平面双核酞菁化合物的发展及应用前景
第33卷第3期东北师大学报自然科学版Vol133No13 2001年9月JOURNAL OF NORTHEAST NORMAL UN IV ERSIT Y September2001
[文章编号]100021832(2001)0320064209
平面双核酞菁化合物的发展及应用前景
石 鑫,郭 卓,王春雷,罗 艳,杜锡光,赵宝中,陈 彬
(东北师范大学化学学院,吉林长春130024)
[摘 要] 主要阐述了平面共享一个苯环的双核酞菁的合成、性质及应用.简单
介绍了双核酞菁的发展和两种基本合成方法,并详细介绍了该类化合物的催化、氧化还原、荧光、LB膜、液晶性质,同时对其应用前景进行了展望.
[关键词] 双核酞菁;合成;性质;应用
[中图分类号] O62514 [文献标识码] A
0 引言
从1907年Brown和Tcherniae意外地制备出第一个酞菁化合物至今已有近100年,在此期间,人们不断地合成出各种各样的酞菁化合物,成功地在酞菁母体中嵌入70余种元素作为中心原子,形成了数千种酞菁化合物.这些化合物价廉易得,热稳定性和化学稳定性良好,被广泛地应用于各种工业领域.20世纪80年代以来,为了获得性质更为独特的酞菁化合物,在逆向合成思想指导下,人们开始试图将两个酞菁单体以不同的方式连接起来,从而构成了一类新的酞菁化合物(bisphthalocyanine),统称为双核酞菁,其中以平面共享一个苯环的双核酞菁性质最为独特,这主要是由扩大的π共扼体系造成的.这类双核酞菁化合物由于在某些性质上比单核酞菁化合物更好,所以近年来它一直受到人们的广泛关注.
1 双核酞菁的主要类型
图1a为以一个氧原子[1]或二原子、四原子[2]、五原子[3～5]烷氧桥共价键联系和以硅氧桥[6]共价键联系以及以芳环[7]联系的双核酞菁化合物;图1b为两个酞菁单体以氮原子与金属配位形成的三明治型双核酞菁化合物[8～10].
[收稿日期] 2001204216
[基金项目] 国家教育部资助项目1
[作者简介] 石鑫(1975-),女,硕士研究生;联系人:陈彬(1963-),男,博士,教授,主要从事分子反应动力学研究1
图1 三明治型双核酞菁化合物
图2为平面共享芳环的双核酞菁化合物[11～13]
.
图2 平面共享芳环的双核酞菁化合物
2 双核酞菁的基本合成方法
211 熔融法
以邻苯二甲酸酐、1,2,4,5-均苯四酸二酐、尿素、钼酸铵高温熔融制备酞菁化合物的方法[14],主要适用于金属酞菁化合物的制备.
5
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212 溶剂法
1,3-二亚氨基异吲哚啉在N ,N -二甲基氨基乙醇(DMAE )溶剂中回流制备酞菁化合物的方法[13],主要适用于平面双核无金属酞菁化合物的制备
.
这种无金属酞菁化合物可与无水金属卤化物在DMAE 溶剂中进一步反应制得平面双核金属酞菁化合物[15].
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3 平面双核酞菁的性质及应用
311 催化作用
酞菁化合物由于具有价廉易得、热稳定性和化学稳定性良好等优点,作为催化剂已经在催化氧化脱硫[16～29]、加氢和乙烯基化[30]、苯乙烯液相氧化反应[31]中得到了广泛应用.平面共享一个苯环的双核金属酞菁与单核金属酞菁相比,具有扩大了的π电子共轭体系,其储备电子能力更强,所以其催化性质比单核金属酞菁更好,如催化苯乙烯液相氧化反应.在双核单金属酞菁(所带金属相同)中,除双核铜酞菁外,其他的双核单金属酞菁均具有非常高的催化活性,比相应的单核金属酞菁的活性高出许多;而双核双金属酞菁(所带金属不同)与双核单金属酞菁的催化活性相近,其中以双核酞菁钴的环氧苯乙烷产率最高.另外值得一提的是双核FeCuPc 显示出明显的协同效应,其催化效果不同于FePc 和CuPc 机械掺杂的催化效果,其中Cu 是以某种方式起助催化剂作用[31].
在众多脱硫催化剂中,双核酞菁钴磺酸盐(PDS )在催化与分子氧有关的反应中具有极其独特的性能[32],主要是由于PDS 具有以中心金属离子化合价改变和大π电子共扼体系为基础的氧化-还原性质.目前在国内工业气体脱硫工艺中已广泛推广使用的ADA 法和MSQ 法都不同程度地存在活性差、硫容低、成本高和不能有效地脱除有机硫等问题,而PDS 在活性、选择性、寿命和硫容等方面较现有的湿法脱硫催化剂有明显提高,与磺化酞菁钴和聚酞菁钴等酞菁钴系催化剂相比,又具有成本低、水溶性好等优点,更重要的是具有抗HCN 中毒的性能,因此在气体脱硫中得到工业化应用.在碱性溶液中,PDS 在对天然气、煤气、焦炉气、合成气、汽油以及含硫废水等的脱硫与净化中均取得了良好的技术效果和显著的经济效益[33].
312 电化学性质
双核金属酞菁的电化学性质与单核金属酞菁相比,又有许多独特的地方.通过循环伏安法(CV )和差示脉冲伏安法(DPV )对平面双核酞菁电化学性质的研究已有文献报道[15],其中对双核酞菁锌和钴的电化学性质进行了详细的研究.研究表明:双核酞菁锌有两个氧化波和四个还原波,分别对应于酞菁环的一个准可逆单电子氧化过程和两个准可
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逆单电子还原过程,并且一个双核酞菁分子的四个还原波分别包含了一个电子.两个氧化波也大致如此.这种分步的氧化还原过程清楚地表明了双核酞菁锌中的两个酞菁中心之间的相互作用,这种相互作用使两个酞菁环不完全在一个平面上,而是在苯环处发生一定的弯曲,同时这种双核酞菁锌清晰的逐步还原过程在以芳环相联系的双核酞菁化合物中是第一例.双核酞菁锌的第一和第二对还原波的还原电位之间的分裂与相应的单核酞菁锌相比扩大了,这主要是由扩大了的非定域体系降低了分子轨道能量造成的.
双核酞菁钴的氧化还原情况更为复杂,也更为独特.这主要是由于金属钴不同于金属锌,它是可变价金属,所以在氧化还原过程中,不仅酞菁环可以发生氧化还原,中心金属钴也可以发生氧化还原.在CV测定中,尽管每对分裂波均大致对应于两个电子,而阳极一侧的电荷却远大于阴极一侧.在DPV测定中,阳极扫描的电荷与阴极扫描的电荷之比大致为5∶1,双核酞菁钴中的第一个钴离子还原所需电荷多于一个电子,而第二个钴离子的还原所需电荷少于一个电子[34],这说明了双核酞菁钴中的钴发生了变价.据文献对PDS 脱硫催化机理研究的报道,通过量化计算预测了双核酞菁钴中的两个钴离子一个是+1价钴离子,一个是+3价钴离子[16],这与上述实验中所得出的结论相吻合,从而使这一理论预测在实验中得到了充分验证.综上所述这些双核酞菁的氧化还原性质为其作为催化剂进行各类催化反应的反应机理的深入研究提供了实验依据;反过来,对双核酞菁催化机理的研究又可进一步促进其在工业生产中的应用.
