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纳米技术总结范文1
陶瓷可以做成刀具,只要在烧制过程中加入纳米材料;打针可以不痛也不出血,药物反而更容易被人体吸收,只要使用无痛纳米微针;液晶显示器可以显示效果更好,只要用纳米微球作液晶板间的“支架”;使用纳米技术,一分钟就能分辨出地沟油;使用纳米技术,中巴车充电三十分钟就能从苏州开到南京……拥有纳米技术,即使没有刘谦,也能见证奇迹。
事实上,纳米技术由来已久。1990年,第一届国际纳米科学技术会议召开,这是纳米技术诞生的重要标志。在此后多年中,纳米技术只是扮演了一个冷冰冰的科学名词。如今,其已经悄然蜕变,并走进了人们的衣食住行。更值得欣慰的是,将来纳米技术还能被广泛应用于七大新兴产业的上游高端环节,引领新兴产业发展,推动战略性新兴产业发展。
据了解,纳米技术理念最早由诺贝尔物理学奖获得者费曼提出。作为一个长度单位,纳米是十亿分之一米。因为在1~100纳米的尺度内,物质特性发生许多不同于宏观世界的物理和化学变化,而正是这些特性,注定纳米技术必将对产业带来颠覆性的革命。
细数纳米技术对世界产生的深远影响:除了大量原创性成果不断涌现,近十项重大突破性技术荣获诺贝尔奖,材料、能源、微电子、生物技术等众多产业领域发生了深刻的变革,产业规模迅速壮大。美国市场研究人员预测,到2014年,全世界纳米技术产业市场规模将到达2.6万亿美元,相当于IT和通信两大行业的总和。
苏州纳米技术产业发展首席顾问,中科院院长、国家纳米领域首席科学家白春礼院士曾这样预测纳米技术产业的未来:会像今天的计算机技术一样普及。他指出,纳米技术是对21世纪一系列高新技术有重要影响的关键技术,将引发人类社会的新一轮产业革命。纳米技术及应用国家工程研究中心主任助理何丹农也曾指出,纳米技术与信息技术、生物技术共同成为21世纪社会发展的三大支柱,它是当今世界大国争夺的战略制高点。
如此,在全球范围内,世界主要国家都把推动新一轮产业革命的纳米技术产业列入国家重大战略性产业并不意外。而各国都在加快布局,抢占纳米技术的战略制高点。韩国、美国、日本、欧盟、俄罗斯等世界主要国家都将纳米技术产业作为国家重大战略性产业,纷纷制定国家层面的发展战略和计划,重视政府资金投入,强化产业国际合作与交流。
韩国最为突出。据了解,韩国正大力发展纳米生物科技、纳米能源、纳米材料技术、纳米环境等产业。韩国甚至还为纳米产业的发展制定了特别法,过去十年财政投入超过20亿美元。此外,韩国政府还整合教育部、科技部等相关政府部门,实施2020计划,渗透新市场,加快纳米产业化。美国也不例外。美国也从2000年开始实施《国家纳米技术计划》,近几年在纳米技术领域的研发投入都保持在每年近20亿美元的规模。
2005年,欧盟制定《欧洲纳米技术发展战略》,欧盟成员国德国、法国、芬兰等分别制定了本国纳米技术发展计划,欧盟及主要成员国已累计投入超过140亿美元。俄罗斯从2001年开始重点推动纳米技术产业,2007年专门成立国有“俄罗斯纳米技术集团”推动产业化发展。此外,埃及、印度、泰国、沙特、南非等国也不甘落后,加大研发投入和产业化促进力度。全球形成争夺纳米科技制高点的竞争态势。
在纳米技术领域,中国也不落人后。中国从20世纪80年代起就一直高度重视纳米技术,作为较早开展纳米技术研究的国家之一,2001年就成立国家纳米科技指导协调委员会,同年7月科技部等五部委《国家纳米科技发展纲要(2001~2010)》。
科技部技术研究司司长张先恩指出,上世纪80年代初,中国纳米领域的量几乎为零,进入21世纪以来,呈曲线上升的趋势。直至去年,中国的量占全世界总量的20%,同时论文的引用次数也在增长,其中中科院的论文的引用次数位居全国首位。
数据显示,2001~2009年,中国用于纳米科技的研发经费超过26亿元人民币。“973”计划、“863”计划设立纳米技术专项,吸引了包括国家杰青、中科院百人、教育部长江学者在内的约342名高端人才从事纳米技术研究,在基础研究方向取得众多原创性技术成果;清华大学等50所大学和中科院的36个研究所从事纳米技术研究;2009年,我国发表纳米科技SCI-E论文总数首次超越美国,跃居世界第一,专利申请量世界第二;先后建设“国家纳米技术科学中心”和“纳米技术及应用国家工程研究中心”等国家纳米科技研发载体。
