纳米技术创新范文第1篇
1.1纳米技术产业化存在的四大不足
1.1.1系统性产业支持政策、激励措施不足
目前,我国纳米技术产业化发展初现“南有苏州、北有天津”的局面,在培育产业实体、强化平台建设、聚集创新人才等方面,需出台更具竞争力的系统性政策鼓励、引导。如果不加快推进相关工作,将难以吸引更多优秀的纳米企业落户,痛失黄金发展期,产业化进程放慢。同时,纳米产业的发展缺乏相应的激励措施。高科技产业是知识与技术的高度结合,技术难度大,智力要求高,其渗透性和竞争性强,投资风险大。高科技产业激励机制的完善离不开政府的支持,有效的激励政策可以优化企业的投资行为,进而带动产业的良性发展。
1.1.2产业规划不足和缺乏持续投入
财政专项支持及持续投入缺乏,导致纳米技术产业化进展缓慢。以苏州为例,工业园区管委会连续4年投入20亿元,预计2015年纳米产值规模超过200亿元,带动相关产业1,000亿元。国家纳米技术与工程研究院“十二五”期间被列入我国重点研发平台体系,拥有科技部认定国家纳米高新技术产业化基地,拥有国内唯一一家纳米产品质量监督检验中心。2012年,经天津市领导及相关部门的大力争取,天津滨海新区与苏州工业园区同时被财政部拟定为全国纳米产业政策试点区域。创新集成研发和产业转化平台已落户上述两地,借助产业试点政策的国家战略布局先机,应在推进纳米产业化方面出台相应的产业规划、纳米技术科研成果转化及产业化方面的专项支持,持续推动纳米技术产业转化相关平台的建设、运转和后续资金支持,从财政、金融、产业政策法规完善上给予企业足够的激励,鼓励从事纳米产业,为产学研的深度融合提供有利的环境。
1.1.3产学研深层次合作不足
目前,我国纳米技术研发人员、纳米技术专利、从事纳米技术生产的企业数目均已过万,纳米技术产业化已成为京津冀地区、沿海发达地区及省会城市高度关注的战略性新兴产业。但是产学研合作水平层次较低,合作的方式主要以委托研发、技术转让等低层次合作为主,重大项目联合攻关等合作方式相对偏少。缺乏助推协同创新的载体,尚未拥有集科研人才、专业设备、高精尖技术及产业化项目信息等多种资源于一体的开放式创新平台。缺乏产学研深层次合作,造成纳米技术研究与市场的脱节,技术成果转化困难,严重影响纳米技术的产业转化。如何采用创新模式来解决纳米企业发展的核心技术问题和产业发展的共性技术难点,运用市场机制集聚创新资源,实现企业、大学和科研机构的深层次结合,对接双创特区建设,形成技术标准体系,支撑和引领产业创新,将是创新发展路径设计要考虑的重要因素。
1.1.4纳米行业技术规范不足和行业协会缺失
低水平“科技成果”过剩,浪费了社会整体资源,更阻碍了纳米技术产业化的进程。目前尚未成立部级的纳米技术产业化协会,在落实纳米技术产业化创新发展过程中,要遵守国家的法律法规和纳米技术产业化发展政策要求,参照国际标准和准则以及行业特点,研究并提出具体实施措施、行业规范和办法,规范会员的行为,认识“伪纳米”现象,打击行业的不正之风,联建纳米科技服务创新平台,组织参与国内外科研学术交流、工艺装备展示等重大活动。科学分析纳米技术产业化发展过程中的各种问题,把握好产业发展的规律,充分发挥政府引导、科技支撑和市场推动的共同作用,打通纳米技术产业化发展各个环节间的障碍,持之以恒地促进纳米技术产业化发展。
2纳米技术产业化创新发展的路径选择
纳米技术产业化创新发展不仅要从宏观上考虑国内外经济、科技等的形势发展,更要从内在创新要素进行顶层设计、系统集成,不断实践、不断探索深层次创新发展模式和路径。
2.1探寻深层次产学研合作——动态联盟、联合攻关
纳米技术产业化创新发展实行动态联盟、联合攻关策略,汇集中央和地方的力量,各地大学、研究院所力量,企业力量,甚至国际力量共同担任研究任务,更有效地推动我国纳米技术产业化发展。在传统的产学研相结合的基础上,迫切需要加强深层次、实质性和运行机制上的合作,引导优势科技资源向企业聚集,鼓励在纳米技术方面成熟的国内外高校、院所在企业中建设重点纳米技术实验室,或者企业在这些机构中设置相关实验室,探索动态联盟、联合攻关机制,实现强强联合。
2.2创新人才驱动与纳米产业战略联盟联动方案
通过实施“领军人才-企业战略联盟产业技术创新”联动方案,完善纳米产业战略发展体系。一方面注重科技领军人才的培养和引进,把引进和培养纳米技术的科技领军人才和实用型人才作为纳米技术产业化创新发展的重要内容之一,充分发挥领军人才专家“人才库”、“智囊团”、“攻关组”作用,结合实际,立足于解决问题、促进发展。另一方面组织联盟的纳米企业开展重大项目和重点技术的联合攻关,通过联盟内部和联盟之间设立“联盟专利池”,合作创新申请国际发明专利、新技术新产品标准,实现知识产权共享共建。通过合作创新获得国家和地方科研项目立项,以联盟为载体促进创新成果扩散。实现信息、数据和资料的共享,在确保整体利益的前提下,追求利益最大化。通过联动方案最终实现加速研究成果共享与转化,实现在技术创新、高端人才资源和科技服务3个层面的突破,攻关产业发展的重大技术难题,加速科技创新人才培养,加强科技交流与服务,推动产学研结合、协同创新和科技成果转移转化向更高层次发展。
2.3创新“六位一体”高速发展模式,促进纳米产业蛙跳
在纳米技术产业化过程中,条件成熟的实验室等创新载体可以选择面向社会开放运行,引导纳米创新平台向企业聚集、为企业服务。继续出台政策,支持民间资本进入纳米产业,以缓解纳米行业新兴企业的资金短缺问题,充分考虑到纳米产业发展周期较长的特点,在继续加强政府投入的同时,借鉴国外对高新技术进行风险投资的成功经验,引入风险投资,设立纳米技术产业化投资基金,为新创的、有潜力的纳米企业提供资金来源,实现国家资本和民间资本的对接,激励民间资本进入新兴的纳米行业,提高纳米科研技术从理论转化为应用的速度,加快纳米技术产业化的进程。逐步形成纳米技术标准检测服务平台、技术与工程应用转化、纳米技术产业转化、纳米技术产业化投资基金、国家纳米产业试点政策、中国纳米技术产业协会相互支撑,高速发展的“六位一体”综合产业促进体系,着力打造综合创新平台,构筑人才、技术、资金、信息的科技创新和产融结合为特征的“六位一体”综合产业促进体系,加速培育纳米中小企业,促进纳米技术产业的“蛙跳”。
3结语
纳米技术创新范文第2篇
