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關(guān)鍵詞：功能高分子材料；研究現(xiàn)狀；發(fā)展前景
一、功能高分子材料的概念及開發(fā)意義
功能高分子材料，是指具有一定傳遞或存儲物質(zhì)、信息及能量作用的高分子和高分子復(fù)合材料。這使得功能高分子材料不僅具有原來的力學(xué)性能，同時還兼具如光敏性、導(dǎo)電性、化學(xué)反應(yīng)活性、生物相容性、選擇分離性、能量轉(zhuǎn)換性等一系列其他特定性能。按照其功能劃分，功能高分子材料主要可分為4類：①物理功能：具體包括超導(dǎo)、導(dǎo)電、磁化等功能；②化學(xué)功能：具體包括光的聚合、降解、分解等；③生物功能：具體來說包括生理組織及血液的適應(yīng)性等；④介于化學(xué)、物理之間的功能：主要是指高吸水、吸附等功能方面。
功能高分子材料由于具備特殊的功能，受到了各個領(lǐng)域的廣泛重視，特別是其不可替代的諸多特性都為很多領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步提供了基礎(chǔ)和前提，甚至已經(jīng)因此而誕生出了一批先進(jìn)的、符合社會發(fā)展潮流的新產(chǎn)品。因此，當(dāng)前各國都加大了對功能高分子材料的人力物力財力投入，面對時間各國的競爭，我國也需要盡快加大對功能高分子材料的研發(fā)力度，從而擺脫我國國防、電子、醫(yī)藥和其他尖端領(lǐng)域嚴(yán)重依賴國外功能高分子材料市場的困境。
二、功能高分子材料的研究現(xiàn)狀分析
目前針對功能高分子材料的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，主要集中于功能高分子材料的光功能、電功能、生物功能以及反應(yīng)型功能應(yīng)用這幾個方面：
1.光功能高分子材料
目前的光功能功能高分子材料的研究和應(yīng)用主要體現(xiàn)在光固化材料、光合作用材料、光顯示用材料以及太陽能光板這幾個方面，這些具體的應(yīng)用能通過對光的吸收、儲存、傳輸、以及轉(zhuǎn)換功能，實(shí)現(xiàn)對光能的有效利用。例如，目前已經(jīng)能夠通過光功能高分子材料的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)光傳導(dǎo)來幫助植物的光合作用。此外，運(yùn)用光功能高分子材料實(shí)現(xiàn)手機(jī)的太陽能充電也已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。
2.電功能高分子材料
電功能高分子材料，除了具備良好的導(dǎo)電性能外，其電導(dǎo)率還能根據(jù)應(yīng)用狀況的不同，在半導(dǎo)體、金屬態(tài)和絕緣體的范圍進(jìn)行變化。此外，由于電功能高分子材料一般密度較小、易于加工，同時具備良好的耐腐蝕性，在當(dāng)前的工業(yè)領(lǐng)域中也被廣泛的應(yīng)用。
3.生物功能高分子材料
生物功能高分子材料在生物領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。如常見的有，由生物功能高分子材料所制成的人體植入物（視網(wǎng)膜植入物、腦積水引流裝置等）以及人體義肢等。
4.反應(yīng)型功能高分子材料
這種高分子材料是一種具備很強(qiáng)化學(xué)活性的高分子材料，能夠有效的促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)。它是通過對構(gòu)建高分子骨架，并將小分子反應(yīng)活性物質(zhì)通過離子鍵、共價鍵、配位鍵或物理吸附作用進(jìn)行骨架填充，以實(shí)現(xiàn)高分子功能才能的強(qiáng)化化學(xué)合成與化學(xué)反應(yīng)的效果。
三、功能高分子材料的發(fā)展前景及趨勢分析
功能高分子材料具備很多優(yōu)勢特征，這些都使得其更加符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會發(fā)展的需求，這也使得功能高分子材料的研究工作在各國的競爭中日益白熱化。而去隨著投入的不斷深化，和技術(shù)的不斷完善。新型功能高分子材料必然在我們的尖端科學(xué)及日常生產(chǎn)生活中扮演越來越重要的角色。功能高分子材料的幾種發(fā)展趨勢。
1.復(fù)合高分子材料
目前，功能高分子材料正逐步由均質(zhì)材料向著復(fù)合高分子材料的方向發(fā)展，同時其材料的功能也向著多功能材料的方面發(fā)展。復(fù)合高分子材料往往是在一種基體材料（如金屬、陶瓷、樹脂等）上，加入增強(qiáng)或增韌作用的高聚物，再通過將多相物復(fù)合成一體，就形成了新的復(fù)合高分子材料，這種高分子材料能夠充分發(fā)揮各相的性能優(yōu)勢，因此具有廣泛的發(fā)展應(yīng)用前景。在今后的發(fā)展中，航天科技、醫(yī)療衛(wèi)生、生活家居、甚至汽車制造等領(lǐng)域，都需要各種高性能的復(fù)合高分子材料。
2.環(huán)境友好型高分子材料
經(jīng)濟(jì)的粗放發(fā)展，給整個地球h境都帶來了深重的災(zāi)難，而隨著人們對環(huán)保問題的日益重視，各國對各種材料的生態(tài)可降解性要求也日益突出。因此，環(huán)境友好型高分子材料的開發(fā)和深入研究工作，也引起了各國的重視。當(dāng)前，生物降解技術(shù)和環(huán)境友好型高分子材料技術(shù)大多掌握在發(fā)到國家，我國目前還處于追趕階段。隨著世貿(mào)組織對環(huán)保觀念的更加重視，環(huán)境友好型高分子材料在產(chǎn)品中的應(yīng)用優(yōu)勢也將日益顯著，為了把握這一趨勢，我國要積極開發(fā)研究出有自主知識產(chǎn)權(quán)的生物降解技術(shù)和環(huán)境友好高分子材料。
環(huán)境友好型高分子材料，通過易水解的高分子的作用在各種生物酶的作用下，能夠加速材料的水解反應(yīng)，幫助材料進(jìn)行生物降解。這種高分子材料目前研究的重點(diǎn)方向在理化性能、生物相容性、降解速率的控制以及緩釋性等方向。
3.隱身性能高分子材料
隱身性能高分子材料的研究應(yīng)用主要在軍事領(lǐng)域，其也是當(dāng)前各國的尖端軍事技術(shù)的研究方向之一。以往的隱身材料多采用超微粒子和細(xì)微粉，實(shí)踐證實(shí)，通過吸收衰減層、激發(fā)變換層以及反射層等多層材料的微波吸收，能夠取得一定的吸波效果，達(dá)到隱身的目的。但是，由于材料制備復(fù)雜，且雷達(dá)技術(shù)的日益發(fā)展，給隱身技術(shù)提出了更高的挑戰(zhàn)。此后，隱身性能高分子材料必然是向著厚度更小、質(zhì)量更輕、功能更多以及頻帶更寬的方向發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】生物制藥 ；發(fā)展概況 ；現(xiàn)狀 ；前景；人才需求
中圖分類號：{C960}
一.生物制藥的特點(diǎn)
1、投資大。國際上一個新藥物的研制一般需2-3億美元以上，我國生物制藥業(yè)雖起點(diǎn)較高，但從基礎(chǔ)技術(shù)開始新產(chǎn)品研制耗費(fèi)的資金在5000-10000萬元以上。
2、回報高。生物制藥具有高回報的特點(diǎn)。一般來說一種新產(chǎn)品研制并進(jìn)行大批量生產(chǎn)后的回報大概在10-15倍之間，新產(chǎn)品規(guī)模生產(chǎn)、上市2-3年后就可收回本金。
3、風(fēng)險大。從剛開始確定生物制藥項(xiàng)目開始，到產(chǎn)品臨床試驗(yàn)，轉(zhuǎn)化為大規(guī)模生產(chǎn)后可能因?yàn)楦鞣N生產(chǎn)資質(zhì)到時項(xiàng)目失敗，在業(yè)內(nèi)有有句話形容生物制藥行業(yè)，那就是有100家企業(yè)同時進(jìn)行某種項(xiàng)目的研究，最總成功的也只有5-10家。