313 荧光发射
酞菁化合物现已广泛地被用作光学材料,如光敏剂、光盘、光驱动治疗癌症、非线性光学材料等,其中酞菁化合物的非线性光学性质非常好,以二阶和三阶非线性光学性质最为突出.但这些还主要局限于单核酞菁化合物的开发和利用,实际上,双核酞菁化合物同样,甚至可以说具有更好的光学性质.据文献报道,烷氧基取代的酞菁化合物中,所谓的S1和S2发射非常普遍[35,36].一般情况下,S1发射的Stokes移动非常小,而S2发射的Stokes移动则非常大.双核酞菁化合物S1发射的量子产率要比单核酞菁化合物小一个数量级,这种减弱的S1发射说明了双核酞菁化合物中两个酞菁单元之间的相互作用.另外,双核酞菁S1发射的荧光寿命比单核酞菁的要短.双核金属酞菁化合物量子产率与双核无金属酞菁化合物相比相差不多,而荧光寿命要短一些.目前对双核酞菁化合物S2发射的了解还非常有限.据Ferraudi文献报道[37],对S2发射来说,首先,为了可以获得相对更好的符合衰减曲线二元方程的两个组分是必须的,无论是对于单核酞菁还是对于双核酞菁这两种组分的比率并无多大差异.第二,双核酞菁的S2发射荧光寿命比相应的单核酞菁要长一些,这表明双核酞菁的Soret激发态相对更稳定一些.另外,由于12～18ns的荧光寿命对于单线多重态来说是相当长的,所以S2发射可能是由配体-中心三重态之间的跃迁造成的,如π-π3[38,39].第三,与S1发射相比[40],无论是单核酞菁还是双核酞菁,金属酞菁化合物总是比无金属酞菁化合物量子产率高,而且双核酞菁的量子产率也总是大于单核酞菁.截止到目前为止,对双核酞菁化合物荧光性质的研究仍是非常有限的,该类化合物在光学领域的应用有待于进一步开发.
314 单层和多层累积LB膜
在过去的十多年里,许多文献对酞菁化合物制成的LB膜的表征及应用进行了报道,
希望能通过高度有序的结构来改善该类化合物的功能,其中,单核酞菁化合物应用较为广泛[41].最近,对二聚或多聚酞菁化合物的LB 膜也有少量文献报道[42],而对双核酞菁化合物的LB 膜研究则比较少.1994年,Nagao 文献对双核酞菁化合物制成的单层和多层累积LB 膜进行了详细报道,并将其与相应的单核酞菁化合物制成的膜加以比较.研究表明:单分子层LB 膜是在空气-水的界面上形成的.如果将分子尺寸考虑进去,通过对表面压-恒温区域面积的分析表明:无论是单核酞菁还是双核酞菁,其分子压缩性相差不多,抗压性也大致相同,并且都是在水表面上以滑移堆积的形式排列起来,同时分子平面平行于空气-水的界面,而且平面上分子个数大致为8个.酞菁化合物的累积LB 膜是用水平提升的方法制成的,据估算,对于单核酞菁化合物来说,组合分子的个数为4～8个,对于双核酞菁化合物来说也绝不少于此.从制成的累积LB 膜吸收强度的角独立量来看,自组装分子并不是完全无序的,而是可以有一个堆积轴平行于基质表面的滑移堆积构型.并且有证据表明,对于双核酞菁化合物的累积LB 膜,可能还有由单体分子平伏在基质表面上构成的第二种结构形式[15].
315 液晶性质
在众多可选作构建分子材料的分子中,酞菁化合物是最有发展前景的一类.这主要是由于其亚单元的物理化学性质(极性、极化性、氧化还原性等)以及该类化合物可以构建出不同种类的凝聚态(单晶、中间相、薄膜等).长链烷烃取代酞菁化合物形成的柱状液晶已有文献报道[43],文献认为那些中间相构成了可产生电子运输[44,45]和单线态[46]或三线态[47]能量迁移的准一维物质,这些物质可以考虑用做纳米级电子仪器中的亚微型导线.为了进一步增加亚单元的可调物理化学参量的个数,长链烷氧基取代的双核酞菁成为主要的研究对象.Dominique 对此进行了详细的报道[48].双核无金属酞菁化合物在室温至240℃表现为双重折射流动中间相,并在240℃产生了一个各向同性的相形,而在冷却过程中各向异性相又重新出现,其构型与单核酞菁的构型极为相似;而双核金属酞菁化合物在从室温至300℃表现为双重折射流动中间相.在以上两种情况中,固相只发生在室温以下,并且在此温度下由于高相对分子质量物质的粘性,固相很难被观察到.双核酞菁化合物在垂直于分子单元长轴方向上形成了一个更加有序的状态,这种结构可能与在层状面上的一个带有向列型(液晶)次序的近晶状液晶相有关.无论是在溶液还是在中间相中,双核酞菁化合物在分子平面上围绕C 2轴无转动的磁性质使该类化合物极易形成上述结构.正是由于该类化合物这种特殊的性质,人们正广泛地利用它们构建各种不同用途的分子材料.
4 结论
平面共享一个苯环的双核酞菁化合物以其独特的性质成为功能材料领域里最有发展前景的一类化合物.20年来,研究人员对该类化合物从合成到性质、应用进行了深入的研究,不仅发展出多种机理不同的制备方法,也详尽地阐明了该类化合物的分子(电子)结构[49～54]、谱学性质及独特的光电性质和其在工业生产中良好的催化性质;同时预见了该类化合物在光电材料领域里广阔的应用前景.相信随着研究工作的进一步深入,平面双核
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The synthesis,properties and application of planar
binuclear phthalocyanine which share a benzene ring
SHI Xin,GUO Zhuo,WAN G Chun2lei,L UO Yan,
DU Xi2guang,ZHAO Bao2zhong,CHEN Bin
(Faculty of Chemistry,Northeast Normal University,Changchun130024,China)
Abstract:The synthesis,properties and application of planar binuclear phthalocyanine and its derivatives,in which two phthalocyanine units share a common benzene ring,are described. The article introduce the development and the main method of synthesis,as well as its catal2 ysis,redox,fluorescence,LB film,liquid crystals properties.In the end,the prospect of this kind of compound is provided.
