纳米技术优缺点篇1

【关键词】 纳米增强 制备方法 优缺点

随着科技进步，各个领域对于相关材料的性能要求日益提高。纳米增强技术是改善材料性能的重要方法之一，其在金属材料领域尤其应用广泛。在电子、汽车、船舶、航天和冶金等行业对高性能复合材料需求迫切， 选用最佳制备方法制备出性能更优良的纳米材料是当前复合材料发展的迫切要求。

1 纳米增强技术概述

纳米相增强金属材料是由纳米相分散在金属单质或合金基体中而形成的。由于纳米弥散相具有较大的表面积和强的界面相互作用，纳米相增强金属复合材料在力学、电学、热学、光学和磁学性能方面不同于一般复合材料，其强度、导电性、导热性、耐磨性能等方面均有大幅度的提高[1]。

1.1 机械合金化法

机械合金化法（MA）是一种制备纳米颗粒增强金属复合材料的有效方法。通过长时间在高能球磨机中对不同的金属粉末和纳米弥散颗粒进行球磨，粉末经磨球不断的碰撞、挤压、焊合，最后使原料达到原子级的紧密结合的状态，同时将颗粒增强相嵌入金属颗粒中。由于在球磨过程中引入了大量晶格畸变、位错、晶界等缺陷， 互扩散加强，激活能降低，复合过程的热力学和动力学不同于普通的固态过程，能制备出常规条件下难以制备的新型亚稳态复合材料。

1.2 内氧化法

内氧化法（Internal oxidation）是使合金雾化粉末在高温氧化气氛中发生内氧化，使增强颗粒转化为氧化物，之后在高温氢气气氛中将氧化的金属基体还原出来形成金属基与增强颗粒的混合体，最后在一定的压力下烧结成型。因将材料进行内氧化处理，氧化物在增强颗粒处形核、长大，提高增强粒子的体积分数及材料的整体强度，这样可以提高材料的致密化程度，且可以改善相界面的结合程度，使复合材料的综合力学性能得到提高。

1.3 大塑性变形法

大塑性变形法（Severe plastic deformation）是一种独特的纳米粒子金属及金属合金材料制备工艺。较低的温度环境中， 大的外部压力作用下，金属材料发生严重塑性变形， 使材料的晶粒尺寸细化到纳米量级。大塑性变形法有两种方法：等槽角压法（ECA）和大扭转塑性变形法（SPTS）。

1.4 粉末冶金法

粉末冶金法（PM）是最早制备金属基复合材料的方法，技术相对比较成熟。其工艺为：按一定比例将金属粉末和纳米增强颗粒混和均匀、压制成型后进行烧结。

1.5 液态金属原位生成法

原位反应生成技术[2]（In-situ synthesis）是近年来作为一种突破性的金属基复合材料合成技术而受到国内外学者的普遍重视。其增强的基本原理是在金属液体中加入或通入能生成第二相的形核素，在一定温度下在金属基体中发生原位反应，形成原位复合材料。

除上述几种常用的纳米增强制备方法外，还有真空混合铸造法、纳米复合镀法等[3]。

2 纳米增强制备工艺优缺点比较

对以上几种纳米增强制备技术在工艺及质量性能方面的优缺点进行分析：

2.1 工艺复杂性及成本和产量方面

机械合金法：制备成本低、产量高、工艺简单易行，但是能耗高；内氧化法：制备工艺简单、有利于规模生产，但是生产成本高；大塑性变形法：制备工艺简单、成本低、不可规模生产；粉末冶金法：制备工艺复杂但成熟、生产成本高、效率低；原位生成法：工艺性差、制备成本高、不适于规模化生产。

2.2 制备材料质量和性能

机械合金法：各项性能良好，硬度提高明显，能制备常规条件难以制备的亚稳态复合材料，但增强粒子不够细化，粒径分布宽，易混入杂质；内氧化法：提高增强粒子的体积分数，改善相界面结合程度，综合力学性能得到提高，但内部氧化剂难以消除，易造成裂纹、空洞、夹杂等组织缺陷；大塑性变形法：组织晶粒显著细化，无残留孔洞和夹杂，粒度可控性好，但粒度不均匀，增强粒子产生范围小；粉末冶金法：材料性能好，增强相含量可调，增强相分布均匀，组织细密，但材料界面易受污染；原位生成法：材料热力学稳定，力学性能优良，且界面无杂质污染，但增强颗粒限于特定基体中，增强相颗粒大小、形状受形核、长大过程影响。

上述分析可以得出，粉末冶金法技术最为成熟，机械合金法工艺最为简单易行，内氧化法有利于大规模生产，金属液态原位生成法最具有发展前景。王自东[4]等人应用金属液态原位生成纳米增强技术，使得金属材料强度大幅度提高的同时，塑性也能大幅度提高，解决了增强同时增韧或增强同时塑性不下降这一世界难题。以锡青铜为例：强度从270Mpa提高至535Mpa，延伸率从12%提高至38%，冲击韧性从14提高至39。这项技术成果独立于国外，优于国外，为我国原创。

3 结语

纳米增强金属材料在工程方面具有广泛应用领域和前景，例如：我国目前建筑用钢约4亿吨，如采用该技术，至少可节约10%的用量，在节约资源，节能减排，提高效率等方面意义重大！其它主要应用领域有：铁路应用的高铁输电电缆、高铁车轴、轨道、车辆走行部分、车钩等需要满足强度要求又需满足如导电性、韧性、耐疲劳性、减轻结构重量等特殊要求的领域。船舶中大量的铜合金泵、阀和管材，材料大幅增强、增韧后可减少用材10%-20%。轧制低于8μm的铜箔用于柔性印刷电路板的覆铜，减少用铜、减轻重量、降低成本等。武器装备中装甲用钢、舰船壳体钢、飞机起落架用钢，以及航空、航天等领域都有着广泛的应用前景。

我们要继续开发新型的具有高性能价格比、工艺简单、适于大规模生产且符合我国工业现状的纳米增强制备技术。

参考文献：

[1]郝保红，喻强，等.颗粒增强金属基复合材料的研究（一）.北京石油化工学院学报，2003.

[2]王庆平，姚明，陈刚.反应生成金属基复合材料制备方法的研究进展[J].江苏大学学报，2003.

[3]时新刚，冯柳，王英，等.纳米颗粒增强铜基复合材料的最新研究动态及发展趋势[J].冶金信息导刊，2007.

