷裂特性,逐步調整金屬粉末原子之間的距離,并最終形成合金粉末。所謂機械合金指的就是在固態形式下進行的固態反應,從而科學實現了合金化,而在這種狀態下形成的合金不會收到物質熔點及蒸汽壓力等因素的影響,進而表現出較強的穩定性。
2.2在干燥噴霧方面的應用
所謂的煩躁噴霧指的是運用霧化器將呈現出一定濃度的原料液轉變成一種具有噴射性能的霧狀液滴的形式,之后再經過一系列的接觸熱空氣程序將霧狀液滴迅速轉化成干燥劑,這就是粉粒狀干燥噴霧的制作過程。通常情況下,制作干燥噴霧需要經過四個基本階段,依次是料液霧化、熱干燥、蒸發干燥、分離四個流程。更為重要的是,在粉末的制作過程中,還可以依據不同的需求對粉粒形狀、大小進行相應的規定。
3.結語
上文系統的總結了粉末冶金材料的種類,并對其應用領域進行了分析研究。從中不難看出,相對普通材料來說粉末冶金材料無論是從性能上還是獲取上,都有著無法比擬的強大優勢,這也是目前這類材料應用廣泛的原因之一。未來,隨著經濟的發展及科技的進步,粉末冶金材料將會發揮出越來越重要的作用。
【參考文獻】
[1]張憲銘,張江峰.標準:粉末冶金材料的分類和牌號[J].世界有色金屬,2009(05).
篇9
【關鍵詞】高分子;化學;發展;方向
中圖分類號: F407 文獻標識碼: A
一、前言
我國高分子化學一直都是我國發展的重點,這項技術對于很多相關產業非常有幫助,高分子化學是高分子材料的研究基礎,已經涉及到了機械行業,建筑行業等多個行業,因此發展高分子化學對于我國高分子材料行業是非常有幫助的。
二、現如今高分子化學的發展情況和應用范圍
自從20世紀到現在,隨著工業技術的快速發展,天然資源已經露出了疲態,科學家們已經開始使用高分子化學進行材料的合成。有數字表明,在之前的40年中,使用材料的速度正在以每10年五倍增長,人類三大合成材料,其中包括塑料、橡膠、纖維,在使用過程中表現出了令人驚訝的增長速度。新型的材料,特別表現在合成材料,在工業、建筑、農業、電子技術方面都被廣泛使用,極大的支撐著人類的日常生活,是使國民經濟持續發展的必要動力源泉。
相對分子質量和物質的性質是密切相關的,是決定物質性質的一個重要因素。只有相對分子質量高的化合物才有一定的機械力學性能,才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直鏈的烷烴化合物,但是分子量變化很大,其機械力學性能因而也有極大的區別。
三、高分子化學與高科技的結合
當今社會,人們將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱,而材料又是能源和信息發展的物質基礎。自從合成有機高分子材料的那一天起,人們始終在不斷地研究、開發性能更優異、應用更廣泛的新型材料,來滿足計算機、光導纖維、激光、生物工程、海洋工程、空間工程和機械工業等尖端技術發展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發展,出現了許多產量低、價格高、性能優異的新型高分子材料。
隨著生產和科學技術的發展,許多具有特殊功能的高分子材料也不斷涌現出來,如分離材料、光電材料、磁性材料、生物醫用材料、光敏材料、非線性光學材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活躍的領域,下面簡單介紹特種高分子材料:功能高分子是指當有外部刺激時,能通過化學或物理的方法做出相應反應的高分子材料;高性能高分子則是對外力有特別強的抵抗能力的高分子材料。它們都屬于特種高分子材料的范疇;特種高分子材料是指帶有特殊物理、力學、化學性質和功能的高分子材料,其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料(化學纖維、塑料、橡膠、油漆涂料、粘合劑)的范疇。