1、各国竞相出台纳米科技发展战略和计划
由于纳米技术对国家未来经济、社会发展及国防安全具有重要意义,世界各国(地区)纷纷将纳米技术的研发作为21世纪技术创新的主要驱动器,相继制定了发展战略和计划,以指导和推进本国纳米科技的发展。目前,世界上已有50多个国家制定了部级的纳米技术计划。一些国家虽然没有专项的纳米技术计划,但其他计划中也往往包含了纳米技术相关的研发。
(1)发达国家和地区雄心勃勃
为了抢占纳米科技的先机,美国早在2000年就率先制定了部级的纳米技术计划(NNI),其宗旨是整合联邦各机构的力量,加强其在开展纳米尺度的科学、工程和技术开发工作方面的协调。2003年11月,美国国会又通过了《21世纪纳米技术研究开发法案》,这标志着纳米技术已成为联邦的重大研发计划,从基础研究、应用研究到研究中心、基础设施的建立以及人才的培养等全面展开。
日本政府将纳米技术视为“日本经济复兴”的关键。第二期科学技术基本计划将生命科学、信息通信、环境技术和纳米技术作为4大重点研发领域,并制定了多项措施确保这些领域所需战略资源(人才、资金、设备)的落实。之后,日本科技界较为彻底地贯彻了这一方针,积极推进从基础性到实用性的研发,同时跨省厅重点推进能有效促进经济发展和加强国际竞争力的研发。
欧盟在2002—2007年实施的第六个框架计划也对纳米技术给予了空前的重视。该计划将纳米技术作为一个最优先的领域,有13亿欧元专门用于纳米技术和纳米科学、以知识为基础的多功能材料、新生产工艺和设备等方面的研究。欧盟委员会还力图制定欧洲的纳米技术战略,目前,已确定了促进欧洲纳米技术发展的5个关键措施:增加研发投入,形成势头;加强研发基础设施;从质和量方面扩大人才资源;重视工业创新,将知识转化为产品和服务;考虑社会因素,趋利避险。另外,包括德国、法国、爱尔兰和英国在内的多数欧盟国家还制定了各自的纳米技术研发计划。
(2)新兴工业化经济体瞄准先机
意识到纳米技术将会给人类社会带来巨大的影响,韩国、中国台湾等新兴工业化经济体,为了保持竞争优势,也纷纷制定纳米科技发展战略。韩国政府2001年制定了《促进纳米技术10年计划》,2002年颁布了新的《促进纳米技术开发法》,随后的2003年又颁布了《纳米技术开发实施规则》。韩国政府的政策目标是融合信息技术、生物技术和纳米技术3个主要技术领域,以提升前沿技术和基础技术的水平;到2010年10年计划结束时,韩国纳米技术研发要达到与美国和日本等领先国家的水平,进入世界前5位的行列。
中国台湾自1999年开始,相继制定了《纳米材料尖端研究计划》、《纳米科技研究计划》,这些计划以人才和核心设施建设为基础,以追求“学术卓越”和“纳米科技产业化”为目标,意在引领台湾知识经济的发展,建立产业竞争优势。
(3)发展中大国奋力赶超
综合国力和科技实力较强的发展中国家为了迎头赶上发达国家纳米科技发展的势头,也制定了自己的纳米科技发展战略。中国政府在2001年7月就了《国家纳米科技发展纲要》,并先后建立了国家纳米科技指导协调委员会、国家纳米科学中心和纳米技术专门委员会。目前正在制定中的国家中长期科技发展纲要将明确中国纳米科技发展的路线图,确定中国在目前和中长期的研发任务,以便在国家层面上进行指导与协调,集中力量、发挥优势,争取在几个方面取得重要突破。鉴于未来最有可能的技术浪潮是纳米技术,南非科技部正在制定一项国家纳米技术战略,可望在2005年度执行。印度政府也通过加大对从事材料科学研究的科研机构和项目的支持力度,加强材料科学中具有广泛应用前景的纳米技术的研究和开发。
2、纳米科技研发投入一路攀升
纳米科技已在国际间形成研发热潮,现在无论是富裕的工业化大国还是渴望富裕的工业化中国家,都在对纳米科学、技术与工程投入巨额资金,而且投资迅速增加。据欧盟2004年5月的一份报告称,在过去10年里,世界公共投资从1997年的约4亿欧元增加到了目前的30亿欧元以上。私人的纳米技术研究资金估计为20亿欧元。这说明,全球对纳米技术研发的年投资已达50亿欧元。
美国的公共纳米技术投资最多。在过去4年内,联邦政府的纳米技术研发经费从2000年的2.2亿美元增加到2003年的7.5亿美元,2005年将增加到9.82亿美元。更重要的是,根据《21世纪纳米技术研究开发法》,在2005~2008财年联邦政府将对纳米技术计划投入37亿美元,而且这还不包括国防部及其他部门将用于纳米研发的经费。
日本目前是仅次于美国的第二大纳米技术投资国。日本早在20世纪80年代就开始支持纳米科学研究,近年来纳米科技投入迅速增长,从2001年的4亿美元激增至2003年的近8亿美元,而2004年还将增长20%。
在欧洲,根据第六个框架计划,欧盟对纳米技术的资助每年约达7.5亿美元,有些人估计可达9.15亿美元。另有一些人估计,欧盟各国和欧盟对纳米研究的总投资可能两倍于美国,甚至更高。
中国期望今后5年内中央政府的纳米技术研究支出达到2.4亿美元左右;另外,地方政府也将支出2.4亿~3.6亿美元。中国台湾计划从2002~2007年在纳米技术相关领域中投资6亿美元,每年稳中有增,平均每年达1亿美元。韩国每年的纳米技术投入预计约为1.45亿美元,而新加坡则达3.7亿美元左右。
就纳米科技人均公共支出而言,欧盟25国为2.4欧元,美国为3.7欧元,日本为6.2欧元。按照计划,美国2006年的纳米技术研发公共投资增加到人均5欧元,日本2004年增加到8欧元,因此欧盟与美日之间的差距有增大之势。公共纳米投资占GDP的比例是:欧盟为0.01%,美国为0.01%,日本为0.02%。
另外,据致力于纳米技术行业研究的美国鲁克斯资讯公司2004年的一份年度报告称,很多私营企业对纳米技术的投资也快速增加。美国的公司在这一领域的投入约为17亿美元,占全球私营机构38亿美元纳米技术投资的46%。亚洲的企业将投资14亿美元,占36%。欧洲的私营机构将投资6.5亿美元,占17%。由于投资的快速增长,纳米技术的创新时代必将到来。
3、世界各国纳米科技发展各有千秋
各纳米科技强国比较而言,美国虽具有一定的优势,但现在尚无确定的赢家和输家。
(1)在纳米科技论文方面日、德、中三国不相上下
根据中国科技信息研究所进行的纳米论文统计结果,2000—2002年,共有40370篇纳米研究论文被《2000—2002年科学引文索引(SCI)》收录。纳米研究论文数量逐年增长,且增长幅度较大,2001年和2002年的增长率分别达到了30.22%和18.26%。