纳米技术优缺点篇2

关键词：zno；模板制备法; pvd; pld; 金属有机化合物气相沉积

随着科学和商业的飞速发展，人们对纳米半导体材料有了更加深入的认识，对其在光学器件和电学器件方面的应用产生了浓厚的兴趣。最初人们在研究znse和gan等短波长纳米半导体材料方面取得了一定的进展， gan制备蓝绿光led的技术已经相当成熟。但是，由于znse稳定性较差，一直使之无法商品化生产。在长期的对宽带半导体材料的科学研究中，人们发现zno半导体纳米材料具有更多的优点。zno是一种新型的宽禁带半导体氧化物材料，室温下能带宽度为3.37ev，略低于gan的3.39ev，其激子束缚能（60 mev）远大于gan（25 mev）的激子束缚能。由于纳米zno在紫外波段有较强的激子跃迁发光特性，所以在短波长光子学器件领域有较广的应用前景。此外，zno纳米半导体材料还可沉积在除si以外的多种衬底上，如玻璃、al2o3、gaas等，并在 0.4-2μm 的波长范围内透明，对器件相关电路的单片集成有很大帮助，在光电集成器件中具有很大的潜力。本文阐述了近年来zno纳米半导体材料的制备技术，并对这些技术的优缺点进行了分析。

zno 是一种应用较广的半导体材料，在很多光学器件和电学器件中有很广泛的应用，由此也产生了多种纳米半导体器件的制备方法，主要有以下几种：

1模板制备法

模板制备法是一种用化学方法进行纳米材料制备的方法，被广泛地用来合成各种各样的纳米棒、纳米线、纳米管等。此种方法使分散的纳米粒子在已做好的纳米模板中成核和生长，因此，纳米模板的尺寸和形状决定了纳米产物的外部特征。科学家们已经利用孔径为40 nm和20 nm左右的多孔氧化铝模板得到了高度有序的zno纳米线。郑华均等人用电化学阳极氧化-化学溶蚀技术制备出了一种新型铝基纳米点阵模板，此模板由无数纳米凹点和凸点构成，并在此模板上沉积出zno纳米薄膜。此外，李长全、傅敏恭等人以十二烷基硫酸钠为模板制备出zno纳米管。该方法优点：较容易控制纳米产物的尺寸、形状。缺点：需要模板有较高的质量。

2物理气相沉积（pvd）

物理气相沉积可以用来制备一维zno纳米线和二维zno纳米薄膜，原理是通过对含zn材料进行溅射、蒸发或电离等过程，产生zn粒子并与反应气体中的o反应，生成zno化合物，在衬底表面沉积。物理气象沉积技术已经演化出三种不同的方法，它们是真空蒸发法，真空溅射法和离子镀，离子镀是目前应用较广的。离子镀是人们在实践中获得的一种新技术，将真空蒸发法和溅射法结合起来，在高真空环境中加热材料使之汽化后通入氢气，在基体相对于材料间加负高压，产生辉光放电，通过电场作用使大量被电离的材料的正离子射向负高压的衬底，进行沉积。张琦锋、孙晖等人用气相沉积方法已经制备出了一维zno纳米半导体材料。优点：所得到的纳米产物纯度高，污染小；薄膜厚度易于控制；材料不受限制。但是这种方法对真空度要求较高。

3脉冲激光沉积(pulsed laser deposition)

脉冲激光沉积也称pld，常用于纳米薄膜的制备。其工作原理就是用特定波长和功率的激光脉冲聚焦光束，溅射真空状态下特定气压中的加热靶材，激光束与靶材相互作用而产生的粒子团喷射到衬底表面，通过控制气流速度控制材料在衬底表面的沉积速度。牛海军等人用一种新颖的垂直靶向脉冲激光沉积(vtpld)方法,在常温常压空气环境下,在玻璃基底上得到zno纳米薄膜。该方法优点：制备的薄膜物质比例与靶材相同；实验控制条件较少，易于控制；衬底温度要求较低。缺点：薄膜杂志较多；单纯溅射产生的粒子团密度不易控制，因此无法大面积生长均匀的薄膜。

4分子束外延(molecular beam epitaxy)

分子束外延(mbe)技术可以制备高质量薄膜。mbe技术可以在特定超高真空条件下较为精确的控制分子束强度，把分子束入射到被加热的基片上，可使分子或原子按晶体排列一层层地“长”在基片上形成薄膜。分子束外延设备主要包括超高真空系统、分子束源、样品架、四极质谱计qms和反射式高能电子衍射装置rheed。周映雪等人利用分子束外延(mbe) 和氧等离子体源辅助mbe方法分别在三种不同衬底硅(100)、砷化镓(100)和蓝宝石 (0001)上先制备合适的缓冲层，然后在缓冲层上得到外延生长的zno薄膜。该方法优点：生长速度极慢，每秒1～10；薄膜可控性较强；外延生长所需温度较低。缺点：真空环境要求较高；无法大量生产。目前常用于生长高质量的zno薄膜分子束外延有两种：一种是等离子增强，另一种是激光，两种方法均已生长出高质量的zno 薄膜。

5金属有机化合物气相沉积( metal organic chemical vapor deposition):

金属有机化合物气相沉积(mocvd)是一种利用有机金属在加热衬底上的热分解反应进行气相外延生长薄膜的方法。反应室是mocvd 的核心部分，它对外延层厚度、组分均匀性、异质结界面梯度、本底杂质浓度以及产量有极大的影响。按反应室形状的不同，可分为水平式反应室和立式反应室，同时根据反应室的压力又可分为常压 mocvd 和低压mocvd。刘成有利用mocvd方法制备出高质量的zno薄膜。在一定衬底温度及压强下,制备出zno纳米管。该方法优点是： 薄膜可控性较强；适合大批量生产。其缺点有：需精确控制；传输气体有毒性。但目前不仅利用 mocvd 法已生长出较高质量的 zno 薄膜，而且还获得了 mgzno 三元系薄膜。

除上述纳米材料的常用制备技术，还有很多其他方法。随着科技的发展和高质量纳米产品的需求，人们对纳米半导体材料的研究会更加深入，对其生长机理理解的更为透彻，随之纳米半导体材料制备技术将不断地发展和完善。高质量纳米半导体产品会不断出现，并被广泛的应用于人们的生活中。

参考文献：

[1]谢自力,张荣,修向前,等.gan纳米线材料的特性和制备技术[j].纳米技术与精密工程,2004,2(3):187-192.

[2]张利宁,李清山,潘志峰.模板合成法制备zno纳米线的研究[j].量子电子学报,2006,(4).

[3]李长全,傅敏恭.十二烷基硫酸钠为模板制备zno纳米管新方法的研究[j].无机化学学报, 2006,(9).

[4]张琦锋,孙晖,潘光虎,等.维纳米结构氧化锌材料的气相沉积制备及生长特性研究[j].真空科学与技术学报,2006,26(1).

[5]牛海军,樊丽权,李晨明,等.垂直靶向脉冲激光沉积制备zno纳米薄膜[j].光电子•激光 2007,18(3).

[6]周映雪,俞根才,吴志浩,等.zno薄膜的分子束外延生长及性能[j].发光学报,2004,(3).

[7]刘成有.mocvd法生长zno纳米管及光学性能评价[j].通化师范学院学报,2007,28(4).