4、周期長。一個生物技術(shù)產(chǎn)品從頭研制，到獲得技術(shù)開發(fā)成功，最少需6-7年時間，再到臨床運(yùn)用、廣泛推廣還需2-3年時間，可見其開發(fā)周期相當(dāng)漫長。
5、低污染。生物藥品的生產(chǎn)制造一般在常溫下進(jìn)行，能源、原材料的消耗極少，對周圍環(huán)境幾乎不產(chǎn)生污染，對生態(tài)環(huán)境的改善有一定的作用。
二.國際生物制藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況
國際上的生物制藥的發(fā)展是隨著生物應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展而形成的，美國發(fā)明生物技術(shù)并被運(yùn)用生物制藥行業(yè)，在以后的幾年中在生物制藥領(lǐng)域取得了巨大的成功。上個世紀(jì)七十年代，世界上第一家生物制藥公司以后，世界其他國家也紛紛加入到生物制藥行業(yè)的研究，并將這個領(lǐng)域作為本國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要途徑，這些取得成功的國家主要集中于美國、日本和歐洲等發(fā)達(dá)國家。
美國、歐洲等發(fā)達(dá)國家，政府在研究經(jīng)費(fèi)方面大力扶持，而大多數(shù)的發(fā)展中國家則憑借政府對高新技術(shù)的扶持，準(zhǔn)備在最有前景的領(lǐng)域站穩(wěn)腳步走向最高點(diǎn)。
21世紀(jì)，世界各國都在改變科技發(fā)展的重點(diǎn)和戰(zhàn)略目標(biāo)，生物制藥作為高科技和行業(yè)的支柱之一，是各國大力發(fā)展和扶持的行業(yè)。
三.我國生物制藥業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
對中國來說，扶持本土生物制藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不僅對中國的醫(yī)藥領(lǐng)域有重要的意義，也對提升中國綜合實(shí)力，建立和諧社會具有重要作用。
從生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)分析，我國存在的突出問題是研發(fā)力量薄弱，技術(shù)是水平落后；另外，項(xiàng)目重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象嚴(yán)重，企業(yè)規(guī)模小，設(shè)備落后。這使我國與歐美國家相比還有很大的差距。但是我國生物制藥產(chǎn)業(yè)起步比較高，相對容易趕超世界水平。
正值我國改革開放之際，全球生物醫(yī)藥行業(yè)開始大發(fā)展。因此在這一新的領(lǐng)域的起步相對于傳統(tǒng)行業(yè)要來得高，國際上最新的產(chǎn)品，經(jīng)過幾年消化后，我國醫(yī)藥企業(yè)也有自主開發(fā)和生產(chǎn)的能力。
總之，中國生物制藥產(chǎn)業(yè)未來充滿希望，生物制藥產(chǎn)業(yè)將呈繼續(xù)增長態(tài)勢。
四、我國生物制藥業(yè)的發(fā)展前景
與其他的行業(yè)相比，生物制造業(yè)可以說是生生不息，是最具潛力的醫(yī)藥行業(yè)。自其產(chǎn)業(yè)化以來，年復(fù)合增長率達(dá)到15%以上，遠(yuǎn)超全球藥品市場增長率以及全球GDP成長水平。
隨著全世界對生物藥業(yè)需求的增加，以及其帶來的效益，全球的生物制藥產(chǎn)業(yè)以空前的速度發(fā)展。近幾十年來，我國的生物制藥產(chǎn)業(yè)有了很大的進(jìn)步，發(fā)展速度遠(yuǎn)超于其他子行業(yè)。但是仍與歐美等發(fā)達(dá)國家有明顯的差距，目前我國的生物制藥產(chǎn)業(yè)在整個醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中占的比重仍不是很高。“十一五”以來，中國在生物科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)化等方面實(shí)施了一系列的科研項(xiàng)目和工程，使中國在這一領(lǐng)域有了好的發(fā)展優(yōu)勢。宏觀調(diào)控下，生物產(chǎn)業(yè)保持了快速發(fā)展的趨勢，生物科技水平飛速提高，重大生物科技研究成果產(chǎn)業(yè)化的速度加快，積聚日益明顯。“十二五”期間，我國我國將繼續(xù)加大力度推動生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在此期間生物醫(yī)藥必將實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展。
五.人才需求
由于生物醫(yī)藥行業(yè)具有高技術(shù)、高投人、長周期、高風(fēng)險的特點(diǎn)，我國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)雖然發(fā)展較快，卻存在著嚴(yán)重的問題，突出表現(xiàn)在研制開發(fā)力量薄弱，技術(shù)水平落后；項(xiàng)目重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象嚴(yán)重；企業(yè)規(guī)模小、設(shè)備落后等幾個方面。因此，今后應(yīng)該在人才、技術(shù)市場等方面加大投人。
培養(yǎng)科研開發(fā)決策、管理人才：在知識經(jīng)濟(jì)中，人將真正成為最活躍的因素，人和技術(shù)的結(jié)合將超越資本、設(shè)備、土地等生產(chǎn)要素，成為新世紀(jì)最重要的競爭武器。生物制藥屬于知識密集產(chǎn)業(yè)，對人才及其素質(zhì)要求更高。不僅要注意培養(yǎng)新藥開發(fā)人員的科研水平，更要提高新藥開發(fā)的決策水平。管理水平。必須把新藥開發(fā)決策、管理水平的提高，上升到與技術(shù)水平的提高相同的高度。在生物制藥行業(yè)，設(shè)備比較落后，人員技術(shù)力量薄弱，所以在此行業(yè)對人員的需求量還是很大的。
【結(jié)語】
截至目前，我國的生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策，政府從上到下對生物技術(shù)研究開發(fā)的支持和政策扶持；國內(nèi)的國企和私企對生物技術(shù)的關(guān)注和生物技術(shù)的開發(fā)；而我國的生物制藥領(lǐng)域也匯集了一大批自己培養(yǎng)和海外歸來的高學(xué)歷、高素質(zhì)的科學(xué)家還有企業(yè)家，這四個方面的因素對我國的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展有舉足輕重的作用。由于生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的投資回報周期比較長，在5-8年，而我國進(jìn)入生物工程領(lǐng)域的時間還比較短，回報周期還不沒有到來。預(yù)計在二十一世紀(jì)的前期將是我國生物制藥產(chǎn)業(yè)大豐收的時候。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 王飛娟 張爽 王燕. 生物制藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J].華章， 2011，（33）：344.