2000—2002年纳米研究论文,美国以较大的优势领先于其他国家,3年累计论文数超过10000篇,几乎占全部论文产出的30%。日本(12.76%)、德国(11.28%)、中国(10.64%)和法国(7.89%)位居其后,它们各自的论文总数都超过了3000篇。而且以上5国2000—2002年每年的纳米论文产出大都超过了1000篇,是纳米研究最活跃的国家,也是纳米研究实力最强的国家。中国的增长幅度最为突出,2000年中国纳米论文比例还落后德国2个多百分点,到2002年已经超过德国,位居世界第三位,与日本接近。
在上述5国之后,英国、俄罗斯、意大利、韩国、西班牙发表的论文数也较多,各国3年累计论文总数都超过了1000篇,且每年的论文数排位都可以进入前10名。这5个国家可以列为纳米研究较活跃的国家。
另外,如果欧盟各国作为一个整体,其论文量则超过36%,高于美国的29.46%。
(2)在申请纳米技术发明专利方面美国独占鳌头
据统计:美国专利商标局2000—2002年共受理2236项关于纳米技术的专利。其中最多的国家是美国(1454项),其次是日本(368项)和德国(118项)。由于专利数据来源美国专利商标局,所以美国的专利数量非常多,所占比例超过了60%。日本和德国分别以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英国、韩国、加拿大、法国和中国台湾的专利数也较多,所占比例都超过了1%。
专利反映了研究成果实用化的能力。多数国家纳米论文数与专利数所占比例的反差较大,在论文数最多的20个国家和地区中,专利数所占比例超过论文数所占比例的国家和地区只有美国、日本和中国台湾。这说明,很多国家和地区在纳米技术研究上具备一定的实力,但比较侧重于基础研究,而实用化能力较弱。
(3)就整体而言纳米科技大国各有所长
美国纳米技术的应用研究在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪等领域快速发展。随着纳米技术在癌症诊断和生物分子追踪中的应用,目前美国纳米研究热点已逐步转向医学领域。医学纳米技术已经被列为美国国家的优先科研计划。在纳米医学方面,纳米传感器可在实验室条件下对多种癌症进行早期诊断,而且,已能在实验室条件下对前列腺癌、直肠癌等多种癌症进行早期诊断。2004年,美国国立卫生研究院癌症研究所专门出台了一项《癌症纳米技术计划》,目的是将纳米技术、癌症研究与分子生物医学相结合,实现2015年消除癌症死亡和痛苦的目标;利用纳米颗粒追踪活性物质在生物体内的活动也是一个研究热门,这对于研究艾滋病病毒、癌细胞等在人体内的活动情况非常有用,还可以用来检测药物对病毒的作用效果。利用纳米颗粒追踪病毒的研究也已有成果,未来5~10年有望商业化。
虽然医学纳米技术正成为纳米科技的新热点,纳米技术在半导体芯片领域的应用仍然引人关注。美国科研人员正在加紧纳米级半导体材料晶体管的应用研究,期望突破传统的极限,让芯片体积更小、速度更快。纳米颗粒的自组装技术是这一领域中最受关注的地方。不少科学家试图利用化学反应来合成纳米颗粒,并按照一定规则排列这些颗粒,使其成为体积小而运算快的芯片。这种技术本来有望取代传统光刻法制造芯片的技术。在光学新材料方面,目前已有可控直径5纳米到几百纳米、可控长度达到几百微米的纳米导线。
日本纳米技术的研究开发实力强大,某些方面处于世界领先水平,但尚未脱离基础和应用研究阶段,距离实用化还有相当一段路要走。在纳米技术的研发上,日本最重视的是应用研究,尤其是纳米新材料研究。除了碳纳米管外,日本开发出多种不同结构的纳米材料,如纳米链、中空微粒、多层螺旋状结构、富勒结构套富勒结构、纳米管套富勒结构、酒杯叠酒杯状结构等。
在制造方法上,日本不断改进电弧放电法、化学气相合成法和激光烧蚀法等现有方法,同时积极开发新的制造技术,特别是批量生产技术。细川公司展出的低温连续烧结设备引起关注。它能以每小时数千克的速度制造粒径在数十纳米的单一和复合的超微粒材料。东丽和三菱化学公司应用大学开发的新技术能把制造碳纳米材料的成本减至原来的1/10,两三年内即可进入批量生产阶段。
日本高度重视开发检测和加工技术。目前广泛应用的扫描隧道显微镜、原子力显微镜、近场光学显微镜等的性能不断提高,并涌现了诸如数字式显微镜、内藏高级照相机显微镜、超高真空扫描型原子力显微镜等新产品。科学家村田和广成功开发出亚微米喷墨印刷装置,能应用于纳米领域,在硅、玻璃、金属和有机高分子等多种材料的基板上印制细微电路,是世界最高水平。
日本企业、大学和研究机构积极在信息技术、生物技术等领域内为纳米技术寻找用武之地,如制造单个电子晶体管、分子电子元件等更细微、更高性能的元器件和量子计算机,解析分子、蛋白质及基因的结构等。不过,这些研究大都处于探索阶段,成果为数不多。
欧盟在纳米科学方面颇具实力,特别是在光学和光电材料、有机电子学和光电学、磁性材料、仿生材料、纳米生物材料、超导体、复合材料、医学材料、智能材料等方面的研究能力较强。
中国在纳米材料及其应用、扫描隧道显微镜分析和单原子操纵等方面研究较多,主要以金属和无机非金属纳米材料为主,约占80%,高分子和化学合成材料也是一个重要方面,而在纳米电子学、纳米器件和纳米生物医学研究方面与发达国家有明显差距。
4、纳米技术产业化步伐加快
目前,纳米技术产业化尚处于初期阶段,但展示了巨大的商业前景。据统计:2004年全球纳米技术的年产值已经达到500亿美元,2010年将达到14400亿美元。为此,各纳米技术强国为了尽快实现纳米技术的产业化,都在加紧采取措施,促进产业化进程。
美国国家科研项目管理部门的管理者们认为,美国大公司自身的纳米技术基础研究不足,导致美国在该领域的开发应用缺乏动力,因此,尝试建立一个由多所大学与大企业组成的研究中心,希望借此使纳米技术的基础研究和应用开发紧密结合在一起。美国联邦政府与加利福尼亚州政府一起斥巨资在洛杉矾地区建立一个“纳米科技成果转化中心”,以便及时有效地将纳米科技领域的基础研究成果应用于产业界。该中心的主要工作有两项:一是进行纳米技术基础研究;二是与大企业合作,使最新基础研究成果尽快实现产业化。其研究领域涉及纳米计算、纳米通讯、纳米机械和纳米电路等许多方面,其中不少研究成果将被率先应用于美国国防工业。