纳米技术优缺点篇3

大连万达集团、中集集团、董明珠等与珠海银隆签署增资协议，共同增资30亿，获珠海银隆22%股权的消息刷屏了。不过这背后的故事，其实没那么简单。

这一波投银隆的金主都怎么想的？

从参与此次增资的各方面对外表态看，各家都有各家的打算。

坐拥30多年在能源与物流领域积累的优势资源，中集集团考虑的相当全面，而且确实是几家金主中，产业协同度最高的。

中集集团副总裁李胤辉表态称，中集，在重型卡车、冷藏车、空港设备等多方面对新能源有着巨大的需求，中集看好珠海银隆在钛酸锂电池和新能源汽车、储能方面的研发及生产能力，双方未来合作空间巨大。

在中集与珠海银隆签署的战略合作框架协议中，双方在新能源卡车（如新能源码头内拖车、新能源物流车等）、新能源机场摆渡车、新能源客车、乘用车设计、停车场充电桩等领域都将展开合作。

首先，在新能源商用车领域，其中包括新能源客车、卡车、专用车、码头内拖车等多品类，珠海银隆在电池、电机、电控等方面为中集提供相应产品，中集则适时为银隆提供相关车型生产资质、整车制造能力、市场推广等支持。其主要着力点是中集旗下的重型卡车品牌――“联合卡车”。联合卡车在2014年就对新能源卡车市场制定了相应的发展计划，十分看好新能源卡车市场。

在特种车方面，中集在需要运用储能装备的特种集装箱、道路车辆业务上也对新能源有迫切需求。中集2015年销售了约8.8万台海运冷箱，占全球三分之二的份额，同时销售了陆运冷藏车6000台，在国内居市场第一，占比达20%，特别是后者主要用于城市物流的冷链配送、商品配送，在目前国内冷链运输仍处于短板的情况下，电动能源的运用前景广阔。李胤辉在确认签约消息时就表示，将与珠海银隆共同开采这一市场富矿。

而中集集团在登机桥、摆渡车等空港设备上难以撼动的市场地位，正可配合银隆进军机场摆渡车的意图。中集还计划将银隆产品引入旗下“首中投资管理有限公司”，在北京等城市建设机场、医院等充电桩设备，未来公司旗下的钢结构机械立体停车库也将引入充电桩，中集在此领域已有30年经验。

这盘棋是不是很大？

至于王健林，他特别简单，跟投。他说的明白，董小姐觉得行，我就投，反正钱也不多，就五个亿。

王首富说了，比起新能源汽车的制造，他个人更看好银隆集团在储能产业上的发展。这基本上也表明了董小姐的思路。

这次代表自己投资的董小姐，反复强调的是银隆电池技术的先进性。“使用寿命30年，6分钟充满电，高温60度，低温零下50度，在这样的范围内保持正常运行，最起码银隆的电动车不会熄火”。

还有一家外界关注度很不够的投资者――江苏京东邦能投资管理有限公司，必须要说一说。这家公司成立于2015年8月，法人代表是刘强东。

对，就是京东家的。京东集团高级副总裁熊青云讲得相当豪迈，“与银隆新能源的合作是京东向新能源领域踏出的第一步，绿色出行、环保物流的大潮中，电商绝不会缺席。”

钛酸锂电池真能改变世界？

董小姐最看重的钛酸锂电池技术，其实还有点故事。

2009年6月前后，忽然有消息称，珠海银通成功研发出了环型纳米超导锂离子动力电池，首次使纯电动大巴车的续航里程延长到500公里，即一辆公交车一次充电至少可以跑一整天，每次充电时间只需十几分钟。这里的珠海银通就是银隆新能源的前身。

之后，也有银通内部人士曾对外透露，银通的“杀手锏”其实在于收购了美国纳斯达克上市公司-奥钛纳米科技有限公司（Altair Nano）公司53.6%的股权，并将其技术、生产线和销售体系收入囊中。

关于奥钛纳米技术公司，银隆对外介绍是：总部设立于美国内华达州的里诺（Reno，Nevada），钛酸锂材料、电池生产和储能系统、调频调峰技术方面已获得30多项专利。其钛酸锂材料、电池、储能系统等产品已在美国电动汽车、美国电网及美国军事领域被广泛应用。

2010年9月，银隆新能源收购奥钛纳米科技有限后，获得了其钛酸锂材料生产技术，以及在亚洲其他地区、澳大利亚、新西兰的非独家技术许可权。2012年5月，奥钛纳米科技有限公司在华北成立北方奥钛纳米技术有限公司，称是全世界第一家用专利的纳米结构钛酸锂取代传统负极材料石墨的高科技公司。其合作伙伴包括美国的AES，Proterra，特斯拉，夏威夷能源学院和TSK，英国的庞巴迪，瑞典Hybricon，芬兰Cargotec，捷克斯柯达，澳大利亚Isoloader等。

其实一直以来，业界对钛酸锂电池的普遍看法是这样的：钛酸锂确实是一种有用的材料，只是优缺点都比较明显。能量密度低是其最为突出的问题，所以更适合于一些特种用途的电动汽车，比如，固定里程或固定线路的公交、码头拖车等车辆。至于想跑得更远的，那就只能呵呵哒。

它的优点明显：钛酸锂材料结构特别稳定，安全，寿命长，在功率型以及低温用途下表现出色。也就是说，大倍率功率性能良好，因此对于“快充”、“功率型”用途，比较适合。

缺点也明显：功率型用途是靠牺牲能量密度得来的，以前装100kg电池，现在如果还想跑那么远，就要装200kg。如果算单位能量（RMB/WH）价格，钛酸锂比较缺乏竞争力。

不过，银隆集团董事长魏银仓对外称，通过战略控股美国奥钛以及持续研究和创新，银隆研发的第四代高能量密度钛酸锂电池，与第三代相比，实现了成本下降40%，能量密度提高30%。北方奥钛也称其第四代产品已全面国产化，且已量产，并开始出口欧洲、美国及东南亚市场。

如果，上述成果经得住实践检验，那钛酸锂电池一直被诟病的两大问题，将不再是问题。

除了技术之外，其实，银隆为之量身定做的商业模式，更有看点。

银隆的四方共赢商业模式为自己的目标客户想得特别周到。首先，可实现公交购车初期的零投入、缓解地方财政的一次性支付压力；第二，提供"电池、电机和电控三大系统"的十年质保，并提供24小时全天保姆式服务，让政府实现高安全、轻资产、零风险、高效率；第三，公交以融资租赁方式支付租金，零首付，按十年期分期支付车款；第四，提供备用车辆，可整车替换，确保运行不受影响。

双剑合璧之下，银隆的业绩颇为可观。官方数据显示，2015年珠海银隆新能源汽车销售订单7000辆。其中，完成生产纯电动客车3189辆，纯电动客车年销量全国排行第七，市场占比为3.6%。这个数字虽然不能和客车行业龙头老大宇通（年销新能源车超过2万辆）相提并论，但也与比亚迪等企业相当。

其实近几年，布局钛酸锂电池的企业不止银隆一家。

比如，安徽天康新能源有限公司与北京大学等合作研发纳米钛酸锂电池，称经测试使用寿命超过15年。涉及钛酸锂电池研发和生产的上市公司还有，当升科技、中国宝安、众和股份等。其中，众和股份控股子公司深圳市天骄科技开发有限公司、当升科技还曾参与起草《中华人民共和国有色金属行业标准――钛酸锂》。