1食品工業(yè)中的常見生物技術(shù)
1.1基因工程
基因工程是基于分子遺傳學(xué)的理論建立的,又叫做DNA重組技術(shù)。對于來源不同的基因,基因工程根據(jù)預(yù)先設(shè)計的藍(lán)圖,借助于分子及微生物學(xué),按照現(xiàn)代化的方式,實(shí)現(xiàn)雜種DNA分子的體外構(gòu)建,通過活細(xì)胞的有效導(dǎo)入,完成生物遺傳特性的全新轉(zhuǎn)變,從而達(dá)到獲得新品種的目的。在現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展中,基因工程是關(guān)鍵組成,食品的包裝、保藏等多個環(huán)節(jié),都可以將該技術(shù)應(yīng)用其中,實(shí)現(xiàn)包裝材料的改變,達(dá)到降低食品生產(chǎn)成本的目的。同時,將基因工程應(yīng)用于食品貯藏中,既是一種貯運(yùn)方式的創(chuàng)新,也能獲得食物貯藏期的有效延長。以延熟番茄為例,該種食物的生產(chǎn)就應(yīng)用到了轉(zhuǎn)基因技術(shù),以調(diào)控乙烯合成途徑這一辦法來使乙烯的合成得到有效抑制,達(dá)到番茄延遲成熟、貯藏期延長的效果。
1.2細(xì)胞工程
細(xì)胞工程中涉及多項(xiàng)生物學(xué)理論,既包括現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué),也包括發(fā)育、遺傳學(xué),更對分子生物學(xué)方法進(jìn)行了運(yùn)用。作為一種生物工程技術(shù),細(xì)胞工程基于人們的需求,按照預(yù)先的設(shè)計,實(shí)施細(xì)胞層次的遺傳操作,對細(xì)胞內(nèi)含物進(jìn)行重組,對細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行重組,從而實(shí)現(xiàn)生物功能以及生物結(jié)構(gòu)的科學(xué)轉(zhuǎn)變。通俗來講,細(xì)胞工程主要是完成新物種的快速繁殖,在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的過程中,有效應(yīng)用了組織培養(yǎng)、細(xì)胞培養(yǎng)等生物學(xué)辦法,引入了基因移植技術(shù)、核質(zhì)移植技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)。作為一種科學(xué)研究辦法,生物工程的多個領(lǐng)域都可以看到細(xì)胞工程的滲入。在食品工業(yè)發(fā)展中,細(xì)胞工程更是得到了廣泛的科學(xué)利用。
1.3酶工程
在生物技術(shù)中,酶工程也是不可缺少的一種技術(shù),主要實(shí)現(xiàn)的是物質(zhì)轉(zhuǎn)化。就酶本身而言,是具有一定催化作用的,在生物反應(yīng)器內(nèi),利用酶的這一作用,就可以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。
1.4發(fā)酵工程
在生物技術(shù)組成中,發(fā)酵工程同樣是不可缺少的。在發(fā)酵工程中,借助現(xiàn)代工程技術(shù)辦法,通過對微生物特定功能的科學(xué)利用,實(shí)現(xiàn)對某一生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有效控制,或是就此產(chǎn)生一種新的需求物質(zhì)。
2生物技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用分析
2.1肉類食品中的生物技術(shù)
在肉類食品生產(chǎn)中,通過生物技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用,既可以施行對肉類食物資源的有效改造,又能夠?qū)崿F(xiàn)對肉類傳統(tǒng)加工工藝的創(chuàng)新,從而使肉制品功能得到進(jìn)一步增加、肉類加工深度得到更大提升,推動肉類生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
2.2果蔬保鮮中的生物技術(shù)
現(xiàn)階段,在果蔬保鮮技術(shù)中應(yīng)用較為廣泛的就是化學(xué)殺菌劑以及冷藏的處理方式了,然而,這樣做也存在著很大的弊端。一方面,使用化學(xué)殺菌劑,果蔬中的殘留會對食用者的健康造成一定威脅;另一方面,化學(xué)殺菌劑的長期使用,植物病原菌也會出現(xiàn)抗藥性。鑒于此,需要用另一種果蔬保鮮處理方式來取代現(xiàn)在應(yīng)用較為廣泛的化學(xué)殺菌劑,而且,新的果蔬保鮮處理還最好是對人體健康沒有毒害威脅的,同時又具有高效防腐效用的,生物保鮮技術(shù)就能夠很好的滿足這一要求,國內(nèi)外都加強(qiáng)了對這一保鮮技術(shù)的研究。據(jù)相關(guān)研究顯示,茄子保鮮中應(yīng)用木霉發(fā)酵液能達(dá)到極好的保鮮效果。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在20℃至25℃的貯藏溫度范圍內(nèi),茄子果實(shí)如果被木霉發(fā)酵液處理,可以保鮮貯藏長達(dá)20天。
2.3飲品中的生物技術(shù)
在飲品生產(chǎn)中應(yīng)用生物技術(shù),不僅可以使飲品的風(fēng)味得到有效改變,也會使飲品品質(zhì)發(fā)生變化,對于產(chǎn)品質(zhì)量的提升發(fā)揮著良好的效果。因此,在飲品產(chǎn)業(yè)發(fā)展中,生物技術(shù)的應(yīng)用是非常廣的。據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),在南瓜汁乳酸發(fā)酵飲料生產(chǎn)中,以5%的乳酸菌接種量1:1.75的南瓜漿和水配比,分別向里添加7%以及0.05%的蔗糖、蛋白糖,給以40℃以及8小時的發(fā)酵條件,由此得到的飲品,不僅可以保持穩(wěn)定的外觀,還有著酸甜適中的獨(dú)特口感,深受大眾歡迎。
2.4食品添加劑中的生物技術(shù)
當(dāng)前,科技術(shù)發(fā)展日新月異,在食品添加劑生產(chǎn)中,生物技術(shù)發(fā)揮著無可替代的作用,成為新型生產(chǎn)技術(shù)。在各種食品添加劑生產(chǎn)中,如何更好利用生物技術(shù),成為國際研究熱點(diǎn)。國內(nèi)這方面的研究,也取得了一定成績。比如在牛奶生產(chǎn)中,尤其是在雙乙酸奶味香精生產(chǎn)中,可利用雙乙酸乳酸乳桿菌進(jìn)行發(fā)酵。向發(fā)酵液中,添加一定量的CuS04,可增加雙乙酸活性,而添加一定量的0.1%檸檬酸鈉,可抑制雙乙酸還原酶。因此,制備的奶味香料,具有雙乙酸的純正奶油香味。
2.5食品包裝中的生物技術(shù)
現(xiàn)階段,在食品工業(yè)發(fā)展中,食品包裝也更多的應(yīng)用到了生物技術(shù)。而且,在包裝食品毒理檢測以及食品的防腐方面,生物技術(shù)應(yīng)用也取得了效果。食品檢測中的生物技術(shù)評價食品品質(zhì)、開展食品質(zhì)量監(jiān)督、實(shí)施食品生產(chǎn)監(jiān)控、加強(qiáng)食品研究等,在食品檢驗(yàn)的多個環(huán)節(jié),生物技術(shù)檢測都得到了較好的應(yīng)用。尤其是在食品衛(wèi)生檢測環(huán)節(jié),生物技術(shù)的應(yīng)用為提升食品質(zhì)量做出了重要貢獻(xiàn)。比如,對于蔬菜食品,可以通過免疫分析、活體生物分析等生物技術(shù)辦法來檢測藥物殘留。同時,在藥物殘留檢測環(huán)節(jié),利用生物芯片技術(shù)也能獲得準(zhǔn)確的結(jié)論。再如,對于食品中是否含有病毒污染的檢測,通過核酸聚合酶連鎖反應(yīng)這一生物技術(shù),可以在短時間內(nèi)擴(kuò)增DNA和RN斷,從而獲得需要的檢測數(shù)量。除此之外,將基因工程應(yīng)用于食品檢測,通過DNA指紋技術(shù),食品原料是否摻假就可以準(zhǔn)確的鑒定出來。而且,通過DNA指紋技術(shù),也能判斷出牛奶飲品中是否含有微量毒素。
3生物技術(shù)應(yīng)用于食品工業(yè)的前景展望
