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纳米技术的理解范文1
关键词:纳米技术;食品科学;应用
一、纳米技术
自从上个世纪90年代出现纳米技术后,在纳米技术领域的新概念、新名词、新材料不断涌现,使得人们对纳米技术的理解不够透彻,对其研究也处于初级阶段。其实,纳米技术是一门基础研究与应用研究多学科交叉的科学,不管是在原子、分子或者是在超分子角度上对其分析,纳米技术都堪称是一项新的、空前的技术创新,对今后物理学的发展起着重要作用。纳米技术的目标主要是根据纳米结构所具有的特性和功能,结合人们的需求,对材料进行加工,并制造具有特定功能的产品,给人们带来全新的技术革命。此外,在设计过程中在原子、分子的水平上运用纳米技术进行材料设计,进而制造出具有全新性质和各种功能的材料,从而满足人们日益增长的生活需求。
二、纳米食品的概述
所谓纳米食品,指的是在食品加工、生产或包装过程中采用了纳米技术手段的食品。但是,纳米食品不仅仅是采用纳米技术将食品的尺寸加工至纳米级别,也涉及到通过纳米技术对食品进行了改造从而改变食品性能的食品。从而使经过纳米技术加工的食品在营养、吸收等方面会很大的提高,在这方面应用最广泛主要有维生素制剂、钙、硒等矿物质制剂、豆奶与纳米添加营养素的钙奶茶等。但是,由于人们对纳米技术研究的局限性决定了纳米食品也存在一些问题,从而使得纳米食品的安全日益受到人们的关注。因为,在纳米食品生产过程中主要采用球磨法使食品的尺寸变小而达到纳米级别,从而不可避免地产生粉料污染,同时,纳米技术给食品所带来的危害与不利影响等,目前我们还无法预测,难以判断纳米材料是否对人体有害。目前,我国乃至国际上的纳米食品行业还没有形成一个统一的、有效的标准,无法对纳米食品进行安全性评价,也不利于食品健康的管理与监控。此外,据研究部分纳米食品存在一些有害成分,采用球磨法对食品进行加工,所制备得到的纳米粉末更容易进入细胞甚至细胞核内,进而对人体所产生的危害也没有研究清楚。
三、纳米技术在食品科学中的应用分析
1.微乳化技术和纳米胶囊制备技术
所谓的微乳液,就是通过将两种互不相溶的液体形成的吉布斯自由能最小、状体均匀并且稳定,各向同性、粒径大小为l~100纳米、外观透明或半透明的分散体系,而制备该微乳液的技术也称为微乳化技术。自从上个世纪末以来,人们加大对微乳理论和应用的研究,并将微乳化技术已应用于纳米颗粒、微胶囊和纳米胶囊的制备。采用纳米技术,将微胶囊制备成具有粒径大小在10~1 000纳米尺寸的新型材料。由于纳米胶囊颗粒微小,形成胶体溶液,易于分散和悬浮在水中,并形成清澈透明的液体,从而使所载的药物或食品功能因子改变分布状态而浓集于特定的靶组织,进而有利于提高疗效的目的,增加药品生产效率。
在食品包装行业,纳米技术的应用最为普遍,并且该技术能给人们带来极大的利益。因为,在包装材料过程中,只需加入一定的纳米微粒就能够有效地增加包装材料的抗菌性能与密封效果,从而更好地为食品包装提高质量安全保障。同时,在冰箱制造行业也能看到纳米技术的应用情况,通过纳米技术能够有效地生产出一些抗菌性的冰箱,从而满足人们日常生活需求。此外,由于纳米材料的尺寸微小(纳米级别),并体现出特殊的功能,在食品包装过程中加入一定的纳米微粒有利于改变对现有包装材料的性能,从而进一步保证食品的安全。甚至已有不少人研究纳米技术在玻璃和陶瓷容器等领域的应用,通过加入纳米颗粒,可以有效地增加了脆性材料的韧性与强度,还可以有效地吸收紫外线防止塑料包装由于时间过长而出现老化、变质等现象,进而增加食品包装的使用寿命,促进食品包装行业的发展。
2.纳米技术在超细微粒和纳米粒子制备中的应用
在当今的高新技术研究领域中,超细微粒尤其是纳米粒子已经成为人们研究的热门方向,并是当今急需加大研究投入的领域。经过超细化处理后的物质,粒子之间的接触面积增大,比表面积也大大增加,界面能显著提高,表面能会发生巨大变化,从而显现出独特的物理与化学性能。通常情况下,制备超细粒子的方法为超细碾磨法,例如市场上比较普遍的具有强抗氧化性的超细绿茶粉与具有强结合水能力的超细面粉等。研究表明,粒子越小越有助于人体的吸收消化,约1 000纳米的超细绿茶粉呈现出较好的营养消化和吸收率,其营养价值大大超出普通的绿茶粉。又近年来迅速发展起来的新技术――超临界流体制备超细微粒技术,也属于纳米技术制备超细粒子的范畴,该技术可以较准确地控制结晶过程,对粒子尺寸进行精确的控制,从而生产出的超细微粒粒径小且粒度分布均匀,该技术在医疗药物制造行业较为普遍,具有诱人的应用前景。