但当下风头最劲的，除了银隆，还能有谁？

其实，在董小姐下手之前，不到一年的时间里，中信证券已经联手华融资产、东方资产、阳光保险、三峡资本、北京公交等20家品牌企业共同注资数十亿人民币，成为银隆主要股东。

纳米技术优缺点篇4

【关键词】计算机技术 信息化 发展趋势

一、计算机科学与技术的历史步伐

已去的20 世纪，是计算机飞速发展的一个时期。世界上第一台电子计算机“ENIAC”诞生于1946年，至此计算机的发展才不过60年的光阴。现代计算机体系结构的形成及其技术实现的有关发明，主要归功于两位数学家，与四位物理学家，由于他们的不懈努力奠定了计算机科学与技术发展的基石。

英国数学家布里顿.艾伦.图灵和美国数学家冯.诺依曼在计算机体系结构方面做出了巨大的贡献。1935 年到1936年间由图灵设计的抽象计算机“图灵机”成为计算机发展历史中的里程碑，因此，图灵被人们公认为计算机科学之父。冯.诺依曼在1945年总结了ENIAC计算机的优缺点， 提出了基于存储程序的通用电子计算机EDVAC逻辑设计方案，1952年成功设计建造，它在体系结构设计中实现了数字化的计算过程、存储程序控制并按电子学原理工作，这三点奠定了现代计算机体系结构的基础，因此，人们又把现代计算机称之为“冯.诺依曼计算机”。

1947美国贝尔实验室的物理学家威廉.肖克莱、约翰.巴丁和沃尔特.布莱顿共同发明了晶体管，他们一起成为了晶体管之父。11年之后，美国物理学家杰克.基尔比研制出第一块集成电路（IC），从此，以晶体管为基础的芯片按照摩尔预言的速度发展，带来了今天计算机的普及，基尔也成为了电子学革命之父。

大规模集成电路的发展和微处理器的出现，其直接成果就是带来了计算机的高性能和快速小型化，1971年，世界上第一款微处理器—Intel4004问世，1978年，英特尔公司开发出了8086，首次用于IBM PC机中，电脑走入家庭。一个全新的概念“个人电脑（PC）”取代了“微电脑”的概念，

二、计算机科学与技术得到发展的原因

（一）日新月异的时代需求

起初对计算机的时代需求为“二战”时期，有着对各种信息进行处理加工的欲求，这样促使进算计的研发运用。随后信息化时代的快速发展，计算机的运算速度也在不断的提高，存储功能不断强大，使其在教育、经济等领域迅速发展普及。市场激烈的竞争之下，计算机要顺应社会需求，不断的研发变化着，无形的竞争很大程度上促进了计算机科学技术的发展进步。

（二）稳定的选择机制基于计算机技术

对于相互竞争的技术价值做出一个共识性判断之前需要一段时间，这种不确定因素可能最后影响选择机制。大多数，同时发挥作用的围绕计算机技术的若干选择判据和机制及其影响要素，选择的环境常常是非常敏锐和稳定的，这是计算机技术迅速发展的一个重要原因。

在实践中，最强的技术性创新，把经济之间的激烈竞争转化为了技术性的较量。其计算机的发展在工程学科和应用学科也给我们许多启发。这使计算机的选择机制判断更加稳定明显，这样就更容易解决计算机在生产生活的运用中所存在的各种问题。同时，计算机选择机制的发展与计算机的发展是一种双向促进的关系，一种技术的发展可以促进另一种技术的进步。

（三）科学技术的发展离不开计算机技术的支持

新一代的技术与其他领域结合，又为了满足其需求不断的研发更新，慢慢计算机技术成为生活生产中的重要工具，并成为其他行业生产中重要的工具，直接与间接的促进了各个行业科学技术的发展，最终提高了社会的经济水平。

三、计算机科学与技术的发展趋势

计算机的具体发展趋势主要分为两大部分：

（一）智能化

智能化计算机是指设计结构独特并采用平行的处理技术，对计算机中的多个数据及多种指令可进行同时处理和分析的一种超级计算机。超级计算机相对于普通的计算机来说有着更高的运算速度。这些更智能化的计算机跟接近与人类大脑的性能，可以为人们生活和工作提供方便。更可以在某些高端行业，帮忙处理大量繁杂数据，提高工作效率，节省时间与成本。这也就是计算机发展的趋势是更人性化，更智能化。

（二）新型计算机

计算机的发展是基于硅芯片技术的不断更新，但由于需求的不断加强，硅芯片的研发潜力已近极限。所以很多新型计算机就成为了计算机技术的发展趋势。

（1）纳米计算机。计算机技术与纳米技术相结合，便有了纳米计算机。纳米元件与电子元件相比，其体积较小，质地优良且导电性能较高，完全可以取代传统的硅芯片。纳米技术兴起于20世纪80年代初，纳米作为一种计量单位，它的目标是使人类可以自由的操作原子。使用纳米级芯片组成的纳米计算机的能耗非常小，几乎可以忽略不计，性能上远远高于现有的计算机，所以纳米计算会是计算机技术的发展趋势之一。

（2）量子计算机。量子力学的原理来对大量数据进行运算以及存储和分析处理的源自可逆计算机的一种物理装置，而量子计算机就是基于这个。量子效应是量子计算机研发的基础，这种计算机中，开与关的状态是通过激光脉冲来改变一种链状分子聚合物的特性来决定的。由于量子的叠加效应，与传统计算机对比而言，量子计算机存储的数据量要大得多，还有就是，其运算速度是传统计算机的十亿倍。除了其存储性能及运算速度方面的优势外，其在安全性及安保体系等方面的优良性能也远远高于传统计算机。这也成为了计算机发展的另一趋势。

（3）光子计算机。光子计算机是利用光子进行计算，用光子代替传统的计算机通过电子进行数据计算、传输和储存。并把传统计算机的导线互联转变成了光互联。传统的计算机硬件结构复杂，多数为电子硬件，而光子计算机则为光子硬件，并为光运算，不同的数据是由光的不同波长表现出来的，对于复杂的任务可以进行快速处理。成为新型计算机一员。

四、总结

以上为对计算机科学与技术发展趋势的探究，从其发展趋势到发展其必要原因到未来计算机从智能化到新型化的发展态势的必然进行了探究阐述。

参考文献：

纳米技术优缺点篇5

关键词:饮用水;消毒副产物;控制工艺;DBPs

中图分类号:X505 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2010)09-0096-02

饮用水消毒副产物(disinfection by-products,DBPs)是指采用消毒剂对饮用水消毒时,水中含有的一些天然有机物(natural organic matter,NOM)与消毒剂反应生成的化合物。1974年美国的Rook和Bellar相继发现在饮水氯化消毒过程中,有三卤甲烷等副产物的生成。1976年,美国国立癌症研究所首次证实三卤甲烷中的氯仿能引起实验动物发生肿瘤。这些研究一经报道,饮用水氯化消毒产生的安全问题立刻得到了广泛的关注。