美国的一些大公司也正在认真探索利用纳米技术改进其产品和工艺的潜力。IBM、惠普、英特尔等一些IT公司有可能在中期内取得突破,并生产出商业产品。一个由专业、商业和学术组织组成的网络在迅速扩大,其目的是共享信息,促进联系,加速纳米技术应用。
日本企业界也加强了对纳米技术的投入。关西地区已有近百家企业与16所大学及国立科研机构联合,不久前又建立了“关西纳米技术推进会议”,以大力促进本地区纳米技术的研发和产业化进程;东丽、三菱、富士通等大公司更是纷纷斥巨资建立纳米技术研究所,试图将纳米技术融合进各自从事的产业中。
欧盟于2003年建立纳米技术工业平台,推动纳米技术在欧盟成员国的应用。欧盟委员会指出:建立纳米技术工业平台的目的是使工程师、材料学家、医疗研究人员、生物学家、物理学家和化学家能够协同作战,把纳米技术应用到信息技术、化妆品、化学产品和运输领域,生产出更清洁、更安全、更持久和更“聪明”的产品,同时减少能源消耗和垃圾。欧盟希望通过建立纳米技术工业平台和增加纳米技术研究投资使其在纳米技术方面尽快赶上美国。
纳米技术创新范文第3篇
研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次,是知识创新的源泉。由于纳米结构单元的尺度(1~100urn)与物质中的许多特征长度,如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当,从而导致纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子,也不同于宏观物体,从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的中间领域。在纳米领域发现新现象,认识新规律,提出新概念,建立新理论,为构筑纳米材料科学体系新框架奠定基础,也将极大丰富纳米物理和纳米化学等新领域的研究内涵。世纪之交高韧性纳米陶瓷、超强纳米金属等仍然是纳米材料领域重要的研究课题;纳米结构设计,异质、异相和不同性质的纳米基元(零维纳米微粒、一维纳米管、纳米棒和纳米丝)的组合。纳米尺度基元的表面修饰改性等形成了当今纳米材料研究新热点,人们可以有更多的自由度按自己的的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法设计纳米结构原理性器件以及纳米复合传统材料改性正孕育着新的突破。
1研究形状和趋势
纳米材料制备和应用研究中所产生的纳米技术很可能成为下一世纪前20年的主导技术,带动纳米产业的发展。世纪之交世界先进国家都从未来发展战略高度重新布局纳米材料研究,在千年交替的关键时刻,迎接新的挑战,抓紧纳米材料和柏米结构的立项,迅速组织科技人员围绕国家制定的目标进行研究是十分重要的。
纳米材料诞生州多年来所取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直引人注目。进入90年代,纳米材料研究的内涵不断扩大,领域逐渐拓宽。一个突出的特点是基础研究和应用研究的衔接十分紧密,实验室成果的转化速度之快出乎人们预料,基础研究和应用研究都取得了重要的进展。美国已成功地制备了晶粒为50urn的纳米Cu的决体材料,硬度比粗晶Cu提高5倍;晶粒为7urn的Pd,屈服应力比粗晶Pd高5倍;具有高强度的金属间化合物的增塑问题一直引起人们的关注,晶粒的纳米化为解决这一问题带来了希望,纳米金属间化合物FqsAJZCr室成果的转化,到目前为止,已形成了具有自主知识产权的几家纳米粉体产业,睦次鹦米氧化硅。氧化钛、氮化硅核区个文的易实他借个缈阳放宽在纳米添加功能陶瓷和结构陶瓷改性方面也取得了很好的效果。
根据纳米材料发展趋势以及它在对世纪高技术发展所占有的重要地位,世界发达国家的政府都在部署本来10~15年有关纳米科技研究规划。美国国家基金委员会(NSF)1998年把纳米功能材料的合成加工和应用作为重要基础研究项目向全国科技界招标;美国DARPA(国家先进技术研究部)的几个计划里也把纳米科技作为重要研究对象;日本近匕年来制定了各种计划用于纳米科技的研究,例如Ogala计划、ERATO计划和量子功能器件的基本原理和器件利用的研究计划,1997年,纳米科技投资1.28亿美元;德国科研技术部帮助联邦政府制定了1995年到2010年15年发展纳米科技的计划;英国政府出巨资资助纳米科技的研究;1997年西欧投资1.2亿美元。据1999年7月8日《自然》最新报道,纳米材料应用潜力引起美国白宫的注意;美国总统克林顿亲自过问纳米材料和纳米技术的研究,决定加大投资,今后3年经费资助从2.5亿美元增
加至5亿美元。这说明纳米材料和纳米结构的研究热潮在下一世纪相当长的一段时间内保持继续发展的势头。
2国际动态和发展战略
1999年7月8日《自然》(400卷)重要消息题为“美国政府计划加大投资支持纳米技术的兴起”。在这篇文章里,报道了美国政府在3年内对纳米技术研究经费投入加倍,从2.5亿美元增加到5亿美元。克林顿总统明年2月将向国会提交支持纳米技术研究的议案请国会批准。为了加速美国纳米材料和技术的研究,白宫采取了临时紧急措施,把原1.97亿美元的资助强度提高到2.5亿美元。《美国商业周刊》8月19日报道,美国政府决定把纳米技术研究列人21世纪前10年前11个关键领域之一,《美国商业周刊》在掌握21世纪可能取得重要突破的3个领域中就包括了纳米技术领域(其它两个为生命科学和生物技术,从外星球获得能源)。美国白宫之所以在20世纪即将结束的关键时刻突然对纳米材料和技术如此重视,其原因有两个方面:一是德科学技术部1996年对2010年纳米技术的市场做了预测,估计能达到14400亿美元,美国试图在这样一个诱人的市场中占有相当大的份额。美国基础研究的负责人威廉姆斯说:纳米技术本来的应用远远超过计算机工业。美国白宫战略规划办公室还认为纳米材料是纳米技术最为重要的组成部分。在《自然》的报道中还特别提到美国已在纳米结构组装体系和高比表面纳米颗粒制备与合成方面领导世界的潮流,在纳米功能涂层设计改性及纳米材料在生物技术中的应用与欧共体并列世界第一,纳米尺寸度的元器件和纳米固体也要与日本分庭抗礼。1999年7月,美国加尼福尼亚大学洛杉矾分校与惠普公司合作研制成功100urn芯片,美国明尼苏达大学和普林
