纳米技术的案例范例6篇

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纳米技术的案例

纳米技术的案例范文1

1引言

纳米科技是指在纳米尺度(1到100纳米之间)上研究物质(包括原子、分子的操纵)的特性和相互作用(主要是量子特性),以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。纳米科技成果拥有科技成果的特征和纳米科技的特点。

2科技成果简介

2.1成果定义和特征

科技成果是指对某一科学技术研究为内容,通过试验研究、调查考察取得的具有一定实用价值或学术意义的结果,包括研究课题结束已取得的最后结果,研究课题虽未全部结束但已取得的可以独立应用或具有一定学术意义的阶段性成果。科技成果具有新颖性与先进性、实用性与重复性,有独立、完整的内容和存在形式,应通过一定形式予以确认等特征。

2.2科技成果转化描述

科技成果转化是指为了提高生产力水平,对科学研究与技术开发产生的具有实用价值的科技成果进行的后续试验、开发、应用、推广,直至形成新产品、新工艺、新材料,发展新产业的相关活动。从宏观上来看,科技成果转化是一个由科技供给系统、科技转化系统、科技需求系统和科技环境系统构成的大系统。在微观方面,科技成果转化一般包括实验室研究、中间试验、工业性实验、工厂化生产等诸多环节。

2.3科技成果转化三个发展阶段

科技成果产生阶段:该阶段主要从确定研究开发项目开始,到初步成果(产品)形成才基本完成。科技成果转移阶段:该阶段主要包括成果(产品)进入中试试验和工业化试验等。科技成果应用阶段;该阶段主要包括成果(产品)进入规模化生产,并进入市场等。

2.4科技成果转化基本要求

科技成果转化作为一项复杂的社会系统工程,需具备多方面条件,满足多方面要求,如科技成果自身的成熟程度、转化环境,以及相应的政策、社会服务与支持等都是重要的转化条件,是顺利转化的基本要求。以下分别作说明。

2.4.1技术成熟度

技术成熟度,即科技成果适应社会生产发展需要的实际水平,是科技成果转化的最根本的条件。技术成熟度特征:完全成熟的科技成果,应当是可以立即生产的;不够成熟的成果则还需再投入进行二次开发,才可能投入生产,所需要投入量越大,表示成果就越不成熟。技术不成熟原因:技术认识不同,科技投入不足,使科研条件和科研深度都较为缺乏;中试环节薄弱,中试的欠缺使得成果的先进性、适应性、配套性、可靠性达不到要求,难以实现工业化生产的需要。例如:长期以来,由于经费短缺,我国中试基地建立的数目较少。以上海为例,2005年从基础研究到中试再到产业化,投资比例为1:1.03:10.55,而较为合理的比例是1:10:100。中试的欠缺使我国科技成果的转化率低,已经成为制约我国经济持续发展的一个“瓶颈”。结论:科技成果要实现成果转化,首先要求科技成果技术成熟。因而需加大投资力度,加强中试试验研究力度,形成成熟的、可靠的科技成果,促进成果的推广。

2.4.2转化环境

转化环境主要包括转化的市场需求、政策和意识。第一,树立以市场为导向的意识。要从科研源头起与市场需求相结合,以形成产业化为根本目标,针对现有和潜在市场,开发具有市场前景的科技成果,促进科技成果的转化;要避免科学研究与市场脱节,造成成熟的技术也无法进行推广,致使大量的科技成果无法产业化。例如:美国仪器制造业对高科技成果的一项调查显示:11项首次发明的新仪器,思路100%来自用户;66项重大改进,85%来源自用户;85项小改小革,67%来自用户。结论:以市场为导向的研究,更容易促进科技成果的转化,科研人员必须始终坚持以市场需求为出发点和归宿。第二,科技发展政策。科学技术与政策的关系日益密切。科学技术的发展越来越依赖国家的支持,国家的科技投入和政策引导成为影响科技发展的重要因素。需着眼于促进经济建设、依靠科技进步机制的形成和企业技术创新主体地位的建立来制定配套政策,加强政府以科技需求为导向的行为,强化政策的激励引导作用。政策的制定要从科技成果转化大系统和全过程出发,在促进科技成果供给的政策、促进科技成果转化过程整体化的政策等方面,形成体系上的一体化,避免“头疼医头”、“捉襟见肘”,形成不合力。例如:美国是获诺贝尔自然科学奖最多的国家,一方面,美国较高的物质生活待遇吸引了高级人才;另一方面是美国适宜的科技政策和社会文化氛围,推动了科技的发展。在这个意义上说,比尔•盖茨出现在美国决不是偶然的。结论:要有激励的政策,更容易促进科技成果的转化。第三,科研成果转化意识。成果转化意识是一切成果转化活动赖以发起的内驱力,是贯穿于成果转化过程的内在动力;低科技成果转化率的一个重要原因在于科技成果转化意识的缺乏,如科技成果的价值意识、商品意识、社会科技开发意识不强。科技成果拥有者必须有强烈的转化意识,才能从主观上发挥其积极性,促进科技成果转化的进程。例如:不少科研单位和科研人员把科研成果的获得作为科研工作的最终目标,不能主动把科研成果作为商品推向社会;同时企业对购买科技成果表现冷淡,因而造成了大量的科技成果的搁置,导致科技成果转化率低。结论:科研人员具有强烈的成果转化意识,更容易促进科技成果的转化。

2.4.3宣传策略

科技成果的推广必须注重市场宣传和推广,一方面加大宣传力度,另一方面注重宣传适度。主要宣传策略如下:1.强化组织领导,健全科技宣传网络;2.明确目标责任,强化考核督查力度;3.整合科技资源,拓宽科技宣传渠道;4.加强媒体合作,搞好科技宣传;5.开展科技培训,促进成果推广;6.开展科技活动,丰富宣传形式;7.加强技术交流,建立信息平台;8.注重方式方法,宣传适度确保质量。

2.5科技成果应用现状分析

农业、工业、医药、军事、材料、电子、生物、航天等领域的科研成果,大量的成果怎么处理呢?这些都需要进行成果转化,这些新产品、新材料、新工艺,只有进行科技成果的转化才能有真正的作用,同时科技成果也有市场需求。突出表现出两个特点:一方面大量科研成果生成,一方面有巨大的市场需求。

2.5.1科技成果转化率低

我国每年有2万余项比较重大的科学技术研究成果和5千多项专利,但是其中最终转化为工业产品的成果不足5%,而欧美发达国家转化率则为45%以上。我国科学技术向生产转化的比例为10%~15%,也远低于发达国家的60%~80%。高新技术企业的产值在社会总产值的比例仅为2%,与欧美发达国家的25~30%相比,更是不可同日而语。结论:目前我国科技成果转化率低。2.5.2科技成果转化率低的原因我国科技成果转化率低的原因主要有:科技成果本身存在先天不足,成熟度低;科技成果系统配套不够;科技成果对企业缺乏吸纳和转化的动力与活力;科技成果转化缺乏资金支持,相应的风险投资基金匮乏;科技成果中介机构不健全,社会服务职能不完善;体制上产学研系统各自独立,科技与生产脱节;市场体制不成熟,法律保障不足。

3纳米科技成果及产业

3.1纳米科技成果及产业的特点

纳米技术属于高科技领域,因此与高科技成果有着共同的特征:高风险,高投入;高额的利润前景;巨大的市场需求。纳米科技为多学科交叉领域,其应用及产业化又具有许多独特的特征:多学科交叉特性;潜在的高额利润;潜在的市场需求。

3.2纳米科技成果市场分析

纳米技术有巨大的潜在市场,它与信息技术、生物技术共同成为二十一世纪社会发展的三大支柱,也是当今世界大国争夺的战略制高点。据权威的研究报告显示,2000年纳米技术对全世界GDP的贡献为4000亿美元,预测2010年纳米技术对美国GDP的贡献将达到10000亿美元,日本纳米技术的国内市场规划也将达到273000亿日元。纳米科技的健康发展,对二十一世纪的社会和经济发展、国家安全以及人们的生活和生产方式带来巨大的影响。结论:纳米技术及产业已成为世界各国抢占的巨大市场。

3.3纳米科技成果转化现状

在纳米科技产业化方面,除了纳米粉体材料在少数几个国家初步实现规模化生产外,纳米生物材料、纳米电子器件材料、纳米医疗材料等产品仍处于开发研制阶段,要形成一定市场规模还需一段时间。目前成果以基础研究为主,纳米技术应用成果处于初期阶段,产业化效果不理想,成果转化率低。如果将纳米产品的成熟程度按中试、批量生产和规模化生产划分,其分布明显呈剧烈递减态势。研究开发和规模化生产的距离较大,大约只有5%的实验室成果最终能转化为规模化生产。

3.4纳米科技成果转化率低原因

3.4.1投入的科研经费不足

成果转化未知因素多,造成研究工作周期长、所需经费多;对科研的投入未考虑中试等应用技术研究,影响科技成果的转化。

3.4.2缺乏风险意识和市场服务意识

纳米技术产业与其它高新技术一样都存在投资风险、政策性风险,市场风险和自由竞争风险等。同时,纳米技术还存在着潜在风险。另外,科研工作者市场服务意识淡薄,缺乏主动为企业服务的意识。

3.4.3科研缺乏布局和规划

缺乏制定战略发展规划以及科研与产业的合理布局,造成低水平重复和资源浪费;重视基础性研究,轻视应用性研究,造成科研成果缺乏市场,成果难以被企业吸纳和转化。

3.4.4纳米科技成果成熟度低

在研究中,研究人员常常只注重论文,纳米科技成果论文水平很高,但产业化并不理想;注重实验室开发,没有潜心于后续的应用开发和技术支持,造成成果成熟度不够,先天不足,难以转化;大部分企业属于生产型,缺乏持续创新和应用开发能力,只能接受非常成熟的技术。

3.4.5缺乏信息沟通缺乏信息沟通,导致产学研系统各自独立,科技与生产脱节。从事纳米科技研究的人员,分属不同的行业和部门,条块分割,由于缺乏相互交流,更缺乏与一线企业的交流与合作;由于信息不畅,造成成果难以满足需求,以及成果和需求重复现象严重;企业间应用成果壁垒森严,难以推广,导致不少低水平重复,重点不突出,阻碍了整体优势的发挥。

3.4.6纳米专业人才匮乏

纳米科技由多学科交叉,因此需要具有多学科知识的复合型人才;纳米科技的迅速发展,需要大量纳米科技领域及其相关领域的人才。而中国传统分门别类教育体制培养的“专业人才”,不能适应拥有多学科知识复合型纳米研发人才的需要。因此,为推动我国纳米材料产业的发展,需要培养一批复合型纳米科研人员及纳米经营管理人才。

3.4.7知识产权意识淡薄

中国纳米技术近几年有了突破性的发展,但知识产权意识在科学界尤其是开发应用领域仍然淡薄。专利数量有所增加,但是在总量上申请的专利还是很少。在我国,申请的专利大部分是纳米粉体材料制备方面的专利,而国外的专利很多是纳米应用专利。