K eyw ords:binuclear phthalocyanine;synthesis;property;application
物联网发展趋势
物联网发展趋势Last revision on 21 December 2020
物联网的发展趋势和未来方向一、物联网的概念 物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 二、物联网的应用前景 “物联网”概念的问世，打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开：一方面是机场、公路、建筑物，而另一方面是数据中心，个人电脑、宽带等。而在“物联网”时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。 物联网可以提高经济，大大降低成本，物联网将广泛用于智能交通、地防入侵、环境保护、政府工作、公共安全、智能电网、智能家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。预计物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。有专家预测10年内物联网就可能大规模普及，这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场。 北京着手规划物联网用于公共安全、食品安全等领域。政府将围绕公共安全、城市交通、生态环境，对物、事、资源、人等对象进行信息采集、传输、处理、分析，实现全时段、全方位覆盖的可控运行管理。同时，还会在医疗卫生、教育文化、水电气热等公共服务领域和社区农村基层服务领域，开展智能医疗、电子交费、智能校园、智能社区、智能家居等建设，实行个性化服务。 中国移动总裁王建宙多次提及，物联网将会成为中国移动未来的发展重点。在中国通信业发展高层论坛上，王建宙表示：物联网商机无限，中国移动将以开发的姿态与各方竭诚合作。《国家中长期科学与技术发展规划(2006—2020年)》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将物联网列入重点研究领域。
物联网的发展前景
物联网的发展前景 物联网最初在1999年提出：即通过射频识别（RFID）(RFID+互联网）、红外感 应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把 任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。后来国际电信联盟( ITU) 发布的ITU 互联网报告，对物联网 做了如下定义：通过二维码识读设备、射频识别(RFID) 装置、红外感应器、全球定位 系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进 行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联 网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等 各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。简而言之，物联网就是“物物 相连的互联网”。 物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的 融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。世界 各国都看到了物联网的发展前景，在全球金融危机的大背景下，为了促进科技发展， 寻找经济新的增长点，世界各国都在加紧推进本国的物联网发展。2004年日本总务省提出u-Japan计划， 2006年韩国确立了u-Korea计划， 2009年欧盟执委会发表了欧洲物联网行动计划，描绘了物联网技术的应用前景，提出欧盟政府要加强对物联网的 管理，促进物联网的发展。2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商 业领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛 首次提出“智慧地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。当年， 美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。2009年8月，温家宝“感知中国”的讲话把我国物联网领域的研究和应用开发推向了高潮，无锡市率先建立了“感知中国”研究中心，中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院，无锡市 江南大学还建立了全国首家实体物联网工厂学院。自温总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中 国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟。 物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息 传感设备。物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。根据 美国研究机构Forrester预测，物联网所带来的产业价值将比互联网大30倍，物联网 将成为下一个万亿元级别的信息产业业务。2011年12月，我国的《物联网“十二五”发展规划》正式发布，《规划》明确，将加大财税支持力度，增加物联网发展专项资 金规模，加大产业化专项等对物联网的投入比重，鼓励民资、外资投入物联网领域。《规划》提出，到2015年初步完成产业体系构建的目标：形成较为完善的物联网产业链，培育和发展10个产业聚集区，100家以上骨干企业，一批“专、精、特、新”的中小企业，建设一批覆盖面广、支撑力强的公共服务平台。“十二五”期间，物联网
光电子技术的应用和发展前景
光电子技术的应用和发展前景 姓名：曾倬 学号：14021050128 专业：电子信息科学与技术 指导老师：黄晓莉
摘要：光电子技术确切称为信息光电子技术，本文论述了一些新型光电子器件及其发展方向 20世纪60年代激光问世以来，最初应用于激光测距等少数应用，光电子技术是继微电子技术之后近30年来迅猛发展的综合性高新技术。1962年半导体激光器的诞生是近代科学技术史上一个重大事件。经历十多年的初期探索，到70年代，由于有了室温下连续工作的半导体激光器和传输 损耗很低的光纤，光电子技术才迅速发展起来。现在全世界敷设的通信光纤总长超过1000万公里，主要用于建设宽带综合业务数字通信网。以光盘为代表的信息存储和激光打印机、复印机和发光二极管大屏幕现实为代表的信息显示技术称为市场最大的电子 产品。人们对光电神经网络计算机技术抱有很大希望，希望获得功耗的、响应带宽很大，噪音低的光电子技术。
目录 （一）光电子与光电子产业概况 （二）光电子的地位与作用 （三）二十一世纪信息光电子产业将成为支柱产业 （四）国际光电子领域的发展趋势 （五）光电子的应用