纳米技术的前景更得到产业界的认可。众多世界500强企业看好纳米技术产业的战略前景。美国IBM公司持续20几年推进纳米技术研发,在多个领域拥有突破性的优势。2010年4月,韩国三星公司开始建设“三星纳米城”,全面推进纳米级超精密半导体产业。日本的索尼公司积极布局纳米科技,在半导体显示及存储领域已经取得优势地位。
毋庸置疑,发展纳米技术与相关产业,对提升国家及区域竞争力的巨大战略意义。然而,与物联网等相关产业类似,纳米技术问世也已有20余年时间,但现在,技术产业化过程并不理想。“纳米技术成果产业化之路走得并不顺畅。”业内人士告诉记者。
科技部万钢部长(国家纳米科技指导协调委员会主任)在总结过去十年中国纳米科学领域取得的成果时指出,中国已迈入纳米大国行列,但还不是纳米强国。这主要表现为产业化水平低,无规模企业广泛参与,不能有效推进协调纳米技术资源。亟待从产业发展角度对国家纳米技术产业进行整体规划,形成良好的技术成果产业化机制。
在联想之星副总裁梁青看来,这正是纳米技术产业化面临的最大问题。“没有设备、没有原料、没有应用,一切都要从新开始。这也是我们在投资过程中面临的最头痛的问题。材料做出来了,但还得等6年才能实现部件销售,应用时间更长。因为周期长,投资额也很大。”
他告诉记者,“纳米技术是变革性的,不是改良性的。其产业化周期很长,需要产业链上下游的协调与配合。正常情况下,要先做出材料,再做出配件,再做出应用。但现实的情景是,很多部件企业会认为,上游材料没有大规模生产前,不敢冒然采用,而材料大规模生产至少要两三年,部件大规模生产也要两三年,应用同样如此。它们之间的矛盾很明显。”
然而,在纳米技术产业,国外并没有成功经验可以借鉴。梁青指出,“因为,在纳米技术领域,中国并不落后。但国外有更多的钱,更好的投资环境,企业不是那么急功近利,而国内中小企业功利性比较强。现在,很多地方政府和学研机构对科技成果产业化也有疑虑。国家科技经费投资研发出某项技术,后被企业以某种方式获取的状况时有发生。当然,更应该看到,技术如果一直放在研究所里就不值钱。”
不久前的一项调查结果显示,日本80家大企业中,有大约40%的企业设置了专门机构,已经或者即将着手发展这一高新科技。三菱、伊藤忠和丸红等综合商社已经或计划同美国的风险企业设立合资公司,把纳米技术列为新的发展项目。富士通公司设立了纳米技术研究中心,住友电工公司也组织了纳米技术研究班子。
在日本,企业界是发展纳米技术的主力军。与之不同,中国在纳米技术产业化过程中,并未实现“以企业为主体”。尽管从纳米领域的专利方面看,中科院申请的数量已经位居世界排名的首位,但是与其他国家相比,中国的专利大都是研究机构在申请,而在国外企业却占主导,“这也说明中国纳米企业科研的进展还有很大的努力空间。”张先恩说。
何丹农认为,在纳米技术成果集成方面,要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。由于纳米技术的跨学科性、实验和技术上的局限性、技术的成熟度不够、研究成本高周期长等问题,仅靠一个工业部门或者研究机构将无法加快推动纳米技术产业化进程,所以,急需采用合理的产业化与投融资模式。
梁青认为,在纳米技术产业并没有规模化的企业,而这制约了产业化的进程。“事实上,只有像联想、3M等大型企业才会考虑三五年后的事情,一般的中小企业无暇,也没有实力去考虑长远。所以,它们就宁愿等着,反正没有威胁,它并不着急。而最着急的是新创立的企业,但它们也是干着急。很多纳米产业投资进去后,都出现越来越难熬的状况。”
当然,资本的助力对纳米技术产业化来说也必不可少,然而,现在资本市场偏好投资中后期项目,而不愿意投资早期项目?而这对于更多处在孵化阶段的纳米技术产业的融资环境更是雪上加霜。梁青说,“很多项目就是在从科技部到发改委的阶段,中间有一个断层,没有人管。但是,对国家来说,如果不做纳米技术,可能会丧失未来。”
他建议,“能不能让政府投资,材料、部件、应用等三个层面的企业一起干。在遵循市场规律的同时,给予足够的扶持政策,消除企业对规模化生产的疑虑。这等于把一个串行动作,变成一个并行的。如果能做到这一点,产业就能非常快地推进,长远对行业是有好处的。”
纳米技术总结范文2
【关键字】稳定性;药物制剂;制备方法
0.引言
稳定性药物主要是指药物在制备、储存到使用等流程中保持的稳定性,是临床上评价药物质量的重要标准。稳定性不强的药物在使用过程中,容易发生降解变质,一旦服用会严重威胁患者的生命健康。纳米技术是近几年发展迅速的一种新兴技术,在制造、材料等多个领域都得到了广泛的运用。由于利用纳米技术制备的药物具有独特的表面效应和小尺寸效应,在实际使用中表现出了多种特异性和高效性。因此,利用纳米技术能够生产出稳定性强、效率高的药物制剂。目前,常用的纳米粒制备方法主要是化学合成法、机械粉碎法以及物理分散法。