在高新技術(shù)中,生物技術(shù)雖然興起沒有多長時間,但卻在社會生產(chǎn)發(fā)展的多個領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。對于全球性重點(diǎn)關(guān)注的問題,如能源問題、污染問題、糧食問題等,都可以通過生物技術(shù)的應(yīng)用得到科學(xué)的解決?？梢哉f,生物技術(shù)出現(xiàn)而帶來的種種經(jīng)濟(jì)、社會效益是無法預(yù)估的。而隨著生物技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展,將其運(yùn)用于食品工業(yè),也必然會出現(xiàn)更加廣闊的發(fā)展空間。
4結(jié)語
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和生活水平的提高，人們不再滿足于對纖維紡織品的一般性需求，又提出了衛(wèi)生保健、舒適等性能的要求。高性能、多功能的纖維紡織品不斷涌現(xiàn)，直接沖擊著普通化纖市場。
棉逸：仿棉更超棉
我國紡織化纖工業(yè)正處于轉(zhuǎn)型升級創(chuàng)新發(fā)展的新階段，而棉花缺口問題已成為制約行業(yè)發(fā)展的難題。為緩解棉花等天然纖維的不足，進(jìn)一步研發(fā)新一代高仿真差別化功能化纖維，推進(jìn)紡織新型高附加值、超仿真織物面料系列產(chǎn)品創(chuàng)新發(fā)展，是“十二五”期間紡織化纖共同推進(jìn)的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略任務(wù)。
2012年，我國化纖產(chǎn)量3，792萬噸，其中滌綸產(chǎn)量3，057萬噸，約占化纖總量的80%，占世界滌綸總量的70%以上。其發(fā)展速度無論是技術(shù)水平還是生產(chǎn)品種，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他合成材料和合成纖維。我國已成為世界上最具活力的化纖聚酯生產(chǎn)大國，滌綸也成為緩解棉毛絲麻等天然纖維不足的主體品種。
2011年，化纖產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟承擔(dān)國家“十二五”科技支撐計劃“超仿棉合成纖維及其紡織品產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)”項(xiàng)目，旨在提升我國聚酯行業(yè)技術(shù)水品，實(shí)現(xiàn)多功能、高品質(zhì)、低能耗、低排放的新一代聚酯（仿棉）纖維大規(guī)模市場應(yīng)用，項(xiàng)目聚集了聚酯產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)27家共同攻關(guān)。
東華大學(xué)材料學(xué)院常務(wù)副院長王華平表示，“超仿棉”不僅在纖維表面形態(tài)和面料風(fēng)格上追求接近棉織物，重點(diǎn)是面料制品性能功能上超棉仿棉，尤其是與內(nèi)衣和休閑運(yùn)動服裝密切相關(guān)的動態(tài)熱濕舒適性能。
他指出，“超仿棉”不是具體某一個產(chǎn)品，而是聚酯一個功能化差別化方向；“超仿棉”也不是簡單的取代棉，而是結(jié)合市場發(fā)展的新型產(chǎn)品。
未來，聯(lián)盟將以宣傳推廣“逸綿”纖維產(chǎn)品，推動“逸綿”纖維及其紡織品的市場規(guī)模應(yīng)用、打造可信賴的市場品牌、提升產(chǎn)品的附加值為目標(biāo)，一方面強(qiáng)化新一代仿棉纖維技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品開發(fā)的方向，提升紡織品的舒適性、安全性、外觀風(fēng)格；另一方面，加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)制定、質(zhì)量監(jiān)督認(rèn)證、舒適性評價等工作，保障新產(chǎn)品市場推廣的科學(xué)規(guī)范化、品牌化，消除消費(fèi)者的心理障礙，引導(dǎo)消費(fèi)者理念的轉(zhuǎn)變。阻燃纖維：或成市場熱點(diǎn)
阻燃聚酯纖維是一種典型的防護(hù)纖維，廣泛應(yīng)用于服裝、家紡和產(chǎn)業(yè)用紡織品中，具有良好的市場前景。隨著人們對火災(zāi)危害性認(rèn)知程度的提高和安全意識的加強(qiáng)，阻燃產(chǎn)品的開發(fā)力度不斷加大，阻燃聚酯纖維及其制品已成為我國紡織品市場的一個新熱點(diǎn)，具有良好的發(fā)展前景。
在阻燃聚酯的基礎(chǔ)上，開發(fā)耐久高效、多功能復(fù)合阻燃纖維及紡織品是當(dāng)今阻燃功能纖維及紡織品的發(fā)展新趨勢，兼具阻燃、抗菌、防螨等健康防護(hù)功能的多功能紡織品在航空、高鐵等新興領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用價值。
目前，大部分具有抗菌功能纖維的制備都是采用纖維改性或后整理的方法，其目的就是引人各類具有抗菌活性的基團(tuán)及物質(zhì)。所使用的抗菌材料和抗菌整理劑可分為無機(jī)抗菌材料、天然生物抗菌材料和有機(jī)抗菌材料等類型。
目前，阻燃聚酯纖維已成為市場的熱點(diǎn)，而具有阻燃性能的多功能聚酯纖維更為市場所需求。將普通聚酯特殊功能化、多功能一體化，有助于提高化纖產(chǎn)品的附加值，增強(qiáng)化纖企業(yè)的競爭力。
再生化纖：變“廢物”為“油田”
隨著聚酯消費(fèi)量的不斷增長和環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，高效化、無害化、密閉化、再循環(huán)、高值化回收利用紡織品及廢聚酯瓶成為行業(yè)發(fā)展的一大課題。我國聚酯瓶片年存量已經(jīng)近400萬噸，廢舊紡織品年存量已達(dá)2，300萬噸，其中化纖占年存量的70%。而再生纖維的生產(chǎn)正是把“廢物”轉(zhuǎn)換成為紡織基本原料，使“廢物”成了我國陸地上新的“油田”。
2012年再生化學(xué)纖維產(chǎn)能830萬噸，產(chǎn)量530萬噸。由于服裝出口下降，使用廢舊衣物原料國內(nèi)有15-20%下降，估算布泡料使用量80萬噸，進(jìn)口整瓶/瓶片205萬噸（毛片按10%12%，整瓶20%-22%折凈瓶片170萬噸），廢絲僵料泡料25萬噸，國內(nèi)飲料瓶回收量2807/噸。
北京服裝學(xué)院王銳表示，在再生纖維領(lǐng)域的研究，國外起步較早，近年來，國內(nèi)發(fā)展也比較快。隨著我國對于該領(lǐng)域的重視程度逐漸加強(qiáng)，在該領(lǐng)域的投入逐年加大，我國再生纖維總體質(zhì)量與國外差距已經(jīng)不大。我國與國外再生纖維領(lǐng)域的差距主要體現(xiàn)在設(shè)備上。
根據(jù)國情及行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，再生纖維的技術(shù)發(fā)展方向是，通過研究廢舊紡織品、部分可紡絲塑料的智能識別及高效分離技術(shù)與裝備，研發(fā)高效廢舊塑料分揀技術(shù)，提高廢舊紡織品的回收再生循環(huán)比例；通過開發(fā)廢舊紡織品的分類與預(yù)處理技術(shù)、資源化技術(shù)，減少排放，節(jié)約資源，提高產(chǎn)品品質(zhì)，提高生產(chǎn)效率，增加社會效益和經(jīng)濟(jì)效益；大力開發(fā)差別化、功能化再生纖維及其制品生產(chǎn)技術(shù)，拓展領(lǐng)域，并通過大力宣傳提升消費(fèi)者的認(rèn)知，倡導(dǎo)健康綠色的消費(fèi)理念。
王銳認(rèn)為，我國再生纖維行業(yè)發(fā)展前景廣闊。預(yù)計到2020年，中國再生聚酯產(chǎn)業(yè)將發(fā)展成為以差別化、功能化產(chǎn)品為主導(dǎo)、產(chǎn)業(yè)鏈完善、企業(yè)設(shè)備先進(jìn)、產(chǎn)業(yè)布局合理、具有較強(qiáng)自主創(chuàng)新能力的產(chǎn)業(yè)集群，產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系較為完善，產(chǎn)業(yè)特色和比較優(yōu)勢更加突出，成為中國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造和國內(nèi)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的典型示范產(chǎn)業(yè)。
生物質(zhì)纖維：未來競爭力的提升點(diǎn)