斯顿大学于1998年制备成功量子磁盘,这种磁盘是由磁性纳米棒组成的纳米阵列体系,10-”bit/s尺寸的密度已达109bit/s,美国商家已组织有关人员迅速转化,预计2005年市场为400亿美元。1988年法国人首先发现了巨磁电阻效应,到1997年巨磁电阻为原理的纳米结构器件已在美国问世,在磁存储、磁记忆和计算机读写磁头将有重要的应用前景。
最近美国柯达公司研究部成功地研究了一种即具有颜料又具有分子染料功能的新型纳米粉体,预计将给彩色印橡带来革命性的变革。纳米粉体材料在橡胶、颜料、陶瓷制品的改性等方面很可能给传统产业和产品注入新的高科技含量,在未来市场上占有重要的份额。纳米材料在医药方面的应用研究也使人瞩目,正是这些研究使美国白宫认识到纳米材料和技术将占有重要的战略地位。原因之二是纳米材料和技术领域是知识创新和技术创新的源泉,新的规律新原理的发现和新理论的建立给基础科学提供了新的机遇,美国计划在这个领域的基础研究独占“老大”的地位。
面对这种挑战的形势,中国在这个领域的研究能不能继续保持第二阶梯的前列位置,能不能在下世纪前周年,在纳米材料和技术的市场中占有一定比例的份额,这是值得我们深思的重要问题。中国科学院在我国纳米材料研究占有极其重要的地位,在纳米粉体的合成、纳米金属和纳米陶瓷体材料的制备、纳米碳管定向生长和超长纳米碳管的合成、纳米同轴电缆的制备和合成、有序阵列纳米体系的设计和合成、新合成方法的创新等在国内外都做了有影响的工作。在《自然》上1篇,《科学》上4篇,影响因子在3以上的论文6篇,申请发明专利28项,已获发明专利7项,有5项专利获得实施,扶植了国内一些纳米产业,这些都为进一步工作奠定了基础。
为了使中国科学院在世纪之交乃至下一世纪在纳米材料和技术研究在国际上占有一席之地,在国际市场上占有一份额,从前瞻性、战略性、基础性来考虑应该成立中国科学院纳米材料和技术研究中心,建议北方成立一个以物质科学中心为基础的研究中心(包括金属研究所),在南方建立一个以合肥地区中国科学院固体物理所和中国科技大学为基础的研究中心,主要任务是以基础研究为主,做好基础研究与应用研究的衔接和成果的转化。
在富有挑战的对世纪,世界各国都对富有战略意义的纳米科技领域予以足够的重视,特别是发达国家都从战略的高度部署纳米材料和纳米科技的研究,目的是提高在未来10年乃至20年在国际中的竞争地位。从各国对纳米材料和纳米科技的部署来看,发展纳米材料和纳米科技的战略是:()以未来的经济振兴和国家实力的需求为目标,牵引纳米材料的基础研究、应用开发研究;(2)组织多学科的科技人员交叉创新,做到基础研究、应用研究并举,纳米科学、纳米技术并举,重视基础研究和应用研究的衔接,重视技术集成;(3)重视发展纳米材料和技术改造传统产品,提高高技术含量,同时部署纳米材料和纳米技术在环境、能源和信息等重要领域的应用,实现跨越式的发展。
3国内研究进展
我国纳米材料研究始于80年代末,“八五”期间,“纳米材料科学”列入国家攀登项目。国家自然科学基金委员会、中国科学院、国家教委分别组织了8项重大、重点项目,组织相关的科技人员分别在纳米材料各个分支领域开展工作,国家自然科学基金委员会还资助了20多项课题,国家“863”新材料主题也对纳米材料有关高科技创新的课题进行立项研究。1996年以后,纳米材料的应用研究出现了可喜的苗头,地方政府和部分企业家的介人,使我国纳米材料的研究进入了以基础研究带动应用研究的新局面。
目前,我国有60多个研究小组,有600多人从事纳米材料的基础和应用研究,其中,承担国家重大基础研究项目的和纳米材料研究工作开展比较早的单位有:中国科学院上海硅酸盐研究所、南京大学。中国科学院固体物理研究所、金属研究所、物理研究所、中国科技大学、中国科学院化学研究所、清华大学,还有吉林大学烹北大学、西安交通大学、天津大学。青岛化工学院、华东师范大学\华东理工大学、浙江大学、中科院大连化学物理研究所、长春应用化学
研究所、长春物理研究所、感光化学研究所等也相继开展了纳米材料的基础研究和应用研究。我国纳米材料基础研究在过去10年取得了令人瞩目的重要研究成果。已采用了多种物理、化学方法制备金属与合金(晶态、非晶态及纳米微晶)氧化物、氮化物、碳化物等化合物纳米粉体,建立了相应的设备,做到纳米微粒的尺寸可控,并制成了纳米薄膜和块材。在纳米材料的表征、团聚体的起因和消除、表面吸附和脱附、纳米复合微粒和粉体的制取等各个方面都有所创新,取得了重大的进展,成功地研制出致密度高、形状复杂、性能优越的纳米陶瓷;在世界上首次发现纳米氧化铝晶粒在拉伸疲劳中应力集中区出现超塑性形变;在颗粒膜的巨磁电阻效应、磁光效应和自旋波共振等方面做出了创新性的成果;在国际上首次发现纳米类钙钛矿化合物微粒的磁嫡变超过金属Gd;设计和制备了纳米复合氧化物新体系,它们的中红外波段吸收率可达92%,在红外保暖纤维得到了应用;发展了非晶完全晶化制备纳米合金的新方法;发现全致密纳米合金中的反常Hall-Petch效应。
近年来,我国在功能纳米材料研究上取得了举世瞩目的重大成果,引起了国际上的关注。一是大面积定向碳管阵列合成:利用化学气相法高效制备纯净碳纳米管技术,用这种技术合成的纳米管,孔径基本一致,约20urn,长度约100pm,纳米管阵列面积达到3mmX3mm。其定向排列程度高,碳纳米管之间间距为100pm。这种大面积定向纳米碳管阵列,在平板显示的场发射阴极等方面有着重要应用前景。这方面的文章发表在1996年的美国《科学》杂志上。二是超长纳米碳管制备:首次大批量地制备出长度为2~3mm的超长定向碳纳米管列阵。这种超长碳纳米管比现有碳纳米管的长度提高1~2个数量级。该项成果已发表于1998年8月出版的英国《自然》杂志上。英国《金融时报》以“碳纳米管进入长的阶段”为题介绍了有关长纳米管的工作。三是氮化嫁纳米棒制备:首次利用碳纳米管作模板成功地制备出直径为3~40urn、长度达微米量级的发蓝光氮化像一维纳米棒,并提出了碳纳米管限制反应的概念。该项成果被评为1998年度中国十大科技新闻之一。