一、饮用水中的DBPs

水中DBPs的种类因饮水消毒过程中使用的消毒剂和消毒方式不同而异,至今所报道的消毒副产物约有600～700种。氯化消毒是应用时间最久且范围最广泛的消毒方式,在氯化消毒过程中,水中天然有机物加入水中的氯发生取代、加成和氧化反应生成CDBPs,目前已检测到的CDBPs多达数百种。20世纪70年代中期,一些人通过对某些癌症的发病率及其病源学关系的调查分析和大量的动物试验研究,发现饮用水中的卤代烃类化合物是多种癌症的致癌因子。

二、饮用水中消毒副产物的控制方法

目前,饮用水中消毒副产物的控制方法主要从5个方面考虑:(1)保护水资源;(2)去除消毒副产物的前体物质;(3)采用替代消毒剂和消毒方法;(4)去除消毒过程中已产生的消毒副产物;(5)制定更严格的饮用水水质标准。

(一)保护水资源

根据2008年中国环境状况公报,全国地表水污染依然严重,七大水系水质总体为中度污染,湖泊富营养化问题比较突出,这就决定了我国很多城市和城镇饮用水水源水质比较差,所以,注重水资源的保护能够从源头上解决消毒副产物对人类健康带来的威胁。

(二)采用替代消毒剂和消毒方法

1.替代消毒剂。有研究指出,氯胺代替氯消毒能够很好地控制溴代消毒副产物种类和总量,在pH为8时一溴二氯甲烷不再检出。Luigi Rizzo利用了二氧化钛作为光催化剂对饮用水进行消毒,60min内对大肠杆菌的去除率可以达到91%以上。

2.先进消毒方法。Michael A.等人用MS-2噬菌体进行试验,在剂量为40mJ/cm的紫外线和浓度为0.1mg/L的银离子消毒下对MS-2噬菌体的灭活率达到3.5个对数级,而单纯用紫外线消毒灭活率仅为1.8个对数级。Manolache等人开发了一种等离子体消毒装置,能有效杀死细菌,20s内能杀死2×107个细菌。

(三)去除消毒副产物的前体物

1.物理去除法。活性炭工艺中,活性炭形式除常规的颗粒、粉末活性炭外,还有活性炭纤维(ACF),此外还有生物活性炭(BAC)。Shihu Shu研究了O3/BAC工艺对DBPs前体物的去除,结果显示,O3/BAC能够有效去除水中DBPs前体物,使水中三卤甲烷维持在一个很低的水平。

磁离子交换树脂(Magnetic Ion Exchange Resin ,MIEX)技术是澳大利亚专家开发的一种水处理专利技术。据国外对该技术的研究结果,MIEX及其组合工艺能有效去除有机物,特别是消毒副产物前体物,如天然有机物(NOM)及溴酸盐,从而有效控制DBPs的生成。MIEX工艺运行方式灵活,占地面积小,处理效果良好,运行成本较低,并且自身不产生污染,是今后安全有效处理饮用水的研究热点。

2.化学氧化法。化学氧化法即利用氧化剂分解水中的有机物污染物以达到对有机污染物去除的效果。近几年来化学氧化领域的研究热点是高级氧化法(AOP)。其中化学水力空化技术(HC)是一种新型的高级氧化技术。陈利军等人研究证明,水力空化技术对于三氯甲烷的形成和去除都有很大的影响,利用水力空化技术对饮用水进行预处理,可以去除水中部分天然有机物,大大降低消毒副产物的生成量。

3.纳米技术。纳米技术可以应用抗菌纳米粒子过滤去除并杀灭病原微生物以达到消毒目的。经过一些研究,人们已经发现了几种可以用作消毒处理的纳米材料。如天然肽、Ag等。当前市场上有100多种含有Ag纳米粒子的杀菌剂,这些纳米材料有可能提高UV抑制病毒的处理效果,并能减轻微生物对膜造成的污染。

4.组合工艺。每种消毒工艺都有其优缺点,组合工艺能够使各种工艺协同合作,提高对消毒副产物前驱物的去除效果。现在已经提出的组合工艺有O3-GAC、GAC-NF等工艺。A.Chin等人在使用O3/UV/AOP组合工艺去除DBPs前体物时,经过60min的处理后对水中三卤甲烷的去除率为80%,对水中卤乙酸的去除率为70%。

(四)去除消毒过程中已产生的消毒副产物

去除DBPs和前体物都是优化氯消毒的具体方式,所以活性炭吸附,膜分离等工艺也可以用于对已生成DBPs的处理控制中。此外,根据水中生成DBPs的物理化学性质,也可以使用其他一些方法对DBPs进行去除。比如曝气吹脱法,即利用水中溶解化合物的实际浓度与平衡浓度之间的差异,将挥发性组分由液相扩散到气相中,达到去除挥发性有机物的目的。当气液比为1:1时,THMs去除率达10%以上,当气液比为20∶1时,可高达85%,并可显著改善色、嗅、味。

(五)制定更严格的饮用水水质标准

为了控制饮用水消毒副产物,我国2006年在新的生活饮用水标准中规定:三氯甲烷的最高质量浓度为60μg/L,四氯化碳为2μg/L。

三、结语

由于我国国情所限,氯化消毒在将来的一段时间内仍将是我国饮用水消毒的主要方式,所以,积极保护水资源,从源头控制DBPs的产生是维护饮用水安全,控制消毒副产物行之有效的方法。而现存的各种控制DBPs的工艺,都有尚需完善之处,尤其是在使用这些方法时产生的一些副产物对饮用水的安全造成的影响以及应用时的成本问题等,还需进行进一步的研究。

参考文献

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[14]生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006)[S].

纳米技术优缺点篇6

关键词：循环肿瘤细胞；微流控芯片；细胞检测

中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）09-2093-02

近年来，恶性肿瘤导致的死亡率在所有疾病的死亡率中位居前列，而肿瘤细胞具有的侵袭和转移能力正是恶性肿瘤的高致死率的诱因 [1]。循环肿瘤细胞（Circulating tumor cells，CTCs）是自肿瘤原发灶或转移灶脱落进入外周血液循环的肿瘤细胞，是肿瘤远处转移的一种标志。因此，基于循环肿瘤细胞的肿瘤转移的检测就显得至关重要。

微流控芯片以其低成本、易操作、便携式、低损伤、高准确性成为当前各类CTCs检测方式中最热门的一种方式。基于微流控芯片的相应方法的成功实现及运用，不仅将对肿瘤早期检测和预后的判断有重大意义，而且对临床治疗的指导也有很大价值。

1 CTCs概念

根据目前的研究，CTCs被定义为因诊疗操作或自发由实体肿瘤或转移灶释放而进入外周血循环的肿瘤细胞。进入循环而未被清除的肿瘤细胞通过微迁移、黏附以及相互聚集形成一定体积的微小癌栓，并在相应条件下发展为转移灶[2]。