3.4.8行业标准和技术规范缺乏

目前纳米科技应用研究很热,市场上出现了很多“纳米商品”,然而,很多的“纳米商品”还不是真正意义上的“纳米产品”。市场上缺乏行业标准和技术规范的约束,一些人热衷于炒作纳米概念,造成初级产品过剩,浪费了社会整体资源;一些生产微米材料的企业,在其产品性能用途完全没变的情况下,贴上纳米标签,摇身一变成了纳米材料企业,误导纳米概念;一些企业在投入少量资金注册了纳米材料公司或纳米材料应用公司后,就开始在经营业绩上做文章,蓄意编造是专门从事纳米科研、生产和应用的实力企业的假象,最终达到圈资、骗政策的目的。

4纳米科技推广应用思路

针对纳米科技成果转化率低及成果推广过程中所存在的问题,促进纳米科技的推广应用,应切实做好以下工作。

4.1根据市场需求,选好研究目标

针对我国纳米科技产业化处于初级阶段,纳米科技发展资金投入不足,纳米科技产业化效果不理想等现状,在有限的资金和设施条件下,纳米科技的发展一定要从科研源头上加以调控,科研项目选题要以市场需求为导向,以形成产业化为根本目标,强调创新意识和市场服务意识,发展具有竞争力的新技术和新产品,并推进传统产业的发展,从而促进纳米科技成果更快地得到推广和应用。

4.1.1科研项目选题时应遵循的原则

创新性原则:强调科技源头创新意识;产业化原则:以产业化为根本目标,能独立形成新产品、新技术;竞争力原则:注重可提升产品竞争力的技术及材料,注重与传统产业结合;市场化原则:以市场需求为导向,加强服务意识,注重市场推广。

4.1.1.1强调科技源头创新意识

自主创新已经成为科学技术发展的战略基点和调整产业结构、转变增长方式的中心环节。十一五发展规划指出:“科学技术发展,要坚持自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”。纳米科技属于高新技术领域,因而,必须强调创新意识,研究和开发具有源头创新性的新技术和新产品,形成自主知识产权的新技术和新产品,实现技术发展的跨越,实现企业资本、社会资本和知识资本的有效组合及转化增值。强调创新意识,发展纳米科技,必须以市场为导向,以产业化为根本目标,发展成熟的技术,努力提升其竞争力,吸引企业及其它投资公司的参与和投资。加强纳米科技源头创新,要以纳米电子学、纳米尺度的加工及组装技术、纳米生物和医学、纳米材料学等科学前沿的理论和方法学为重点,争取取得重大进展,获得具有自己特色的发现和发明创造,促进纳米科技的产业化。

4.1.1.2以产业化为根本目标,能独立形

成新产品、新技术选题时要以产业化为根本目标,研究方向要与产业相结合,要策划出一个行业的主体并且形成一个产业链条。开发市场前景广阔、能够独立成新产品的先进技术,吸引以纳米技术为关键生产技术的企业投资,推动纳米技术的产业化进程。围绕国家长远发展目标,将纳米技术与信息、环境、能源、生物医药及先进制造、海洋、空间等高新技术相结合,提高纳米技术在这些产业中的含量,建立以纳米技术为主旋律的一批纳米产业及产业链并形成产品、商品,为提高我国的绿色GDP做贡献。举例1:信息产业中的纳米技术以纳米阵列体系为基础的量子磁盘,1998年正式问世,存储量高达465Gb/in2,相当于现在磁盘10万个的存储量。1999年,美国惠普公司在实验室成功制造了100×100nm芯片。正像克林顿所说,利用现代的纳米技术制备的超高密度存储元器件,可以将美国国会所有的信息存储在只有方糖大小的体积内。2000年,IBM公司通过纳米技术把这种磁盘的存储量提高到1000Gb/in2,相当于100万个现在磁盘的存储量。利用纳米技术可以将动态随机存储器和电脑CPU缩小到70nm,晶体管的尺寸为100~200nm。结论:纳米技术在电子信息产业中的应用,将成为21世纪经济增长的一个主要发动机,其作用可使微电子学在20世纪后半叶对世界的影响相形见绌。举例2:生物医药产业中的纳米技术采用纳米超顺磁载体制作的示踪剂使核磁共振检出的癌细胞尺寸大大降低,便于早期诊断、早期治疗;利用纳米技术输送生物大分子药物,可克服其吸收差、稳定性低的缺点,实现其天然、高效等特点,显示出良好的应用前景;根据药物分子的性质设计纳米颗粒表面及内部结构,从而达到人为地设计药物的靶向目标及其释放和作用方式,明显提高药效;利用纳米技术制备支架、骨骼等植入材料,具有很好的生物相容性,并可发挥治疗效果。结论:纳米材料技术将在生物医学、药学、人类健康等领域有重大的应用。预计到2015年,纳米技术在生物医药领域中的应用,全球市场将达到2000亿元。

4.1.1.3注重发展提升产品竞争力的新技术和新材料

传统行业的发展需要纳米科技来提升其技术和产品的竞争力。传统产业是国民经济的重要组成部分,这就决定了发展纳米产业应切入传统产业,努力提升对传统产业和产品的更新换代,提高竞争力,同时调整传统产业结构,实现经济增值。纳米科技的发展需重视与传统产业相结合。纳米技术在传统产业的应用具有投入少、见效快、市场前景广阔等特点,因此,将纳米科技与传统产业结合,可以有力促进纳米科技的推广应用。加强与传统产业合作,必须以市场需求为导向,发展具有市场潜力的产品和技术,通过纳米技术显著提高传统产品的竞争力。加强与传统产业合作,从一开始,就要积极吸纳企业的参与投入,发展能显著提高传统产业和产品的新技术和新材料。举例1:纺织行业中的纳米技术纳米催化剂在化纤原料涤纶聚酯合成中的应用,将使生产效率提高5倍以上,大大降低了生产周期和成本,这项技术在化纤行业的推广可带来数十亿元的收益;利用纳米技术对各类化纤进行改性,使之具有功能性,如吸水吸湿纤维、变色纤维、芳香纤维、磁性纤维、防辐射纤维、远红外纤维,还可采用复合纺丝法来生产功能化织物;纳米功能氧化物填充到纤维中可制得各种差别化、功能化纤维,为纤维的发展带来一场健康革命,其市场规模也超过二十亿元。结论:纳米技术的应用将对纺织行业的发展起到巨大的推动作用。举例2:建材行业中的纳米技术纳米技术在建材领域的应用:利用纳米材料的自洁功能可开发的抗菌防霉涂料、PPR供水管;利用纳米材料具有的导电功能可开发的导电涂料;利用纳米材料屏蔽紫外线的功能大大提高PVC塑钢门窗的抗老化变形性能;利用纳米材料可大大提高塑料管材的强度等。另外,纳米抗菌不锈钢塑料复合管、纳米抗菌PPR管是在管材内层塑料中添加纳米级抗菌材料,经共挤出而制成具有抗菌、卫生自洁功能的管材。仅以PVC塑钢门窗为例,近几年我国每年城乡工业和民用建筑的建造量平均约12亿平方米,需要门窗3亿平方米,年需塑钢门窗约3000万平方米,年需硬PVC异型材约30万吨。结论:纳米材料在建材中具有广阔的市场应用前景和巨大的经济、社会效应。

4.1.1.4以市场需求为导向,加强服务意识,注重市场推广

以市场成熟代替技术成熟是发展纳米技术的最佳方式。改变传统的“技术导向”为“市场导向”,始终坚持以市场需求为出发点和归宿,以市场需求为拉动机制,着重推动具有应用前景的新技术和新产品的开发,注重对传统产业的改造和提升,提升产品的竞争力,推动纳米科技的产业化。着重发展有重大影响的方向与领域,注重纳米技术与各个行业的交叉融合,使纳米技术和产品能服务于各个行业。注重纳米技术的市场推广,加强纳米科技与各个行业领域间的交叉融合,加强科研成果和企业及投资商之间的交流合作,建立信息交流平台,创建科研成果转化的渠道,为纳米科技发展提供有力服务和支持。

4.2注重技术集成,实现自主创新

“创新”是科技发展的生命力所在。对于纳米科技的发展,需加强新技术和新产品的原始性创新,提升产品和技术的竞争能力。同时在重视原始性创新的基础上,更应该注重具有重大应用价值的集成创新,通过对集成要素的优势整合,提升集成整体的竞争能力,实现更大的市场价值。

4.2.1技术集成创新有利于形成市场竞争力

长期以来,人们比较注重单项技术继发展,这是技术开发初级阶段的必然过程。但从科技与经济结合的内在要求来看,单项技术的研究开发,因为缺乏与其它相关技术的衔接,在当前很难形成有市场竞争力的产品或新兴产业,这就造成我国每年所取得的数万项科技成果最终束之高阁,削弱了我国科技创新的基础。

4.2.2技术集成创新将提高产业核心竞争力

核心竞争力的形成,不仅仅是一个创新过程,更是一个组织过程,使各种单项和分散的相关技术成果得到集成,其创新性以及由此确立的企业竞争优势和国家科技创新能力在价值上远远超过单项技术的突破。加强技术集成创新,是企业实现自主创新的新思考,也是企业获得竞争优势、适应知识经济发展的关键。

4.2.3纳米技术的集成主要内容

4.2.3.1纳米科技成果的集成

将分散的技术集中,形成一个可达目标功能的技术体系,即组合应用性技术成果,也称为技术捆绑或技术整合。纳米科技成果的集成应注意以下几点:注重主题的策划,选好技术与成果,实现目标显示度。(1)注重主题的策划以市场需求为导向,关注市场需求的多样化,强化产品的竞争意识;以纳米技术或产品为关键要素,解决需求中的重大问题,具有行业导向性与共性;拓展解决方案的丰富性,注重外部资源的易取性;强化研发时间的迅捷性,凸显研发质量的配比性。(2)选好技术与成果始终坚持把市场需求作为出发点和归宿点,选择具有市场前景的技术和成果,选择具有竞争优势的纳米材料或技术为关键技术要素,具有前景的技术与成果,注重其成熟度和可靠性。同时加大中试研究力度、中试研究领域和资金投入,注重集成要素中技术和成果的协调与融合,优势互补,使集成整体具有新的价值。(3)实现目标显示度注重目标功能的实现,不仅要实现各项集成要素的功能目标,还应实现集成系统的整体功能目标。集成要素和集成系统的功能定量指标应具有竞争性,以实现其产品的显示度,有利于产品的推广。