四是硅衬底上碳纳米管阵列研制成功,推进碳纳米管在场发射平面和纳米器件方面的应用。五是唯一维纳米丝和纳米电缆:应用溶胶一凝胶与碳热还原相结合的新?椒ǎ状魏铣闪颂蓟颍═aC)纳米丝外包覆绝缘体SIOZ和TaC纳米丝外包覆石墨的纳米电缆,以及以S江纳米丝为芯的纳米电缆,当前在国际上仅少数研究组能合成这种材料。该成果研究论文在瑞典召开的1998年第四届国际纳米会议宣读后,许多外国科学家给予高度评价。六是用苯热法制备纳米氮化像微晶;发现了非水溶剂热合成技术,首次在300℃左右制成粒度达30urn的氮化锌微晶。还用苯合成制备氮化铬(CrN)、磷化钻(COZP)和硫化锑(Sb。S。)纳米微晶,在1997年的《科学》杂志上。七是用催化热解法制成纳米金刚石;在高压釜中用中温(70℃)催化热解法使四氯化碳和钠反应制备出金刚石纳米粉,在1998年的《科学》杂志上。美国《化学与工程新闻》杂志还发表题为“稻草变黄金棗从四氯化碳(CC14)制成金刚石”~文,予以高度评价。
我国纳米材料和纳米结构的研究已有10年的工作基础和工作积累,在“八五”研究工作的基础上初步形成了几个纳米材料研究基地,中科院上海硅酸盐研究所、南京大学、中科院固体物理所、中科院金属所、物理所、中国科技大学、清华大学和中科院化学所等已形成我国纳米材料和纳米结构基础研究的重要单位。无论从研究对象的前瞻性、基础性,还是成果的学术水平和适用性来分析,都为我国纳米材料研究在国际上争得一席之地,促进我国纳米材料研究的发展,培养高水平的纳米材料研究人才作出了贡献。在纳米材料基础研究和应用研究的衔接,加快成果转化也发挥了重要的作用。目前和今后一个时期内这些单位仍然是我国纳米材料和纳米结构研究的中坚力量。
在过去10年,我国已建立了多种物理和化学方法制备纳米材料,研制了气体蒸发、磁控溅射、激光诱导CVD、等离子加热气相合成等10多台制备纳米材料的装置,发展了化学共沉淀、溶胶一凝胶、微乳液水热、非水溶剂合成和超临界液相合成制备包括金属、合金、氧化物、氮化物、碳化物、离子晶体和半导体等多种纳米材料的方法,研制了性能优良的多种纳米复合材料。近年来,根据国际纳米材料研究的发展趋势,建立和发展了制备纳米结构(如纳米有序阵列体系、介孔组装体系、MCM-41等)组装体系的多种方法,特别是自组装与分子自组装、模板合成、碳热还原、液滴外延生长、介孔内延生长等也积累了丰富的经验,已成功地制备出多种准一维纳米材料和纳米组装体系。这些方法为进一步研究纳米结构和准一纳米材料的物性,推进它们在纳米结构器件的应用奠定了良好的基础。纳米材料和纳米结构的评价手段基本齐全,达到了国际90年代末的先进水平。
纳米技术创新范文第4篇
重点领域科技创新平台建设取得较大进展。*中科院工业技术研究院于*5年10月正式揭牌,我市与中国科学院共建工研院进入新阶段。工研院首批将组建装备制造技术等9个研究中心和1个教育培训机构,工研院部分合作项目已经启动。中科院*生物医药与健康研究院建设步伐加快。研究院共有专业技术人员100余人,拥有一支高水平的研究开发团队,已与国内外多家研究院所和企业签订了多项合作研究协议,向各级政府申报并启动了多项科技攻关项目,初步具备了开展大规模科研实验的条件。*LED工业研究开发基地首期投入1.2亿元,生产中心的封装车间已正式投产,面积近*0平方米的研发中心场地即将交付使用。*中间件研究中心初步建立了一支具有较高技术水平的中间件研发队伍。*清华数字电视工程技术研发中心首期投入3000万元,中心的建设将拉动珠江三角洲相关产业发展,形成国内外领先的数字电视研发和成果转化基地。
积极整合科技资源,基础条件平台建设进入新阶段。依托*地区行业、领域科技实力较强的重点科研机构,继续推进行业工程技术中心建设,选择*电科院等7家单位组建了我市第二批行业工程技术研发中心。启动我市重点实验室培育试点工作,首批选择*大学“市政公用工程实验室”等7个实验室进行试点,争取通过2-3年的建设达到省级重点实验室的水平。生物种质资源库建设取得显著成效,广东省首批挂牌的13个省级种质资源库全部在*地区。
二、高新技术产业快速发展,产业集群竞争力不断增强。
高新技术产业较快增长。*5年,全市实现高新技术产品产值1710.44亿元,同比增长17.4%,占全市工业总产值的25.3%。新认定高新技术企业70家,新办高新技术企业113家。至此,全市经认定的高新技术企业有773家,新办高新技术企业560家。高新技术企业经济实力不断增强。在已认定的高新技术企业中,经济规模超过亿元以上的企业有124家,其中建兴光电科技(*)有限公司成为我市首家产值突破100亿元的认定高新技术企业。全年有2家高新技术企业在境内外上市,至此全市已有10家高新技术企业先后在国内外证券市场上市。
软件、生物医药、新材料等已有一定基础的优势高新技术产业继续巩固和壮大。软件产业经过近几年的快速发展,已初步形成了在全国范围内的比较优势。通过对中间件和网游动漫项目进行重点支持,加快建设相关领域的研发平台,支撑产业发展,进一步拓展软件产业发展空间,培育了新的增长点。*5年,全市软件企业实现技工贸总收入242.1亿元,软件销售收入151.8亿元。到*5年底,全市经省认定的软件企业有620家,软件产品2356个,分别比上年增加158家和459个。生物医药产业自主创新能力和产业竞争力不断增强。科技攻关项目“一种荧光定量聚合酶链式反应方法及其试剂盒”获得*5年国家发明金奖;自主研制的一类新药“凯力康”获得国家颁发新药证书和生产批文,是我国心脑血管治疗领域的一个革新性新药。*1-*5年,*获得国家二类以上新药证书41个,其中一类新药证书6个;获得国家二类以上临床研究批文24个,其中一类新药临床批文9个。我市医药工业龙头企业广药集团,依靠技术创新推动企业发展,*5年实现销售收入139.53亿元,跃居全国医药集团前列。纳米技术研发能力不断加强,产业化进程加快。纳米技术专项重点支持纳米基础技术和生物医药领域纳米技术的研发,一批科研成果进入产业化阶段。“纳米技术在铝塑复合管热熔胶中的应用研究”项目,已建成了年产5000吨的生产规模,实现销售收入6400多万元。
三、高新技术产业基地建设取得新突破。