中國是一個缺油的國家，按照現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，如果今后國內(nèi)化纖工業(yè)增長所依賴的基礎(chǔ)化工原料依然依靠進(jìn)口原油加工來支持，那么行業(yè)發(fā)展難以擺脫受制于人、大起大落的困局。豐富的生物質(zhì)資源是綠色化工原料的未來出路，越來越多的化工產(chǎn)品可通過生物質(zhì)資源得到。
發(fā)展生物質(zhì)纖維是化學(xué)纖維工業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的需要。紡織工業(yè)由于其規(guī)模和涉及的范圍較大，是溫室氣體排放較大的行業(yè)之一?；瘜W(xué)纖維制造業(yè)消耗大量的能源，被認(rèn)為屬于高碳行業(yè)，因此不符合可持續(xù)發(fā)展和低碳經(jīng)濟(jì)的需要。在世界能源危機(jī)和倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)的背景下，積極發(fā)展生物質(zhì)纖維對實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)和節(jié)能減排，對農(nóng)副產(chǎn)品深加工、提高農(nóng)產(chǎn)品附加值，均具有深遠(yuǎn)意義。為化學(xué)纖維工業(yè)培育新興產(chǎn)業(yè)、催生新的增長點(diǎn)發(fā)展提供了無限的契機(jī)，必將成為引領(lǐng)化纖工業(yè)發(fā)展的新潮流。
【關(guān)鍵詞】生物降解 低碳經(jīng)濟(jì) 發(fā)展前景
據(jù)中國塑協(xié)塑料再生利用專業(yè)委員會介紹，我國每天買菜要用掉10億個塑料袋，其他各種塑料袋的用量每天在20億個以上。北京目前每年廢棄23億個塑料袋，產(chǎn)生廢舊塑料包裝垃圾14萬噸，占整個生活垃圾的3%；上海每年產(chǎn)生廢舊塑料包裝垃圾19萬噸，占生活垃圾總量的7%；天津每年的廢舊塑料包裝垃圾也超過10萬噸。目前商場贈送的塑料袋主要是不可降解的，如果用作垃圾袋，將嚴(yán)重危害環(huán)境。塑料袋埋在地下會嚴(yán)重污染土壤；如果采取焚燒處理方式，則會產(chǎn)生有害煙塵，長期污染環(huán)境。
2007年12月31日，中華人民共和國國務(wù)院辦公廳下發(fā)了《國務(wù)院辦公廳關(guān)于限制生產(chǎn)銷售使用塑料購物袋的通知》。這份被群眾稱為“限塑令”的通知明確規(guī)定：“從2008年6月1日起，在全國范圍內(nèi)禁止生產(chǎn)、銷售、使用厚度小于0.025毫米的塑料購物袋”；“自2008年6月1日起，在所有超市、商場、集貿(mào)市場等商品零售場所實(shí)行塑料購物袋有償使用制度，一律不得免費(fèi)提供塑料購物袋”?！跋匏芰睢钡募s束范圍有限，基本局限在大超市和大商場，但“限塑令”前這兩部分塑料袋加起來也只占到塑料袋消費(fèi)總量的20%左右，而對于原本就是塑料袋主要提供者的小商店、商鋪和攤販基本沒有約束，仍然有大量免費(fèi)的、不符合規(guī)格的塑料袋被提供給消費(fèi)者[1]。這同時也可以理解為“限塑令”對于塑料袋生產(chǎn)商的約束力不足，使得大量不合規(guī)格的塑料袋在商場上流通。
生物降解塑料是指一類由自然界存在的微生物如細(xì)菌、霉菌（真菌）和藻類的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一種具有優(yōu)良的使用性能、廢棄后可被環(huán)境微生物完全分解、最終被無機(jī)化而成為自然界中碳素循環(huán)的一個組成部分的高分子材料?！凹垺笔且环N典型的生物降解材料，而“合成塑料”則是典型的高分子材料。因此，生物降解塑料是兼有“紙”和“合成塑料”這兩種材料性質(zhì)的高分子材料。
在運(yùn)用生物降解塑料袋方面，世界各國都有自己的行動。法國推出協(xié)議：使用生物基廢塑料袋，法國生態(tài)部長Chantal Jonanno推出促進(jìn)全國生物基可堆肥廢塑料袋框架協(xié)議，政府2010年將生產(chǎn)含40%蔬菜基材料廢塑料袋，2018年比例提高至70%，適用于整個國內(nèi)消費(fèi)者[2]。德國超市Aldi S?d于2009年3月起加快推行生物降解塑料袋， 這種購買袋由巴斯夫公司的生物降解塑料Ecovio制成，Ecovio由Ecoflex以及由谷物制取的聚乳酸（PLA）組成。Ecoflex為石油化學(xué)基聚酯，但因其分子結(jié)構(gòu)特殊而可被微生物消化，按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 13432，它可完全被降解[3]。泰國巴斯夫公司啟動一項(xiàng)推廣生物可降解塑料袋使用的試點(diǎn)計劃。這一試點(diǎn)計劃于2009年7月一12月在Samut Songkhram府展開，旨在推廣使用生物可降解塑料來收集家庭有機(jī)廢物，并將由此生成的高質(zhì)量堆肥用作有機(jī)肥料來改良土質(zhì)[4]。目前，全球石油基塑料產(chǎn)量為1165億t/a。在全球石油資源供給日趨緊張，以石油為原料的合成塑料所引發(fā)的環(huán)保問題日益突出的情況下，生物塑料市場需求量將迅速增長。
另外，低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也給生物降解塑料帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。低碳經(jīng)濟(jì)”概念的出現(xiàn)與氣候變化和能源安全兩大主題密不可分。它是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)模式，是人類社會繼農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明之后的又一次重大進(jìn)步。當(dāng)前低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展方興未艾，正成為世界經(jīng)濟(jì)新的增長點(diǎn)。中國科技部、中國社科院和中國現(xiàn)代國際關(guān)系研究院的多位專家學(xué)者在接受記者采訪時認(rèn)為，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)正成為世界許多國家搶占未來經(jīng)濟(jì)制高點(diǎn)的重要戰(zhàn)略選擇，低碳市場的快速發(fā)展將對全球產(chǎn)業(yè)及金融產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，進(jìn)而影響世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展格局，低碳經(jīng)濟(jì)或?qū)⒊蔀槭澜缃?jīng)濟(jì)未來發(fā)展的新模式并形成相應(yīng)的新游戲規(guī)則。因此，各生產(chǎn)商不斷擴(kuò)大產(chǎn)能，積極開發(fā)新品，各國著名咨詢公司也紛紛對生物塑料的未來作出樂觀預(yù)測。2008年11月，在德國柏林舉行的第三屆歐洲生物塑料會議預(yù)測，近年來全球生物塑料市場發(fā)展迅速。生物塑料無論在零售還是樹脂方面都已經(jīng)成為一個可觀的市場，這一市場將在未來幾年持續(xù)增長。
據(jù)專家預(yù)測，在今后5～10年內(nèi)，我國國內(nèi)將形成一個由淀粉基、PLA、PBS降解塑料為主的銷售大市場，年產(chǎn)值達(dá)幾百億元。按照產(chǎn)品生命周期分析，生物塑料產(chǎn)品尚處于萌芽期和發(fā)展期，市場存在巨大增長潛力。其市場需求將由幾大因素：國家政策、客戶需求、石油漲價等決定，而這些因素和條件正在逐步形成，特別是低碳經(jīng)濟(jì)的興起，更是對全球生物塑料的發(fā)展起到了顯著的推動作用。同時，碳排放交易將取代石油期貨交易，這也很可能促進(jìn)生物塑料市場需求呈爆炸式增長。
生物分解塑料入市前應(yīng)該做好市場調(diào)研、產(chǎn)品定位和產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證等準(zhǔn)備工作。生產(chǎn)者應(yīng)該全面了解國內(nèi)外產(chǎn)品生產(chǎn)、應(yīng)用和銷售現(xiàn)狀，即應(yīng)該了解國際市場需求到底有多大、各類原料的價格到底有多大的區(qū)別、原料的生產(chǎn)能力到底有多大。其次，要根據(jù)降解塑料的定義，正確定位生產(chǎn)產(chǎn)品，有效進(jìn)行宣傳。再次，要完善產(chǎn)品質(zhì)量保證的證書工作。最后，生產(chǎn)企業(yè)在入市前還應(yīng)根據(jù)需要做好原料的儲備、流動資金的準(zhǔn)備工作，對出口型的企業(yè)還應(yīng)該注意知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)等。