1.化学合成法
化学合成法主要包括乳化聚合法和微乳液法。其中乳化聚合主要是指利用表面活性剂将两种不相容的溶剂进行溶解并形成微乳液,在溶液中单体经过成核、聚结、团聚、热处理等过程中后形成纳米粒。陈宏杰等[1]利用乳化聚合法制备除了口服胰岛素毫微球、聚氰基丙烯酸正丁酯纳米粒等,将药物分别放置在室温环境、冰箱内,对其外观、纳米粒形态、再分散性进行观察,发现各项指标均没有发生明显变化,表明利用乳化聚合法制作的药物制剂稳定性很强。
微乳是一种由脂质、水、助表面活性剂、表面活性剂粗恶等混合组成溶液,利用微乳液法制备药物的方法主要是高温加热水、表面活性剂以及助表面活性剂的混合物,使其达到脂质的温度,并通过不断搅拌加入到脂质的熔融体,按照一定的比例混合后,继续搅拌即可获得热力学稳定的微乳制剂。
2.机械粉碎法
机械粉碎法主要是指采用特定机械粉碎物质使其成为纳米粒子。目前常用的机械粉碎法包括超临界流体-液膜超声技术、气流粉碎技术以及高压均质法-气穴爆破法等。采用球磨机持续研磨24h,可以制备出直径为50nm的四君子汤纳米药剂,试验表明,将该纳米制剂作用于肠道微生态失调的白鼠所得到的效果明显优于常规药物[2]。由此可见,纳米药剂生物利用度和药物活性均较强,可以有效节约生产成本,提高资源利用率。
高压均质法-气穴爆破法主要是指在高压作用下用高压均质设备将表面活性剂溶液挤压出直径为25um的缝隙,这样就会使空隙中的动力压强瞬间增大,而其静压则相对减小,在常温下会剧烈沸腾,这一过程中产生的气流和爆裂会进一步粉碎药物微粉。如此反复进行20次左右循环即可得到直径为100nm、固体含量为20%的纳米制剂。研究表明,利用该方法制备的克霉唑脂质纳米粒通过离心沉降试验发现其稳定性非常好。
3.物理分解法
当前,药剂生产中常用的物理分解法包括溶剂扩散法、高压乳化法、逆向蒸发法、双乳法、乳化-溶剂挥发法等。
高压乳化法主要是在高压作用下推动液体使其通过窄缝,短距离内流体高速运转,并利用十分高的剪切力将颗粒撕开至微米大小。试验表明[3],用高压乳化法制作的醋酸曲安奈德纳米脂质体作用于人体,可以有效减少药物从皮肤中透过的量,从而使其滞留在皮肤中的量显著增加,极大程度上降低了药物的全身性副作用。
乳化-溶剂挥发法。以罗哌卡因乳酸羟基乳酸共聚物微球(ROP-PLGA-MS)的制备为例,制作前,首先将ROP溶解在水中,用二氯甲烷溶解乳化剂与PLGA并作为有机相,倒入已经制备好的ROP水溶解液,用高速分散均质机进行高速搅拌至其形成乳状,将其慢慢滴加到含有稳定剂PVA外水相中,在常温下持续搅拌2h逐渐挥发,再用蒸馏水离心洗涤,在冷冻干燥的环境下保持48h,所制备出的纳米粒子直径均匀,可长时间有效释放,具有极强的稳定性[4]。
逆向蒸发法。这一方法制作纳米粒子的流程是将磷脂等膜材溶解在有机溶剂当中,利用超声波持续照射至形成性状稳定的W/O性乳状液,减压后蒸发将其中的有机溶剂去除,在将未包入的药物去除,即可得到纳米粒子。刘春平等[5]利用逆向蒸发法制备出氟尿嘧啶脂质体,经观察和试验,这种药物平均直径为282nm,平均包封率为75.5%,且药物外观平整圆润。利用相同方法制备的鱼腥草挥发油纳米脂质体平均直径则更小,仅有96nm,包封率则达到了99%以上。将该药物对小鼠静脉注射后所产生的抑菌效果明显优于常规组,此外对小鼠的肺部靶向效果也十分显著。
溶剂蒸发法。通常是将药物和聚合物的有机溶液在乳化剂的作用下形成性状稳定的乳液,在高温高压下连续搅拌,并在一定的压力条件下蒸发即可得到直径微小的纳米粒子。
4.总结
总之,利用纳米技术制备的药物具有独特的表面效应和小尺寸效应,在药物生产过程中利用此技术可以大规模、高效率、自动化生产,极大程度上降低了药物的生产成本,且能保证药物的稳定性和安全性。因此,纳米技术在药物制剂生产中拥有良好的应用前景。但目前我国采用的纳米技术和理论知识尚不够完善,在未来的发展进程中,还要进一步发展和完善纳米技术,使其成为制备稳定性药物制剂的主要方法。
【参考文献】
[1]陈宏杰.影响药物制剂稳定性的因素及解决办法研究[J].中国医药指南,2013,19(08):749-750.
[2]戴雅芳.浅析影响药物制剂稳定性的主要因素[J].时代教育,2013,21(06):217-219.
[3]杨涛,吕扬,杜冠华.影响仿制药物临床疗效的因素分析[J].中国药学杂志,2010,19(07):1446-1450.