3.纳米技术在食品检测中的应用
随着计算机技术的飞速发展,使得纳米传感器技术也得到了惊人的发展,并已在食品安全监测中得到广泛的应用。所谓纳米生物传感器技术,采用选择性结合靶分子的生物探针,对食品进行安全监测的技术。因为,纳米材料本身就是非常敏感,对于不均匀的生物与化学物质反应灵敏,将纳米技术与生物学、计算机技术、电子材料相结合,可以制备新型的传感器件,并提高食品安全监测效率。例如与生物芯片等技术结合,可以使分子检测更加简便、高效的纳米生物传感器。近年来,人们通过纳米生物传感器技术可以实现对食品安全、临床诊断与治疗的快速、有效、灵敏地检测。例如,在传统的检测领域,尤其是监测微量细菌时需要扩增或富集样本中的目标菌,从而无形中增加监测步骤,同时过程繁琐而费时费力,然而,利用纳米技术与表面等离子体共振、石英晶体微天平等研制而成的纳米生物传感器,不仅能够大大减少检测所需的时间,还可以提高检测的灵敏度,进而提高监测效率与精确度。
四、结语
综上所述,由于纳米材料发展比较晚,各方面的研究还不够完善,纳米技术也存在一些不足和缺陷。但是,这并不影响纳米技术在食品工业中的应用,随着人们对纳米技术研究的不断深入,我相信在不久的将来纳米技术将会引发一场新的食品科学的革命,为食品行业带来巨大的经济效益与发展空间,也会使人们的饮食结构和生活方式发生巨大的变化,引领人们走进一个全新的食品行业,进而提在很大程度上提高人们的生活水平。
参考文献:
纳米技术的理解范文2
什么事几乎都能先知先觉、赶在潮头浪尖之上的新新一族近一时期常挂在嘴边的这句话,让绝大部分人感到莫名其妙,不知道“纳米”是何方“神圣”。北京国际周上,“纳米”与智能、宽带等字眼并肩排列,再加上刚出世各媒体一阵“热炒凉拌”,人们对“纳米”只是闻其名却不知其实。
简单地说,“纳米”是一种极微小的长度单位,一纳米等于十亿分之一米,也等于千分之一微米,大约是三四个原子的宽度。纳米科技是90年代初迅速发展起来的新兴科技,其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子,制造出具有特定功能的产品。纳米科技以空前的分辨率为我们揭示了一个可见的原子、分子世界。这表明,人类正越来越向微观世界深入,人们认识、改造微观世界的水平提高到了前所未有的高度。有资料显示,2010年,纳米技术将成为仅次于芯片制造的第二大产业。
“清洁卫士”披挂上阵
人们越来越关注室内环境污染。长期在空调环境中工作、生活的人们不知不觉间可能会染上头痛、胸闷、咳嗽、困乏等“空调病”,纳米技术应用于空气净化过滤的消息给深受“空调病”困扰的人们带来一个惊喜。国内首批将纳米技术应用于空调机生产的上海欧臣纳米稀土空调就借其空气净化和水处理的国际技术背景,掀开21世纪健康空调的篇章。纳米是怎样充当“清洁卫士”、成为空气净化过滤材料的呢?
据悉,这种特殊材料是由多种稀土金属、稀有金属、多种氧化物通过高科技方法合成的,其中加入了特殊的纳米材料。在纳米材料与多种稀土金属、稀有金属联合作用下,便构成了对各种有机污染物有良好去除效果的微孔活动中心。这个中心在不改变空气自然状态的大前提下,过滤空气中的有害物质,增加室内空气的含氧量。
经过中国预防医学科学院检测,这种合成稀土纳米材料对甲醛的去除率超过90%,对苯的去除率为89.8%,对氧的去除率为81.8%,对氮氧化物的去除率高达98%,对香烟烟雾的去除率为60.7%……总之,它能够对家庭和建筑装修以后散发的各种有毒、有害、致癌有机污染物进行有效地去除。主要表现在――无毒害、杀菌、吸咐异味、高附着强度等几个特点上。
“筛子”好使却有点儿贵
如今,纳米技术被较多地运用于一些楼盘的内外墙粉刷上,像作为奥运样板工程的首都体育馆的改造工程;复旦大学研制成功的可以自我清洁的“纳米二氧化钛光催化玻璃”已经运用到医院手术室器材、汽车后视镜等方面;在国外,比如日本等地也已将纳米技术开发成功并投入使用。最早做户式中央空调的清华同方人工环境公司表示,下一步他们将研究室内的空气处理系统,不断地融合数字控制、纳米材料、光电效应、环保介质等现代高新技术,提供温度、湿度适宜,纯净新鲜的室内空气。