高新技术产业开发区各园区基础设施与配套服务设施的建设进一步加快。*科学城、天河软件园、民营科技园等园区建设与发展进入新阶段。*5年,经国家发改委和国土资源部等相关部委核定,*高新区区域面积确定为37.34平方公里。高新区各项经济指标稳步增长,*5年实现技工贸总收入914.62亿元,同比增长15.41%;工业总产值617.82亿元,同比增长11.19%。
*科学城建设与发展步伐加快。园区基础设施建设快速推进,投资创业环境进一步优化,电子信息、生物医药和新材料等产业集聚明显。与产业配套的科技创新与服务支撑体系建设也不断完善,吸引了大批研发中心进驻,已有*中生生物技术有限公司和*华银医药科技有限公司等8家企业研发中心入驻*科学城科技创新基地,入驻该基地的项目达到43个,注册资金11.38亿元。*科学城正动工兴建23万平方米的综合孵化场地,建成后*科学城拥有的孵化场地面积将达到50万平方米。
天河软件园招商引资工作取得新突破,发展速度明显加快。通过加大招商引资力度,重点吸引跨国公司和知名大企业,特别是“旗舰型”的软件企业在园区设立地区总部和研发中心,取得了明显效果。引进设立了*爱立信软件研发中心、中国移动南方研发基地、汇丰银行中国软件开发中心、国家商务部国际电子商务分中心等一批骨干项目,这些项目的成功引进将带动一批知名企业在园区建立研发机构或分支机构。*5年园区软件企业实现技工贸总收入194.6亿元,同比增长40.02%,软件收入105.09亿元,增长43.80%。园区总体经济规模在全国11个国家软件产业基地中位居前列。
*民营科技园建设发展迅速。园区基础设施建设不断完善,主次干道路已基本建成,相关配套设施正在积极推进。“863科技成果产业化促进中心”全年有8个项目落户,入驻该中心的企业已达到53家。*珠江电信设备制造有限公司、*安达轴瓦有限公司和广东大华仁盛科技有限公司等一批高新技术企业在园区相继建成投产,一个规划合理、布局协调的高新技术产业园区已初步形成。
黄花岗信息园稳步发展。园区坚持信息服务业为主导的产业方向,大力引进现代信息服务企业,积极引导和支持园区企业发展电子商务、软件应用。园区共有电子商务企业75家,建有各类电子商务网站41个,全年电子商务交易额达35亿元。*5年,共引进友邦资讯等科技企业150多家,全年实现技工贸总收入110亿元,税收3.5亿元。
南沙资讯科技园建设继续推进。通过大力开展招商引资工作,已有16个项目入驻园区。同时,积极推进建设南沙教育研究学院,筹划举办南沙科技论坛。随着*中科院工业技术研究院入驻该园区,将带动一批相关企业在园区发展壮大。
四、企业技术创新主体地位进一步增强。
推进大中型企业建立工程技术研究开发中心取得新进展。全年新组建省级工程中心4家、市级工程中心10家。至此,全市共有部级工程中心13家,省级工程中心35家,市级工程中心32家。工程中心已逐渐成为企业进行技术创新的重要力量,吸引和培养创新人才的有效载体。
中小型科技企业技术创新能力不断提高。我市首次设立科技型中小企业技术创新基金,共安排资金预算2500万元,支持中小型科技企业进行技术创新。争取国家创新基金支持获得突破,全市有51家企业获得立项支持,获得国家资金支持超过3000万元,立项数和获得资金数均为上年的2.7倍,创历史新高。
企业开发具有自主知识产权的关键技术成效显著。围绕软件与集成电路、纳米技术、装备工业、生物医药、中药现代化等重点领域,政府科技经费给予倾斜支持,引导企业进行关键技术攻关,取得显著成果,科技成果产业化进程明显加快。龙腾应用服务器(中间件)、GPRS/GSM-PDA移动数据终端软件、大话西游和水浒游戏软件、大屏幕显示设备、无源光网络系统、MEMS可调光衰减器、手机终端射频收发芯片、城市轨道交通直线电机运载系统、数控设备、纳米改性树脂、纳米气相二氧化硅、注射用人尿激肽原酶、重组人组织型纤溶酶原激活剂TNK突变体等企业开发的一大批有自主知识产权的项目进入产业化阶段。
五、运用高新技术改造传统产业成效显著。
制造业信息化推进工程顺利通过国家科技部验收。我市制造业信息化推进工程经过四年的实施,一批制造业信息化关键技术攻关取得突破。取得了“*钢铁股份有限公司物流交易系统”等22项科研成果,形成了一批具有自主知识产权的应用软件。该工程的顺利实施有效地提升了企业的自主创新能力与综合竞争力。企业新产品平均开发周期缩短30%,生产周期缩短20%,直接成本下降22.3%,年度存货占流动资产比例降低6%,销售费用降低15%,年销售收入增加47.2%,年交税额增加23.8%。
加大对装备工业关键共性技术的攻关,装备工业制造水平进一步提升。通过组织攻克一批制约产业发展的关键共性技术,支持一批具有市场前景、技术含量高,有产业特色的产业化项目,建立产业技术支撑服务机构,大力提高传统装备工业的制造水平,形成了较强的研发能力、技术辐射能力和产业技术支撑能力,为我市装备工业发展提供了技术支撑。
都市农业科技示范带建设进一步加快。按照“高技术、高效益、龙头带动和产业组团”的基本思路,以农业高科技成果的转化应用为先导,都市农业科技示范带建设全面推进。全年安排各类科技项目14项,项目总投资3131万元,通过这批科技项目的实施,有效提高了农业科技水平,推动了区域经济发展,初步形成优质农产品种养技术示范、农业产品加工保鲜、农业高新技术研发等三大功能组团。
六、科技中介服务体系不断完善
科技中介服务机构快速发展。全市注册企业中具有科技中介服务功能的超过1*0家,其中,以科技中介服务业为主业,直接参与科技创新过程的机构超过500家,从业人员超过1万人。技术市场交易活跃,全年共登记技术合同2132项,交易金额40.4亿元,同比增长78.5%,居全国各大城市前列。覆盖全市的科技信息服务网络基本建成,*生产力促进中心等一批骨干中介机构服务能力和质量不断提高。*地区大型科学仪器协作共用网等科技资源共享服务平台建设进一步完善,有效地推动了创新资源的共享、共用。中国工程院院士*咨询活动中心的作用得到进一步发挥,为重大科技工程、项目决策服务开辟了新的途径。
科技型企业孵化器网络建设取得新成效。通过积极推动主要高新技术产业化基地的孵化机构建设,支持和鼓励各区、县级市建设有自己特色的科技企业孵化器,引导孵化机构加强与高等院校、科研院所的合作,建立与国内外其它企业孵化机构和科技园区的联系。全市科技企业孵化机构发展迅猛,共有包括*国际企业孵化器、科学城创新基地在内的20多家孵化机构,孵化面积近80万平方米,孵化面积比上年增长60%,在孵企业近1000家,为我市高新技术产业发展培育了一批新生力量。