纳米技术总结范文3
日前,由上海工程技术大学服装学院教授沈勇领衔的纺织化学与染整工程科研创新团队科研成果《高性能纳米光触媒功能性纺织品的加工关键技术及产业化》获得上海市科技进步二等奖。
净化空气的纺织品
早在2006年,日本多家公司就开始了空气净化纺织品的尝试,部分公司生产的涤纶织物可以净化甲醛、氨水、醋酸等物质,还有一些腈纶可以通过化学吸收的方式消除氨气,一款涤纶则对乙醛有很强的去除作用,而乙醛就是烟草的主要成分。
沈勇带领的科研团队此次研制的一种纳米催化材料,在光的作用下就可以降解空气中的甲醛、苯等有害有机物,这些有机物将被分解成水和二氧化碳,从而达到净化空气的效果。经过鉴定,这项科研成果集自清洁、净化空气、抗菌、除臭、抗紫外线等功能于一身。
谈到最初立项,沈勇教授告诉记者:“现在很多新闻报道指出有孩子坐了刚买的新车,或者住进新房子不久就得了白血病,虽然现在医学上不能确定甲醛等有害物质是致病的主因,但我们还是希望找到一种能够净化空气的材料避免空气污染对人体的伤害。”
在不断的研究中,他发现纳米光催化材料和纺织纤维能够作为高效和持久性的多功能纺织品,降解或分解环境中的挥发性有机物,可应用于日常生活中和某些特殊场合,达到“净化空气”的作用。
更令人惊喜的是,该产品不但能够净化空气,还具有防紫外线、抗菌除臭等多个功能。与之相比,日本的空气净化纺织品显得功能较为单一,使用不便。
但是,要将纳米光催化材料和纺织纤维结合需要大量的研究工作,此前已有很多研究团队进行了相关尝试。
有团队采取了溶液共混或熔体共混方法将纳米材料与纤维聚合物混合,制得功能性纤维及织物,这解决了纳米分子需要与纤维牢固结合的问题,但一个新问题随之而来:这样制成的纳米材料极易团聚,并可能伴有杂质,不容易控制。
另外的方法是通过粘合剂把纳米材料“粘”在纺织品的表面。而这样的纺织品不易清洗,且面料手感粗糙。
通过近10年的研究,沈勇终于找到了一个解决方法:利用结构改性的化学方法,使得纳米材料带上反应性化学基团直接与纤维反应实现共价键紧密连接,这种化学结合不仅保证了面料的手感,不含任何添加粘合剂,还利用了织物原材料的特性,绿色环保。
他介绍道,该项目最为关键的是在纳米粒子均匀分散及其与纤维的坚牢结合过程中的相关技术上实现了突破,完成了多项技术创新。
通过这一项目,他的团队开发了改性纳米二氧化钛在纺织品功能整理上的“一步法”水解制备应用技术和生产技术,研发了改性纳米二氧化钛在纺织品上的可行整理工艺,解决了纳米粒子在纤维上的均匀分散及其与纤维坚牢结合的问题,开发了系列织物光触媒、抗菌、抗紫外线多功能整理剂,建立了纳米多功能纺织服装面料、家用纺织品、汽车内饰用纺织品的生产基地。
快速攻关需产学研一体
谈到这一项目的成功,沈勇表示,在科研中,产学研一体的研发模式功不可没。
为了早日研发成功,沈勇的研发团队与多家企业进行了合作,采用了课题负责人负责制,产品开发方面充分利用项目单位现有的产学研用一体化条件,将所开发的技术快速应用到规模生产中,缩短了技术和产品开发完成的过程和时间,产品生产方面主要利用项目单位现有的生产条件,同时将较为专业的加工委托给专业厂家按技术要求进行生产,这样既可保证项目正常的投入和成本,又可带动其他相关产业的联动发展。
研发团队通过定期总结课题经验,研究成果通过产学研用平台及时进行转化,为技术成果的转化提供良好的氛围和必要的配套措施。
而与之合作的上海八达纺织印染服装有限公司、上海龙头家纺有限公司、上海汽车地毯总厂有限公司也在科研项目中得到了良好的发展。
记者还了解到,研发团队将继续依托2013年立项的上海市研发公共服务平台“上海服装创意设计与数字化技术公共服务平台”,联合上海八达纺织印染服装有限公司、上海龙头家纺有限公司、上海汽车地毯总厂有限公司等为上海纺织服装产业研究开发、创新创业提供各类信息和服务支撑。
纳米技术总结范文4
【关键词】科普活动;创新教学;培养学生
在新课标的要求下,教育之于教育工作者更多的任务是提高学生的素养和培养具有创新思维与能力的复合型人才。为了更好的迎合教学要求,培养学生的创新精神,适应创新教育的需要,我们积极的将各类科普活动与常规教育相结合,从而丰富课堂教学,培养真正的创新人才。
一、科普活动培养学生的创新思维和动手能力
浓厚的学习兴趣可以有效的激发学生的思维,提高学生思维的积极性,让学生保持高涨的学习情绪,从而实现对创新思维的培养。利用与生活有关的科普小实验来培养学生的创新思维,鼓励学生大胆的探索、发现,激发他们的创造性、积极性,想别人不敢想、没有想的,在培养思维的同时,进一步帮助提高学生的动手操作能力。同时,精心设计教学课件,有趣、生动的小实验,能够让学生积极的参与到活动中。不断改变现有的教学观念,补充课堂教学形式,创设情境,让学生有更大的能动性,从而全面提高在常规教育中学生的创新意识。