4.2.3.2注重技术集成创新

(1)从纳米科技发展到产业链上的集成协作在产业链的衔接上,由于纳米技术的跨学科性,急需将努力的方向由“单打独斗”转向“集成协作”。实验和技术上存在局限性,而研究的广泛和复杂,造成设施难以完备;技术的成熟度不够;研究成本高和周期长,造成产业化难度大。因此,仅依靠某一个工业部门或者研究机构,将无法加快推动纳米科技的应用和产业化的步伐。结论:要实现和促进纳米技术的产业化发展,需要采用合理的产业化与投融资模式,推动纳米技术产业链的全方位发展。这就是所谓的为了构筑我国纳米产业发展的大战略,也是目前国内众多研究机构、企业正在的探索大联合的适当途径。(2)纳米科技发展产业链上的集成协作方式第一,建立国家级研究开发平台,充分发挥国家级研究开发平台的作用,推动各研究部门之间的交流合作,实现软硬件资源共享,避免重复建设。第二,建立产业孵化基地。“科研-孵化-企业”一条龙式的产业化模式,有利于推动科研成果产业化,因此,在有条件的地方应建立纳米科技孵化基地。第三,加强产学研的合作。积极推进产学研一体化的进程,把研究、开发和应用过程的各个阶段建成一个系统,使之紧密衔接、相互交替,保证从科研到生产整个过程的连续性,从而使科研单位前期的研究、开发优势与企业工业化生产优势融为一体,促进科技成果的转化。(3)各领域科学研究人员间的协作从目前情况看,我国从事纳米科技的研究人员,分属不同的行业、部门,彼此之间信息沟通不畅,研究人员之间也缺乏必要的交流,致使研究力量大大分散,而且各地研究所重复研究、重复建设严重。纳米科技属于多学科交叉的前沿研究领域,要动员和组织信息、物理、化学、生物、医药、材料等学科的专家参与纳米科技的研究开发,抓好多学科在纳米科技方面的集成。结论:纳米科技的多学科交叉特性必然要求加强各领域科学人员之间的协作。

4.2.3.3纳米科技推广注重技术集成创新的应用案例分析

应用1:“以应用纳米技术打造新世纪康居商住楼”思路(1)为了贯彻《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》以及“十一五”规划中的要求,促进生态人居环境和绿色建筑的发展,提出集成整合最先进的纳米技术研究成果,积极推动健康、环保的生态建筑技术的应用与推广。为打造康居示范工程提供有力的技术支持和保障,致力于搭建三大公共技术平台,即居住环境健康性和安全性公共技术平台;建筑物与居家用品节能和环保性公共技术平台;资源综合利用公共技术平台。(2)应用纳米技术打造新世纪康居商住楼,可以体现在环保、健康、节能等方面的优势上。具体应用可以包括外墙涂料、内墙涂料、变色玻璃、地毯地板门、厨房、家用电器、卫生洁具、床上用品、窗帘、玩具及衣物等。(3)面向生态人居环境和绿色建筑的发展的需要、面向《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》以及“十一五”规划中的要求,新世纪康居楼的打造将对该行业及人们生活产生很大影响,将形成一个完整的产业链条,引导该行业的发展。以纳米材料或技术为关键技术要素,具有竞争优势;选择具有很好市场前景的纳米改性内外墙涂料、纳米改性纺织品、纳米改性陶瓷、应用纳米技术的太阳能电池等技术和产品,打造一个健康、环保、节能的居住环境,具有竞争优势。另外,选择的纳米改性内外墙涂料、纳米改性纺织品、纳米改性陶瓷等成果技术成熟度较好。应用2:“建立应用于汽车产业的纳米技术产品产业链”思路(1)纳米技术在汽车产业中的应用,可以包括纳米材料改性内饰件、纳米结构超强钢板、纳米结构铝材料、高耐腐纳米水性汽车涂料、纳米隔热涂料、纳米材料改性高性能轮胎、高强度胶黏剂、纳米汽车油、纳米汽车燃油添加剂、纳米传感器、汽车动力应用纳米新型太阳能电池、纳米汽车尾气催化净化材料等。(2)面向十一五规划的“建设环境友好型,资源节约型社会”,面向中国巨大的汽车产业市场,中国汽车产业发展在近几年速度迅猛,是世界上最大最有潜力的市场。选择具有很好市场前景的纳米改性内饰件、纳米改性涂料、纳米改性高性能金属材料、高强度胶黏剂、纳米汽车尾气催化净化材料、纳米汽车燃油添加剂及汽车动力应用纳米新型太阳能电池等技术和产品,具有竞争优势。纳米技术在汽车上的广泛应用,将降低汽车各部件磨损、降低汽车消耗、减少汽车使用成本,还能消除汽车尾气污染,改善排放。可以预见,纳米技术在汽车产业的应用将对该行业及人们生活产生很大影响,将形成一个完整的产业链条,引导该行业的发展。应用3:纳米科技与新兴行业、支撑行业及国家重大工程挂钩纳米科技与新兴行业、支撑行业及国家重大工程的挂钩可以吸引国家或地方政府等的财政拨款,同时可以吸引公司和企业的投资和参与。纳米科技在新兴行业、支撑行业及重大工程中等各领域中的渗透,将加快纳米科技的产业化;纳米科技在新兴行业、支撑行业及重大工程中的应用,将提升这些行业的技术含量,增加其竞争优势,推动其发展;同时对其产业结构的调整、经济增长方式的改变具有深远的影响。例如:纳米技术及应用国家工程研究中心以产学研结合的方式,组织上海城建集团、上海高校和科研院所利用纳米技术和其它技术集成解决道路隧道内的废气治理问题,这是纳米科技在城市市政工程中的重要应用,该项目已列入国家支撑计划。结论:通过集成技术、产学研合作等方式与新兴行业、支撑行业及国家重大工程挂钩,容易吸引投资,促进纳米技术与其它技术和产业的融合,从而促进纳米技术的发展。

4.3树立诚信市场理念

4.3.1纳米科技要健康跨越发展必须树立诚信意识

诚信的本质首先是经济规律,其次才表现为伦理性质。诚信不足,败事有余。市场经济就是信用经济,信用是现代市场经济的基石,没有诚信,就没有秩序,市场经济和社会道德就会陷入混乱之中。目前纳米科技应用研究很热,市场上出现了鱼目混珠的现象,虚假的“纳米商品”,纳米概念的炒作,严重扰乱了纳米市场的秩序,误导人们对纳米的认识,损害了纳米科技的形象,严重阻碍了纳米科技的产业化发展。结论:纳米科技要健康跨越发展必须树立诚信意识,诚信的市场经济理念。

4.3.2如何树立诚信意识

加强诚信意识培养;健全市场竞争机制,让诚信成为人们自觉遵奉的客观经济规律;强化监督,建立相互补充、相互制约的诚信监督体系;加快建立信用体系,规范信息传递和披露机制,发展资信评估行业;强化法制建设,为诚信规范提供坚实的法制保障。

4.4制定适合纳米政策纳米科技的应用推广,需要制定适

合纳米科技发展的政策,保障纳米科技的可持续发展。

4.4.1制定发展规划,实施专项行动

第一,坚持“有所为,有所不为”的方针,制定纳米科技的发展战略,制定我国纳米科技发展的近期、中长期规划,对纳米技术的基础研究进行整体规划,制定国家纳米科技产业的发展规划,集中力量,重点突破。第二,根据市场要求,依托现有产业的优势和基础,确定重点发展的产业及产品,引导产业结构调整。第三,按照市场需求,集中优势力量研究、开发具有自主知识产权、市场潜力大、技术可行的项目和对未来有重大影响的关键领域,突出特色。

4.4.2建立创新体系,强化专利保护意识

组建全新机制的实体性创新平台,建立以企业为主、产学研结合的纳米科技创新体系。强调纳米科技的原始创新,注重技术创新、管理创新、制度创新的有机结合,在原始创新基础上,同时注重集成创新,强化专利保护意识,提高知识产权保护在企业发展中的重要作用。另外,建立和健全纳米技术成果产权保护制度,优先资助拥有自主知识产权的专利成果的产业化。

4.4.3重视人才培养,加强技术交流

制定人才优惠政策,鼓励人才流动竞争,努力创造人尽其才、才尽其用的良好环境。建立培养和吸引纳米科技人才的政策,培养高质量的纳米技术人才和领军人物,引进国外具有真才实学的优秀人才。加强国内外科研单位及企业之间关于纳米技术的信息交流,建设开放式的国家纳米技术信息交流平台,加强国际交流和合作,扩大国际影响。

4.4.4加快基地建设,吸引多元投资

鼓励科研单位、高等院校与生产企业共建纳米技术创新基地、开放式研究开发中心等,改善基础设施条件,对共性关键技术进行联合攻关,建立以企业为主体,产学研结合的纳米技术创新体系,加速纳米技术的研究开发与产业化步伐。重视以政府政策资金为导向,建立多元投资融资体系,吸引风险投资及民间投资,使其大规模地介入纳米技术产业并与科技界融合。同时,鼓励纳米科技型企业在资本市场上融资,加速纳米成果的转化和产业推进。4.4.5完善行业标准,规范技术市场重视标准意识,根据纳米技术产品的性质、用途,参照国际标准,制定我国纳米技术行业的产品标准,建立权威性的国家纳米产品质量检测中心,使纳米产品的生产和销售有章可循。尽快制定出台相关的政策法规,规范纳米市场,避免纳米技术及应用研究重复建设和过度竞争。

4.4.6加强科普宣传,倡导科学道德

重视纳米技术的普及工作,加强对纳米科技的科普教育,使大众对纳米科技有正确的科学认识,避免过分炒作和误导。重视纳米科技相关学科的建设工作,保障我国纳米科技的可持续发展。

5纳米科技成果介绍

纳米技术及应用国家工程研究中心积极整合社会资源,积极推动纳米技术成果的转化。

5.1应用在环境领域的纳米材料和技术

成果1:用于汽车尾气催化净化处理的介孔基催化材料成果简介:孔道内担载贵金属Pt/Rh/Pd的氧化锆基(氧化锆/氧化铈)复合纳米介孔催化剂。该催化剂采用具有自主知识产权的涂覆工艺,成功负载于金属载体表面,经检测,排放性能及催化剂老化性能达到并优于欧IV标准(GB18352.3)。技术特点与优势:特殊的介孔结构,高比表面积;贵金属用量低,热稳定性好;优良催化活性和稳定性;抗老化性好。产业化前景:2007年我国汽车产量达到900万辆,并逐年递增。同时,我国将面临新车必须全部加装净化器的局面,该项目具有极其广阔的市场前景,其经济、社会和环境效益十分巨大。成果2:光催化净化室内空气应用技术光催化室内净化技术现状:不能有效地去除室内空气中;危害性很大的细微颗粒物;催化剂活性组分易流失;微孔容易被颗粒物堵塞,致使催化剂失活。技术创新:将高流速高效率静电除尘与光催化净化室内空气两相单元技术有机的结合。技术内容:包括性能好低成本的金属泡沫网状载体的制备技术、光催化净化活性组份在金属泡沫载体上负载技术、净化室内空气污染物一体化新技术、金属泡沫网状物负载光催化材料、室内光催化净化器。产业化前景:目前我国城镇装修过的房屋中80%存在甲醛超标问题。净化室内装修污染的市场规模达100亿元,并正以每年30%的速度增长,据预测2008年将达到200亿元的市场规模。5.2应用在能源领域的纳米材料和技术成果3:镍氢(MH/Ni)动力电池与镍锌动力电池技术内容:镍氢动力电池技术;锌镍动力电池技术;在电极中添加纳米添加剂;提高电池的循环寿命;提高电池的安全性。应用范围:电动工具、割草机械、玩具模型、电动自行车、电动摩托车等。技术成果:《动力镍氢电池用纳米材料测试技术》项目被上海市高新技术成果转化服务中心项目认定办公室认定为上海市高新技术成果转化项目。这意味着该中心又一项纳米科技成果将走向市场。产业化前景:随着WTO的加入,对动力电池的需求逐年增加。目前国内市场对镍氢动力电池的年需求量在数千万节以上,也将在上千亿的一次电池市场中占据一席之地。