七、科技创新与发展环境进一步优化。
对科技发展的宏观指导进一步加强。基本完成了科学技术与高新技术产业发展“十一五”规划的编制工作,规划对我市未来五年科技和高新技术产业发展进行总体设计和统筹安排。围绕消费类电子产业、网游动漫产业、生物技术产业等近期我市重点发展的高新技术领域,组织开展调研工作,出台了《关于加快发展*网络游戏动漫产业的指导意见》,启动了《加快发展*消费电子产业的实施意见》等政策性文件的制订工作。
开展以“科技以人为本,推动和谐*建设”为主题的全市科技周活动,获得了较大的影响和较好的效果。*5年,我市科技活动周开幕式作为全国6个分会场之一,首次与北京主会场进行了电视实时互动直播。在科技活动周系列活动中,邀请了航天英雄杨利伟和一批知名院士做科普报告、专题讲座。全市群众性的科普活动广泛开展,通过科普巡礼展、科技讲座、科技下乡、科普一日游等一系列主题鲜明的活动,促进了社会公众理解科学、支持科技创新与和谐社会建设。举办了“*5’*纳米技术与纳米生物技术国际研讨会”等高层次科技交流活动,营造了较好的学术氛围。
针对社会发展中的热点、难点和紧急需求组织科技攻关,突显了科学技术服务于社会协调发展的功能。应对周边国家及我国部分地区发生禽流感疫情,在广泛征询专家意见基础上,迅速组织成立了我市高致病性禽流感综合防控科技攻关小组和协作组,以研究开发诊断试剂、疫苗和药物,不明原因重症肺炎的快速排查及救治等为主攻方向,组织开展了一系列科技攻关,部分研究项目已取得了初步成果。同时,针对当前人民群众比较关心的治安、城市水污染、大气污染、公共安全等焦点、难点问题,安排实施了科技强警示范、清洁生产、应用清洁能源、消防安全等一批重点科技攻关项目,取得较好效果。
八、广泛运用国内外科技资源,对外科技合作实效进一步提升。
纳米技术创新范文第5篇
【关键词】计算机;发展;未来
现在我们生活生产中最最不可缺少的就是计算机,我们便利的生活和高效的生产均是计算机技术带来的福音。纵观计算机技术的发展趋势,已经给我们带来了新的启发和感悟。为了深入探析计算机的未来发展,我们首先要简单回顾其发展历史。
一、计算机的发展四代历史性标志
1.第一代计算机-电子管
美国宾尼法尼亚大学在1946年研制出了世界上第一台电子数字计算机。其诞生主要用于军工导弹弹道计算而设计。虽然第一代计算机的诞生开辟了计算机发展之路,但其庞大的构造无法进行复制以及量产化的生产,在程序编写上全部采用机器语言,极不利于操作和修改。
2.第二代计算机-晶体管
在经过科学家10年左右时候后,1956年研制出了以晶体管为核心的第二代计算机。晶体管的使用不仅能替代电子管的全部功能,又具有尺寸小、重量轻、寿命长、效率高、发热少、功耗低等优点。在使用软件上创立了一系列高级程序设计语言,使机器稳定性提高。采用中断观念,主要矛盾逐步转向软设备,并且提出了多道程序设计、并行处理和可变的微程序设计思想。
3.第三代计算机-集成电路
1958集成电路的发明为计算机带来了新的时代,特别是1964年推出360系列大型机标志着正式迈入计算机第三个时代。这一时期提出了计算机结构化程序设计思想,计算机主存储器从磁芯存储器逐步过渡到了半导体存储器,其主要逻辑部件采用中、小规模集成电路,计算机的体积进一步缩小,运算速度、精度、存储容量以及可靠性等方面大大提高。
4.第四代计算机-超大规模集成电路
1967年出现的大规模集成短路和1977年出现的超大规模集成电路,为计算机步入我们的生活生产提供的完美的支持,也就如同进入了计算机的现代化岁月。现代计算机已更加趋向于专业化和智能化的方向发展,其操作也更为简单、运算速度更快而且价格也更加便宜。
二、计算机科学技术的发展现状
1.专业性
计算机的发展在今年来突飞猛进,例如微电子技术、复合材料技术及纳米技术的开发与英勇,其发展的方向逐步伸向社会各个行业各个角落。如今计算机可以根据不同的使用对象进行不同的改造及创新,甚至很多专业队伍量身定做适合自己科研工作的计算机。这种根据不同的应用领域的用户进行多类别定制的能力完全体现出计算机的专业性。
2.智能性
计算机硬件的发展周期约为18个月,但软件的发展已经快于这个周期。无论计算机的软件还是衍生出的手机APP,每天新诞生的软件是无法计算的。在软件技术上面,突破是不间断,例如电子人工智能系统、家庭电器智能系统、手机语言智能系统都能代替我们对周围生活生产进行判断,也体现出计算机智能性的一面。
3.实用性
计算机的实用性首先能让我们想到的是通过网络实现信息的快速沟通、便捷及高质量的处理能力,并通过这些来满足不断提高的生活质量。在生产中,协助我们辅助设计、辅助制造、实验模拟演练,计算及所扮演的角色已经无人能代替。近几年的大规模数据库、网络云技术、大数据分析概念不断涌现,不仅提高了我们的生产效率,也让我们的生活更加生动、有趣。
三、计算机技术发展展望
计算机技术的发展已经衍生出诸多的外延行业,到现在为止无论是世界知名企业——微软,还是我国的阿里巴巴,处处可见计算机发展带来的深远影响。今后,随着信息技术的发展,计算机的发展方向更趋向于微型化、高智能化、高速化和多元化。
1.利用纳米技术
在诸多美国大片中,不断出现纳米技术的这个词语,简单来看纳米就是一个长度单位。纳米技术可以突破计算机集成处理和处理速度的限制,更好的发挥计算机的运算处理能力,推进计算机技术有了质的飞跃。
2.大数据体系
计算机的体系结构的发展过程是一个不断完善不断优化的过程。今后,集群系统将成为大型系统的主要应用,并行计算计技术将成为计算机体系结构的主要技术支持,也就是大数据处理体系,它将通过大数据的分析为客户提供更快和高可靠的信息内容。
3.网络云技术
网络的飞速发展,促进了计算机技术的改革和创新,网络云技术成为了计算机技术发展的新趋势。网络云技术已经成为了计算机系统的核心技术,宽带服务等已经成为互联网发展的主流,计入技术将得到更大力度的发展,HDSL、ADSL、DSVD和HFC等技术的发展将进一步提升画面、音质、图像与数据传输服务的质量。
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