（一），光电子及光电子产业概况 光电子技术是一个比较庞大的体系，它包括信息传输，如光纤通信、空间和海底光通信等；信息处理，如计算机光互连、光计算、光交换等；信息获取，如光学传感和遥感、光纤传感等；信息存储，如光盘、全息存储技术等；信息显示，如大屏幕平板显示、激光打印和印刷等。其中信息光电子技术是光电子学领域中最为活跃的分支。在信息技术发展过程中，电子作为信息的载体作出了巨大的贡献。但它也在速率、容量和空间相容性等方面受到严峻的挑战。 采用光子作为信息的载体，其响应速度可达到飞秒量级、比电子快三个数量级以上，加之光子的高度并行处理能力，不存在电磁串扰和路径延迟等缺点，使其具有超出电子的信息容量与处理速度的潜力。充分地综合利用电子和光子两大微观信息载体各自的优点，必将大大改善电子通信设备、电子计算机和电子仪器的性能。 今天，光电子已不再局限传统意义上的用于光发射、光调制、光传输、光传感等的电子学的一
核能的利用与发展
核能的利用与前景 摘 要 本文简要介绍原子核的质量亏损和结合能、核子的平均结合能与规律等核能利用原理及核能发电、供热的应用，并对核能聚变前景进行展望。 关键词 核能 质量亏损 结合能 1、引言【1】 人类赖以生存的地球,正在超负荷运行。不仅人口在增长,而且社会发展对能源的需求正以惊人的速度增长。而靠大量燃烧石化燃料获得能源的同时,也给现代社会带来了许多难以解决的灾难性问题：能量资源短缺,森林植被遭破坏,大气、水系、土壤被污染,二氧化碳增多导致的温室效应使自然灾害增多等等。在保护和改善环境的前提下开发利用新兴能源,是人类生存和社会发展的必然趋势。20世纪30年代,随着对原子核研究的深入,人类发现了原子核内蕴藏着巨大的可开发的能量,并开始和平利用原子能的研究。经半个多世纪的努力,迄今世界上已有30多个国家建造核电站440多座,发电量占全球的18%。与火电相比,核电是廉价、洁净、安全的能源。随着将来受控热核聚变的成功,核能必然成为未来的能源支柱。 2、原理 2.1、原子核的质量亏损和结合能【1】 原子核都是由质子和中子组成的,质子和中子统称核子。实验数据发现任何一个原子核的质量总小于组成它的所有核子的质量和,也即核子在组成原子核的过程中,发生了质量亏损,其亏损等于核子结合为核时质量的减少,用△M 表示。 根据爱因斯坦质能方程2E mc =,可知自由核子在结合成原子核时要释放能量,这个能量称为原子核的结合能B 。2()p n B ZM NM M C =+-,其中M p 、M n 、M 分别为质子、中子、原子核的质量。 2.2、核子的平均结合能与规律【1】
质子和中子结合为原子核时放出 的总能量除以质量数A,称为核子的平 均结合能E 。其物理意义是自由核子结 合成原子核时平均每个核子释放的能 量;也可以理解为核分散成核子时,外 界必须对每个核子作功的平均值。E 的 大小可以表征原子核稳定的程 度。平均结合能越大，表示这些 原子核越稳定。核子数较小的轻 核与核子数较大的重核，平均结 合能都比较小，中等核子数的原 子核，平均结合能较大，表示这 些原子核较稳定。当平均结合能 较小的原子核转化成平均结合 能较大的原子核时，就可释放核 能。 图1中表示出各种不同核的平均结合能对质量数A 的分布曲线。从曲线图分析可知中等原子核的平均结合能较大,轻核和重核的平均结合能较小。这说明当一个重核分裂成两个中等质量的原子核时或者当两上很轻的核聚合成一个较重的核时,将有能量的释放,此能即为原子能,又称核能。重核的裂变和轻核的聚变是获取原子能的两条主要途径。 2.3、核裂变【2】 核裂变，又称核分裂，是指由重的原子（铀y óu 或钚b ù）分裂成较轻的原子的一种核反应形式。原子弹以及裂变核电站或是核能发电厂的能量来源都是核裂变。其中铀裂变在核电厂最常见，加 热后铀原子放出2到4个中子，中子再 去撞击其它原子，从而形成链式反应而 自发裂变。如图2所示。 2.2、核聚变【2】 核聚变是指由质量小的原子 （主要 图1：平均结合能图 图3 ：核聚变示意图 外来中子 铀-235 裂变 辐射 中子 链式裂变反应 图3：裂变反应示意图
国内外物联网产业发展现状趋势全面综述 2
国内外物联网产业发展现状趋势 关键词: 物联网RFID 【提要】2009年8月和12月，温家宝总理分别在无锡和北京发表重要讲话，重点强调要大力发展传感网技术，努力突破物联网核心技术，建立“感知中国”中心。2010年《政府工作报告》中，温总理再次指出：将“加快物联网的研发应用”明确纳入重点产业振兴计划。这代表着中国传感网、物联网的“感知中国”已成为国家的信息产业发展战略。 2009年8月和12月，温家宝总理分别在无锡和北京发表重要讲话，重点强调要大力发展传感网技术，努力突破物联网核心技术，建立"感知中国"中心。2010年《政府工作报告》中，温总理再次指出：将"加快物联网的研发应用"明确纳入重点产业振兴计划。这代表着中国传感网、物联网的“感知中国”已成为国家的信息产业发展战略。 物联网概述 1.物联网的定义与概念提出 所谓"物联网"，是指通过射频识别、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 通俗地解释，物联网就是"物物相连的互联网"。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。 物联网的概念是美国Auto-ID实验室在1999年首次提出的，2005年国际电信联盟在信息社会世界峰会上发布《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出"物联网概念"，激情豪迈地指出"物联网时代即将到来"。 2.物联网的本质和关键技术 物联网的本质概括起来主要体现在三个方面：一是互联网特征，即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络；二是识别与通信特征，即纳入物联网的"物"一定要具备自动识别与物物通信（MachinetoMachine，M2M）的功能；三是智能化特征，即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。 物联网产业链可以细分为感知、处理和信息传送三个环节，每个环节的关键技术分别为传感技术、智能信息处理技术和网络传输技术。传感技术通过多种传感器、RFID、二维码、GPS定位、地理信息识别系统和多媒体信息等多媒体采集技术，实现对外部世界的感知和
地理信息系统的应用和发展前景
地理信息系统的应用与发展前景 从20世纪60年代以来，随着网络信息技术等先进技术的不断发展，地理信息系统有了很广泛的应用，并逐渐趋于社会化应用，已成为人们各种活动中不可缺少的系统。本文简要阐述了地理信息系统的相关概念，简单介绍其几项基本的功能，从地理信息系统的发展出发，对地理信息系统的应用以及发展前景进行分析。 所谓地理信息系统主要通过地理空间数据，建立地理模型并进行分析，实现对地理的研究的一种计算机技术系统。其包含的学科比较广泛，涉及了计算机科学、信息科学、地理学等为一体的新兴学科。其功能的全面与系统性，从多维度的地理信息为人们研究与解决地理、环境、灾害、规划等重大问题提供所需的信息资源。地理信息系统作为计算机程序与地理数据组成的地理空间模型，它将客观世界模型化的空间数据，用户可在模型中对空间数据进行分析与预测，方便管理与决策。另外，地理信息系统通过硬软件的结合，使得该系统功能比较多，并有了很广泛的应用。 地理信息系统的相关概念 地理信息系统又被称为GIS，该系统主要通过地理空间数据对地理信息进行收集、储存并分析处理。地理信息系统