5.3应用在生物医药领域的纳米材料和技术成果

4:超临界粉碎技术成果简介:超临界粉碎技术,采用超临界流体,通过改变压力快速改变溶液的饱和度,使溶质瞬时成核、获粒度均匀、超微细纳米级、无污染高纯度产品。通过此药物微细化技术,实现中药的微纳米化,促进药物的溶解性,提高药物的生物利用度。成果内容:水飞蓟素微纳米颗粒,超临界流体增强溶液分散技术(SEDS),粒径尺寸介于50~300nm,纳米化后的药物在水中溶解速率得到显著改善。谷甾醇纳米颗粒,气溶胶溶液萃取系统(ASES)技术,粒径介于50~300nm,ASES处理后样品结晶度降低;化学结构没有明显改变。产业化前景:超临界微纳米加工产品:如纳米水飞蓟素、植物甾醇可应用于相关药物或油类产品,按1%的附加值计算,相关药物或油品的产值达100亿,该产品产值可达1亿元。成果5:用于腹腔淋巴靶向治疗的纳米给药系统成果简介:以安全无毒的聚脂类生物降解聚合物为纳米粒的骨架材料,用改良的乳化-液中干燥法制备载药纳米粒(NP)。腹腔化疗方式治疗卵巢癌,克服了紫杉醇游离药物渗透性差、易过敏等缺点,并能实现产业化。技术特点和优势:解决了材料的安全性,采用经FDA批准载体材料;制备工艺可实现产业化,粒径及其分布可控制、重现性好,包裹率高,生产工艺条件不苛刻。产业化前景:全球卵巢癌每年新增病人19.2万,死亡人数为11.4万,其死亡率占妇科恶性肿瘤之首。建成应用示范点,年创产值可达1000万元。成果6:基于纳米生物探针的微流控阵列蛋白质芯片成果简介:该芯片是一种纳米生物技术与微生物芯片技术的集成产物。通过纳米生物自组装技术将靶蛋白配体组装在纳米粒子界面上,构成纳米生物探针,可以特异性地与各种生物样品(血清、细胞培养液等)中的靶蛋白结合,并最终被捕获在微流控阵列的特定检测区域,通过纳米粒子所发出的光学信号实现对多种靶蛋白的高特异高灵敏的同步多元分析。技术特点和优势:高灵敏、高分辨和低噪音;可以实现多种生物分子的同步检测;具有在分析模式和使用便捷性上的多种优势。产业化前景:主要应用领域有蛋白质的结构功能研究、医学诊断和医疗、新药开发、生物工业、低样品消耗和快速的芯片反应器系统,以及特定用途的专家系统。

5.4应用在电子信息领域的纳米材

料和技术成果7:CMP后清洗剂成果简介:采用表面活性剂的分子设计技术,利用表面活性剂的协同效应,研制了一系列高性能CMP后清洗剂。技术特点和优势:由表面活性剂、高性能功能性清洗助剂组成的水基清洗剂。适合抛光后高精度表面的超精密清洗。清洗效率高、对工件腐蚀小、残留少等。技术现状:用于硬盘清洗的清洗剂已得到世界最大硬盘基片生产商“深科技”的认可,指标达到国际先进水平。硅片清洗剂已在国内企业得到初步应用。产业化前景:可广泛用于计算机硬盘、硅片、玻璃基片等表面的超精密清洗。系一次性使用,因而电子行业的清洗剂具有巨大的市场。CMP后清洗剂利润丰厚,以每年销售1千吨计,利润在1000万元以上。成果8:高性能纳米粒子抛光液成果简介:化学机械抛光技术(CMP)是迄今几乎唯一可以达到全局平面化的超精加工技术,纳米粒子抛光液是CMP技术的关键要素。通过解决纳米粒子改性分散技术、纳米粒子抛光液的配伍与精制技术、原子级抛光工艺技术等关键技术,成功制备出一系列含有纳米磨粒的纳米粒子抛光液。纳米粒子抛光液由纳米粒子研磨剂、功能性助剂、溶剂组成。技术特点和优势:在计算机硬盘基片的抛光中可以达到表面粗糙度(Ra)小于0.5;数字光盘母盘玻璃基片抛光中表面粗糙度达到4.68;均达到国际先进水平。产业化前景:纳米抛光液市场广阔,用于高精加工的纳米抛光液为消耗品,系一次性使用,不可循环使用以免影响抛光质量,因而抛光液市场容量较大。

纳米技术的案例范文2

【关键词】精细化工;研究

引 言

精细化工,顾名思义就是指生产比较精细的化学产品行业的统称。精细化工的产品种类众多,产品的科技附加值高,其产品直接服务于各高科技领域,直接体现着一个国家的化工发展水平。因此,世界上许多国家都加大了在精细化工方面的研发和生产投入,以不断提高在国际市场上的竞争力。精细化工包含了医药、合成材料、食品添加剂、饲料添加剂、油添加剂、电子化学品、生化产品等,随着经济及科技的不断发展,精细化学品的应用领域还在不断扩大。

一、精细化工的发展情形 第一,行业本身的研究力度有待加强。特别是在技术密集性和产品功能性方面的根本缺乏深刻认识。虽然研究人员也了解精细化工的必要性与迫切性,但是由于在技术方面是有限的,没能成为发展的科学方法,国内的大多数精细化工企业目前仍处在初级阶段。 第二,引进技术多,自我开发创新能力明显不足。只是片面的停留在重点研究合成以及工艺上,没能充分把握工程开发、应用研究以及市场开发等具体措施,许多精细化工产品都是在进行模仿,一味的模仿是不能创造出属于自己独特的风格与特色的。 第三,人才资源和专业研究机构的缺乏。精细化工技术研究部门和课题的分散、重复等一系列问题并没有从根本上进行解决,再加上在人才方面的缺乏,从而导致我国化学品精细化率仅为40%且停滞不前,想要达到60%的标准仍待有提高。

二、精细化工的特性 1、多品种 我国目前的精细化工产品已有十万多种,精细化工产品具有不同的特点,精细化工产品包括了染料、农药、颜料、涂料(及高纯物和试剂、磁性材料、感光材料等等)、日用化学品、化学药品和功能高分子材料、食品和饲料添加剂等等十一大类,两万至三万的品种合计三十多个类别划分,超过了我国的四万个化工行业产品品种一半之多。企业其精细化工产品包含农药、医药、涂料、表面活性剂、功能性高分子材料、粘胶剂、阻燃剂等六十多个品种,十四个大类。 2、小规模 (1)当今的工业精细化产品的用量不大、专用性强、效能高,有十分快的更新速度。较小批量的化工工业试剂较少,跟较大吨位规模基本化工相比较不一样,基本只是较大化工试剂的很少一部分,例如上海一家精细化工企业,这家小工业的试剂仅8t左右,却是数千吨级的大生产规模。 (2)一些精细化工企业设置容量较小的可燃液体储罐,位于上海某地区的一家化工园区包含甲和乙两种类别液体储罐,甲、乙两种储量只有200m3左右,按照《石油化工企业设计防火规范》来区分,只相当于条例规范的装置储罐。但是根据国家标准《建筑设计防火规范》划分可燃液体的容质量。 (3)精细化工企业占地面积相对较小,据统计一般精细化企业占地面只有积2-3ha左右,更小的精细化工企业才1ha,大的精细化工企业不到5ha,场地都留有一定的发展用地。 3、 操作条件温和 相比石油化工的高压高温的特点,精细化工企业操作条件更加温和。而且多为间歇式、复配型生产。大量采用不同剂型和复配技术及其商品化的物理过程,且精细化工企业多以封闭式厂(库) 房建筑形式为主,这几点特征是制定精细化工设计防火标准的基础方面。

三、精细化工发展中的关键技术 在精细化工的发展中涉及到的关键技术有纳米技术、催化技术和生物工程技术等。 1、纳米技术 纳米技术是近些年来发展非常迅速的高科技技术,在精细化工行业也有着广泛的应用,成为影响精细化工发展的关键技术之一。将纳米技术与精细化工相结合可以生产纳米聚合物如用于制造高强度质量比的透明绝缘材料、高强纤维、离子交换树脂等;日用化工及其它行业利用纳米技术可以生产出更高档的化妆品、纳米色素、纳米感光胶片、纳米精细化工材料等。 2、催化技术 催化技术是化工产业发展必不可少的技术,对精细化工行业的发展来说也是如此,但相对于传统的化工催化技术来说,精细化工行业的催化技术又有着新的特点。为了促进精细化工产业的发展需要开发可用于工业生产的稀土络合催化剂、膜催化剂、固体超强酸催化剂等新型催化剂,同时还需要发展相转移催化技术、立体定向合成技术、固定化酶发酵技术等特种生产技术。 3、生物工程技术 生物工程技术是21世纪最有发展前景的技术,将生物工程技术与精细化工相结合,可以有更多种类的精细化工产品和技术被开发出来,会将精细化工行业的发展推向一个更高的阶段,使精细化工产品的研发出现质的飞跃。在未来需要重点发展重组DNA技术和生物反应器技术,这是生产干扰素和多肽等产品的基础。

四、精细化工的发展趋势 1、产品的种类越来越多 近些年来,能源、原材料、航天、信息、生物技术不断发展,而精细化工产品在这些领域都有着广泛的用武之地。比如,在保健食品和各种改变结构的食品生产中都离不开食品添加剂,在信息技术发展中需要功能更加先进的无机非金属材料,在现代医学上所用的各种人造器官很多也属于精细化学品。目前在发达国家,精细化工产业的年增长率达到了4%左右。而我国由于化工产品的精细化率还比较低,而我国的经济和科技发展速度比较迅猛,因此为了满足我国正常的发展需要,在精细化率不断提高的同时,精细化工产品的种类肯定也会越来越多。 2、精细化工产品的性能将会更加完善 不断完善精细化工产品的性能也是今后世界精细化工发展的重点方向,未来精细化工产品的物理功能、化学功能、生物功能等更为完善,这些精细化工产品包括功能膜材料、有机电子材料、信息转换与信息记录材料等。由于电子工业和信息科学技术的发展,对导电功能材料的需要越来越多,目前,导电塑料、导电橡胶、透明导电薄膜、导电胶黏剂和导电涂料等的发展很快,并已经工业化。对信息技术的发展来说,十分重要的材料是光导纤维材料、各种信息记录材料和新型传感器用的高分子材料等,此外,精细陶瓷的研究、开发日益受到重视,主要开发的材料有:高绝缘性陶瓷,它用于集成电路的基极和放热性绝缘基板等。 3、向着绿色化方向发展 绿色发展是相对于传统的化工发展方式而言的,精细化工的绿色化是指在精细化工产品的生产和使用过程中对周围环境的污染较小甚至没有污染产生。发展绿色精细化工必须发展绿色精细化工技术,例如采用生物技术生产精细化工产品,利用计算机技术实现精细化工业的自动化,开发反应条件更容易控制、转化率更高的新技术与新工艺等。这方面已有一些成功的案例,例如以水性涂料、粉末涂料代替溶剂涂料,从产品使用而言对环境的危害将变得更小;以可降解材料代替不可降解材料,使报废产品的处理变得简单,且无环境危害之忧。发展绿色精细化工也是突破经济发达国家“绿色壁垒”,发展生产的要求。