第一,力學功能材料:強化功能材料,如超高強材料、高結晶材料等;)彈材料,如熱塑性彈性體等。
第二,化學功能材料:分離功能材料,如分離膜、離子交換樹脂、高分子絡合物等;反應功能材料,如高分子催化劑、高分子試劑;生物功能材料,如固定化酶、生物反應器等。
第三,生物化學功能材料:人工臟器用材料,如人工腎、人工心肺等;高分子藥物,如藥物活性高分子、緩釋性高分子藥物、高分子農藥等;生物分解材料,如可降解性高分子材料等。
可以預計,在今后很長的歷史時期中,特種與功能高分子材料研究將代表了高分子材料發展的主要方向。
四、高分子材料化學的應用
材料是人類社會文明發展階段的標志,是人類賴以生存和發展的物質基礎。它是指經過某種加工,具有一定結構、組分和性能,并可應用于一定用途的物質。上世紀半導體硅、高集成芯片、高分子材料的出現和廣泛應用,把人類由工業社會推向信息和知識經濟社會。可以說某一種新材料的問世及其應用,往往會引起人類社會的重大變革,材料是人類文明的重要標志。如果說現在人人離不開高分子材料,家家離不開高分子材料,處處離不開高分子材料,是一點也不過分的。高分子化合物的最主要的應用是以高分子材料的形式出現的,高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統合成材料,另外許多精細化工材料也都是高分子材料。
第一,塑料:一類是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等;另一類叫工程塑料,其強度大,如汽車零部件、保險杠、洗衣機內的滾筒、電器的外殼等。
第二,纖維:人們開發出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物,通過不同的加工,生產出了各種纖維制品,極大地滿足著人類的需要。
第三,橡膠:天然橡膠的種類和品質都受到很大的限制,于是科學家們不斷開發出了各種人造橡膠,如丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。
第四,精細化工:比如使得我們的世界變得豐富多彩的各種涂料產品,如家具漆、內外墻乳膠漆、汽車漆、飛機漆等。女孩子用的指甲油,使牙齒變白的增白劑也都是涂料。還有萬能膠、建筑用膠、醫用膠、結構膠等黏合劑,以及各種吸水樹脂等都是高分子產品。
五、高分子化學的發展方向
1、使地球更加綠色化
在現在很多工業發達的城市,天空中都會飄著非常濃郁的黑煙,對人們的日常生活有非常嚴重的污染。綠色,在現在被認為是沒有污染、再生性或者可以循環使用。在沒有污染方面,我們需要做的就是減少工業廢棄物的排放、相對的減少污染源。現在的情況表明,化學行業中具有污染和治理兩個方面的性質,可以對綠色使用材料進行研究,也可以繼續對環境造成惡化。例如:在研制的過程中使用的催化劑、溶解劑、中間物品等,在生產過程中產生的廢氣、廢渣、廢棄液體等都是對環境造成影響的主要元兇,若長期的進行排放,會對環境造成嚴重的影響,甚至會導致不可逆轉的事情發生。
2、減少的自然資源的使用依賴
目前研究的高分子合成材料對石油具有很強的依賴性,眾所周知,石油是經過地球非常漫長孕育才出現的,另外,石油也是現如今人類社會非常重要的能源,石油資源現在正在快速的減少,而且不能快速的進行補充,所以人們現在非常急切的找到可以代替石油使用的資源,這已經成為現在高分子化學研究中非常重要的課題。在對物質中原子和分子的比率進行調節,對物質的微觀特性、宏觀特性以及表面性質進行加強控制,也許這種物質就會滿足一些行業的使用要求,當這種情況出現的時候就可以把這種物質作為材料使用。所以,在對材料進行配置的時候就會減少對不可再生資源的依賴程度,并對使用材料和環境進行相互協調,這是現如今化學研究當中非常重要的領域。現在很多高分子合成材料都非常依賴石油資源。想要解決目前的情況,可以對天然高分子進行利用,這其中也應該包含對無機高分子的不斷探索和研究。