经空间的逻辑可扩展至形象思维，而随着人们对地理信息系统的理解逐渐加深，其内涵在不断的丰富，从不同的角度来看其内涵所包含的内容也是各不相同的。第一，从技术上来说，地理信息系统是通过计算机软件与硬件的支持，并进行管理、分析与显示空间数据的信息技术系统。第二，从学科上说，地理信息系统作为一门新兴的交叉学科，主要以测绘学、地理学以及统计学为基础，又通过计算机硬件与软件技术、遥感技术等先进技术支持。第三，从用途上来说，地理信息系统作为一个工具箱，主要包括了采集、存储、管理、处理分析以及现实空间数据等。 我国地理信息系统的发展概况 我国的地理信息系统起步比较晚，但发展速度却非常快，在经过40多年的研究开发与使用，我国的地理信息系统逐渐趋于成熟。在我国对其发展的概况来看，可将其分为三个阶段：一是起步阶段，20世纪70年代初，我国开始将电子计算机应用到测量、绘图等领域中。而在这阶段，国家测绘机研究出了地形测量与航空摄影城图等，为地理信息系系统的发展奠定了基础。且在这一阶段，确立了地理信息系统概念，并逐渐开展了对地理系信息系统的研究与人才培养。二是科研试验阶段。从20世纪80年代开始，我国重视对遥感技术的发展与应用，地理信息系统进入科研?验的阶段。此阶段遥感应用研究所成立，成为专门研究地理信息系
马克思主义基本原理-核能对人类社会发展的影响
核能对人类社会发展的影响 刘xx （北京理工大学机械工程及自动化 xxxxx） 摘要核能是一种高效、清洁的能源。介绍了核能的发展历史以及产生的基本原理。核能在核电站、医疗、核动力装置、核武器的相关技术原理，还有核能在这四个方面对人类社会生产、生活、管理、建设的影响。 关键词核能核电站医疗核动力核武器 从古至今，人类都在消耗能源，各种各样的能源，最常见、使用最长久的就是化石燃料，包括木材、煤矿、石油等，到近代人类发现了中子撞击铀会产生巨大的能量，于是乎核能产生了。 1 核能产生原理 首先先介绍一下核能（Nuclear Energy）的概念，核能又称为原子能，是由组成原子核的粒子之间发生的反应，转化其质量从原子核中释放出的能量。 1905年，阿尔伯特·爱因斯坦提出狭义相对论，之后作为推论，又提出质能方程E=mc2，（其中E=能量，m=质量，c=光速常量）。 原子核是由中子和质子构成。每个中子和质子都有自己的质量。但一个原子核的质量不完全等于每一个中子和质子的质量和。这两者的质量差根据爱因斯坦的质能方程，可以算出由中子和质子形成原子核的过程中释放的能量。 当重原子裂变成两个或多个原子时，生成原子的结合能总和会大于原来重原子所具有的结合能，此间的差值便会以热能的形式释放出来，这便是核裂变反应。反之，当几个轻原子结合，合成原子的结合能大于原本所有原子结合能之和，这便是核聚变反应放出能量的来源。总的来说：核能是通过三种核反应之一释放：1.核裂变。打开原子核的结合力。2、核聚变，原子的粒子熔合在一起。3、核衰变，自然的慢得多的裂变形式。 原子能比化学反应中释放的热能要大将近5千万倍：铀核裂变的这种原子能释放形式约为200，000，000电子伏特，而碳的燃烧这种化学反应能量仅放出4．1电子伏特。 核能是人类历史上的一项伟大发现，但是由于其巨大的能量具有强大的应用潜力如果应用不当，落入反和平人士的手中，其高强度能量就有可能成为全人类的灾难。核能就像是一个天使与魔鬼的结合体，人类一直在寻找一种途径能够通过利用核能解决日益加剧的能源短缺问题，但是有震慑于它的可怕威力，稍不注意就会造成难以估量的损失（日本福田核电站事件）。 核能在社会发展（社会生产、管理、建设、生活）中发挥了巨大的作用。目前而言，核能的应用主要集中在核电站、医疗、小型核动力装置、核武器这四种形式。 2 核能发电
核能利用与发展论文
核能利用与发展趋势 学校：东北农业大学 学院：工程学院 班级：机化1302 学号： 姓名：
核能利用与发展趋势 Unclear energy utilization and development trend 摘要核电是一种清洁、安全、技术成熟、供应能力强、能大规模应用的发电方式，目前，我国核电已由起步进入发展阶段，具有自主设计建造第一代核电的能力，我国已做出积极推进核电发展的重大决定，加快我国核电建设，提高核电在电力供给中的比重，这将有助于缓解电力增民与交通运输的矛盾，核能利用的发展前景将越来越广阔。 关键词核能利用前景核能发展核电 1.核电概述 核能的发展和利用是20世纪科技史上最杰出的成就之一。它通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc2，该方程式表明，质量和能量是等价的，其比例常数为光速的平方。在核能的利用中，核电厂的发展是相当迅速的，己被公认为是一种经济、安全、可靠、干净的能源，核动力技术在多数发达国家得到了巨大发展，也在很多发展中国家获得了广泛的认可。根据能源需求和能源生产结构，我国政府己制定了积极发展核电的方针，建设了秦山和大亚湾两大核电基地，中国核电建设的安全策略取得了成功。 2.核能发电 核能是原子核结构发生变化是释放出来的能量。目前人类利用核能主要有三种——重元素的原子核发生裂变和轻元素的原子核发生聚合反映时释放出来的核能或是原子核自发射出某种粒子而变为另一种核的过程，它们分别为核裂变能、核聚变能和核衰变。核裂变能 核裂变，又称核分裂，是指由较重的原子，主要是指铀或钚，分裂成较轻的（原子序数较小的）原子的一种核反应形式。原子弹以及裂变核电站的能量来源都是核裂变。早期原子弹应用钚-239为原料制成。而铀-235裂变在核电厂最常见。 重核原子经中子撞击后，分裂成为两个较轻的原子，同时释放出数个中子。释放出的中子再去撞击其它的重核原子，从而形成链式反应而自发分裂。原子核裂变时除放出中子还会放出热，核电厂用以发电的能量即来源于此。 由于每次核裂变释放出的中子数量大于一个，因此若对链式反应不加以控制，同时发生的核裂变数目将在极短时间内以几何级数形式增长。若聚集在一起的重核原子足够
物联网基本概念和发展前景
物联网基本概念和发展前景
概述 物联网（The Internet of things）的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的概念是在1999年提出的。物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。 [编辑本段] 一、物联网与互联网的关系及其定义 物联网的英文名称为“The Internet of Things”。由该名称可见，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。物联网的定义是通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描
器、···等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 [编辑本段] 二、物联网的背景与前景 物联网的概念是在1999年提出的。过去在中国，物联网被称之为传感网。中科院早在1999年就启动了传感网的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些适用的传感网。 1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。 2003年，美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。 2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念。报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术（RFID）、传
物联网的应用领域与发展前景