二、“纳米现象――莲叶效应”教育活动举例
以生活中无处不在的“纳米”现象为出发点,进行此次教育活动:
1.设计的目的与目标
在上海张江创新成果展中,新材料产业备受人们关注。其中,采用尖端纳米技术的拒水织物成为展示的一大亮点。纳米技术并不神秘,在大自然中纳米材料和纳米技术早已存在。本次活动旨在通过若干实验,介绍典型的纳米现象――莲叶效应,让小朋友了解“纳米”这一概念,并结合其他常见的纳米现象,想象未来的纳米生活。
2.通过介绍生活实例,引出纳米现象和问题
通过蜘蛛侠的图片,引出自然界中纳米结构或现象问题,获得对纳米现象的初步认识。
①了解纳米现象,并作初步认识和观察。
②讲解蜘蛛侠为什么可以“飞檐走壁”,关键在于脚底的纳米级细毛。
③通过蜘蛛介绍纳米的概念,蛛丝的直径只有100纳米左右,是真正的纯天然纳米纤维。纳米是长度单位,指的是一米的十亿分之一。
④给学生留下任务,让学生回去进一步了解蜘蛛丝,培养学生的自我学习能力。
3.在对纳米现象有初步认识后,观察莲叶生长过程,发现问题
通过对蛛丝的介绍让学生初步了解纳米现象后,将本次活动要重点了解的莲叶效应引入。首先,通过播放一段莲花生长的视频,让学生观看莲花生长的整个过程,思考莲叶为何能出淤泥而不染,从而进一步引导学生,做出初步推论――莲叶的表面具有特殊的构造。
4.用实验带领学生深层了解
①通过分别在树叶与莲叶上面,滴上水滴来进行观察和对比。可以发现,用滴管滴水在树叶上,发现水滴会散开,不能形成水珠;用滴管滴水在莲叶上,发现水滴形成水珠在莲叶上滚动;并且,将细沙撒在莲叶上,再用滴管滴水珠,发现水珠将灰尘带走。
②通过简单的实验,可以发现在莲叶上面滴上水,水会形成水珠。其次,借助显微镜和放大镜,对莲叶的表面结构进行观察。首先,让学生用手触摸莲叶的表面,说出自己的感受;其次,用放大镜和显微镜观察,说出自己所看到的,然后再进行讲解。
5.通过实验得出结论,再从实验延生到生活
通过上面的小实验,已经可以知道莲叶的结构的特殊性,然后,进一步运用到生活中。
自制纳米玻璃:
准备材料:两块玻璃、拒水剂、水、布
过程:首先,将将拒水剂喷在其中一块玻璃上,并擦干净(重复三次);其次,将自来水分别喷洒在两块玻璃上,并观察现象,可以发现,被喷洒过拒水剂的玻璃已经成为一块纳米玻璃,具有莲叶效应。
生活中的应用:汽车、浴室、墙面等。
6.通过实验和观察,学生已经能够很好的了解和认识生活中的纳米现象。为进一步发散学生的思维,让他们说出生活中其它的具有莲叶效应的生物,并通过教学演示工具增加学生的知识面。
7.最后,给学生留下思维拓展
①其他纳米现象:不沾水的鸭毛、利用“罗盘”定位的蜜蜂。
②想象未来的纳米生活:你会运用纳米技术发明创造些什么?
三、该教育活动取得的教学成果
1.体现了科普教育活动的科学性
通过科普教育活动的实验引入课堂,让学生参与到教学互动中来,充分的适应了当前学生的心理特征,遵循了学生对知识认识从具体到抽象,感性到理性的规律认识,利用孩子天生的好奇心和思维的活跃性等特点。为学生创造了一个和谐、活泼,具有探索意义的课外活动,培养了学生主动学习,主动探索的兴趣,也为将来的学习打下了良好的基础。
2.展现了学生参与的积极性
通过这样的活动方式,学生人人参与,揭秘生活,探索生活,为学生创设了一个良好的学习氛围,学生的积极性高涨,让教学成效大大提升。
3.简单易操作的教学实践
通过简单便于操作的实验,让学生们积极的探索实践,使得教学质量得到了明显的提升,学生不仅能够牢固的掌握基础知识,而且能够更好的锻炼学生的动手动脑能力。
四、教学启发和总结
纳米技术总结范文5
2012年5月,班尼・兰达(Benny Landa)――lndigo数字印刷机的发明人,带来了一项突破性的新技术,这项技术或将极大地推动印刷技术及市场的发展。这个震撼性的消息传出后,网络上就有文章暗示这可能是自古登堡发明印刷机以来印刷行业最大的变革。
这项技术就是纳米图像印刷(Nanographic Printing)技术,又称纳米技术,之所以不同于其他印刷技术,是因为其采用了创新的印刷系统和印刷工艺,而其技术的核心是Landa Nanolnk(兰达纳米油墨)。这是一种专有的水性油墨。其颜料的颗粒直径只有几十纳米。
不同于平版印刷技术,纳米印刷技术拥有数字印刷省时省料。短版小印数以及可变数据印刷的优点,同时还具有胶版印刷的质量。