CTCs在外周血中的数量极少，通常在每106～107个白细胞中才能寻找出仅有的数个肿瘤细胞，因而要进行CTCs检测通常必须先进行细胞富集，以提高检测灵敏度。细胞富集可通过肿瘤细胞的特异性标志物或者细胞形态特征如细胞密度和体积等来实现。其中免疫磁性分选法是目前最常用的CTCs富集方法。当前较为常用的CTCs分离检测手段则有CTCs微流控芯片技术、流式荧光检测仪、CellSearch检测、膜过滤法、密度梯度离心法。

2 微流控芯片的制备工艺和研究

目前，微流控芯片主要以PDMS为芯片材料，以玻璃为基底材料。其中PDMS具有非常理想的材料特性，尤其表现在作为构建微流控芯片的主要材料时。

近年来，由于PDMS易于加工成型，图形效果好，光学透性好且兼容荧光检测等，低毒性、加工容易，且容易和自身以及其他多种材料封接，对温度等环境的要求也不多等诸多优点，因此受到了各方广泛关注。首先，PDMS因为弹性好，在脱模过程中，加工出来的PDMS微通道在保持模具完整无损的情况下，能够轻松剥离出来，从而实现模具的重复利用[3]。另外，PDMS柔性好，易于吸附在其他材质的衬底之上，而且PDMS与相对粗糙的表面接触非常紧密，经过处理后，与基底封接效果好，键合工艺简单，浇铸法制备PDMS结构具有较高的成型质量。PDMS的电绝缘性也很好，因而被运用于各种主流毛细管电泳芯片的制作；PDMS对温度等也很不敏感且具有化学惰性，与大部分待检测液体都不会发生反应，因而具有很高的生物兼容性，满足大量不同生物实验的要求。迄今为止，以PDMS为主要加工制备材料的微流控芯片已被广泛应用到医学和生命科学等领域。

3 不同微流控芯片技术的原理及方式

3.1 基于循环肿瘤细胞大小的微流控芯片技术

利用肿瘤细胞与其它血细胞的大小以及刚度不同的物理性质可以对循环肿瘤细胞进行分离。根据肿瘤细胞与血细胞直径的不同，设计一定直径的滤孔，可以实现循环肿瘤细胞的分离。ISET联合激光扫描细胞计量仪（lasereanningeytometry，LSC）的原理即是利用肿瘤细胞通常比外周血液中其它细胞大的特性，采用孔径为8μm的滤膜，将肿瘤细胞从血液中分离出来，通过不同荧光标记细胞来进行进一步鉴定，应用LSC对已经过荧光抗体标记的细胞进行扫描并识别，进而可以准确计算出血液中含有的微量肿瘤细胞。常用的荧光抗体有抗CK抗体。经过研究表明，此方法已成功被运用于从乳腺癌、前列腺癌以及肺癌患者的血液中检测出CTCs。此方法较之CellSearch系统而言，其细胞富集过程相对容易，它不依赖抗原抗体反应而是直接过滤外周血进行肿瘤细胞富集，不但不破坏肿瘤细胞的形态学特征而且减小了肿瘤细胞的丢失，同时它能将丢失了上皮细胞特征的肿瘤细胞分离出来，并且应用激光扫描细胞计量仪对所检测到的阳性细胞进行进一步目测确认，确保了CTCs检测的准确性。然而，采用CellSearch技术与采用此方法检测的CTCs数目之间存在一定的不一致性，可能原因是有假阳性结果出现所致。而且此种方法选择的膜孔径为8μm意味着此方法只能分离直径大于8μm的肿瘤细胞，但目前没有研究能证实所有的肿瘤细胞都大于8μm，这导致该方法分离的准确性会受到质疑。

3.2 基于循环肿瘤细胞介电性的微流控芯片技术

由于肿瘤细胞是正常细胞变异了的细胞，因而它的电学性质方面较之正常细胞也会有所差异。DEPArray技术即是一种基于肿瘤细胞独特的介电性质的新型分离方法。相关针对淋巴肿瘤细胞的阻抗进行测量的研究，根据实验数据来评估细胞的介电性，发现恶性肿瘤的一个显著特点即是具有较低的特异性膜电容，鉴于这种特性，以上两种细胞的分离在控制介电泳的频率在1MHz以上时即可实现，并可保持这两种细胞的活性。DEPArray方法将嵌入了控制电路的硅衬底应用于已富集的样本中，通过改变电场来激发微电极，细胞从而被吸引或排斥，而不同大小和形态的细胞在分离过程中会受到介电力作用，而电场的变化相应改变细胞整体受力情况。在整个分离过程中，在一定的流速下，由于细胞在入口处低频电信号的作用下受到排斥的介电泳作用力，细胞的流动导致电极激发频率增加从而浮力减小，因而细胞在对应其介电特性的位置下沉停止。有研究表明已成功从血液中分离出乳腺癌细胞。介电泳方法简单易操作，他对单个细胞的分子鉴定以及评估肿瘤特异性和实现个性化疗法的监测具有广泛前景。但是该方法具有一定的局限性，因为不同种类的肿瘤细胞的介电性质存在差异，对应的电信号频率也不同。而且此种方法不能进行肿瘤细胞的计数，只能进行肿瘤细胞的分离，因此要确保细胞为肿瘤细胞则需要与其他细胞计数方法联合使用。比如曾有研究人员利用单克隆抗体将循环肿瘤细胞富集在微流控芯片上，通过改变电导率的方法对捕获到的循环肿瘤细胞进行计数等。

3.3 基于亲和配体功能化的微流控芯片技术

2007年，美国强生公司与麻省医院癌症中心合作研发了一种可以检测出外周血中微量肿瘤细胞的微流体硅芯片，称为CTC-Chip。该微流体硅芯片的表面布满了上万个被抗体包被的位点，当血液流过该芯片时，上面的抗体与肿瘤细胞进行特异性结合，肿瘤细胞就会因抗原抗体反应而被粘附在芯片上。此种方法能从血液中近10亿血细胞中检测出单个肿瘤细胞[4]。其原理主要是将肿瘤细胞与连接上皮细胞粘附因子EpCAM抗体的磁珠进行特异性结合，结合后再应用强力磁体将这些循环肿瘤细胞从血液中提取出来并进行生化染色，进而可以准确辨别循环肿瘤细胞。2010年，该机构成功研发第二代CTC-Chip，称为HB-Chip。虽然利用微流控芯片虽然可以成功地将活的循环肿瘤细胞成功分离出来，但因为细胞在操作中被固定在装置上，所以难以再次利用。总之，CTCs芯片技术为对肿瘤转移进行更为精细的分析提供了一个平台。