纳米技术的案例范文3

(一)基于荧光分子光谱的快速检测技术一些具有平面或刚性结构的分子,其存在π-π共轭结构,当此类分子受到光能量激发后会发出荧光,产生荧光光谱。当体系共轭度增加时,荧光强度随之增加,荧光光谱改变。如存在-OH、-NH2、-OR、-NR2等给电子取代基时,荧光强度增加,存在-COOH,-CHO,-NO2,-N=N-等吸电子基团时,荧光减弱。荧光光谱与其他吸收光谱比较,灵敏度高几个数量级,且选择性更好,因此荧光光谱更能满足痕量分析的需要。缺点为不是所有物质都会发出荧光,自身能发出荧光的物质及能形成荧光测量体系的物质相对较少,虽通过化学衍生可使部分待测目标物产生荧光,但增加了难度,应用受到限制。绝大多数能产生荧光的物质都具有芳香环或杂环结构,食品中的部分危害因子具有此类结构,能产生荧光,可利用其荧光光谱或荧光猝灭实现定性或定量分析[6]。目前,应用广泛的产品主要有:(1)真菌毒素荧光仪。该仪器结合免疫亲和层析前处理技术,可快速测定粮谷、油料中黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、伏马毒素、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素和T-2毒素等十几种毒素,黄曲霉毒素检出限为0.1μg/kg,样品处理及分析时间小于20min。(2)食用菌荧光增白剂检测仪。可用于食用菌或含有荧光增白剂成分作为保鲜剂的食品的快速定性检测。(3)手持式ATP荧光检测仪。该仪器利用ATP(三磷酸腺苷)试剂中组分如荧光素-荧光素酶与细菌等微生物细胞内ATP反应产生荧光,可实现细菌及洁净度指标的快速检测,检测限可达4×10-18molATP。另外,苯并(α)芘等多环芳烃、四环素、莫能霉素、乙氧喹、噻菌灵等都具有荧光结构,均可实现高灵敏度的荧光快速检测[7~10]。

(二)基于近红外光谱的快速检测技术近红外光谱是指物质在近红外区(0.7μm~2.5μm)的吸收光谱,是有机分子中含氢基团(C-H、O-H、N-H)振动的合频和各级倍频的吸收叠加,通过扫描样品的近红外光谱,可得到样品中有机分子含氢基团的特征信息。利用近红外光谱技术分析样品具有样品无需前处理、快速、高效和低成本,不破坏样品,不消耗化学试剂,不污染环境等优点,因此该技术越来越受到重视和欢迎[11]。近红外光谱本身得到的信息是有限的,但结合化学计量学建立起的光谱信息与待测样品之间的数学关联模型,则可实现目标成分的定性定量。常用数据处理的方法有主成分分析(PCA)、偏最小二乘(PLS)、模式识别、人工神经网络(BP)、小波变换(WT)等[12]。目前,近红外光谱应用于食品的真伪鉴别、无损检测、食品生产质量安全在线控制及常量分析是成功的,有大量的应用案例可以证明,但对于微量和痕量分析是不合适的。我国自主研发的手持式近红外光谱分析仪、小型近红外光谱分析仪已应用于花生油、豆油、纯牛奶中还原奶等的鉴别。

(三)基于太赫兹辐射的快速检测技术太赫兹(THz)辐射介于远红外与微波区之间,频率范围在0.1THz~10THz(1THz相当于33.3cm-1,4.14meV,波长300μm),对应着物质分子间的弱相互作用,如氢键、范德华力、偶极子的振转跃迁和晶体中晶格的低频振动等。有机分子特别是大多数有机极性分子对THz波段的辐射具有强烈的吸收和色散作用,形成物质的“指纹图谱”,因此可以借助THz光谱对物质内部的结构分子组成进行分析研究[13]。目前,已经在全世界范围内形成了一个THz技术研究,我国也高度重视,投入重金支持太赫兹技术的研究,宽谱太赫兹时域光谱仪、便携式太赫兹时域光谱仪已成功研制,商品化仪器上市指日可待。太赫兹应用于吡虫啉、代森锰锌、乙酰甲胺磷、致病菌、病毒DNA等食品危害因子检测已有多篇报道。

(四)表面增强拉曼光谱检测技术拉曼光谱(RamanSpectroscopy)分析技术是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术,可直接反映待测物中化学分子键的振动模式信息,进而可以了解分子的构成及构象信息。20世纪60年代随着激光的问世并引入到拉曼光谱仪作为光源之后,很多新的拉曼光谱技术出现并迅速发展,从而应用到许多领域。表面增强拉曼检测具有重现性良好、速度快、灵敏、成本低、仪器轻便、设备操作和前处理简单等优点,因而此技术非常适用于食品安全中微痕量危害因子的现场、快速检测。我国已有关于采用表面增强激光拉曼光谱检测蔬菜中有机磷农药、养殖用水中孔雀石绿、辣椒粉中苏丹红Ⅰ号、味精中硫化钠、乳粉中三聚氰胺、尿样中的β-受体激动剂等农药及违禁添加物的报道。商品化的便携式激光拉曼光谱仪已用于三聚氰胺、孔雀石绿、结晶紫等违禁添加剂的快速检测。

二、基于免疫学的快速检测技术

(一)基于酶联免疫的检测技术免疫分析是利用抗原与抗体的特异性结合特性来实现目标物检测的方法,该方法特异性好,但灵敏度不能满足痕量检测的要求,故发展了标记的免疫分析技术。目前,标记免疫分析技术主要包括酶联免疫(ELISA)、放射免疫、荧光免疫、胶体金免疫层析、化学发光免疫分析。其中酶联免疫吸附分析技术是目前食品安全快速检测的主流技术。此方法诞生于20世纪70年代,具有特异性好、灵敏度高、操作简单,所需仪器设备价格较低等优点,特别适合大量样本的筛查。它是以辣根过氧化物酶等标记物标记抗原或抗体。借助抗原抗体的特异性结合作用和酶对底物的催化显色反应,根据颜色反应的深浅实现对待测目标物的快速检测。由于酶的催化效率高,故可迅速而高倍数地放大反应效果,大大提高了灵敏度。目前,我国有近百种商品化的食品安全ELISA试剂盒,包括呋喃类、氟喹诺酮类、磺胺类、氨基糖苷类、大环内酯类等兽药ELISA试剂盒,β-受体激动剂类、苏丹红、三聚氰胺等违禁添加物ELISA试剂盒,黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素等真菌毒素ELISA试剂盒,与之配套的酶标仪也已有多款国产商品化产品,基本能满足兽药、毒素、违禁添加物的快速检测需要。

(二)基于胶体金试纸条的检测技术胶体金试纸条是以胶体金为显色标记物,借助抗原抗体间的特异性免疫结合作用和色谱层析原理建立的一种快速检测方法。胶体金是一种含有特定大小(20nm~100nm)的金颗粒稳定胶体溶液,它是由氯金酸的水溶液在柠檬酸三钠等还原剂的作用下聚合而成,并由于静电作用成为胶体状态。由于胶体金颗粒具有高电子密度,且颗粒聚集达到一定密度时出现肉眼可见的红色斑点,因而可以与带正电的蛋白(抗原或抗体)发生静电吸附,作为免疫层析试验的指示物。当样品溶液在层析条上借助毛细管作用泳动时,待测目标物与层析材料上的抗体发生高特异、高亲和性的免疫反应,形成的抗原抗体复合物被富集或截留在检测带上与胶体金结合,几分钟内便可得到直观的检测结果。此方法与ELISA法相比,省去了繁琐的加样、洗涤等步骤,在层析过程中具有对样品净化的效果,且操作简便、检测时间短、分析结果清楚、易于判断,无需仪器或只需简单仪器,非常适合于食品安全的现场快速检测。目前已有20多种商品化胶体金试纸条,广泛用于莱克多巴胺、盐酸克仑特罗、沙丁胺醇、β-内酰胺酶、三聚氰胺、黄曲霉毒素、喹诺酮类、磺胺类药物等的快速检测。

(三)基于适配体的快速检测技术核酸适配体(aptamer)是利用体外筛选技术———指数富集的配体系统进化技术(SystematicEvolutionofLig-andsbyExponentialEnrichment,SELEX),从核酸文库中得到的DNA或RNA寡核苷酸片段,此片段具有类似抗体的特异性识别能力,但其特异性和结构稳定性要大大高于一般的免疫球蛋白形成的抗体,也被称为“新一代抗体”。SELEX技术的基本原理是在体外构建成一个单链寡核苷酸库,将它与目标物混合,形成靶物质与核酸的复合物,首先洗掉未与目标物结合的核酸,分离出被结合的核酸片段,以此核酸分子为模板,扩增出更多的核酸片段,再进行下一轮的筛选过程,获得与靶物质结合更紧密的核酸片段。通过重复的筛选与扩增,一些与靶物质不结合或与靶物质亲和力较弱的DNA或RNA分子被洗去,而称之为适配体的、有高亲和力的DNA分子或RNA分子从随机库中分离出来,且纯度随SELEX过程的进行而不断提高,筛选出的核酸适配体进一步与待测物发生特异性结合,实现高灵敏度快速检测。目前已有利用核酸适配体技术检测粮油产品中赭曲霉毒素等真菌毒素、食品中青霉素等抗生素的研究报道,但距商品化仍有一段距离。

三、基于电化学的快速检测技术

电化学传感器检测技术是基于指示电极敏感膜表面发生电化学反应,将化学信号转化成电信号,实现目标物快速检测的技术。敏感膜由酶、抗体、细胞、核酸、仿生材料等构成的传感器也称为电化学生物传感器。电化学传感器因具有便携、快速、成本低、高选择性和可进行多目标分析等特点,越来越成为科学家研究的热点。特别是随着纳米材料和抗体制备技术的发展,新型电化学传感器的灵敏度和特异性大大提高。纳米材料电化学传感器多基于碳纳米管、石墨烯等功能材料,有研究报道将纳米技术和电化学技术有机结合,开发了快速检测食品中重金属、β-激动剂、双酚A、细菌总数和大肠杆菌等的传感器。电化学免疫传感器是将免疫学检测技术和电化学技术相结合,将抗原与抗体特异性结合反应转换为电信号并进行测量,具有特异性好、可实时监测、响应快等特点。目前有大量关于此技术应用于食品中致病菌、毒素和农兽药残留检测的研究报道。

四、基于PCR的检测技术

PCR(PolymeraseChainReaction)聚合酶链式反应是利用DNA在高温条件下变性成为单链模板,进一步加入与单链模板两端序列互补的寡核苷酸片断作为引物,低温时引物与单链模板按碱基互补配对,再调温度至DNA聚合酶最适反应温度,在4种dNTPs底物存在的情况下,DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5''''-3'''')的方向合成互补链。新合成的DNA双链又可作为扩增的模板,重复上述反应。经过几十次循环,模板DNA序列扩增近百万倍。近年来,PCR已衍生出许多种类,常用的有反转录PCR、实时荧光定量PCR、随机引物PCR等。目前,我国已有PCR仪器的研发和生产能力,配套的核心试剂生产技术也日趋成熟。PCR技术已成为致病微生物定量、转基因食品判定、畜禽产品真伪及掺假鉴别、农产品溯源和品种鉴定的重要手段。