当更多的商家包括房地产商对“纳米”给予越来越多的关,注,并将纳米作为一张强档绿色牌打给购房者时,人们也应该清醒地看到纳米的不成熟之处:一是纳米产品目前可以说是鱼龙混杂,趁许多人还不太了解有关知识,有些产品就硬往“纳米”上套;而国内外现在也缺乏真正权威的认证机构,无法进行有法律效力的认证。此外,并不是所有的家用电器或其他产品都适合采用纳米技术。最后,要提醒消费者注意的是,由于成本的加大,凡沾上“纳米”的东西都会比同类产品价格高一些。例如纳米空调比同品质普通空调贵10%到15%,消费者对此要有心理准备。
阅读训练
1.人类研究纳米技术的目的是什么?(用原文中的句子回答)
答:_________________________________________________________________
2.请根据上下文解释下面两句话的含义。
(1)不知道“纳米”是何方“神圣”。
答:__________________________________________________________________
(2)(纳米材料)刚出世时各媒体一阵“热炒凉拌”。
答:__________________________________________________________________
3.纳米技术净化过滤空气的过程是,先与______________联合作用,然后___________________,最后___________________。
4.指出下列句子运用的说明方法,并谈谈运用这些说明方法有什么作用。
(1)“筛子”好使却有点儿贵。
答:_________________________________________________________
(2)一纳米等于十亿分之一米,也等于千分之一微米。
答:_________________________________________________________
5.“纳米”有哪些不成熟之处?怎么理解类似纳米的新兴科技在发展中的“不成熟”?
答:不成熟:_________________________________________________
理解:_______________________________________________________
6.查阅有关资料,对“纳米”和纳米技术作一个简介。(200字左右)
答:_________________________________________________________
7.你还知道纳米技术在现实生活中的其他应用吗?请再举两例。
答:__________________________________________________________
8.请简要谈谈纳米的发展过程对我们有何启示?
纳米技术的理解范文3
近十年来,包含纳米材料和纳米技术研究在内的纳米科技在生物学及医学领域应用成为目前研究重点之一,涉及细胞和生物分子分离纯化、药物和基因传输、肿瘤治疗、DNA 结构研究、磁共振成像(MRI) 增强、生物荧光标记、病原体和蛋白质等生物分子的检测、组织工程学等。在肿瘤内科诊疗领域则广泛用于药物传输体系和基因治疗研究,和作为探针用在生物检测开发方面。
1 纳米颗粒对细胞膜作用
为认识纳米颗粒的生物效应,了解纳米颗粒对细胞膜作用具有非常重要的意义。纳米颗粒尺寸比生物体细胞、红血球小得多,甚至小于细菌十至数十倍,与病毒尺寸接近,许多化学和生物反应过程均可在此层面上发生进行。纳米颗粒作用细胞膜主要表现为颗粒的膜上吸附、跨膜转运及其在作用过程中对细胞膜及膜上生物分子的影响。胞膜满布多种生物分子,纳米颗粒可影响成膜脂质分子及膜上其他生物大分子(蛋白等)结构和性质,导致膜生物分子结构变化,如纳米颗粒吸附致脂质分子重组,颗粒表面拓扑结构刺激膜上肌动蛋白伸展等。颗粒作用所导致的生物分子的变化可能是不可逆的,也可能是可逆变化,最终可致胞膜整体变化,包括结构和性质两方面:
1.1 膜结构的变化:纳米颗粒吸附致胞膜本身都将经历膜脂质分子重构和强烈的曲率变化过程。纳米颗粒吸附致膜厚度、有序度、单脂分子面积变化,甚至在膜上形成孔洞,最终可能会影响细胞活性。吸附还可造成胞膜弯曲,与细胞诸多活动密切相关。
1.2 膜性质的变化:带电纳米颗粒吸附导致胞膜上不同磷脂分子的分相,进而对细胞信号转导产生影响。纳米颗粒的作用还可能影响磷脂膜的其他一些性质,如表面张力、跨膜势、扩散系数等。分析细胞膜性质变化,有助于理解纳米颗粒胞膜作用机理。
2 纳米技术与肿瘤诊断、疗效监测
利用纳米技术,建立健全低丰度生物样本富集及微弱信号检测方法。
2.1 生物分子检测:检测DNA 和蛋白质对于肿瘤分子分型诊断以及疗效检测评价均极为重要。目前利用聚合酶链式反应(PCR)扩增荧光染色标记检测DNA 分子的分析方法存在某些本质缺陷,PCR 扩增过程常常会导致DNA 表达的失真。免疫染色检测蛋白质的传统则明显存在灵敏度不高和重复性差的特点。具更高灵敏度生物分子检测手段对于肿瘤内科临床的治疗方案制定与评价至关重要。生物检测关键是通过抗体、DNA等识别分子实现对靶标分子的捕获。这一过程中生物分子识别的效率是实现高灵敏生物检测的基础。纳米颗粒由于其较小的尺寸、较高的反应活性、优异的物理性质以及这些性质的可调控性,使其在制备用于蛋白质、核酸分子检测的生物亲和性传感器方面受到广泛关注,可以利用其建立新的检测方法以改善目前的检测方法所存在的缺陷,因而具有良好的应用前景。
2.2 细胞及生物分子的分离纯化:细胞及生物分子如蛋白质等的分离技术正在快步走向肿瘤内科临床。科学家利用纳米磁性颗粒成功分离出人体骨髓中癌细胞,利用原子力显微镜在纳米水平揭示肿瘤细胞形态特点。
目前细胞分离技术研究可明显提高稀有细胞(如抗原特异性B 细胞和T 细胞及稀有性外周血循环肿瘤细胞) 的分离纯度和分离效率的有效方法。大多数靶细胞存在浓度极低,这些细胞高纯度分离仍困难。目前方法仍然存在选择性较差且不易大规模进行的诸多不足。不过,新出现的基于纳米技术的磁性分离方法已成为生物学和临床医学上一种重要的细胞和蛋白质选择性分离技术,可大批量分离获得高纯度靶细胞,并且已经应用于临床。
3 纳米技术与药物治疗
以纳米粒作为载体的药物克服了传统药物的许多缺陷和无法解决的问题。纳米粒作为新型载体,具有很多优势,如无免疫原性、细胞毒性,有较高的基因转移效率,可获得靶基因的长期稳定表达,因此在抗肿瘤药、输送抗原或疫苗方面有着广泛应用前景。
3.1 靶向药物输送体系:药物输送体系的尺度大小有效输送相关药物至细胞内部的关键,血管自身孔径仅允许直径小于50nm 药物自由进出,而直径小于100nm 药物可穿透细胞膜进入其内部发挥疗效。仅有人工合成纳米输送系统能够较好的满足这一要求。药物溶解性是影响药物疗效的另一个重要因素,由于纳米颗粒较小的尺寸,使得纳米颗粒能够较为有效地进入细胞内部。纳米颗粒较大的比表面积使其能够有效结合、吸附及输送其它化合物如小分子药物、多肽、蛋白质及核酸分子,而且其较大的比表面积赋予纳米颗粒所负载的药物分子良好的药物动力学特性及其在靶向组织器官中优异的生物分散性,进而可以有效的提高药物疗效。纳米颗粒具有优先聚集于靶向位点的特性,这一特性使其所负载的药物在健康的组织器官部位的浓度较低,从而可以最大程度地降低纳米颗粒及药物本身的毒副作用。而且,纳米颗粒可以有效提高疏水药物在含水介质中的溶解性,使疏水药物能够适合于进行非肠道给药治疗。纳米颗粒还可以有效提高多种药物如疏水药物分子、多肽及寡聚核苷酸的稳定性。此外,生物可降解的纳米输送体系可以大幅度提高药物的生物相容性,并可在最大程度上降低药物本身的超敏反应。
纳米技术的理解范文4
关键词:科学素养;前沿知识;新途径
中图分类号:G633.7 文献标识码:B 文章编号:1006-5962(2013)06-0319-01
1 引言
众所周知:"中学教育是基础教育,其任务是为提高全民族的素质";中学教育的指导思想是以"提高全民族的素质"为根本目的。全面提高中学生的科学素养是新课程的核心理念,中学物理课程的目标是提高全体公民的科学素养。因此如何实现课程目标提高全体学生的科学素养便是每个中学物理教师的神圣职责,是中学物理教育教学全面贯彻素质教育的需要,也是开展物理教学的主要依据,中学物理教师应加强对中学生科学素养的培养,努力探索培养中学生科学素养的新途径、新方法。在此我认为在中学物理教学中应重视现代物理前沿知识的研究和学习,有效地讲授现代物理前沿知识,有助于激发中学生学习物理的兴趣,是培养和提高学生科学素养的新途径。
2 理论依据
2.1 科学素养的涵义和内容。
科学素养是科学文化素质的一部分,所谓科学素养也叫科学素质,是指个人了解必要的科学知识,具备科学精神和科学世界观以及用科学态度和科学方法判断、处理各种事务的能力, 也是指人们在日常生活、社会事务以及个人决策中长期形成的稳定的心理品质。
对于科学素养的内涵或基本要素,国内外学者由于文化、教育及宗教的背景不同,表述也不同. 我国大多学者提出大众科学素养应由四个方面组成: 科学知识和技能;科学探究(过程、方法与能力);科学态度情感与价值观;科学、技术、社会。
可见,中学生科学素养的内涵应包括科学知识、科学技能、科学方法和科学精神四个要素。科学素养的最核心部分,就是一个人对待科学情感态度和价值观,科学素养的培养不仅要使学生获得知识和技能,更重要的是使其获得科学思想、科学精神和科学方法的熏陶和培养,使其了解科学技术的发展给社会带来的影响,并培养其社会责任感。
2.2 讲授现代物理前沿知识的意义。
随着素质教育的实施和新课程改革的进行,培养学生的兴趣,提高其自主学习的能力是当前中学物理教学的重要任务之一。在高中物理教学活动中适当讲授现代物理前沿知识,既是素质教育的要求,也是中学生学好物理知识的需要。在中学讲授现代物理前沿知识一方面的重要意义在于能优化学生的知识结构、拓宽知识视野,另一方面有助于中学生科学素养的形成。我们应该尝试将现代物理前沿知识较多地渗透到中学物理中去,建构一个开放的、多支点的物理知识体系,起到优化中学生物理知识结构的作用,让他们更多地接触到物理学发展前沿的东西,提高大众科学素养,是适应科技竞争的需要,时代的需要。
2.3 讲授现代物理前沿知识的必要性。
《物理课程标准》明确"在义务教育阶段,物理课程不仅应该注重科学知识的传授和技能的训练,注重将物理科学的新成就及其对人类文明的影响等纳入课程,而且还应重视对学生终身学习愿望、科学探究能力、创新意识以及科学精神的培养"。
首先讲授现代物理前沿知识是中学物理教学适应当代科学技术发展的需要。物理学作为现代科学技术的基础科学,又是青少年接受科学教育的重要组成部分,它对培养学生具备基本的科学素质起着突击的作用。
其次讲授现代物理前沿知识,是素质教育的需要。全面开展素质教育,是历史赋予我们的使命,而素质教育的主战场在学校,素质教育的主阵地在课堂,同样中学物理素质教育也应以课堂教学为主。物理素质教育,包括物理知识、物理方法、物理思维、物理能力以及物理兴趣的培养等等。因此,在中学物理教学中,适时讲授现代物理前沿知识,对培养学生创新思维,提高学生科学素养,有重要的现实意义。
再次讲授现代物理前沿知识,可以激发学生的求知欲,培养学生终身的探索兴趣,培养学生良好的科学思维方式和学生的初步探究能力,是培养创新人才的需要。而且在知识快捷更替和发展的今天让中学生了解科学发展的前沿是十分必要的。
3 培养中学生科学素养的新途径
3.1 探索讲授现代物理前沿知识的方法。
在中学物理教学中讲授现代物理前沿知识,不仅要求内容上使学生容易接受,在教学方法上更应符合学生的认知特点,选择合适的教学方法。多媒体辅助教学是现代教学技术中最先进的一种方法,我们可以利用多媒体进行讲授,它具有直观、形象、生动、声像并茂的特点,例如:讲人造卫星时,可以播放录像材料,让学生观看卫星发射、运行等过程,可以将抽象的物理前沿知识化为直观易懂又简单生动的物理知识,提高学生的兴趣和注意力。特别是关于人造卫星与宇宙飞船变轨问题,学生很难理解,教学中利用视频播放"天宫一号"发射过程、"神州八号"与"天宫一号"交会对接的过程,让学生有种身临其境的感觉,对变轨问题有了深刻的感受,问题也迎刃而解了,增强了学生学习新知识的信心,激发了学生的求知欲,培养了学生的探索能力,同时提高了学生的科学素养。
3.2 开展中学物理科普讲座。
中学物理科普讲座是活动课的一项重要内容。例如:开展纳米技术讲座等,学生了解到什么是纳米技术、纳米材料,纳米技术的发展和前景,纳米技术的应用等,特别是学生看到在扫描隧道显微镜下,科学家将48个铁原子排列到铜表面上,形成的一个圆形围栏,感到很神奇,学生从物理科普讲座中能学到许多新鲜的知识,把课堂学到的知识深入、具体,使知识面拓宽,使物理学习更丰富多彩。
3.3 重视研究性学习的指导。
国家课标标准指出研究性学习是中学阶段的必修课,物理学由于其独特的学科特点,理所当然是开展研究性学习的主要载体,中学物理教师更利用这一重要的活动加强对学习科学素养的培养。当然,由于现代物理突飞猛进的发展,知识的更新日新月异,新材料、新技术的发展,特别是信息技术、激光技术、纳米技术广泛的应用于各个领域,这就要求中学物理教师必须提高自身素养,应具有系统全面的自然科学史知识。
纳米技术的理解范文5
版画是印刷术发展过程中的一个副产物。印刷是纯粹的复制技术,在历史上,版画摆脱了复制功能才被承认为独立的版画艺术。丝网印刷作为一种印刷方式,历史非常悠久,但作为一种艺术形式却很短。丝网版画20世纪初始于美国,经过许多画家的实践探索,二次世界大战后又进入欧洲,逐渐为公众所接受,并得以跻身于版画艺术之列,与木版、铜版、石版并称为四大版种。中国的丝网版画起步于上个世纪70年代末,它嫁接西方的创作版画,于本土传统和现实生活的土壤中成长起来。在几代艺术家的共同努力下,丝网版画体系逐渐完善、丝网版画队伍日益成长和壮大。作为只有二三十年历史的版种已逐渐被大众喜爱,且被众多的艺术家认为是富有创新和充满生机的艺术表现形式。随着人们生活水平和文化素质的逐渐提高,丝网版画艺术品将以它独特的优势逐渐成为繁荣大众文化的重要形式之一。但是与其他版画种类相比,丝网版画无论是在教学上还是在创作上,都处于相对落后的位置。正如齐凤阁所说,我国的丝网版画正处在发展进程中的“平原阶段”。
丝印版画和传统的版种相比有着明显的区别,需要创作者在把握传统版画造型的基础上,加入新的表现语言和创作元素,给作品注入新的生命力。它的科技含量是其他版种无法比拟的,它以广泛性、包容性、灵变性实现了其他版种无法实现的构想,极大地开拓了版画新的视觉范围和表达语言。要使丝网版画艺术出现新的辉煌不仅需要在创作过程中能推陈出新,丝印版画也需要能结合当今科学技术大胆创新。
2、丝网印刷与丝印版画
原始人在岩石上拓印的图形和斐尼基岛上的土著利用植物叶茎漏印图形的方式被认为是网印技术的最古老的形式。然而几千年来这种印刷形式一直停留在利用镂空图形漏印的原始阶段。一直到日本人发明了利用发丝等纤维物质解决图形分割的搭桥技术,才使得孔版技术的表现力得到了划时代的进展。较其他印刷相比,丝网印刷适应较大幅面的图形印刷,不受承印物大小的限制;印刷油墨较厚,色彩鲜艳、覆盖力较强;可在柔软、曲折、粗糙、易碎和各种成型物上印刷。在过去的一个世纪里,丝网印刷从手工操作发展到成熟的工业化程度,其应用领域也十分广泛,例如大型广告、陶瓷图案、电子线路板、光盘印刷,防伪印刷等等。随着大工业的飞速发展,各种印刷机械的产生,丝网印的低成本高效率以及宽泛的材料使用和制版方式,使其成为一种版画家族中最具活力、最为丰富、适用范围最为广泛,也最有市场的艺术形式,而这一切都不能不归功于科学技术的发展与进步。
丝网印刷术与丝网版画是两个不同的概念,前者指的是技术,后者指的是艺术。技术与艺术相比较,技术的目的性应用性更强,艺术的目的就是其本身,是反映着创作者的一种精神指向,是创作者对艺术的理解和对生活的感受。丝网印刷从开始的绷网、刮胶到感光制版、印刷,是一个技术性很强的过程。丝网版画要求创作者既要熟练掌握印制技术,更需要探讨艺术创造规律与技术的融合,充分体现丝网版画语言的特殊性。丝网版画的制版印刷过程,也就是艺术再创造的过程,因此丝网印刷只有在版画艺术创作中才能拓展它技术的空间。反之丝网印刷材料和设备的发展,有助于提高艺术家对多种技法和材料的驾驭拓展能力。从而形成更多更丰富的创作风格,太大的推动我国丝印版画的发展。
3,当代科技对丝网版画的推动
丝印版画是现代工业的产物。近几年日新月异的网印技术和器材,不但为丝网版画专业人员带来了新的创作契机,更吸引了其他门类艺术家的关注和参与,为丝网版画提供了更大的发展可能和实验研究空间。作为是绘画领域里重要的画种之一,丝网版画是以版材作为媒介物制作出来绘画作品,它是美术与印刷术相结合的产物。目前,高品质水性油墨的引入使丝网版画摆托了以往油性油墨气味大、清洗不变、有害健康的诸多问题;计算机技术已经广泛应用于印刷各环节;现代感光材料的应用使制版技术实现了一次飞跃,让艺术家们可以制作出更精美的作品。总之,丝网版画的发展不仅需要创作者们的灵感,更需要优质的材料与先进的制版印刷的技术和机器设备。
3,1造纸术