3.4基于纳米颗粒的微流控芯片技术

纳米技术在近年来得到飞速发展，并已大量运用到包括医学、药学及机械制造业等领域。其中由于纳米颗粒具有独特的光学、电学及机械等性质，在解决检测方面的问题发挥了重要作用。结合纳米技术的循环肿瘤检测分离方法利用某些纳米颗粒独特的生物以及光学特性，在检测过程中，与循环肿瘤细胞相连，作为具有特异性的光学标记物，用以实现信号的放大，因此避免了肿瘤细胞的检测信号不强的问题。另外，利用纳米孔内部连接相应肿瘤标记物的抗体，当纳米孔内有肿瘤标记物通过时，抗体与抗原特异性结合，引起阻抗相应的改变，肿瘤标记物的浓度则可通过检测阻抗的变化确定。借助纳米材料的上述优点，未来针对检测中应用纳米技术的研究里，会有很多方面可以提高。

4 基于微流控芯片的循环肿瘤细胞检测面临的问题以及未来发展

综合上述各种方法，相关循环肿瘤细胞的新检测方式不断出现，虽然它们各自具有检测优势，但仍存在一系列问题，影响循环CTCs的敏感性、特异性以及检测准确度等。例如依赖抗原抗体的免疫学检测法有高度的特异性而缺乏足够的敏感性，非免疫学检测法则有敏感性高而特异性不足的问题。目前，还有没有一种100%特异性的肿瘤生物标记。这些都增加了对CTCs的检测难度，需要在未来的研究中得到进一步的解决。

虽然CTCs检测存在很多问题，但是大量临床试验表明，CTCs检测在实体肿瘤早期诊断检测、转移判断、疗效判定和预后评估等方面具有重要临床意义。装置微型化是目前CTCs检测装置的研发趋势，而这其中微流控芯片就是典型成果。综上所述，在现有技术的基础上，充分结合不同领域领域的优势，实现多方面的综合检测，提高检测技术的复杂度并确保检测结果的准确性，完成高效率、高精准度以及低成本的检测过程是未来基于微流控芯片的CTCs检测领域的研究重点。

5 结论

微流控芯片检测循环肿瘤细胞（CTCs）作为一种具有高度可重复性和可行性的新型诊断工具，在肿瘤转移的早期诊断、检测以及预后鉴定等方面的作用是显著的。该文深入探讨了该领域的最新进展，分析了当前各种检测方式的优劣势。可以看出，大部分的检测过程都不是采用单一方式。单一方式有缺陷，需要结合多种方式才能准确分离CTCs。为了使循环肿瘤细胞分离的方法更便捷，在研究过程中可以结合多种检测方式，实现多功能多模式的检测。各种检测方式的组合，必定可以起到事半功倍的效果。随着各种研究方式和检测技术的改进，包括敏感性和特异性的不断提高，微流控芯片检测分离循环肿瘤细胞（CTCs）必定会在临床肿瘤诊治中得到广泛推广及应用。

参考文献：

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纳米技术优缺点篇7

关键词：药剂学 多媒体教学 传统模式教学

传统的教学模式是靠老师一张嘴、一支笔和一块黑板，缺乏调动学生的积极性和创新能力；多媒体教学是一种应用现代多媒体技术新教学模式。哈佛大学心理学家卡本尔教授指出：“人们获取信息17%是通过听觉，83%是通过视觉。”[1]由此可见学生知识的获得，与多感官的刺激是分不开的。近年来，我们在《药剂学》课程教学过程中，应用多媒体技术教学，收到了较为满意的效果，得到了学生们的普遍认同。

一、《药剂学》课程应用多媒体技术教学模式的优点优于传统教学模式

1.1多媒体技术教学使内容形象生动；传统教学模式过于单一

多媒体教学能使学生的注意力很快集中到课堂的教学目标中去，并使学生的学习状态由被动变为主动，在轻松愉悦的氛围中学到知识。例如，我在教授软膏剂的基质凡士林的时候，学生们可能会很陌生，但通过借助多媒体技术，把电影明星张柏芝涂着曼秀雷敦唇膏的广告片展示给学生，并引发学生思考。在多媒体教学方式的帮助下，使学生们对陌生的凡士林这种工业品，其实是一种早已在我们身边的日常生活中用品。它的手感和外观都和女生使用的唇膏、护手霜一样。而传动教学模式教学，老师累得口干舌燥，学生听得糊里糊涂，单一的方法与单一的手段，学生没有理性的认知，这种教学效果是以往教师困苦难以掘解决的问题。

1.2多媒体技术教学比传统教学模式更能加深学生的记忆

俗话说，百闻不如一见。药剂学又是一门实践操作性很强的综合学科，涉及到药品生产的全过程。例如片剂生产的制粒、整粒、压片。如果学生们不亲眼看一下操作过程，他们对制片过程是很难做到全面了解并记下来。即使是死记硬背，很快也会忘记的。老师对着实验室的仪器讲解，但对于仪器的原理仍觉得抽象。由于多媒体教学具有声色兼备的优势，我们可以通过播放视频，向学生讲述各种制药设备的工作原理和实际操作步骤，这样即加深了印象也做到了了解，比起枯燥的讲解，多媒体更有助于学生记忆。

1.3多媒体技术教学比传统教学模式提高课堂教学效率显著

多媒体教学具有大容量的特点，通过图片、视频使学生在课堂有限的45分钟内，接触到大量的知识。比如我在向学生讲述制剂新技术这一章里的“纳米技术”的时候，为了让学生更好地了解什么是纳米技术，给学生播放了一段剪切了的视频。视频的内容是中科院的白春礼院士的一段报告，他用很精炼却很形象的语言，三言两语就讲清楚了纳米科技的原理和应用前景。多媒体技术能够打破教育的时空界限，拉近了学生与大科学家之间的距离，让他们亲身感受到大科学家丰富的知识和语言功底，同时也让他们对纳米科技这个目前全世界来讲最尖端的科技不再望而生畏[2]。可见多媒体教学即减轻了教师的劳动强度，又节省了教学时间，起到了事半功倍的效果。

二、多媒体辅助教学手段在教学中存在的问题

2.1不利于学生的思考

在多媒体教学中，内容是老师是先做好的课件，讲解相对来说就比较快了一点，这对于有的学生来说，就缺少了思考的时间。所以无论您的多么精致，多么完美，学生缺少了思考和消化的时间，也达不到我们想要的教学效果，结果得不偿失。

2.2遇到突然停电或机器故障等情况影响教学效果

多媒体无论是电脑、投影仪、录像机、显示屏都要用到电。由于一些主观或客观原因，偶尔会出现断电的情况，一旦遇到停电或者是机器发生故障时，一些老师就会因为平时已经习惯了使用多媒体而手足无措，甚至让学生停课[3]。

2.3不利于学生做笔记

多媒体课件的使用，节省了教师的板书时间，教师操作电脑，边“放映”边讲解。 但对于初学的学生来说，理解和接受知识需要一定的时间，如果内容更换过快，会导致一些学生来不及记录和理解，这样不利于学生对知识的掌握，也起不到应有的辅助作用。