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牙科陶瓷材料的摩擦學(xué)性能
1硬度
以往觀點(diǎn)認(rèn)為修復(fù)材料的硬度即可代替其磨耗性能，牙釉質(zhì)及修復(fù)材料的過度磨耗是由于修復(fù)材料的高硬度導(dǎo)致的。但是就目前對陶瓷材料與天然牙磨耗的研究結(jié)果表明，相對較軟的陶瓷材料對天然牙釉質(zhì)的磨耗反而較硬質(zhì)陶瓷材料更大[5]。對于多晶的陶瓷材料，硬度在磨耗行為中的作用不如在金屬材料中那樣重要，僅由硬度這一參數(shù)并不能完全代表陶瓷材料的磨耗特性。對某些陶瓷材料兩者的相關(guān)性甚至被認(rèn)為很差[6]。
2表面處理
修復(fù)體表面粗糙程度的不同會對牙釉質(zhì)的磨耗產(chǎn)生影響。國外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)牙釉質(zhì)的磨損量隨著陶瓷材料表面粗糙度的增加而增加，未經(jīng)上釉或拋光的釉質(zhì)磨耗明顯大于上釉或拋光者。MohammadAlbakry[7]研究了噴沙、打磨、拋光、上釉等多種陶瓷修復(fù)體制作工藝，表明拋光的陶瓷修復(fù)體表面比上釉等其他加工方法制成的陶瓷表面更光滑，撓曲強(qiáng)度更高，而且上釉增加了燒結(jié)次數(shù)，影響陶瓷的熱膨脹系數(shù)并可引起裂紋，所以多數(shù)學(xué)者建議從對釉質(zhì)的磨耗方面考慮，完成臨床調(diào)磨后應(yīng)以高度的拋光代替上釉,同時能使陶瓷修復(fù)體長久保持光潔表面的修復(fù)工藝技術(shù)有待進(jìn)一步研究。
3組成和微觀結(jié)構(gòu)的影響
陶瓷由于其美學(xué)性能而被廣泛應(yīng)用，但近年的研究發(fā)現(xiàn)即使上釉和拋光改善了陶瓷對天然牙造成過度磨耗，但仍不能完全解除。國內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)為瓷粉的組成和微觀結(jié)構(gòu)的不同影響對釉質(zhì)的磨耗[8]。低熔烤瓷比普通烤瓷材料對釉質(zhì)影響小，與普通烤瓷材料相比，低熔瓷粉具有較少量晶體相，較多的玻璃成分，其瓷粉顆粒規(guī)則而細(xì)小，易于得到高度拋光的表面，可解釋其較低的磨耗性[9]。此外還可能的原因是，低熔瓷的低溫操作避免了瓷冷卻過程中出現(xiàn)的余應(yīng)力及微裂。在口腔環(huán)境中影響磨耗的因素錯綜復(fù)雜，往往是多種因素共同作用影響陶瓷材料的磨耗性能，深入探討材料的磨耗機(jī)制對于口腔材料的研制是非常必要的。
樹脂修復(fù)材料的摩擦學(xué)性能
復(fù)合樹脂材料自身耐磨性較差，對天然牙的磨損較小。隨著新型樹脂材料物理性能不斷提高，有些樹脂材料的耐磨性已接近牙釉質(zhì)[10]。臨床應(yīng)用范圍也更廣泛，不僅用于牙齒的充填，而且也用于冠和橋的制作。目前在臨床上樹脂嵌體修復(fù)采用較多的材料之一Ceramage聚合瓷是微瓷聚合樹脂，兼具瓷和復(fù)合樹脂的優(yōu)點(diǎn)。因此，與牙釉質(zhì)耐磨性相近樹脂修復(fù)材料具有廣泛的發(fā)展前景。
展望
關(guān)鍵詞 高分子材料 智能高分子材料 響應(yīng)速率 進(jìn)展
智能高分子凝膠
高分子凝膠是指三維高分子網(wǎng)絡(luò)與溶劑組成的體系，網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)使其不溶解而保持一定的形狀，因?yàn)槟z結(jié)構(gòu)中含有親溶劑性基團(tuán)，使之可被溶劑溶脹而達(dá)到平衡體積。這類高分子凝膠可隨環(huán)境條件的變化而產(chǎn)生可逆的、非連續(xù)性的體積變化。高分子凝膠的溶脹收縮循環(huán)使之可應(yīng)用于化學(xué)閥、吸附分離、傳感器和記憶材料等領(lǐng)域；循環(huán)提供的動力可用來設(shè)計“化學(xué)發(fā)動機(jī)”；網(wǎng)孔的可控性適用于智能藥物釋放體系。高分子凝膠的刺激響應(yīng)性包括物理刺激（如熱、光、電場磁場、力場、電子線和射線）響應(yīng)性和化學(xué)刺激（如值、化學(xué)物質(zhì)和生物物質(zhì)）響應(yīng)性。隨著智能高分子材料的深入研究，發(fā)展具有多重響應(yīng)功能的“雜交型”智能高分子材料已成為這一領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。例如，劉鋒等合成的羧基含量不同的 值敏感及溫度敏感水凝膠聚（異丙基丙烯酰胺丙烯酸）及含有聚二甲基硅氧烷的聚（異丙基丙烯酰胺 丙烯酸），可使吸附在水凝膠中的木瓜酶隨著生物體內(nèi)環(huán)境的變化而自行完成藥物的控制釋放。紫外線輻射法合成的甲基丙酰胺，二甲氨基乙酯水
目前，具有化學(xué)閥功能的高分子膜應(yīng)用范圍還比較窄，尚依賴于新材料領(lǐng)域的不斷發(fā)展。
形狀記憶高分子材料
形狀記憶高分子材料是利用結(jié)晶或半結(jié)晶高分子材料經(jīng)過輻射交聯(lián)或化學(xué)交聯(lián)后具有記憶效應(yīng)的原理而制造的一類新型智能高分子材料。形狀記憶過程可簡單表述為：初始形狀的制品―二次形變―形變固定―形變回復(fù)。其性能的優(yōu)劣，可用形狀回復(fù)率、形變量等指標(biāo)來評價。在醫(yī)療領(lǐng)域， 形態(tài)記憶樹脂可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石膏繃扎， 具有生物降解性的形狀記憶高分子材料可用作醫(yī)用組合縫合器材、 止血鉗等。在航空領(lǐng)域， 形狀記憶高分子材料被用作機(jī)翼的振動控制材料。利用高分子材料的形狀記憶智能可制備出熱收縮管和熱收縮膜等。近幾年來， 我國已先后開發(fā)出石油化工、通信光纜等領(lǐng)域的熱收縮制品及天然氣、市政工程供水及其他管道接頭焊口和彎頭的密封與防腐的輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮片。聚全氟乙丙烯樹脂熱收縮管是一種新型的熱收縮材料，具有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，能長期在―260攝氏度至205攝氏度下使用，并保持原有聚全氟乙丙烯樹脂優(yōu)異的電氣性、耐化學(xué)腐蝕性 。以對苯二甲酸二甲酯、間苯二甲酸、乙二醇為原料，采用間歇聚合法可合成熱收縮膜用共聚酯切片，采用雙向拉伸工藝制得的新型包裝膜―― ― 熱收縮性雙軸拉伸共聚酯膜，可用作精密電子元件及電纜包覆材料。目前，形狀記憶聚氨酯、聚降冰片烯、聚苯乙烯的研究開發(fā)有著誘人的發(fā)展前景。
智能織物
將聚乙二醇與各種纖維 （如棉、聚酯或聚酰胺聚氨酯）共混物結(jié)合，使其具有熱適應(yīng)性與可逆收縮性。所謂熱適應(yīng)性是賦予材料熱記憶特性，溫度升高時纖維吸熱，溫度降低時纖維放熱，此熱記憶特性源于結(jié)合在纖維上的相鄰多元醇螺旋結(jié)構(gòu)間的氫鍵相互作用。 溫度升高時，氫鍵解離，系統(tǒng)趨于無序狀態(tài)，線團(tuán)弛豫過程吸熱。當(dāng)環(huán)境溫度降低時，氫鍵使系統(tǒng)變?yōu)橛行驙顟B(tài)，線團(tuán)被壓縮而放熱。這種熱適應(yīng)織物可用于服裝和保溫系統(tǒng)，包括體溫調(diào)節(jié)和燒傷治療的生物醫(yī)學(xué)制品及農(nóng)作物防凍系統(tǒng)等領(lǐng)域[4] 。
當(dāng)前，分子納米技術(shù)與計算機(jī)、檢測器、微米或納米化機(jī)器的結(jié)合，又使織物的智能化水平得到了進(jìn)一步提高。自動清潔織物和自動修補(bǔ)的織物等更加引起人們的關(guān)注 。
智能高分子膜
高分子薄膜在智能方面研究較多的是選擇性滲透、選擇性吸附和分離等。高分子膜的智能化是通過膜的組成、結(jié)構(gòu)和形態(tài)的變化來實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)在研究的智能高分子膜主要是起到“化學(xué)閥”的作用。對智能高分子膜的研究主要集中在敏感性凝膠膜、敏感性接枝膜及液晶膜方面。用高分子凝膠制成的膜能實(shí)現(xiàn)可逆變形，也能承受一定關(guān)的靜壓力。目前報道的主要有聚甲基丙烯酸聚乙二醇、聚乙烯醇聚丙烯酸共混物等。高分子接枝膜可通過表面接枝和膜孔內(nèi)接枝的方法來制得，其作用機(jī)理基本相同。膜的孔徑變化是建立在溶質(zhì)分子與接枝于膜中的高分子鏈的相互作用基礎(chǔ)之上。目前，具有化學(xué)閥功能的高分子膜應(yīng)用范圍還比較窄，尚依賴于新材料領(lǐng)域的不斷發(fā)展。