五、基于生物芯片的检测技术

生物芯片是指将抗体、抗原、寡核苷酸、cDNA、genomicDNA、多肽等生物分子固着于硅、玻璃、塑料、凝胶、尼龙膜等固相载体上,形成生物分子点阵列。借助分子杂交或抗原抗体相互作用,可以对目标物进行高通量、高灵敏度、快速筛查。生物芯片技术已从开始的疾病诊断领域逐渐扩展应用于食品安全领域,我国已开发出可同时检测样品中金黄色葡萄球菌、霍乱弧菌、大肠杆菌O157∶H7、单核细胞增生李斯特氏菌、沙门氏菌、乙型溶血性链球菌、副溶血弧菌、空肠弯曲杆菌、板崎肠杆菌等食源性致病微生物和磺胺、氯霉素、恩诺沙星、链霉素等兽药残留检测的高通量生物芯片及其技术平台,但目前检测的食源性致病菌和兽药种类有限,配套仪器和设备成本较高,推广应用受到限制。

六、基于纳米材料的快速检测技术

纳米即10-9m,在此尺度范畴的材料体积小、比表面积大,并具有声、光、电、磁、热性能等优秀的物化性质。纳米材料易制备,可放量生产,与食品安全检测技术结合可满足快速、灵敏、实时现场、低成本检测的需要。将纳米技术和纳米材料应用于检测技术领域是现在及未来发展的重要方向。已商品化的新型纳米材料包括碳纳米管、金纳米粒子、荧光量子点、磁性纳米粒子等。碳纳米管可用于修饰电化学传感器电极;金纳米粒子除了用于制备胶体金试纸条、电化学传感器电极修饰、用于乙酰胆碱酯酶的固定化以检测氨基甲酸酯类农药外,还可利用其良好的光学性质构建光学传感器,用于食品中三聚氰胺等违禁添加物的检测;量子点是II-VI族或III-V族元素组成的直径在1~100nm的半导体纳米颗粒,被激发后可发射荧光,其具有宽激发光谱、窄发射光谱,发射波长与粒径相关,易调控,量子产率高,生物相容性好,是理想的新一代生物荧光标记材料;磁性纳米粒子是纳米级(1~100nm)的磁性材料,以铁及铁系氧化物居多,可包被生物高分子,具良好的磁导向性和生物相融性,可与蛋白质、核酸、生物素等结合。磁性纳米粒子可通过共聚合和表面修饰活性基团,进一步与酶、抗体、分子印迹聚合物、适配体等偶联,并在外加磁场的作用下迅速富集,同时与基底分离。上述纳米材料已广泛应用于农兽药残留、生物毒素、违禁添加物等食品中危害因子的分析,极大地提高了检测灵敏度、操作效率和检测通量,在食品安全检测领域展现出广阔的应用前景。

七、结语

纳米技术的案例范文4

关键词:岩土;加固技术;工程;注浆

中图分类号:TU753 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)05-0156-02

随着近代建筑工程的迅猛发展,岩土加固技术作为一种能解决众多工程难题的技术在工程领域得到了广泛应用,在建造铁路、隧道、桥梁、公路各个方面,都必须应用到岩土加固技术,它帮助工程师们成功的解决了许多地下水害难题,对加固工程有着不可替代的作用。岩土加固技术随着科技的发展也在不断更新,技术变得更为先进,为了更好的了解岩土加固技术的应用现状和未来发展方向,我们对岩土加固技术进行详细的阐述,主要从岩土注浆和岩土加固两方面进行分析。

1 岩土注浆技术

1.1 化学注浆材料的分类和发展

①酸性水玻璃浆材。酸性水玻璃多用于北方的碱性土质地区,是代替水泥碱性水玻璃浆液的一种新型材料,具有无毒、环保和造价低的优点,在粉细砂加固工程中得到广泛的应用,具有较高的抗压强度和较为可靠的稳定度,可用于大坝防渗漏等工程项目中。②丙烯酸盐浆材。丙烯酸盐浆材也是新型的一种低毒性的化学材料,未来的岩土加固技术中主要将运用的是低毒或无毒材料,旨在减少化学材料对环境的污染和破坏,丙烯酸盐浆材主要有着良好的防渗透能力,因此丙烯酸盐浆材一旦进入工业化,必将得到大规模的应用。③高强木素浆材。高强木素是一种以纸浆废液为原料的环保的新型化学材料,能从亚硫酸盐造纸排出的废液中获得,具有较高的强度,无毒廉价的特点使其必将有着很大的用武之地,未来的岩土加固技术中可以用它来加固含水地层等工程。④PBM混凝土。聚合物混凝土(PBM)具有水下快速固化的特点,是一种新型的聚合物材料,具有优秀的抗压抗拉性能,抗酸能力强,是岩土加固技术中应用最广泛的材料之一,广泛应用于高速公路、机场、桥梁的建设中,能快速修复渗水部位,曾应用于对钱塘江大坝的修补工程,在未来岩土加固技术中也必将有着广泛的应用。

1.2 水泥注浆技术的应用及发展

①超细水泥。从20世纪80年代开始,超细水泥在建筑工程的广泛采用极大的加速了注浆技术的发展,众所周知,传统的普通水泥颗粒大,渗透系数低,因此颗粒小的超细水泥一经出现,就在地下工程施工中得到了广泛的应用,我国也应为超细水泥步入了世界建筑的先进行列。②高水速凝材料。我国在20世纪90年代开始在工程中使用高水速凝材料,高水速凝材料是一种新型的水硬性凝胶材料,它最突出的优点是结石体含水率高和结石体强度高,并且能够节省用料,因此从英国引进之后就广泛应用到采矿等工程中去,我国在20世纪90年代也建立了自己的高速水凝材料生产线。③硅粉水泥浆材。硅粉水泥浆材也是一种新型材料,它是生产硅过程中的副产品,一般用途是将硅粉掺杂到水泥中去,用来提高混凝土的受力强度,在建造地基时可以使用硅粉水泥浆材,能使基础下沉得到良好的控制。④纳米水泥材料。纳米材料是20世纪90年代出现的新型学科,纳米材料的尺寸非常小,单位在纳米级,因此纳米材料的化学活性很高,易于与其他材料相混合,纳米材料的力学强度也较大,常用在文物保护中,用来隔离油和水对物质的侵蚀,防污染能力强,纳米水泥材料作为一种新兴的材料在未来会有着巨大的用武之地。

1.3 特殊注浆技术

①桩基扩底注浆。桩基扩底注浆的作用是用来提高桩底地基的稳定性和承载力,还能提高桩的抗震性能。与传统的桩底技术相比,桩基扩底注浆能与岩土体产生固结,能节约混凝土的用量,广泛应用于流水线施工中,能节省资金,并能达到很好的稳固效果,特别适用于高层建筑的桩基施工中。②煤层灭火注浆。为了防止煤矿材料的自燃,断绝矿体与空气的隔绝,目前国内外普遍采用的是煤层灭火注浆技术,这种技术的主要是通过喷洒几种浆液,达到覆盖煤矿裂缝,从而断绝与空气的接触而达到阻燃灭火的目的,煤层灭火注浆材料的吸水性强,自身不燃烧且造价低,因此在煤矿工程中具有广泛的应用。煤层灭火注浆概念的提出以及技术的应用对西部大开发有着重要的意义,除了用煤层灭火注浆技术外,也可采用化学材料进行灭火。③静压注浆。静压注浆技术的基础是高喷掏土技术,高喷掏土技术能纠正地基土层随时间的流逝引起的变形等问题,能完全解决工程中的地基下沉问题,具有很好的稳定性能,是加固地基的重要方法。罗马比萨斜塔的倾斜度的控制,就是运用的高喷掏土静压注浆技术,在未来建设概念性大楼的过程中起着至关重要的作用。④粉喷加固技术。粉喷加固技术是通过化学反应生成稳定的水化物,生成的水化物强度较高,更能够吸收材料周围的水分,因此广泛应用于各种软土地基岩土加工工程中。该技术中粉的配料主要为水泥、生石灰和粉煤灰。⑤高喷封桩堵水技术。我国具有广阔的海岸线,因此如何对珊瑚礁地基进行加固也成为了岩土加固技术的重要课题。珊瑚礁地基的地下水主要呈碱性,因此为了引入淡水、堵住碱性水的渗漏就引进了高喷封桩堵水技术。珊瑚礁地层主要由细砂、中粗砂和珊瑚碎屑组成,对防水防渗要求高,因此在西沙群岛等海岛的珊瑚礁地基的建设中,采用的是高喷封桩堵水技术,这种技术在国内刚开始应用就取得了巨大的好评,在未来可以广泛推广应用于珊瑚礁地层的工程建筑中去,也具有一定的节约混凝土的特性。⑥树根桩加固技术。树根桩加固技术是运用旋转法将钢筋放入地基,从而达到加固地基纠正扭偏的作用,由于树根桩加固技术中的树根桩角度可任意倾斜,因此可以最大限度的维持工程中结构物和地基的平衡状态,并且树根桩加固技术中运用的三维结构可以很好地加固地基的稳定度,树根桩加固技术的施工过程较为简单,不需要动用大型机械设备,基于其方便操作、加固性好、平衡度强和节约成本的特点,树根桩加固技术在未来必然有着广阔的发展前途。

2 岩土锚固技术

2.1 预应力锚索

预应力锚索是岩土加工技术中一项广泛应用的成熟技术,在岩土加固工程中,预应力锚固技术广泛应用于水利、桥梁和隧道的建设,能有针对性的解决岩土加固工程中的难题,能较好的调整和改善地基,是防止山体滑坡和大规模工程坍塌的重要手段,预应力锚索技术的发展大大的推动了岩土加固技术的创新和改革。

预应力锚索运用于桥梁的建设中,能显著的提高工程效率,成为岩土加固技术中的新亮点。在我国西南山区的公路和铁路建筑中,预应力锚索技术得到了广泛的应用。如在西南的地形险峻的盘山公路的建设中,采用预应力锚索技术很好的分散了公路对山体的压力,能有力的减少山体滑坡现象的发生。预应力锚索技术建造的加固体结构合理,寿命长,能承受较大的压力,因此广泛应用于山坡公路的维护和建筑中。

在建立核电站的深基坑时,针对当地地质和水利条件,利用预应力锚索技术稳定山体,固定地基,经济合理的完成了预设任务,施工方法较为简单,节省了大量的建筑成本,提高了加固体的力学性能,确保了周边人员和建筑物的安全,调节合适的沉降量,取得了良好的效果。

预应力锚索的发展非常迅速,从上世纪五十年代开始应用至今,技术的发展和更新换代快,时刻跟随时代的步伐,广泛应用于公路桥梁和城市立交桥的建筑中。立交桥中加固技术的应用至关重要,采用预应力锚索技术,能使混凝土结构的刚性增强,使结构内部的内力分布合理,在减少截面尺寸的基础上大大的提高了力学性能。