丝印版画中用到的承印物基本都是纸材,纸材品质的高低直接影响了作品的艺术水平,好的纸材能够提升作品的品味和质量,性能优良的纸张,能完整地完成油墨转移,使图文清晰、饱满地再现于纸张上,从而获得令人满意的复制效果。纸张的平滑度、吸墨性、表面强度、含水率、酸碱度、白度和不透明度等特性指标都会对印刷品的性能产生一定影响。例如,纸张平滑度:它决定了在压印瞬间,纸张表面与着墨的印版或橡皮布表面接触的程度,是影响油墨转移是否全面,图文是否清晰的重要因素。纸张的油墨吸收性能是影响印刷品质量的重要的印刷适性指标。纸张的白度越高,其表面越能使油墨色彩的特性准确表现出来。白色纸张可真实、客观地反映出印刷品彩色画面的全部色彩,提高文字墨迹的反差,使复制品色彩鲜艳、层次丰富、反差鲜明。而表而强度差的纸张,当印刷过程中油墨施于纸及纸板表面的外向强力大于纸及纸板的内聚力时,则会出现起毛、掉粉、起鼓等现象。丝网版画创作者可以根据自己的创作意图和画面要求选择各种的性能纸张,或利用纸张性能进行个性化的刨作制作。
3,2纳米技术
纳米(nm)如同厘米、分米和米一样,是度量长度的单位,一纳米等于十亿分之一米。纳米科技就是一门以0.1至100纳米这样的尺度为研究对象的前沿科学,它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。
自从1994年美国的马萨诸赛州XMX公司成功申请了用于制造油墨用的纳米级均匀微粒原料的专利后,纳米技术在油墨领域掀起波澜。将纳米颗粒添加进油墨中去,或者将制造油墨的原材料(如树脂、颜料、填料等)制成纳米级大小,这样就生产出来了纳米油墨。在丝网版画中用到的油墨一般都需要较高的品质,纳米油墨无论是在附着力还是色彩饱和度都大大的优干传统油墨。用于丝网版画的传统油墨颜料颗粒大,与纸的表面附着力差,容易使纸产生褶皱和断裂。许多普通油墨在制造过程中都需要添加表面活性剂来降低连接料的表面张力,使得整个体系的亲和性增加。而纳米颗粒本身就具有很好的表面润湿性,它们吸附在油暴中颜料颗粒的表面,使得油墨的亲油以及润湿性提高,并让油墨的固、液结构达到稳定,所以,添加了纳米颗粒的油墨都能在很大程度上提高其印刷适性。纳米Ti02是永久性的紫外线吸收剂,将它加入到树脂油墨中,紫外线的透过率显著降低。这种油墨用在丝网版画中可以保护画质,防止面质老化。另外,纳米Ti02的光学效应随粮径而变化,尤其是金红石型Ti02具有随角异色效应,即从不同的角度观察,可以看到不同的颜色。如果将它与闪光铝粉或云母珠光颜料并用时可产生多色效应,使丝网版画画面色彩斑斓。纳米Si02比表面积大,表面上带有一些不同键合状态的羟基,这些羟基可使邻近的Si02颗粒间相互作用而形成氢键。在剪切力下氢键被破坏,粘度下降,剪切力消除,氢键又重新形 成,这样就使其具有良好的触变性能,应用在油墨中大大改善油墨的流变性及悬浮稳定性等。另外,有的纳米颗粒(如含“-N=N-”基团的纳米颗粒)具有发光基团,可以自己发光,经几分钟光照就可以在黑暗中发光12小时以上,无毒、无害、稳定、耐候,可以用于防伪油墨。将纳米技术和防伪技术相结合研制开发的纳米防伪印刷油墨不仅具有良好的印刷效果,而且可使防伪效果和防伪性能进一步改善。艺术家们可以利用它来进行创作或设计签名,已达到防伪的目的。在艺术创作中,纳米化油墨能够更好地表达出创作者预计要印的各种颜色和特殊效果以及丰富的层次,为丝网版画艺术家创造了一个下净、便利、舒适、安全的创作环境。
另外,纳米技术在造纸术中也有突出的作用。例如,木材加工到纳米级后,木材的内部结构被破坏,纤维素、半纤维素和木素等组分可以用机械方法进行分离,大大提高制浆率。同时,也降低了造纸工业由于化学分离所造成的环境污染和能源浪费;纳米Si02的加入可以改善纸浆的流变性能;钛白是最好的白色颜料,造纸时纳米Ti02可以作为优良的增白剂来应用;纳米CaC03是一种良好的填料,用它代替木桨和其它填料,可改善纸张的光泽度、致密度等;而纳米硅溶胶可以增强纸张的抗拉伸、耐摩擦等力学性能。目前,一种新型纳米防水纸研制成功,它通过在普通纸表面制备纳米结构层,使普通纸除保持纸张原有的书写、复印功能外,还具有超级疏水性和防潮性能。这种纸张应用到丝网版画中,将的到一幅防水防潮的版画作品,有利于它的保存。
总之,在纳米技术突飞猛进的今天,它必将为丝网版画开辟一片新的天地。
3,3制版技术
现代丝网版画一般使用的是光化学制版。光化学制版形成的版膜适应不同种类油墨的性能要求;具有相当的耐印力,能承受刮墨版的相当次数的刮压;与丝网的结合能力好,印刷时不产生脱膜故障;易剥离,利于丝网版材的再生使用。早期用重铬酸镶和明胶或聚乙烯醇混合制感光版,造成严重环境污染,影响人的身体健康,被勒令停止使用,探索不得不停止,制约了丝网版画的进一步发展。后来,无污染重氮感光胶的研制成功,使得丝网版画在中国的“生命”得以延续。与传统的手工雕制版相比,丝网感光制版大大提高了制版效率,降低了出错风险、制版周期和制版成本,使丝网版画迈向了现代化科学技术的新领域。