現在由石油合成的高分子材料,主要因為原子中以碳為主要元素,其中還含有少量的氮、氧等原子,所以被稱為有機高分子。無機高分子是因為主鏈上的組成原子中不含碳。根據元素的性質進行判斷,大約有40~50種元素可以成為長鏈分子。現在引起科學家高度重視的一種無機高分子,它的主鏈上都是硅原子,并且含有有機側鏈的聚硅烷。
3、使高分子材料不斷納米化
現在很多高分子化學反應中的原子經過重新排列組合之后的反應空間要比原子的大小大出很多,所以,化學反應的研究要在一個受限空間之中進行。若在有限的空間中,像納米量級的片層當中,小型分子由于和片層分子相互作用而且還在一個比較受限的空間內進行排列,之后產生單體聚合,聚合之后的產物的拓撲結構不會再受限的空間內進行全部的復制,這種情況和自由空間的結果完全不同。我們也許會在受限制空間內進行聚合反應的分子中提煉出高分子納米化學的定義。化學的研究對象基本都是納米量級的分子和原子,但是因為沒有精細的方式,沒有達到可以在納米尺度上精確控制分子或者原子的程度,所以現如今很難做到對分子的精準設計,使化學的合成讓人感覺非常的粗放。高分子化學在納米程度上精要精確的按照分子設計,在此基礎上確定分子鏈中的原子配比位置以及相互結合的方式,通過納米技術對分子、原子和分子鏈進行非常精確的控制,達到對高分子各級結構的位置確定。這樣就可以精確的控制新合成材料的功能和特性。
4、面向智能材料的高分子化學研究路線
20世紀的人類社會是以合成材料為標志的,在21世紀人類社會的標志將會是智能材料。高分子化學仍然是進入智能材料時期非常重要的組成部分。材料自身具有的功能可以根據外部條件的變化,有意識的進行調節和修復等一系列措施,這就是智能材料的基本定義。現在科學家已經了解高分子有軟物質這一特征,簡單說就是可以對外場具有反應。
六、結束語
綜上所述,高分子化學已經發展到了非常不錯的方向,在很多方面都有非常廣闊的運用,目前高分子化學會朝著綠色以及環保方面進行發展,隨著高分子化學不斷取得突破,未來使用高分子材料的前景會更加的廣闊。
參考文獻
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篇10
1.1LPG、CNG雙燃車
LPG通常就是指車用石油液化氣,CNG就是指壓縮天然氣,在應用的過程中,這兩種材料都是可以單獨使用,保證車輛正常行駛的。在當前的轎車領域當中,這兩種燃料通常就是以雙燃料的形式存在,在應用的過程中最大的優勢就是不含苯、鉛、硫等污染性比較嚴重的元素,同時燃燒相對更為充分,所以在汽車運行的過程中可以有效的降低油耗,減少這一過程中排出的污染物。某公司曾經以汽車作為基準的燃料對LPG的排放效果進行了詳細的比較,比較結果顯示:一氧化碳和碳氫物質以及氮氧化物下降了30%到50%不等,二氧化碳也有了非常明顯的下降,但是需要強調的是這一試驗中,我們的前提條件是假設LPG的期初額和原車的改裝性能處于良好狀態。要保證LPG和原車的改裝具有良好的融合性就必須要做好以下幾個方面的工作,首先就是發動機要有良好的可靠型和適配性,加裝了燃氣系統之后,一定要保證其對原車的各項性能都不會產生非常不利的影響。其次是車輛喉部如果收到了撞擊的時候,不會因為加裝了氣罐就影響了整個車輛的安全性。再次是燃氣系統中的計算機和電器設備一定要能夠和汽油計算機與外部的電磁干擾相互融合。最后是線束和插件連接必須要保證連接正確,同時因也要做好防水防潮的工作,這樣就很好的避免了電氣故障的產生。雙燃料車對油有很高的需求,在這一過程中也應該對氣體燃燒的特點進行分析,氣體燃料的燃燒溫度的增加使得整個車輛的熱負荷大大的提升,所以也應該使用清潔性和抗氧化性都非常好的油,如果經過了高溫燃燒,就很容易導致重金屬和氧化物的堆積,所以也會出現噴嘴堵塞的情況,所以可以采用性能較好的氣體油,轎車生產的過程中當前使用的發動機機油也有了很大的變化,汽油燃料使用中,選擇的類型質量比較差。