三、提高多媒体教学水平的建议

3.1提高教师高课件制作水平

教师要根据教学大纲和学生的实际情况，把课件做“精”。忌内容过于繁琐，忌色彩过于丰富，图片、文字做到简洁明了，要注重知识的传播，在注意知识的系统性和内在逻辑关系时，使学生感受设计中的思维之美、规范之美。这样有利于提高课堂教学效果。

3.2课件信息要及时更新

作为一名教师，在教的同时也要学，要经常阅读或在网上查找与本专业相关的周边知识，进行更新，并及时补充到多媒体课件中去，这样才能做到知识传授的及时性、可靠性。同时也能提高自身的业务水平。

四、结语

《药剂学》是一门有着悠久历史的学科，是研究药物制剂的基本理论、处方设计、制备工艺和合理应用的综合性技术科学。现代药剂学有很大发展，但《药剂学》理论内容少，知识结构非常琐碎，希望通过多媒体辅助教学，教师把这门综合性技术科学及时准确的传授给学生。但所有事物有利就有弊，多媒体辅助教学也是一种需要逐步完善的过程，使用不当，也会产生负面的后果，传统教学也有它的优势，教师应该把多媒体教学同传统教学结合起来，以达到事半功倍，争取最佳的教学效果。

参考文献：

[1]张海燕.多媒体课堂教学设计探析[J].沈阳教育学院学报，2008，(6)：95-97.

[2]刘仿.谈多媒体教学中的利与弊[J].河南水利与南水北调，2007，(8)：59.

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纳米技术优缺点篇8

关键词：采油 技术 发展

一、引言

我国石油资源短缺问题日益突出，在经历了注水开发和化学驱油后，目前石油平均采收率不到35%，仍有2/3的石油残留地下难以开采。针对现状，我国采油需寻求新的技术，实现合理的开采，满足市场需求。石油是同时具有商业性、战略性和国际性的产品，由于石油资源分布地区差异和石油资源的不可再生性，石油开采业从一开始便具有了国际的性质。世界经济全球化的迅猛发展，进一步带动了世界石油开采业国际化的经营步伐，国民经济的快速发展，有力推动了我国石油需求的快速增长。

二、几种采油技术

1.复合驱油法

多种驱油方法的组合式由于各种驱油法，都有各自的优缺点，很难完全满足不同环境下油层的驱油。因此今年来，提出了各种驱油法组合的新型采油技术，有二元复合驱和三元复合驱。二元复合驱目前研究较多的是碱/聚合物复合驱、表面活性剂/聚合物复合驱。对于碱/聚合物复合驱，其中的碱与原油中的环烷酸类可形成皂类而自生出主要是狡酸盐类表面活性剂，不但可以除去原油中的酸类，而且能形成表面活性剂/聚合物驱。三元复合驱是碱/表面活性剂体系，该技术引入廉价的碱部分或全部替代昂贵的表面活性剂，既减少表面活性剂的用量，又降低了表面活性剂和聚合物的吸附滞留损耗，还可大幅度降低油水界面张力，提高波及系数和驱油效率。由于上述优点，三元复合驱在国外发展很快，国内研究起步较晚但发展更为迅速。

2.混相法

混相法事将一种流体注入油层，在一定的温度压力下，通过复杂的相变关系与又藏中的石油形成一个混相区段，混相驱在提高采油收率的方法中，具有很大的吸引力，因为它可以使排驱剂所到之处的油百分之百的采出。当这种技术与提高波及系数的技术结合起来时，实际油层的采收率就有可能达到95%以上。可用于混相驱油的气体中有烃类气体与非烃类气体。烃类气体有干气、富气和液化石油气；非烃类气体有二氧化碳、氮气、烟道气等。气驱能否实现，不仅取决于油藏与设备条件，同样也取决于有无气源。虽然可用于混相的气体有树种，但烃类气体式重要的、昂贵的化工原料。而且非烃类气体中的氮气的MP又极高，一般不易达到混相驱，因此混相驱、CO2混相驱、NZ混相驱以及其近年来又开发出了气―水交替驱。

3.热力采油法

一般是通过提高热量、升高又藏温度、降低原油粘度来减少油藏流动阻力。当今使用的热采工艺可根据热量产生的地点分为两类：一类是把热流体从地面通过井筒注入流层；另一类是热量在油层内产生，如火烧油层法。将热流体连续的从一些井注入油层，从而另外一些井产油。热驱法不仅降低流动阻力，而且也提供驱油动力。热立法包括蒸汽驱、火烧油层等。

4.微生物驱油技术

微生物驱油技术的优点：成本低（和其他三次采油工艺相比，微生物驱油技术的成本是较低的）； 施工方便，现场不需要增加大量专用设备，可由注水系统完成；适应范围较广，温度低于100、渗透率大于50*10-3m2地层都适合该技术的应用；不损害地层，不会造成设备的腐蚀和破坏；不污染环境（所用的原料均为细菌生长的营养品，所用的细菌为非病原体，对人级其他生物无害）；微生物驱油的产出液不需要特殊处理（与水驱相同）。中原油田属高温盐油藏，开展微生物采油需要开发专门的微生物菌种。1998年以来通过大量的研究工作，目前已成功低掌握了微生物驱油菌种筛选、培养等系列技术。

5、采油工程技术的发展

采油工程技术不仅是一门技术，更重要的是它是一门多学科、多分支相互渗透的复杂学科，涉及到机械、电子、化工、热工、流体力学、材料力学、计算机等多种领域。当代科学技术发展突飞猛进，以生物技术、信息技术、航天技术、新材料技术、新能源技术、海洋技术为代表的高新技术的发展，必将给采油工程技术进步带来了无限生机。利用其它行业的一些高新技术有可能解决用常规采油工艺难以解决的问题，推动采油技术的发展。如微电子和信息技术已应用到油田开发领域中，在油田开发数据库、油藏精细解释、油藏描述、数值模拟、抽油机井诊断与优化设计、油田自动化建设与应用等方面发挥了重要作用。

首先，生物工程技术已经也必将为工程采油做出巨大贡献。生物技术产业涉及医疗、粮食、环境、能源等领域。据估算，生物技术产业的市场容量大约是信息产业市场的10倍。随着生物技术的进一步发展，生物工程技术将继续在提高原油采收率方面发挥积极作用。其次是纳米技术。纳米技术是研究原子、分子和其它类型物质的运动和变化的学科。由于纳米微粒的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等使得它们成为许多方面成为常规材料不可替代的优质材料，具有广阔的应用前景。展望我国的工程采油技术，其发展潜力需要我们挖掘开发。对于石油开采人员应立足于采油开采工艺技术的研究，现场评价和效果分析手段的研究，采取合理的开采技术，使采油技术得到长期持续的发展和广泛的应用，实现石油开采的高效和合理。充分利用现代科技技术是石油开采发展的长远之计，要实现我国石油开采的更快更好发展，更多、更细致的工作还有待我们思考，有待我们研究。

参考文献：

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[2] 宋杰鲲，张在旭，张宇 油田增产措施配置规划。中国石油大学出版社。2005