随着科学技术的不断前行,目前已经出现了许多新型的制版技术:(1)计算机直接制版技术(cTP):它可以分为喷墨CTP和激光曝光CTP。①喷墨CTP通过喷射不透明油墨到涂好感光板的网版上,用“墨点”代替胶片上的网点部分,然后用紫外光进行晒版,显影后“墨点”覆盖的感光胶因未见光不发生固化,从而可以被冲掉,露出网孔。喷墨CTP的优点是可以对网版全面曝光而不必担心图像损失细节,但关键问题是油墨必须有足够的密度以阻挡全面曝光时的紫外光。②激光曝光CTP:将数字信号发送到激光控制系统,过计算机控制激光曝光器在网版上成像,见光部分交联硬化,然后显影,制成丝网版。这种系统相当于把网版当作胶片,用激光产生的光束直接进行曝光。与喷墨类CTP相比,该系统用激光代替油墨,不需要后面的晒版步骤。(2)激光烧蚀网印直接制版:先在金属丝上涂好丝网感光胶并使之干燥,再在网版上覆盖一个金属图像罩,用二氧化碳或氩激光烧穿感光层,从而让丝网版上的图文网孔通透。(3)模板直接成像制版:在网版涂上一种化学涂层,用计算机在已喷涂好化学涂层的模版上根据原稿图像扫描,之后用水冲掉化学涂层即可成像。
这几种制版方法都将作为以后的发展方向,将计算机制版技术应用于丝网版画,能够有效提高作品的美感和精细度,为丝网版画带来新的发展动力。
3,4数码技术
制作一幅丝网版画是一个复杂的过程,包括主题的确定、材料收集、图像处理、黑稿输出的前期工作以及感光成像、套色印刷等一系列后期制作工作,而现代数码技术几乎贯穿整个前期过程。目前,大幅面数码印刷技术得到了显著的发展。该技术所具有的快捷有效的编排、高品质的成像技术、色彩的一致性和更短周期等优势,已转化成了相对于传统印刷更高的效率和利润。计算机图像处理的功能不仅在美术设计领域举足轻重,而且在纯绘画领域也大显身手。目前,结合数码技术的技法,已应用在版画的诸版种里。在丝网版画的创作中,前期的图像处理阶段可以采用电脑有的放矢的进行。数字图片最大的优势是人们能够通过计算机用图像处理软件对图片进行编辑,编辑的手段多样而全面,省时省力而且节省了空间,这是传统的暗房处理所望尘莫及的。它既可以模拟传统暗房中所有的特殊加工技巧又拥有许多自己独有的手段,例如,可以轻松而准确的调节色相,亮度。饱和度等,还可以通过滤镜功能得到一些特殊的效果。对于另外,如前所述,随着电脑数字处理技术的不断成熟,网版印刷制版技术发生了一场重大的技术革命,这便是计算机直按制版法――CTP。这种制版方法制作的模版,不变形、对位准,印刷精度高,是今后发展的方向。数码技术带给丝网版画技术方面的优势的同时,也改变着丝网版画艺术创作的方方面面。
4、结论与展望
纳米技术的理解范文6
纳印(北京)技术服务有限公司
纳印(北京)技术服务有限公司由中科纳新创建,依托中科纳新绿色环保纳米喷墨直接制版技术及产品,以推动中国印刷产业升级、实现绿色印刷、环保清洁生产为己任,致力于“纳米绿色印刷制版创新服务平台”的推广、运营工作。
纳米绿色印刷制版创新服务平台借助中科纳新绿色环保纳米喷墨直接制版技术的环保优势,将服务周边中小型印刷企业,带动区域印刷产业升级,解决印前水污染问题。
此外,平台以环保为抓手,整合区域内印刷产能,实现集约经营模式,整合产业上、下游资源,带动产业升级、持续发展。
纳印公司业务主要包括以下几个方面。
(1)涵盖绿色印刷制版、印刷VOCs环保处理解决方案以及G7认证和咨询等围绕绿色印刷、提升印刷质量等方面的服务。
(2)涵盖针对提升印厂管理及生产流程优化的印刷ERP系统开发、设备维护保养及人员培训等方面的服务。
(3)涵盖生产链补全、绿色原辅材料及印刷业务成绩等服务,旨在提升平台所在区域印刷产业等级,推动绿色印刷推广。
(4)涵盖企业生产托管、企业金融产品等服务,力求协助中小规模印厂实现持续、高速发展。
中科纳新创新平台
2016年7月26日,中科纳新创新平台正式成立,致力于拓展中科纳新特有的高精喷墨系统的应用。其本着开发多年的研发成果,依托中科院化学所的材料研发和分析优势,帮助促进各创新应用领域的科技成果孵化,加快产业化步伐。
中科纳新多年来致力于高精度喷墨平台的研发,新一代平台配备了精密仪器级的大理石床身、高拓展性的技术设计以及国际先进的喷墨系统,体现出高稳定、高效率、高精度和高智能等卓越优势。