智能高分子復(fù)合材料
智能高分子材料在工業(yè)、建筑、航空、醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。復(fù)合材料大都用作傳感器元件。新的智能復(fù)合材料具有自愈合、自應(yīng)變等功能。在航空領(lǐng)域，美國一研究所正在研制用復(fù)合材料制成的貼在機(jī)冀上的“智能皮”，以取代起飛、轉(zhuǎn)向、降落所必需的尾翼和各種襟翼。這些“智能皮”可以根據(jù)飛行員和飛機(jī)電腦的指令改變外形，起到與飛機(jī)尾翼和襟翼相同的作用。在建筑領(lǐng)域，利用復(fù)合材料的自診斷、自調(diào)節(jié)、自修復(fù)功能，可用于快速檢測環(huán)境溫度、濕度，取代溫控線路和保護(hù)線路。用具有電致變色效應(yīng)和光記憶效應(yīng)的氧化物薄膜制備自動調(diào)光窗口材料，既可減輕空調(diào)負(fù)荷又可節(jié)約能源，在智能建筑物窗玻璃領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
其它功能的高分子材料
高分子薄膜
高分子薄膜在智能方面研究較多的是選擇性滲透、選擇性吸附和分離等。如殼聚糖、絲素蛋白合金膜在不同的pH值緩沖溶液中或不同濃度的Al3 +溶液中交替溶脹、 收縮的行為具有良好的重復(fù)可逆性符合作為人工肌肉的條件；而控制異丙醇 - 水體系中添加的 Al3 +濃度 ，可以控制配合物膜的溶脹 ，進(jìn)而控制膜的自由體積 ，以達(dá)到作為化學(xué)閥門控制膜的滲透蒸發(fā)通量的目的。
液晶聚合物
液晶高分子通過熔融或溶解呈液晶狀態(tài)，它有經(jīng)成型加工而實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的分子排列結(jié)構(gòu)的主鏈型將液晶規(guī)則地配置在側(cè)鏈或末端，通過電場或磁場作用而控制分子排列的側(cè)鏈型，通過引入含有抑制成分的液晶化合物而具有不對稱識別性能和強(qiáng)感應(yīng)性的化學(xué)活性液晶等。
目前，我國智能高分子材料的研究與開發(fā)存在著不足，與世界先進(jìn)水平相比尚有相當(dāng)大的差距，影響了我國信息、航天、航空、能源、建筑材料、航海、船舶、軍事等諸多部門的發(fā)展，有時甚至成為制約某些部門發(fā)展的關(guān)鍵因素。國外智能高分子材料正處于研究開發(fā)階段，各發(fā)達(dá)國家都對其相當(dāng)重視。因此，21世紀(jì)智能高分子材料會被更加廣泛的應(yīng)用，從而引導(dǎo)材料學(xué)的發(fā)展方向。
參考文獻(xiàn)
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我國國家科技興海產(chǎn)業(yè)示范基地再添3支“生力軍”。近日，從國家海洋局海洋科學(xué)技術(shù)司獲悉，國家海洋局已將遼寧大連現(xiàn)代海洋生物產(chǎn)業(yè)示范基地、江蘇大豐海洋生物產(chǎn)業(yè)園和福建詔安金都海洋生物產(chǎn)業(yè)園認(rèn)定為國家科技興海產(chǎn)業(yè)示范基地。至此，我國國家科技興海產(chǎn)業(yè)示范基地數(shù)量上升為4個。
國家科技興海產(chǎn)業(yè)示范基地是對海洋科技成果轉(zhuǎn)化、海洋高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有示范、支撐和帶動作用的企事業(yè)（群）或者具有鮮明產(chǎn)業(yè)特色的區(qū)域?；匾耘嘤Ｑ蟾咝录夹g(shù)企業(yè)、提高海洋高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化規(guī)模和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)聚集為目標(biāo)，為實(shí)施科技興海戰(zhàn)略，推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新，促進(jìn)海洋戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變提供有力支撐。2011年底，上海臨港海洋高技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范基地被認(rèn)定為第一家國家科技興?；?。
據(jù)海洋科學(xué)技術(shù)司有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，此次審批的3個科技興?；氐漠?dāng)?shù)卣叨戎匾暫Ｑ蠼?jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整，將海洋高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)作為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)推進(jìn)，并給予專門的政策扶持。
大連現(xiàn)代海洋生物產(chǎn)業(yè)示范基地立足于海洋生物科技與產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，圍繞海洋生物育種與健康養(yǎng)殖、水產(chǎn)品精深加工、海洋醫(yī)藥和生物制品研發(fā)等方面，輻射帶動生態(tài)型海洋牧場先導(dǎo)示范區(qū)、大連名特優(yōu)海洋生物良種示范區(qū)、海洋生物工程化養(yǎng)殖及裝備制造示范區(qū)和海洋生物制品產(chǎn)業(yè)示范區(qū)發(fā)展。江蘇大豐海洋生物產(chǎn)業(yè)園在耐鹽植物、海藻和灘涂貝類養(yǎng)殖等領(lǐng)域具有獨(dú)特的區(qū)域產(chǎn)業(yè)特色，規(guī)劃目標(biāo)明確。目前，該園區(qū)依托江蘇及長三角地區(qū)雄厚的人才、資源、技術(shù)等有利條件，成功引進(jìn)了幾家龍頭骨干企業(yè)，發(fā)展前景較好。福建詔安金都海洋生物產(chǎn)業(yè)園圍繞海洋生物醫(yī)藥材料、海洋生物制品、海洋生物育種與健康養(yǎng)殖等特色領(lǐng)域，建成、在建和簽約了多個海洋生物醫(yī)藥材料和海洋生物制品等項(xiàng)目。雖然目前園區(qū)的海洋生物戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于初期階段，但發(fā)展?jié)摿艽蟆?/p>
國家海洋局要求，此次獲批的3個基地要加大工作力度，加快基礎(chǔ)設(shè)施、服務(wù)體系和相關(guān)產(chǎn)業(yè)建設(shè)，確保將土地、資金、政策等專門配套措施落實(shí)到具體項(xiàng)目的研發(fā)、使用和推廣上，扎實(shí)完成各自的發(fā)展目標(biāo)和各項(xiàng)任務(wù)。同時，基地還要充分利用當(dāng)?shù)刭Y源優(yōu)勢，做大做強(qiáng)海洋生物產(chǎn)業(yè)，注重海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)，全面引領(lǐng)海洋經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展。
Abstract: Construction and utilization of public space plays a more and more important role in the plan and construction of modern city. It embodies the characteristics of city, and is the ties of human and nature. The use of bionics riches the designing method of city public space, and is the headspring of design innovation. It promotes the use of ecological idea in landscape design, which is significant and has vast potential for future development.