喷墨印刷是将油墨直接喷印到承印材料上形成图像,而纳米技术首先将纳米油墨喷到一个独特的经加热的橡皮布转印带上,形成超薄的聚合薄膜,最后被转印到承印材料上。本白皮书将展示纳米技术是如何将数字印刷的多功能、小印数的经济性,与胶印低单页成本、高生产能力集于一身的。
简介
在印刷市场,98%的印刷采用的是已有500多年历史的印刷技术,而非数字印刷技术。其中一个主要原因就是现代的数字印刷工艺将油墨直接喷到纸张上,含水分的墨水会渗透纸张,颜料颗粒也随之渗透到承印材料表面下,使得其对光线的吸收能力降低。
此外,当多种颜色需要叠印在一起时,对喷到纸张上的墨水总量就有一个限制,这个最大的阈值被称为TIC(总油墨覆盖率)或者是TAC(总面积覆盖率)。任何油墨的使用量超过这个限额后,将使后印刷的油墨无法附着在先印上的油墨上,更重要的是,墨水无法在纸张上完全变干,导致墨水会蹭脏随后印刷的纸张。
这个问题在任何印刷过程中都会产生,无论是胶印还是喷墨印刷。以喷墨印刷为例,油墨中含有大量水分,容易使纸张过分吸水、膨胀,变形和褶皱。因此印刷的纸张必须被加热,将水分从纸张中蒸发掉。这就限制了水性油墨仅可用于总面积覆盖率较低的印刷,如书籍和直复营销材料的印刷,而不适用于总面积覆盖率较高的印刷,例如商业印刷,包装印刷或彩色书刊印刷。
纳米图像印刷独特之处
兰达纳米图像印刷技术的创新性在于其采用纳米级的颜料,对于光的吸收比其他颜料更强,印刷图像的网点光滑锐利,非常均匀,光泽度高,可实现最广泛的CMYK色域――比胶版印刷多出至少15%的潘通色彩(如图1)。
兰达纳米图像印刷技术的许多优势是通过减少承印材料对液体油墨的吸收而实现的。
此外,超细的兰达纳米油墨颜料可形成一层超薄的油墨层,让数字印刷在高速下成像成为可能;兰达油墨能够在普通的未经处理的材料上进行印刷,包括各种涂布和非涂布纸张;另外,兰达油墨还适用于绝大多数的塑料薄膜、标签纸,耐磨产品以及防刮图像上。
兰达纳米油墨
许多材料达到纳米级别时就会得到意想不到的属性。一些粒子变得超级坚硬,从而能够保护表面免于磨损;一些粒子变得极易被血液吸收,成为独特的药物输送系统。通过10年的研究,兰达发现,当墨水颜料减小到纳米级别的大小时会变成异常强大的着色剂(如图1)。在这一发现的基础上,纳米油墨着色剂成为纳米图像印刷工艺的核心。
兰达纳米油墨中颜料颗粒的直径只有几十纳米。相比之下,质量较好的胶版印刷油墨颗粒大小大约是500纳米,至少是纳米油墨颗粒的10倍。此外,纳米油墨是水性油墨,拥有良好的环保特性。
纳米图像印刷工艺
纳米图像印刷一开始,先喷出数以亿计的墨滴。然而,油墨并非像传统喷墨技术那样直接喷射到承印材料上,而是由安装在喷头上的喷嘴喷到特殊的橡皮布转印带上,喷嘴距离橡皮布1~2毫米。
每个喷头印刷一种特定的颜色。兰达纳米图像印刷机装有8个喷头(如图2),因此可以同时印刷多达8种不同的颜色。另外,8个喷头可以印刷CMYK和专色,如白色。
由于配置有8个喷头,可以用每2个喷头印刷一种颜色,配合双倍速度的纸张传送系统,可以在印刷质量不变的同时,加倍提高生产效率。
每滴油墨喷到橡皮布上的时间都计算得极为精确,从而确保每种色彩的印刷更加精确到位,获得更加完美的色彩套准。
当墨滴落在经加热的橡皮布上时,墨滴便很快扩散开并失去水分变得很薄。当油墨中的水分受热挥发之后,油墨就在橡皮布上形成一层超薄、干燥的聚合薄膜(如图3)。
这时,再通过压印滚筒将聚合薄膜转印到承印材料上。通过压印,这层500纳米厚的油墨薄膜紧紧地附着在承印材料,并不会渗透进承印物(如图4)。最终形成的图像十分牢固。耐摩擦,不需要进行干燥处理,橡皮布上也不会有油墨残留。
所以,双面印刷就变得极为简单。完成的印刷品可以立即进行加工,即使是刚从印刷机出来,用最具挑战性的印后整饰设备来加工也完全没有问题。
转印橡皮布
独特的橡皮布及橡皮布传送系统的设计体现了确保完美印刷效果的一些关键考量,包括如何将图像完整地转移到纸张上,杜绝油墨残留以及橡皮布运动的稳定性和流畅性。
橡皮布及其传送系统的设计确保兰达纳米油墨能精确地滴落指定的位置上,形成完美的图像,同时又能将油墨薄膜干净利落地转印到各种承印材料上,而绝对没有油墨残留,这些问题都在设计中得到了很好地平衡和解决。这样,印刷图像可以100%转移到承印材料上,因此橡皮布是非常干净的,以便进行下一个图像的印刷。
网点特点
喷墨印刷形成的网点边缘模糊,这主要是由于水性油墨渗透并被纸纤维吸收造成的。胶印的网点通常比喷墨印刷的网点更锐利,但也容易由于渗墨现象导致边缘粗糙。
如前所述,兰达纳米油墨喷到纸张或其他承印材料上后形成一层干燥的油墨薄膜,而并不是直接喷在承印材料上,所以油墨不会渗透进纸张的纤维中,也不会沿着纸张纤维扩散。相反,油墨贴合纸张表面的粗糙度乃至每根纤维的表面状况,牢牢覆合在纸张表面上,形成非常薄的薄膜,因此油墨使用非常节约。这就是纳米印刷技术印刷的网点清晰锐利、均匀一致,光泽度高,以及网点极其光滑圆润的原因(如图5)。