1.2乙醇汽油車
在汽油中加入適量的乙醇,能夠有效的將多余的農作物消耗掉,這樣就可以緩解我國的石油緊張狀況,減少石油能源的進口量,實際上就是在其中加入了一些含氧量比較高的物質,同時它還能很好的降低生產過程中的環境污染現象,所以乙醇汽油也在應用的過程中可以很好的體現出節能性和環保性。某公司相應政府的號召,根據自身的情況和政府的工作要求對車輛的燃料系統進行了更加詳細的改良,研制出了一種可以安全使用的乙醇汽油車。乙醇汽油在使用的過程中會涉及到燃油管路密封件的溶脹現象,所以在選擇材料的過程中也應該有其注意耐溶脹性非常強的橡膠鍍層,醇類物質對金屬有非常強的腐蝕性,所以對耐受性比較差的金屬也必須要采取有效的措施對其進行控制。
2節能環保型的油發展趨勢
2.1加氫技術生產油基礎油
目前,世界油基礎油正由API類向API/類轉變,基礎油生產正向加氫技術發展。加氫技術生產的油基礎油,硫、氮及芳烴含量低,黏度指數高,熱氧化安定性好,揮發性低,換油期長。我國油加氫處理技術的應用始于上世紀90年代初,目前建成投產的裝置有:蘭州石化公司煉油廠生產很高黏度指數(VHVI)基礎油的加氫處理裝置;大慶煉化公司煉油廠生產高黏度指數基礎油的加氫異構脫蠟裝置;克拉瑪依煉油廠全氫型高壓加氫生產低芳烴環烷基油工業裝置,荊門石化總廠油加氫改質裝置。這些新建裝置生產的油,滿足了油市場對新一代高質量油的需求。
2.2生物技術在油(脂)中的應用
生物柴油是保護環境防止大氣污染的超清潔柴油,還具有降低CO2排放減少溫室效應的特點;發展生物柴油可以調整農業產品結構,為農業發展開辟一條新路。目前和今后我國仍需大量進口石油,而用植物油生產柴油,也為保障我國能源安全多開辟一條途徑。生物技術在油(脂)中的應用生物技術用于研究開發可降解油(脂)始于20世紀70年代。綠色化學將使生物可降解油(脂)的發展在21世紀更為迅速。目前,生物降解油(脂)研究領域有:生物降解液壓油、通用生物降解脂、生物降解油。用于生物降解油(脂)的主要有植物油與合成脂類。目前植物油用得較多的是菜籽油、葵花籽油等;合成脂有醇與脂肪酸合成的多元醇酯、復合脂等。可降解油(脂)無毒,具有良好的性和黏溫性能,黏度指數高,容易降解生成二氧化碳和水。歐洲、美國和日本已開展了生物降解油(脂)的研究,一些著名廠家已陸續開發出了生物降解油(脂),且有生物降解性能的評定方法。在歐洲,生物降解劑已占7%左右,北歐一些國家還制定了法規,限制部分礦物油的使用,以推廣使用生物降解油(脂)。國內許多單位也相繼進行了生物降解油(脂)的研究。上海交通大學以開發生物降解油劑為目的,對綠色劑的基礎油進行了改性和氧化機理的研究,篩選得到了一些效果較好的抗氧添加劑,合成了幾個系列的極壓抗磨添加劑,并考察了它們的摩擦學性能,取得良好效果。生物技術在領域具有廣闊的應用前景。
2.3納米材料與技術在油領域的應用
近年來,納米材料得到飛速發展,納米材料與技術在領域的應用得到了摩擦學科技工作者的高度重視。許多研究單位和高等院校先后進行了將納米材料用于油(脂),以提高其抗磨損和抗極壓性能的研究。納米顆粒作為油(脂)添加劑具有一定的修復功能,而降低有機物修飾納米顆粒的成本,實現其規模化生產,是納米材料在油(脂)中成功應用的基礎。
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