物联网的应用领域与发展前景 姚程宽张新华詹喆 （安庆医药高等专科学校公共基础部安徽安庆246003） 摘要：物联网是互联网发展到今天的高级产物，目前还没有对物联网权威的定义。从技术的角度说，任何一个互联互通的网络都可以实现，比如电信、移动、联通、广电等，也可以是一个独立局域网。对于普通用户来说，物联网重要的不是网络本身，而是基于这些网络的应用服务。能从这些网络中得到哪些服务，这才是与我们的工作生活相关的。简单的说：服务才应该是物联网的关注点。本文介绍了物联网的概念，并从工业、农业、教育和生活等方面详细介绍了物联网的应用，并分析了物联网在中国的发展前景。 关键词：物联网；感知技术；服务 物联网是近两三年来非常热门的科技词汇之一，他的英文是：“The Internet of things”，简写成IOT。简单的说物联网就是物和物互联的网络，它利用并融合感知技术、识别技术、网络技术、通讯技术和云计算等技术，把控制器、传感器、人和物等连接起来，实现物和物，人与物的连接，最终得到智能化的网络，被广泛认为是信息产业的第三次革命。物联网是互联网发展的高级产物，它利用互联网以及互联网上的所有资源，继承了互联网上的所有应用，同时物联网保留了自身资源和设备的个性化和私有化。
1.物联网的应用领域 1.1物联网在工业中的应用 （1）制造业供应链管理物联网应用于原材料采购、销售和库存领域，通过完善并优化供应链的管理体系，从而提高效率，降低成本。 （2）生产过程工艺优化物联网技术能提高工业生产线上的过程检测、生产设备监控、材料消耗监测、实时参数采集的能力和水平，有助于生产过程智能监控、智能诊断、智能控制、智能维护、智能决策，从而改进生产过程，优化生产工艺，提高产品质量。 （3）安全生产管理把感应器或感知设备安装在矿工设备、矿山设备、油气管道等危险设备中，可以感知在危险环境中的设备机器、工作人员等方面的安全信息，将现有单一、分散、独立的网络监管平台提升为多元、系统、开放的综合监管平台，以实现快捷响应、实时感知、准确辨识和有效控制等。 （4）环保检测及能源管理环保设备融入物联网可以对工业生产过程产生的各类污染源及污染治理关键指标进行实时监控[1]。 1.2物联网在农业中的应用 （1）食品安全溯源系统加强农副产品从生产到销售到最终消费者整个流程的监管，降低食品安全隐患。通过安装电子芯片，物联网技术可以追溯芯片的编码查询产地、生产日期以及检验检疫情况。
论述gis的应用和发展前景
论述gis的应用和发展前景 GIS系统是将描述“在什么地方”的信息与描述“这是什么”的信息相链接的制图软件。与画在纸上的地图不同，GIS是“所见即所得”的，一个GIS地图关联许多不同的层信息。 一幅画在纸上的地图，你所能做的操作就是打开它。这时候展现在你面前的是关于城市、道路、山峦、河流、铁道和行政区划的一些表现。城市在这些地图上只能用一个点或一个圈表示、道路是一条黑线、山峰是一个很小的三角、而湖泊则是一个蓝色的块。 同纸质地图一样，GIS产生的数字地图也是用象素或点表示诸如城市这样的信息，用线表示道路这样的信息、小块表示湖泊等信息。 但是不同的是，这些信息都来自数据库，并且只在用户选择显示它们的时候才被显示。数据库中存储着诸如这个点的位置、道路的长度、甚至湖泊的面积等信息。 数字地图上的每一条信息都位于一个层上，用户可以根据需要打开或关闭这些层。一个层也许构成了一个地区所有的道路信息，另外的层也许表现了同一个地区所有湖泊的信息。当然，也许还会有一个层描述所有的城市信息。 为什么分层是如此重要呢？GIS同纸质地图相比，强大之处就是运用GIS你可以根据你行动的目的去选择你想看的信息。 商人们为某一特定城市绘制客户地图所显示的信息当然与市政工程师希望看到的同一城市自来水管线信息非常不同。这两幅地图都是以相同的街道和街区地图为基础的，但是他们在这张地图上添加了不同的信息。 1 GIS技术发展概况 在新兴的信息产业中，GIS(Geographic Information System,地理信息系统)作为集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学和治理科学及相关学科等为一体的新兴边缘学科，近30年来迅速兴起。GIS将计算机技术和空间地理分布数据相结合，通过系统建立、空间操作与模型分析，为地球科学、环境科学和工程设计、乃至企业治理等方面的规划、治理和决策提供有用的信息。目前GIS在国内外应用领域已相当广泛，不但成功地应用于测绘、制图、资源和环境等领域，而且已成为城市规划、公共设施治理、工程建设等的重要工具，此外GIS还进入了军事战略分析与决策、商务策划、文教卫生乃至人
核能技术应用及发展
核能技术应用及发展 核能是核裂变能的简称，是由于原子核内部结构发生变化而释放出的能量。核能的释放通常有两种形式，一种是重核的裂变，即一个重原子核(如铀、钚)分裂成两个或多个中等原子量的原子核，引起链式反应，从而释放出巨大的能量；另一种是轻核的聚变，即两个轻原子核(如氢的同位素氘)聚合成为一个较重的核，从而释放出巨大的能量。 重核裂变是指一个重原子核，分裂成两个或多个中等原子量的原子核，引起链式反应，从而释放出巨大的能量。 所谓轻核聚变是指在高温下(几百万度以上)两个质量较小的原子核结合成质量较大的新核并放出大量能量的过程，也称热核反应。它是取得核能的重要途径之一。 与重核裂变相比，轻核聚变发电有着无可比拟的优点。 (1)能量巨大。核聚变比核裂变释放出更多的能量。例如，铀-235的裂变反应，将0．1％的物质变成了能量；而氘的聚变反应，将近0．4％的物质变成了能量。 (2)资源丰富。重核裂变使用的主要原料是铀，目前探明的储量仅够使用几十年；而轻核聚变使用的是海水中的氘，1升海水能提取30毫克氘，在聚变反应中能产生约等于300升汽油的能量，即“1升海水约等于300升汽油”，地球上海水中就有45万亿吨氘，足够人类使用数百亿年。而且地球上锂储量有2000多亿吨，锂可用来制造氚，足够人类在聚变能时代使用。因此受控核聚变的燃料取之不尽、用之不竭。 (3)成本低廉。1千克氘的价格只为1千克浓缩铀的1／40。 (4)安全、无污染核。聚变不产生放射性污染物，万一发生事故，反应堆会自动冷却而停止反应，不会发生爆炸。 但是，实现核聚变的条件十分苛刻，为了使2个原子核聚变，必须使两个原子核的一方或双方有足够的能量，去克服彼此之间的静电斥力，满足这样的条件需要几千万甚至几亿摄氏度的高温。 自20世纪70年代起，世界范围内掀起了托卡马克的研究热潮。目前，全世界有30多个国家及地区开展了核聚变研究，运行的托卡马克装置有几十个。 最近，由中国、美国、欧盟、日本、俄罗斯、韩国共同参与的国际热核反应堆合作计划(ITER)因其最终选址问题再次引起了人们的兴趣。这个被称为“人造太阳”的热核反应堆，不仅因为13万亿日元的巨大投资引人关注，更因为如能在未来50年内开发成功，将在很大程度上改变目前世界能源格局，使人类拥有取之不尽、用之不竭的理想的洁净能源。国际热核实验反应堆是继国际空间站之后最大的国际科学合作项目，我国也已正式加盟。根据计划，世界首座热核反应堆将于2006年开工，2013年前完工。这预示着在能源革命中占有重要地位的核聚变能开发和利用的曙光已出现，核能文明时代即将到来。 虽然目前化石燃料在能源消耗中所占的比重仍处于绝对优势，但此种能源不仅燃烧利用率低，而且污染环境，它燃烧所释放出来的二氧化碳等有害气体容易造成 "温室效应"，使地球气温逐年升高，造成气候异常，加速土地沙漠化过程，给社会经济的可持续发展带来严重影响。与火电厂相比，核电站是非常清洁的能源，不排放这些有害物质也不会造成"温室效应"，因此能大大改善环境质量，保护人类赖以生存的生态
浅谈物联网的发展历史、现状及发展趋势
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/3c1371566.html, 浅谈物联网的发展历史、现状及发展趋势 作者：王成莉 来源：《商情》2013年第05期 【摘要】近年来，物联网技术受到了人们的广泛关注。本文主要概述了物联网的内涵， 分析了物联网应用发展的历史和现状，并对物联网的发展前景和趋势等方面进行了探讨。 【关键词】物联网现状发展趋势一、物联网的内涵 物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，是新一代信息技术的重要组成部分，其英文名称是“Internet of Things”（IOT），又稱为“Web of Things”。物联网是互联网的应用扩展，顾名思义就是“物品与物品相连的互联网”，它包含两层意思，第一是物联网仍旧是一种互联网，是以互联网为基础进行的延伸和扩展，第二是物联网的用户端是物品与物品之间进行信息交换和通信。 根据国际电信联盟（ITU）的描述，在物联网时代，通过各种各样的日常用品嵌上一种短距离的移动收发器，人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度，从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。 二、物联网的发展历史 物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机，但确切来说，物联网的理念最早出现于比尔盖茨1995年《未来之路》一书。1999年美国Auto-ID中心的Ashton教授在研究RFID时首先提出“物联网”的概念，这也是在2003年掀起第一轮华夏物联网热潮的基础，同年召开的移动计算和网络国陸提出了“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。2005年11月，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU） 发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念，此时，物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。报告中指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换，射频识别技术、传感器技术、纳米技术、职能嵌入技术将得到更加广泛的应用。然而，报告对物联网缺乏一个清晰的定义。2008年后，为了促进 科技发展，寻找经济新的增长点，各国政府开始重视下一代的技术规划，将目光放在了物联网上。 三、物联网的发展现状 就目前来说，物联网的开发和应用仍处于起步阶段。发达国家和地区抓住机遇，出台政策进行战略布局，希望在新一轮信息产业重新洗牌中占领先机。日韩基于物联网的“U社会”战略、欧洲“物联网行动计划”及美国“智能电网”、“智慧地球”等计划相继实施；澳大利亚、新加
物联网发展现状及趋势分析
物联网发展现状及趋势分 析 Last revision on 21 December 2020
物联网发展现状及趋势分析物联网是新一代信息技术的高度集成和综合运用，对新一轮产业变革和经济社会绿色、智能、可持续发展具有重要意义。因其具有巨大增长潜能，已是当今经济发展和科技创新的战略制高点，成为各个国家构建社会新模式和重塑国家长期竞争力的先导。一、什么是物联网（一）物联网的定义物联网是新一代信息技术的重要组成部分，指的是将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其英文名称是“The Internet of things”，也称作“The Internet of everything”。顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。其含义有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。1991年美国麻省理工学院（MIT）的Kevin Ashton教授首次提出物联网的概念。1999年MIT建立了“自动识别中心（Auto-ID Center）”，提出“万物皆可通过网络互联”，阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频识别（RFID）技术的物流网络。2005年11月，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概念。物联网的定义和覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。2009年欧盟执委会发表了欧洲物联网行动计
细胞工程应用及发展前景
细胞工程的应用及发展前景 姓名:刘长红学号：200908010310 专业：生物科学3班 摘要：细胞工程，就是以细胞为单位，按人们的意志，应用细胞生物学、分子生物学等理论和技术，有目的地进行精心设计，精心操作，使细胞的某些遗传特性发生改变，达到改良或产生新品种的目的，以及使细胞增加或重新获得产生某种特定产物的能力，从而在离体条件下进行大量培养、增殖，并提取出对人类有用的产品的一门应用科学和技术。它主要由上游工程（包括细胞培养、细胞遗传操作和细胞保藏）和下游工程（即将已转化的细胞应用到生产实践中用以生产生物产品的过程）两部分构成。当前细胞工程所涉及的主要技术领域包括细胞融合技术、细胞器特别是细胞核移植技术、染色体改造技术、转基因动植物技术和细胞大量培养技术等方面。 关键字：细胞工程，实际应用，发展前景 1.引言 当前细胞工程细胞工程是生物工程的一个重要方面。总的来说，它是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。。所涉及的主要技术领域有细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等方面通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并可以产生新的物种或品系。细胞工程与基因工程一起代表着生物技术最新的发展前沿，伴随着试管植物、试管动物、转基因生物反应器等相继问世，细胞工程在生命科学、农业、医药、食品、环境保护等领域发挥着越来越重要的作用。 1.细胞工程的概念及研究内容 1.1细胞工程 具体是指应用现代细胞生物学、发育生物学、遗传学和分子生物学的理论与方法，按照人们的需要和设计，在细胞水平上的遗传操作，重组细胞的结构和内含物，以改变生物的结构和功能，即通过细胞融合、核质移植、染色体或基因移植以及组织和细胞培养等方法，快速繁殖和培养出人们所需要的新物种的生物工程技术。21世纪合成生物学的发展，采用计算机辅助设计、DNA或基因合成技术，人工设计细胞的信号传导与基因表达调控网络，乃至整个基因组与细胞的人工设计与合成，从而刷新了基因工程与细胞工程技术，并将带来生物计算机、细胞制药厂、生物炼制石油等技术与产业革命。 1.2细胞工程的研究内容 动植物细胞与组织培养、细胞融合（新的物种或品系、单克隆抗体）、细胞核移植（无性繁殖、克隆动物）、染色体工程（多倍体育种，例：八倍体小黑麦）、胚胎工程（优良品种、试管婴儿）、干细胞与组织工程（胚胎干细胞、组织干细胞）、转基因生物与生物反应器（转基因动物、转基因植物） 2.细胞工程的应用 2.1细胞工程在植物方面的应用
核能发展的利与弊
核能发展的利与弊 吴瀚 中国石油大学（华东)信息与控制工程学院电气1605 1605030521 摘要：随着社会的发展，人们对于能源的需求越来越多，然而地球上的化石能源正越来越少，并且带来了许多环境问题。所以，我们继续一种新的相对清洁的能源，而核能恰好符合这些条件。诚然，核能作为新生事物，必然有其两面性。它所带来的运行与废料处理问题不容忽视，但我们可以加速技术的研发，解决这些问题，让核能能更好地为我们服务。 关键词：核能、利弊、发展历程、解决方法 引言：19世纪末，英国物理学家汤姆逊发现电子。从此，人们开始逐渐揭开原子核的神秘面纱。在1895年德国物理学家伦琴发现了X射线，紧随其后的是法国物理学家贝克勒尔于1896年发现了放射性。到了1898年居里夫人与居里先生发现放射性元素钋。经过三年又九个月的艰苦努力，居里夫人于1902年又发现了放射性元素镭。在1905年爱因斯坦提出质能转换公式，而到了1914年英国物理学家卢瑟福通过实验，确定氢原子核是一个正电荷单元，称为质子，之后，1935年英国物理学家查德威克发现了中子。1938年德国科学家奥托·哈恩用中子轰击铀原子核，发现了核裂变现象，从此，人们意识到隐藏在核内的巨大能量。于1942年12月2日美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆。1945年8月6日和9日美国的两颗原子弹先后投在了日本的广岛和长崎，伴着巨响，核能终于为世人所熟知。1954年苏联建成了世界上第一座商用核电站——奥布灵斯克核电站。从此人类开始将核能运用于军事、能源、工业、航天等领域。美国、俄罗斯、英国、法国、中国、日本、以色列等国相继展开核能应用研究。 到2017年，全世界已有30个国家拥有核电站，全球运行核电站数量已有441座，其中绝大部分是压水堆核电站。目前，只有核裂变被用于核能发电，而核聚变，乐观地估计，还需50年实现商业化。由于自然界有很多核聚变所需的氢同位素，且不会产生核废料的问题，所以各国在积极地发展受控核聚变，最著名的便是托卡马克受控热核反应装置。 随着时代的发展，现有的能源已经不能很好地满足。化石燃料的探明量并没有太多的增加，而人们燃烧量越来越多，余下的储量会越来越少。这样，便能很好地解释各国对核能的研究的大力支持。 新生事物都有其两面性，我们应正确认识到核能的优点以及它所可能带来的问题。对这些问题的认真思考，可以让我们更好地控制核反应，处理好带来的问题，让核能转变成高效安全的供电能源，为社会的未来发展提供能源。 一、核能的优点 1、经济方面
核能发展现状及研究报告
核能研究汇报 1.核能的安全性： 核电是一种清洁、安全、技术成熟、供应能力强、能大规模应用的发电方式,国际核能的应用经历了对核电机组的从第一代到第三代不断改进的过程,目前,国际第四代核能利用系统研究提出了反应堆设计和核燃料循环方案的新概念,我国核电已由起步进入发展阶段,具有自主设计建造第二代核电的能力,我国已做出积极推进核电发展的重大决定,加快我国核电建设,提高核电在电力供给中的比重,这将有助于缓解电力增长与交通运输、环境保护的矛盾,核能利用的发展前景将越来越广阔。 从核能第一次利用至今,已经跨过了半个多世纪,对它的利用已经从由军事用途逐步扩展到民用领域。在当前和平利用的情况下,核能发展给人类带来了诸多好处——高效经济地解决能源危机、快速持续地带来经济效益、深入多元地扩展科技前景以及为人类社会持续发展提供动力,但核能技术是一把双刃剑。在体现优点的同时,核物质本身安全风险、核科技本身安全风险以及核能外部安全风险也给我们敲响了警钟。从伦理学角度有必要利用其实践功能和应用功效来引导、规范人类利用核能的行为,要更安全、可持续的发展核能。正是基于此目的,本文对当前核能发展中的主要弊端：核事故,核走私,企业管理操作者缺失职业道德,核科学家不负责任的行为,放射性污染进行分析,并阐述这些弊端涉及到的伦理问题。提炼了确保核安全利用的四条核伦理原则：和平利用原则、安全无害原则、公开透明原则、利
益与风险均衡原则。最后从政治、经济、文化、科技、环境角度提出相应对策,力图在这些领域内发挥核伦理的实践功能和应用功效,确保核能技术安全利用。 法国没有专门规范新能源问题的法典,其涉及新能源的法律规范主要包括能源基本法、新电力法等综合性法律以及专门性能源立法三类。法国在核能领域的成功依赖于基本法的支持、三级核能监管体制、核废物安全处置法律制度以及信息披露制度。法国在风能、太阳能和生物质能等可再生能源领域也制定了较为详细的法律和政策。我国应借鉴法国的成功经验,健全新能源法律体系并及时、灵活地修订能源法律,因地制宜地确定不同地区的新能源重点发展领域,采取合理的经济激励措施,并在能源开发利用过程中注重保护环境。 2.核能实现方式： 核能是人类最具希望的未来能源之一。人们开发核能的途径有两条：一是重元素的裂变，如铀的裂变；二是轻元素的聚变，如氘、氚、锂等。重元素的裂变技术，己得到实际性的应用；而轻元素聚变技术，也正在积极研究之中。 人类的能源从根本上说,来自核聚变反应,即发生在太阳上的“轻核聚变”。人类已经在地球上实现了不可控的热核反应, 即氢弹爆炸。要获得取之不尽的新能源, 必须使这一反应在可控条件下持续进行。为实现可控核聚变有两种方法,一是用托卡马克装置开展“磁约束聚变”的研究。另一条技术路线是20世纪70年代初公开的“包括以激光驱动为主攻方向的惯性约束核聚变(ICF)”。
物联网技术的发展趋势
物联网技术的发展趋势 物联网是继计算机、互联网、移动互联网之后的又一次信息产业的革命性发展，目前被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。也将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”，是继通信网之后的另一个万亿级市场。 物联网环境 业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。 此外，普及以后，用于动物、植物和机器、物品的传感器与电子标签及配套的接口装置的数量将大大超过手机的数量。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一个驱动器，为产业开拓了又一个潜力无穷的发展机会。按照对物联网的需求，需要按亿计的传感器和电子标签，这将大大推进信息技术元件的生产，同时增加大量的就业机会。 物联拥有业界最完整的专业物联产品系列，覆盖从传感器、控制器到云计算的各种应用。产品服务智能家居、交通物流、环境保护、公共安全、智能消防、工业监测、个人健康等各种领域。构建了“质量好、技术优、专业性强，成本低，满足客户需求”的综合优势，持续为客户提供有竞争力的产品和服务。物联网产业是当今世界经济和科技发展的战略制高点之一，据了解，2011年，全国物联网产业规模超过了2500亿元，预计2015年将超过5000亿元。 2014年2月18日，全国物联网工作电视电话会议在北京召开。中共中央政治局委员、国务院副总理马凯出席会议并讲话。他强调，要抢抓机遇，应对挑战，以更大决心、更有效措施，扎实推进物联网有序健康发展，努力打造具有国际竞争力的物联网产业体系，为促进经济社会发展做出积极贡献。 马凯指出，物联网是新一代信息网络技术的高度集成和综合运用，是新一轮产业革命的重要方向和推动力量，对于培育新的经济增长点、推动产业结构转型升级、提升社会管理和公共服务的效率和水平具有重要意义。发展物联网必须遵循产业发展规律，正确处理好市场与政府、全局与局部、创新与合作、发展与安全的关系。要按照“需求牵引、重点跨越、支撑发展、引领未来”的原则，着力突破核心芯片、智能传感器等一批核心关键技术;着力在工业、农业、节能环保、商贸流通、能源交通、社会事业、城市管理、安全生产等领域，开展物联网应用示范和规模化应用;着力统筹推动物联网整个产业链协调发展，形成上下游联动、共同促进的良好格局;着力加强物联网安全保障技术、产品研发和法律法规制度建设，提升信息安全保障能力;着力建立健全多层次多类型的人才培养体系，加强物联网人才队伍建设。