随着技术的革新,体外预应力技术是一种加固钢筋混凝土和刚体结构的一种新方法,是一种将预应力锚索和物件体外里混合的技术,桥梁的拉索机构和索道都运用到了这种新技术,体外预应力技术使桥梁和建筑的跨越能力有了显著地提高,体外预应力技术也可以用来加固旧桥,增强桥梁的承重能力,摩擦阻力小,便于检测和维护。这种新型的技术在国外发达国家已经得到应用,但由于成本高、技术复杂的特点,我国的体外预应力技术仍在研究和推广,体外预应力技术的发展将成为未来岩土加固技术的新的课题和重要发展方向。

2.2 预加固技术

随着我国铁路事业的发展,隧道的建筑技术也在不断改进。为保证隧道工程的施工安全和工程的顺利进行,岩土加固技术就显得尤为重要。在隧道施工过程进行时,要提前运用预加固技术增加岩土自身的稳固性,通过改善其内部力学性能状态来达到对岩土的预加固的目的。

水平注浆成拱技术是广泛应用于隧道地层施工中的一种预加固新技术,通过将混合好的浆液注入到隧道土层中去,使隧道的强度和稳固性能得到提高,这种技术在应用中已经有了很多成功的案例,在未来岩土加固过程中必将得到更成功的应用。

2.3 化学锚固技术

化学锚固技术与传统的机械锚相比,具有抗震性能好、耐疲劳和不易老化的特点,广泛应用于煤矿支护工程和高速公路的路基维护中,化学锚固技术主要是将钢板用化学粘合剂固定在需要加固的建筑表面,以此来增加钢筋混凝土的抗弯能力,在地震频发地区的建筑楼房工程中可运用这项技术,加固和增强墙体的承载能力,保护重要的建筑物。化学锚固技术在未来的岩土加固技术领域有着广阔的发展前景。

2.4 土钉墙技术

土钉墙技术从20世纪70年展至今,已成为了一个独立的土加固技术的学科分支,有着至关重要的应用,主要运用在建筑深基坑和大厦的建设中,目前国内外很多大厦的建造都运用到了土钉墙技术。

3 结 语

综上所述,我国在地质系统的勘察和对地基的加固和建筑方面已经迈入了国际优秀行列,岩土加固技术的课题越来越多,我国在地质勘查方面有着明显的优势,为岩土加固技术的研究提供了重要的参考资料。我国目前运用的众多岩土加固技术已基本满足日常建筑工程的需要,但仍需研究更为先进的建筑技术,针对不同的地址和结构体研究不同的加固方法。为此,我国技术工作人员应进一步加强对岩土加固技术重要性的认识,在现有的基础上不断开拓创新,研制多种专用的岩土加固设备和仪器,更有力的承担国内外岩土加固工程,提高我国岩土加固技术的综合水准。

参考文献:

[1] 陈耕野,杜嘉鸿.新世纪岩土加固技术的回顾与展望[J].探矿工程,2009,(34).

纳米技术的案例范文5

1.在物理作业中落实三维目标是对物理教师教育理念的挑战

新课程改革着眼于培养学生终身学习的能力,不仅要传授知识和技能,而且要使学生形成积极主动的学习态度,学会学习,体会学习过程中的快乐,形成正确的情感、态度与价值观,从而达成三维目标。教师在整个教育过程中的地位、作用、角色等都发生了根本性的变化。传统的作业模式已不能适应新课程改革的需要,教师必须接受新的课程观、作业观,致力于研究如何在作业中落实三维目标,这就要求物理教师具有创造性理念,成长为创造型教师。

创造型教师要能有效利用信息技术,实现在作业中落实三维目标。以神舟飞船的研制并发射成功、航空母舰的研制应用、纳米技术的飞速发展等设计作业,在夯实基础知识的同时,通过科学技术的巨大成就,提高学生的自信心与自豪感,培养学生的爱国主义情怀,达到情感教育的目的。向学生介绍著名科学家为人类科学发展作出的贡献,如伽利略的比萨斜塔实验、牛顿万有引力的发现、欧姆定律等,以此让学生感受科学的艰辛和乐趣,从中吸取科学思想的精华,感悟科学发现与创造发明的方法;培养学生不迷信权威,勇于质疑;勇于挑战、勇于超越的精神,养成见微知著、认真执著的科学习惯。 2.在物理作业中落实三维目标是对物理教师教学能力的挑战

新课改三维目标强调过程与方法,要求改变过于强调接受学习、死记硬背和机械训练的现状。倡导学生主动参与、乐于探究,提倡自主学习、研究性学习和合作学习模式。要求教师必须转换角色,调整教学策略,教师教学的阵地从教室、学校向广阔的社会延伸,形成大教育的格局。要设计好一个有效合理、让学生感兴趣的活动,这就要求教师必须具备活动组织能力、信息处理能力、创新实践能力以及社会活动能力等。教师要学会独立思考,如何将自己的教学设想落到实处,以作业的形式更好地将知识内容传递给学生,促进学生的全面发展,是教师要深思的事情。教师只有独立思考,才能理解教学目标,深入钻研、不断创新,才能够依靠自己的力量分析问题、解决问题,并且在这样的过程中不断进步。教师要设计一个课时的作业,首先应该吃透教材,领会课标、教参的精神,然后根据自己的教学能力、班级学生的基础,设计出既符合三维目标要求又切合学生实际的作业来。例如:在“声音的产生与传播”教学过程中,我会安排学生朗读教材第一自然段,在朗读过程中用手指贴紧咽喉,感受声音产生时的振动。知道声音是由物体的振动产生的,实现其知识目标;而在朗读过程中找到声音是如何产生的,这是实现了过程与方法目标;通过这个活动的安排,学生懂得:要学到知识其实并不难,关键是自己要肯下工夫,善于观察与实践,掌握正确的学习方法和技巧,这就突出了情感态度与价值观的要求,从而将三维目标有效地进行了整合。

3.在物理作业中落实三维目标是对物理教师教学方法的挑战

将教学目标分成三维目标是一种研究的需要,我们可以从不同的视角维度去描述,但是在实施过程中千万不能把三维目标分割开来,变成三维任务,分别完成。在作业中落实三维目标需要创设情境,要以相应的教学情境为载体,把三维目标有机地融合在一起,实现教学三维目标的整体性。还要针对教学内容有所侧重地实施三维目标。有些内容知识与技能目标比较丰富,有些内容过程与方法目标比较丰富,有些内容的情感态度价值观目标比较丰富。所以,不同的教学内容应该有所侧重地实施三维目标,而不是平均分配,当做三件事去做。三维目标的实施更要倡导体验式的教学方法,讲授法利于知识与技能目标的实现,但要实现情感态度价值观目标则比较难。体验式、探究式的方法利于过程与方法目标及情感态度与价值观目标的实现。

纳米技术的案例范文6

论文摘要:随着经济和贸易的发展,越来越多的企业通过并购的方式获取知识产权资源,从而创造新的价值。文章主要基于企业管理的视角,研究了基于知识产权的并购过程,认为从企业资源观点和过程管理出发,对并购前、并购中和并购后的有效管理,是并购成败的关键,并分别分析和阐述了不同阶段的管理内容和要点,从而为我国企业有效地参与海外并购提供了理论指导。

随着我国经济的发展,企业问的并购现象越来越多。尤其是在全球经济一体化的趋势下,外国企业并购我罔企业,或者我国企业海外的并购活动都越来越频繁。在知识经济的浪潮下,众多企业在并购活动中,专利、商标、商业秘密等知识产权的因素起到越来越重要的作用。绝大多数的并购活动,都涉及到并购目标企业的知识产权资产处置。而有些企业间的并购活动.甚至直接以知识产权资产的获取为并购目标,称之为基于知识产权的并购活动。如2008年初,美国ppg工业公司收购了位于美国科罗拉多州郎蒙特市的nanproducts公司。nan products是纳米材料的生产商及纳米技术的开发商,该公司在纳米粒子技术方面享有多项核心专利,并拥有多处研发和生产独特纳米粒子的试点公司。ppg收购nan producls公司的主要目的在于获取其在纳米技术方面的专利,通过并购来使其成为全球领先的纳米l丁程材料技术的领导者。同样的,我国的联想集团斥资l7.5亿美元收购ibm全球pc业务时,5亿美元用于支付ibm公司因全球pc业务的负债,另外的12.5亿美元用于收购ibm相关的经营资产,其中包括ibm在pc领域的4000多项专利。而日本是知识产权领域的先行者,根据统计,从2003年开始,日本企业收到的专利费第一次超过了其所支出的专利费,这与其在20世纪90年代并购了450家美国公司及其知识产权资产密不可分。很多西方国家的领先企业也很成功地运用了并购来获取知识产权的方法,如美国的思科系统公司和微软公司,思科系统公司近二十年来并购了大大小小100家企业,其始终将并购小型企业的专利技术作为其保持技术领先优势的基石之一;微软公司的核心技术dos和邮件处理技术outlook正是通过并购小型创新型技术业的方式获取到的。

由此可见,知识产权贸易不仅仅靠知识财产权的许可、转让来实现,通过整体并购目标企业而全盘获得知识产权,是当前越来越被利用的一种知识产权贸易方式与传统的知识产权许可或转让相比较,旨在获取知识产权的企业并购,不仅能够获得相应的知识产权,还能够同时获得将这些知识产权迅速市场化的环境和条件。

近年来,随着我国融入全球经济一体化进程的纵深发展,我国企业面临越来越严重知识产权网局。不少外国企业通过并购等方式迅速进入我国市场,在我国扩张其知识产权竞争优势,而我国企业的海外拓展却因知识产权纠纷等原因屡屡受挫。虽然我国专利申请量在大幅增长,但相对于西方国家的领先企业,高质量的专利和高信誉的品牌仍然较少,面临着比较严峻的竞争压力。而仅靠我国企业自身的研发能力,很难在较短的时间内积累更多的知识产权资产;同时,我国企业向外国申请专利不仅花费高,而且时间长。这些因素都导致,通过并购的方式来获取知识产权资源及知识产权的经营条件,成为我国企业突破当前面临的知识产权局的较好方式之一。另外,由于我国市场潜力巨大,而市场本身也越来越开放和成熟,导致大量的外国企业通过并购等方式进入我国市场,通过并购来利用我国企业已有的专利、品牌和市场资源,快速占领和扩张其在我国的市场份额。

但目前,无论是我国企业作为并购方,还是作为并购目标,在并购过程中,都表现出了越来越多的与知识产权有关的问题。如我国的tcl公司收购thomson彩电部门的案例中,其并购的目标之一在于获取thomson公司在彩电技术方面所拥有的专利。但由于tcl公司在并购前、并购中和并购后缺乏对目标公司专利资产进行有效的识别、转移和整合策略,导致tcl彩电业务在海外的扩张仍然因为专利权纠纷而屡屡受挫。同样地,外资企业在并购我国企业的知识产权资产后,往往采取不同的方式谋求对我国企业的控制权,然后布局自己在全球的发展战略,采用少开发甚至不开发的方式削弱、淡化我国企业的品牌,借机抬升外国企业品牌商品的市场地位,达到将我国企业和品牌排除出去的目的。如2003年发生的福建南孚电池股权并购案例,当年,南孚电池已发展成为中国第一,世界第五大碱性电池生产商。南孚电池与摩根士丹利等三家外商合资组建“中国电池有限公司”。但在摩根士丹利陆续收购其他股东股权并取得公司控股权后,即刻改变了原定海外上市的计划,转手将所持中国电池股份全部卖给南孚电池市场竞争对手美国吉列公司。短短几年的时间,南孚由中国电池生产业的头变成了其竞争对手在中国的加工车间,一个很有希望的民族品牌也由此销声匿迹。

由此可见,我国企业在参与基于知识产权的并购活动时,往往忽略了知识产权问题。即使有一些企业已经关注到知识产权因素在并购中的重要性,却没有一套完整的针对知识产权的处理机制和措施。同时,我国理论界对基于知识产权的并购研究不够深入,缺乏系统的研究。本文正是基于此,结合已经比较成熟的并购理论,具体对并购中的知识产权过程进行全面的研究,为我国企业在开展海外并购,或者在被外国企业并购时,如何在知识产权方面主动地寻求长远利益,提供理论指导。

一、基于知识产权的并购过程分析

基于知识产权的并购以知识产权的获取为直接目的,但其最终目的实际上是将并购目标企业知识产权资源转移到并购后的新的企业中,而这种知识产权资源的转移过程是一个复杂而系统的工程。在并购背景下的知识产权资源转移,并不是等到并购交易结束之后,才开始转移的。事实上,并购前就开始,从制定知识产权并购战略,筛选目标公司,评价目标公司知识产权资源的价值,到并购谈判和交易结束,以及再到并购后的知识产权整合过程,始终贯穿于荩于知识产权的并购活动令过程。当然,并购前和并购中的工作为并购后知识产权整合过程中实现知识产权资源转移作准备。基于知识产权的并购过程在分析,综合和评估目标公司知识产权资源价值的基础上,假如我们能够确定导致实现预期的知识产权协同效应的并购过程,或者说实现预期的知识产权资源转移,那么这可能表明是一项成功的基于知识产权的并购活动。

3.知识产权调查:为了确保一项基于知识产权的并购活动能够取得成功,并购者必须根据公司战略和并购战略,对筛选和确定的日标公司及其所拥有的知识产权资产进行尽职调查,以便能够正确制定合适的并购整合策略,从而减少并购风险,为并购协商知识产权并购交易条件和确定知识产权价格提供参考。如对企业所拥有的专利资产进行调查时,至少需要从如下几个方面展开:(1)专利所有权调查,即调查专利权的归属;(2)专利有效性评价,即专利的有效时问、地域等的调查与评估;(3)专利的保护范围评价,即专利覆盖的有效技术领域;(4)专利的侵权调查,即是否存在对有效专利的侵犯等;(5)专利的法律状态,即专利处于申请中、实质审查中、或者授权后的何种法律阶段;(6)专利的预期收益期限,即专利的剩余保护年限等;(7)专利的实施状态,即专利处于自己实施、许可他人实施等不同的实施状态中。

三、基于知识产权的并购中管理分析

并购中管理是基于知识产权并购过程的重要内容之一,其主要涉及两个问题,即并购谈判与并购价格。并购谈判是并购成功的基础,而并购谈判中首先要考虑的问题便是并购价格。

首先,基于知识产权的并购中,从并购谈判的角度来说,并购者获得必要的决定并购日标公司价格的准确信息和其他重要资料是十分重要的。根据对潜在的知识产权协同效应的准确评估,并购者可以把最后的并购决策决定下来。同时,并购谈判中需要确定并购协议的内容。在并购协议中,以知识产权为基础的并购谈判需要明确目标公司所具有的知识产权,包括专利、商标、软件等所有知识产权资产,并在协议中确保目标公司以最佳的方法为并购者对这些资产进行的保留,如专利年费的缴纳、商标权的续展等。当然,并购交易的方式、支付方式以及目标公司的人员及整合计划也是并购谈判中的内容,其在基于知识产权的并购中同样重要,也是影响未来并购后知识产权资源整合绩效或者说知识产权资源转移效果的重要方面。

基于知识产权的并购,除了并购谈判及其协议外,在并购中进行的管理,还涉及到目标公司的定价问题应该说,并购价格的计算与确定对并购者在并购后的绩效产生巨大影响。一般来说,并购价格决定于目标公司所拥有的知识产权资源量,包括数量和质量。不同于外部知识产权交易的是,这里不是以知识产权为交易标的,而是以拥有知识产权资源的目标公司整体作为交易标的。因此,其定价方式和内容自然不同于一般的外部知识产权交易两者最大的不同点在于,在定价过程中,除了对知识产权资源进行评估外,还需要对目标公司所拥有的其他资产进行评估。尽管,获取目标公司所拥有的知识产权资源是并购的目的,也是目标公司价值评估中的首要内容。这里需要注意的是,基于知识产权的并购中,并购价格往往是溢价交易,虽然溢价交易与并购是否为并购者创造价值之问没有明显的相关性,但从并购绩效的角度,并购者必须考虑并购后所获得的知识产权能产生的预期协同的当前价值大于支付溢价。

四、基于知识产权的并购后整合分析

基于知识产权的整个并购过程中,并购后的整合无疑是最重要的阶段。而大多数的知识产权并购失败的案例中,往往忽略了从过程的观点来看待并购整合的问题。从企业资源观点的角度,并购后的知识产权整合战略实质上是目标公司与并购者之间的知识产权资源转移及价值创造过程。在这个过程中,应该从并购的开始阶段进行管理和规划。并购后的整合阶段使新公司成为成熟和进入稳定发展状态,管理并购后的知识产权整合也是被并购组织在并购后如何融人并购企业组织整个系统中的过程,从而实现知识产权资产的顺利转移及价值创造。因此,在并购后的整合过程中,除了涉及主要的知识产权资源的整合外,有效地整合与知识产权相关的人力资源及组织也是并购成败的关键。在并购后的整合管理中,虽然知识产权资源的匹配与转移总是被认为是并购者的事情,而实际上可能是涉及到并购者与被并购者两者之间的一个复杂而相互作用的调整过程。那么,基于并购后两者之间的关系,派生出了三种不同的知识产权资源整合方法。

1.知识产权资源的吸收型整合。在吸收整合过程中,目标企业的组织独立性要求较低,在这种整合方法下,被并购公司的组织完全融入并购公司中。随着组织的转移,目标公司所拥有的知识产权资源也随之转移到并购公司中,与并购者之间的知识产权资源形成互补优势,从而创造可持续的竞争优势。一般来说,以商业秘密的获取为并购意图的并购比较适合吸收型整合方法。随着研发或者营销团队的转移和融合,与研发或者营销相关的商业秘密也随之转移到并购者一方。

2.知识产权资源的控制型整合。在控制型整合中,并购者与被并购者的战略依赖性不强,组织独立性也不强。通常情况下,由于这种不强的依赖性和独立性,导致目标公司的组织可能很难真正融入并购公司中。那么,并购者的知识产权资源也因此丧失了其市场作用,包括其在并购前对并购者造成的威胁。一般来说,以扫除技术研发和产品创新中的专利阻碍或者市场开拓中的商标障碍为并购意图的并购比较适合采用这种整合方法,从而消除其对并购者可能存在阻碍。如大量的小型创业型创新公司,由于拥有阻碍大公司发展的障碍专利而可能被并购,并购后的整合往往采取控制型的整合方法。

3.知识产权资源的共生型整合。在共生型整合过程中,并购者与被并购者之间的战略依赖度较强,同时,两者的组织独立性也要求较强。这就使得各自所拥有的知识产权资源依然在不同的组织中进行运作,只是在不断的组织协调过程中,发生知识产权资源的优化配置和融合,从而慢慢实现知识产权资源的转移和价值创造的过程。应该说,这种整合方法最复杂,但也是最有价值的。而这种整合方法也隐藏着较大的危机,如果整合不当,不能统一调配各自所拥有的知识产权资源,可能导致整合效率为负。一般来说,在原有的技术基础上进行相关产品的新开发或者新市场的开发,如海外市场的开拓中,为了获取新的研发资源或者市场资源而进行的以获取专利技术或者商标为并购意图的并购活动适合于此种并购整合方法。随着并购者在新技术领域或者市场领域的扩展,目标公司所拥有的知识产权资源优势在发挥作用的同时,并购者不断对其进行战略整合,使两者之间达到最终的融合。

为了达到预期的并购收益,并购者必须谨慎地根据不同的并购目标和并购环境,选择不同的并购后的知识产权整合资源,从而达到并购绩效的最优化。

基于以上分析,我们知道,知识产权的并购过程是一个复杂而系统的过程,不仅涉及到知识产权单独的价值评估和整合,而且涉及到与知识产权相关的组织和人力资源的价值评估与整合过程。为了达到预期的并购目标,必须在考虑并购者与被并购者各自拥有的知识产权资源及其相关的组织特性的基础上,在不同的并购阶段进行有效的管理。忽略其中某一个环节的管理,必然会给并购后的知识产权资源的转移和价值创造带来损害,从而降低并购绩效。

基于此,本文认为一项成功的基于知识产权的并购活动的全过程分为并购前管理阶段、并购中管理阶段和并购后管理阶段,每一个阶段都对并购后的知识产权资源转移产生重要影响。(1)并购前管理阶段,包括知识产权并购战略和选择目标公司标准,搜集、筛选和确定目标公司,对目标公司知识产权资源进行尽职调查。(2)并购中管理阶段,包括并购谈判、知识产权定价、并购融资和交易。(3)并购整合管理阶段,包括知识产权整合方法,专利技术、商业秘密、著作权、商标、知识产权人力与组织适应性。那么,将并购过程与并购中知识产权转移相结合,提出基于知识产权并购过程的观点,具体如图1所示。

二、基于知识产权的并购前管理分析

在基于知识产权并购前的管理阶段中,假如并购者能够确定和准备并购前过程的许多要素,那么它就不仅能够平稳地实现并购后知识产权整合和并购公司与被并购公司之间的知识产权转移,而且能够使得并购绩效最大化。

并购前的管理几乎相当于基于知识产权的并购战略制定。假如并购者没有确定和准备并购中的详细资料和一系列特定过程,那么,预期的知识产权协同效应或者说知识产权资源的转移就很难实现。一般来说,并购前的管理主要包括三个方面的内容。

1.并购战略:在基于知识产权的并购战略制定中,首先要解决的就是并购意图,也就是需要确定什么原因或者目标促使并购者基于知识产权从事并购它的竞争对手或另一家公司。并购意图的确定,有助于确定并购目标的选择标准。一般来说,基于知识产权的并购意网.可能是因为从外部获取知识产权的交易成本过大,需要通过并购的形式从内部获取知识产权。如专利技术的外部交易成本过高,或者内部创新的成本较高或者风险较大等,通过并购拥有与并购者发展战略相匹配的知识产权资源的目标公司,从而实现内部的知识产权获取或转移。也可能是基于海外市场开拓的需要,通过并购海外拥有一定知名度的品牌及其营销渠道,即获取商标及附着于商标资产之上的市场资源.从而实现海外市场的快速开拓。

当然,在确立基于知识产权并购的战略意图之后,就是以并购意图或者说是并购动机为基础确立并购目标的选择标准。这有利于并购后整合管理阶段的工作,减少了一些问题。那么,在基于知识产权的并购日标选择中,一般要考虑如下几个因素:(1)选择目标公司的何种关键要素,如专利技术、商标还是商业秘密等,或者把其中的几种要素同时作为考虑的标准。