關(guān)鍵詞： 仿生設(shè)計；城市開放空間；生態(tài)設(shè)計；可持續(xù)發(fā)展
Key words: bionic design；city public space；eco-design；sustainable development
中圖分類號：TU984.11+3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）03-0083-01
0 引言
城市公共空間是城市環(huán)境的重要組成部分。隨著城市文明的不斷發(fā)展和城市居民生活質(zhì)量的提高，人們對城市建設(shè)有了越來越高的要求，而囊括了所有供城市居民日常生活和社會生活公共使用的城市公共空間的設(shè)計則是城市設(shè)計的重中之重。設(shè)計師們從自然界中汲取靈感，以求通過模仿大自然的設(shè)計過程來解決環(huán)境所面臨的問題。
1 仿生設(shè)計
自然界是人類科技進(jìn)步的源泉。自然界的生物在漫長的進(jìn)化過程中，為了自身的生存與發(fā)展，逐漸進(jìn)化出適應(yīng)自然界變化的各種本領(lǐng)。為了使人類更優(yōu)雅地生存在地球上，設(shè)計師們開始嘗試向自然界中的其他物種學(xué)習(xí)，聽取他們設(shè)計上的建議。仿生設(shè)計便由此應(yīng)運(yùn)而生。仿生設(shè)計是以自然界萬物為設(shè)計源，以其“形”、“色”、“音”、“功能”、“結(jié)構(gòu)”等為研究對象，有選擇地在設(shè)計過程中對這些特征原理進(jìn)行綜合、利用及改進(jìn)，為設(shè)計提供新的思想、新的原理、新的方法及途徑，以實(shí)現(xiàn)人類社會和自然的和諧統(tǒng)一。
2 仿生設(shè)計在城市開放空間中的應(yīng)用形式
我國早在原始社會就有了仿生學(xué)的雛形，如古人們模仿飛禽學(xué)會了筑巢，由此躲避野獸的襲擊；模仿魚類學(xué)會了造船，由此取得水上運(yùn)輸?shù)淖杂?，等等。仿生設(shè)計發(fā)展到今天，更是在多個領(lǐng)域都有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。仿生設(shè)計的源物體為自然界中的一切物種，包括人類自身。而涉及景觀領(lǐng)域的仿生設(shè)計，主要有以下幾種形式：
2.1 形態(tài)仿生 形態(tài)仿生是對具有美感的生物體的線條、形態(tài)、色彩等的直觀模仿或?qū)σ饩车奶釤捄蜕A。它用一種直白的方式蘊(yùn)含自然哲理，表達(dá)出對自然的向往。由于具象形態(tài)容易表現(xiàn)情趣性、親和性、自然性，直觀地對自然對象的外觀進(jìn)行再現(xiàn)和模仿，可以傳達(dá)出濃厚的情趣感和親和力。故多應(yīng)用于一些景觀小品中來營造活動的氛圍。如居住小區(qū)中用苗木修剪造型而成的鳥類、動物形象， 用石材等制作的人物塑像，以動植物形態(tài)塑造的園林小品等。
2.2 材料仿生 材料的仿生，就是通過對生物組成、形態(tài)、結(jié)構(gòu)的研究和分析，研制出具有一定功能的人工材料，使之與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)。城市環(huán)境中最簡單也最常見的一種就是仿木、仿竹、仿石材料的運(yùn)用，能給人樸實(shí)、自然的感覺，可緩解人們因工作而引起的疲勞與壓力，還能達(dá)到良好的視覺效果。
2.3 結(jié)構(gòu)仿生 結(jié)構(gòu)仿生是建筑仿生學(xué)中一個成熟的分支學(xué)科， 也是運(yùn)用最為廣泛的。結(jié)構(gòu)仿生通過研究生物整體或部分的構(gòu)造組織方式，對其力學(xué)結(jié)構(gòu)和組織原則進(jìn)行模仿，以解決問題。例如城市廣場中常用的張拉膜結(jié)構(gòu)，其靈感便是來自于昆蟲輕盈的翅膀通過張拉產(chǎn)生力學(xué)美這一自然現(xiàn)象。
2.4 功能仿生 功能仿生是從功能出發(fā)，對生物的形態(tài)和結(jié)構(gòu)、群落的生理機(jī)能或自然力的作用規(guī)律進(jìn)行模仿。生物模擬學(xué)家Benyus認(rèn)為“我們必須具備一種與這些生物體更相近的能力，那就是找到一個方法，減少材料用量，那種我們所用的材料，然后加上設(shè)計?！崩?，人們模仿螢火蟲的發(fā)光原理制成的冷光源可將發(fā)光效率提高十幾倍，大大節(jié)約了能量；模擬自然界水體自凈的過程來實(shí)現(xiàn)景觀中水生系統(tǒng)的自我凈化等等。
2.5 布局空間仿生 對空間布局的仿生常融合了形態(tài)、材料、結(jié)構(gòu)和功能等多項(xiàng)仿生設(shè)計，使空間布局具有優(yōu)美的構(gòu)圖、強(qiáng)烈的邏輯、完整的結(jié)構(gòu)，并能夠表達(dá)一個明確的主題。例如成都活水公園利用“魚水一家”這一自然生態(tài)原理，在外形上采用了仿魚形設(shè)計，為世人展示了模擬與再現(xiàn)自然環(huán)境對污水凈化處理的全過程。
3 仿生設(shè)計運(yùn)用于城市公共空間設(shè)計的意義
“想象要設(shè)計一個春天，想象一切和諧編排，想象那些時機(jī)、那些巧合，完全沒有上對下的法則規(guī)律，或政策，或氣候變遷草案，每年都這樣發(fā)生。有很多爭奇斗艷……空氣里充滿愛，有很多盛大的開場。而這些生物體，他們?nèi)季挥行??！边@是Benyus在TED演講中描述的自然界，在這一描述中我們看到了人類所追求的和諧。大自然給我們的靈感是不會枯竭的，我們要向自然界中的生物學(xué)習(xí)如何與我們的生活環(huán)境和諧相處。仿生學(xué)的發(fā)展為我們提供了這一契機(jī)，它豐富了設(shè)計的形式語言，成為設(shè)計創(chuàng)新的源泉，促使生態(tài)理念運(yùn)用于景觀設(shè)計的更深層次。
4 仿生設(shè)計在城市公共空間設(shè)計中的發(fā)展前景
生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，使綠色未來、節(jié)能經(jīng)濟(jì)成為大勢所趨。隨著時代的變遷，環(huán)境的變化，人類逐漸發(fā)現(xiàn)生物界能夠教給我們很多東西，僅僅認(rèn)識這些生靈是不夠的，與它們共處一室，不僅是為了研究，而是要從它們那里學(xué)到東西，以能夠應(yīng)用到人類的生活中，這可能幫助全球能源問題，減少浪費(fèi)，提高能源的可持續(xù)性利用。德國著名設(shè)計大師路易吉·科拉尼說：“設(shè)計的基礎(chǔ)應(yīng)來自誕生于大自然的生命所呈現(xiàn)的真理之中。”自然給設(shè)計的啟示不應(yīng)僅僅只是視覺上的，環(huán)境系統(tǒng)中的仿生更重要的是研究自然生態(tài)系統(tǒng)如何維持自己，使人造環(huán)境具有與自然環(huán)境一樣出色的功能。城市公共空間設(shè)計應(yīng)將這些自然造物法則穿插運(yùn)用，最大化的為人們營造接近自然的戶外環(huán)境。當(dāng)前人們都在追求低碳生活，但我國的城市共空間設(shè)計中還存在著許多關(guān)于環(huán)保節(jié)能方面的阻礙，但這可能是短暫的，隨著材料、技術(shù)和設(shè)計水平的不斷發(fā)展與提高，隨著仿生設(shè)計的不斷滲透，相信未來的城市公共空間一定會為人們追求低碳生活開辟更加廣闊的道路。
5 結(jié)語
社會是不斷發(fā)展進(jìn)步的，環(huán)境的好壞可以做為衡量發(fā)展的標(biāo)尺。通過向大自然學(xué)習(xí)，設(shè)計師可以模仿自然系統(tǒng)，不斷設(shè)計出更高效的社會環(huán)境。
參考文獻(xiàn)：
[1]申益春.論仿生形態(tài)設(shè)計在景觀設(shè)計中的應(yīng)用[J].規(guī)劃師,2007,6：95-97.