更宽广的色域
Landa纳米图像印刷技术突破了另外一个技术障碍。因为兰达纳米油墨的颜料颗粒极其微小,所以,在兰达纳米图像印刷技术中,兰达纳米油墨的成分比其他印刷工艺具有更为广泛的光动态范围,并且比胶版印刷涵盖更多的潘通色彩及更丰富的灰度(如图6)。
此外,纳米图像技术和兰达纳米油墨在印刷实地时,比采用其他印刷技术所形成的墨层厚度更薄,密度更小。
光泽一致性
采用纳米图像印刷技术打印出来的墨层极薄,颜色浓度高,并且还具有另一个令人惊喜的印刷效果――印刷图像可保持与承印材料高度一致的光泽效果,也就是说,在高光纸上印刷出高光图像,在亚光纸上印刷出亚光图像,并且光密度、网点形状和图像质量依然保持完美。
相较之下,采用墨粉电子照相技术打印出来的图像就只有一种光泽度,不能根据承印材料光泽度的不同而有所不同。印刷图案区域和图案背景的光泽度不同会刺激眼睛,而这样的印刷效果被视为是低质量的。
优越的介质适印性
超薄的纳米图像印刷墨膜对各种纸张和塑料承印材料均具有优越的附着力。由于采用了上文所述的转印技术,兰达纳米油墨图像很容易被转印到几乎所有的单张纸或卷筒纸基材上,包括各种涂布纸和非涂布纸、塑料、新闻纸,薄膜等,且无需对基材进行预处理。在纳米图像印刷技术中,由于油墨在转印带上已经干燥,转印到承印材料上的油墨薄膜不含水分或者其他液体,所以承印材料不会因为湿润而受损或变形。
采用纳米图像印刷技术进行印刷,承印材料保持是干燥的,并且因为不需对承印材料进行加热干燥,承印材料也不会因受热过度而变形或受损。
纳米图像印刷的经济优势
纳米图像印刷技术是所有数字印刷技术中单页印刷成本最低的,这得益于其内在的以下技术特点:
油墨载体――兰达纳米油墨是基于水的,这是一个比任何基于溶剂或UV油墨都便宜的墨水载体。
油墨用量――兰达纳米图像印刷技术所形成的墨膜厚度约为500纳米,大约只有胶印图像的一半,因此印刷相同图像时,油墨使用量只有胶印的一半。
能源消耗――兰达纳米图像印刷技术中的加热过程主要是为了让油墨中少量的水分蒸发,而无需烘干湿润的纸张,因此可大量节约能源。
承印材料成本――适用于任何承印材料,可在低廉的、现成的未涂布纸上进行印刷,而无需选择昂贵的涂布纸或专用纸,从而降低印刷成本。
生产物流――兰达纳米油墨制造成浓缩溶液发运,从而降低的包装、运输和存储的成本。
兰达纳米油墨和纳米图像印刷技术的有机结合使得数字印刷的生产效率大大提升,单张纸印刷速度可高达每小时1300张B1纸,卷筒纸印刷速度可达每分钟656英尺(200米),将数字印刷的生产效率提高了几平一倍,显著提高了印刷企业的数字印刷生产能力。总结
纳米图像印刷技术是一项崭新的技术,开创了一项全新的印刷方式。它将特别的印刷工艺与水基的兰达纳米油墨以及设计独特的橡皮布转印带完美结合在一起。
凭借其高效的生产率、广泛的纸张适印范围、媲美胶印的品质,以及赢亏平衡点在约5000张的印刷量,纳米图像技术成为首个可在主流市场竞争的数字印刷技术。
随着印刷市场从胶印转向数字印刷。印刷企业将无法仅靠胶印在未来获得持续增长。纳米图像印刷技术清除了当前数字技术所面临的主要障碍,包括速度、质量和成本,并将彻底改变整个印刷行业。
关于兰达
纳米技术总结范文6
关键词:计算机技术 发展创新
中图分类号:S126
一、前言
“蒸汽技术革命”以蒸汽机的改良为典型代表,将机械动力应用于大规模生产中,减轻了人力负担,大大提高了生产效率。“电力技术革命”以新能源的开发为最主要特征,实现了电气化、自动化,将电能等新能源应用于生活、生产等方方面面,大大改变了世界面貌。“第三次科技革命”是以原子能、电子计算机、空间技术和生物工程的发明和应用为主要标志。自计算机技术被发明应用之后,计算机技术得到了快速的推广应用,短短几十年来,计算机技术成为了当今社会发展中最重要的科技技术,在各个行业领域有着广泛的应用,更是带动了整个工业时代走向了信息时代。而计算机技术之所以能够在短时间内得到如此大的发展,离不开计算机技术不断的创新。
二、计算机技术的发展现状
计算机技术作为当前社会发展中最重要的科技技术,其给社会所带来的贡献是非常巨大的,可以说计算机技术是一种划时代的科技技术,极大了促进了社会生产力的变革。目前,从计算机的发展现状来看,其先进的技术主要有以下几种:
1、现代微型处理器。总所周知,处理器是计算机硬件系统中的重要组成部分,是整个系统的核心,为此对处理器的技术改进是计算机技术中的重中之重。从处理器的发展趋势来看,其正向着越来越小的体形发展,目前我国的计算机处理器已经相当小,但还需要做出进一步的微型化处理,受一些量子效应的影响与限制,目前处理器中所采用的紫外光源由于波长过短,已经不是适宜再应用在计算机处理器技术中,为此,我们就需要不断创新发展,提高计算机处理器的研发技术。
2、纳米技术在电子元件中的应用。由于计算机信息技术的应用不断扩大,使得计算机需要处理的信息量更大,提高计算机的运行效率与处理信息速度就显得非常重要。而当前大多数计算机仍然是采用电子元件作为数据信息处理的基础元件,而电子元件的信息处理能力还较为欠缺,不能很好的满足现代计算机技术的快速发展需求。而纳米技术的应用,形成了新的纳米元件,极大的提高了计算机元件的集成度,使得计算机的信息处理能力大大提高。
3、分组交换技术。通过分组交换技术将要进行传输的数据进行分割,使其成为长度相等的数据段,然后再每段数据的前面加上相应的信息,来对数据发送的位置进行标识,然后根据这个标识进行数据的传输。这种数据传输方式采用逐段的方式对通信链路进行使用,使得通信的效率大大的提升。
三、计算机技术创新发展的趋势预测
按照当前计算机技术的应用现状来看,计算机技术还会在未来得到更为广阔的应用与发展,为了适应社会发展需求,计算机技术仍然需要不断创新。在此,笔者对未来计算机技术的创新发展趋势进行了大胆预测,认为计算机技术会向着以下几个发展方向不断创新改革,进一步的提高计算机的技术水平。
1、大力发展纳米技术。纳米技术用于计算机元件中,能够有效的打破当前所使用的电子元件的性能限制,从而发展出生物计算机甚至是量子计算机,从而使计算机的性能得到质的飞跃,而这种计算机是当前计算机发展的重要趋势。由于纳米技术不受计算机集成以及处理速度这两方面的限制,因此需要大力发展该项技术。随着纳米技术的发展,可以产生量子计算机和生物计算机,无论它们的运算速度,还是它们的存储能力都远远超过目前的计算机。
2、改善计算机的体系结构。当前计算机在结构设计方面主要是进行多任务的并行计算,这样可以利用同一台机器进行多个任务的处理。为了提升当前计算机和用户之间的交互性,应该重点发展集群性的计算机系统,强化系统的可靠性以及兼容性。
3、网络技术的应用与软件技术的发展。在计算机技术不断发展的同时,网络技术的研发应用也在快速发展,计算机网络技术的结合使用实现了相互促进的良好发展局面,提高了计算机的应用水平,扩大了计算机的应用范围。再加上各种软件新技术的不断研发,更是促进了计算机技术的进一步应用与发展。目前软件技术已经有了很大的发展,相信在未来通过网络技术的应用,软件技术会更加完善成熟,从而为计算机信息技术发展更好的提供服务。
4、多媒体性能。多媒体性能的开拓与进展把服务器、路由器以及转换器诸多互联网需要的设施的技术明显提高,其中包含有用户端、内存、图形片诸多硬件性能。互联网使用人不再像原来一样被动地接受解决信息的形态,而是更加以踊跃主动的形式来进入现在的互联网空间。除此以外还有蓝牙技能的发明运用,令多媒体通信技能无线电、数字信息、个人区域网络、无线宽带局域网等快速更新。基于新一代的互联网络的多媒体软件开发,结合以前的各类多媒体工作,便可以令PC无线网络发挥得淋漓尽致,兴起互联网新时期的潮流。多媒体性能数字化是促使将来技能扩展的主要方面,数字多媒体芯片性能就会变成将来多媒体性能生命里的核心。
四、创新是促进计算机技术发展的主要动力
计算机技术之所以能够得到快速的发展,主要是因为其拥有永不衰竭的源泉,那就是创新能力。正是在不断的创新下,才促使了计算机信息技术以及其相关的产业技术不断发展,才为人们的生活带来了这巨大的转变。而在计算机技术的创新发展中,要注意结合实际需要,并注重与传统产业相互配合,只有这样,才能更好的促进计算机技术的创新发展。
缔造发明许多有关计算机科技用品的假设都是因为受到社会需要而产生,但是与此同时,又受很多外在条件的影响,比如经济条件、文化差异、组织的规模等也会对计算机科技的缔造产生阻碍。另外,传统、专有、封闭的科技体制的文化、构造、机构产生了与计算机科技体制相似的由专有发展到开放的变化。由此可见,计算机科技的缔造基于社会的发展,而社会的发展及需求也带动了计算机科技的缔造,是协调合作的。计算机科技的迅速发展,由此也产生了许多比起人们需求还要多的有效科技。
五、总结语
计算机技术作为一种新兴技术,其对社会发展以及人们生活方式有着巨大的影响,并促进了信息时代的快速到来,成为了一种不可缺少的生活必需品。而这些,都依赖于不断的技术创新。在软件、互联网、纳米等技术的不断发展下,必将会实现高速化、智能化、多元化和微型化的计算机技术,因此还需要进一步加强技术创新。
参考文献: