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开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇技术论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
1草莓喜凉耐寒,但仍需防冻御寒
草莓是温带常绿植物,喜温凉气候,耐寒不耐热。草莓叶子在5℃以下虽停止生长,但仍可完整保留并能进行光合作用;地上部萌芽期可耐-5℃的低温,休眠期可耐-10℃低温;但当根系在-8℃、茎叶在-12℃、芽在-15℃时仍会发生冻害。冬春季节露地栽植的草莓常处在发生冻害的低温条件下,因此仍需做好草莓的御寒防冻工作。在无稳定积雪地区,当冬季低温来临时先给土壤灌1次水,然后用干草、作物秸秆、牛粪等物覆盖,覆盖的厚度因覆盖物不同而不同,一般干草类为4~6cm,土肥2~3cm。用地膜覆盖防冻效果更好。春季化冻后,分2次撤除防寒物,第1次在平均气温高于0℃时,撤除上层已化冻的防寒物,以利用白天的阳光提高地温;第2次在草莓地上部分即将萌发生长之前进行,不宜过迟,以免折断新茎。如采用地膜覆盖,在揭膜时要做好炼苗工作,防止突然揭膜造成温差过大,影响草莓生长发育。安全越冬的草莓若较早进入花蕾期,则耐寒能力逐渐降低,而此时若遇到晚霜冻害,花蕾和幼果将更容易遭受霜冻危害,因此应随时注意天气变化,以便采取措施,及时防除晚霜冻害。
2草莓喜湿怕干,冬春尤其要注意防旱
草莓对空气湿度要求较高,空气湿度适宜,则生长开花和结果良好;若空气湿度过小,则生长发育不良。特别是开花坐果和幼果生长期,对空气湿度要求较高,这时较大的空气湿度对开花结果有利,不致造成花及幼果干缩,且能延续采果期,产量也有所提高。草莓是浅根性植物,主要根群分布在20cm土层中,吸水能力弱,对水分反应敏感,所以要求土壤中有充足的水分。一般草莓生长要求的土壤湿度为田间最大持水量的60%以上,冬春季节干燥少雨天气常引起土壤干旱缺水而干裂,扯断草莓根系,影响正常生长。因此,必须进行灌水防旱。灌水的主要时期:一是促苗水。9月中下旬至10月上中旬,虽然气候较凉爽,但天气干燥,雨水稀少,而这时草莓正处于生长高峰期,水分的需求量比较大,所以应及时浇水,促其发棵,使其长出较多的叶片以利光合作用。浇水后要及时中耕,促使植株长得根深叶茂,增强其越冬能力。二是越冬水。10月下旬后,草莓虽因气温降低而停止生长,但根系和叶片仍需要水分;同时,为防止冬季因土壤干旱而断根死苗,也需要一定量的水分,因此应依天气情况于11月中下旬浇1次越冬水。稍风干后,进行中耕,可达到保墒和提高地温的目的。三是返青水。草莓越冬后,约在3月上中旬植株开始长根萌芽,这时经过冬季的风干,土壤常缺水干旱,应及时补充水分。但浇水时应注意要小水浅浇,浇后要中耕保墒。中耕宜浅不宜深,防止土块压没心苗;同时,要搞好间苗,及早去掉抽生的侧蔓。四是促花水。4月上中旬至5月上旬,草莓开始抽出花蕾,加之此时新叶大量萌发,水分需求量迅速增大;同时,这时天气转暖温度升高,水分的蒸发量加大,灌水尤其重要。若此时出现连续干旱天气,要5~7d灌1次水,以保证土壤含水量不低于土壤最大持水量的50%,这样才能保证花器分化良好。每次灌水后在表土似干未干时要及时松土,以防止土壤水分迅速蒸发。由于土壤湿润易引起杂草生长,因此在中耕时应及时除去田间杂草。同时要及时摘除老叶和疏花疏果,使每株保留花序2~3个,每个花序留果3~5个。利于养分集中供应果实发育,降低畸形果率,促使果个增大,提高果品的质量。五是保果水。5月中下旬至6月上旬,随着夏季到来,常出现高温低湿的干热风天气,造成土壤和植株强烈失水,而这时草莓又正处在果实迅速膨大和成熟期,是全年需水量最多的时期。应及时灌水,有了足够的水分才能提高坐果率和改善果实品质。但这时水分供应又不能过多,过多反而会降低果实品质。要小水勤浇,保持土壤湿润。进入果实成熟以后,干旱时应在每次果实采收后的傍晚浇小水,切勿大水漫灌,否则易感染病害,引起大量烂果。3草莓喜沃土足肥,冬春季节应适时追肥
草莓根系浅,生长旺,开花结果集中且花果期长,因此必须选择含有机质丰富、保水力强、地势平坦、排灌方便、pH值在5.5~6.5的砂壤土或壤土栽植。草莓对肥料的需求量也比较多,因此在栽植草莓前必须施足基肥,基肥以有机肥为主,结合施用无机肥料。无机肥料以磷、钾肥为主,配施少量氮肥。在草莓的生长期内及时追肥,对促进植株生长和提高产量有显著作用。追肥一般分多次进行,第1次在冬前生长高峰期,可适当追施氮、磷、钾混合肥料,以促使植株健壮生长,为下一年的高产打下良好基础。第2次为越冬肥,10月中下旬,气温明显下降,土壤中的养分分解缓慢,根系吸收能力减弱,为使进入越冬状态的草莓增强御寒能力,可施用少量速效磷、钾肥。同时,可结合防寒多施些细碎腐熟的厩肥,覆盖植株和地面,兼起保水、保温的作用。第3次在3月上中旬,气温逐渐升高,植株开始生长,及时追肥可增加有效花数,提高坐果率。施肥以尿素、复合肥为主,施肥量不宜过大,一般施尿素75~90kg/hm2,复合肥150~225kg/hm2为宜。另外,在开花结果期用0.2%的磷酸二氢钾溶液叶面喷肥,每隔15d喷施1次,连施3~5次,对提高品质和增加产量都有良好效果。
论文关键词:草莓;冬春季;防冻御寒;注意防旱;适时追肥
论文摘要:介绍了草莓冬春管理技术,主要包括防冻御寒、注意防旱、适时追肥等内容,以供草莓种植户参考。
参考文献
[1]杜存志.草莓促成栽培技术[J].专业户,2000(9):13-14.
[2]董清华.草莓栽培技术问答[M].北京:中国农业出版社,2008.
摘要:在机械设计中引入CAD技术,可以解决机械企业中重复性设计多、信息资源利用率低的难题,缩短产品开发周期,具有巨大的经济效益和应用前景。
关键词:机械设计;CAD技术
1CAD技术的发展
CAD(ComputerAidedDesign)是计算机辅助设计的英文缩写,是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力,辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析,达到理想的目的,并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计(CAD)技术诞生以来,已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域,产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术(Com-puterAidedManufacturing,CAM)和产品数据管理技术(ProductDataManagement,PDM)及计算机集成制造系统(ComputerItegratedmanufacturingsystem,CIMS)集于一体。
产品设计是决定产品命运的研究,也是最重要的环节,产品的设计工作决定着产品75%的成本。目前,CAD系统已由最初的仅具数值计算和图形处理功能的CAD系统发展成为结合人工智能技术的智能CAD系统(ICAD)(IntelligentCAD)。21世纪,ICAD技术将具备新的特征和发展方向,以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。
以智能CAD(ICAD)为代表的现代设计技术、智能活动是由设计专家系统完成。这种系统能够模拟某一领域内专家设计的过程,采用单一知识领域的符号推理技术,解决单一领域内的特定问题。该系统把人工智能技术和优化、有限元、计算机绘图等技术结合起来,尽可能多地使计算机参与方案决策、性能分析等常规设计过程,借助计算机的支持,设计效率有了大大地提高。
2三维CAD技术在机械设计中的优点
通过实际应用三维CAD系统软件,笔者体会到三维CAD系统软件比二维CAD在机械设计过程中具有更大的优势,具体表现在以下几点:
2.1零件设计更加方便
使用三维CAD系统,可以装配环境中设计新零件,也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件,既方便又快捷,避免了单独设计零件导致装配的失败。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来,使人一目了然。
2.2装配零件更加直观
在装配过程中,资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系,若装配不正确即予以显示,另外,零件还可以隐藏,在隐藏了外部零件的时候,可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示,对于有一定运动行程要求的,可检验行程是否达到要求,及时对设计进行更改,避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。
2.3缩短了机械设计周期
采用三维CAD技术,机械设计时间缩短了近1/3,大幅度地提高了设计和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时,只需对其中部分零部件进行重新设计和制造,而大部分零部件的设计都将继承以往的信息,使机械设计的效率提高了3~5倍。同时,三维CAD系统具有高度变型设计能力,能够通过快速重构,得到一种全新的机械产品。
2.4提高机械产品的技术含量和质量
由于机械产品与信息技术相融合,同时采用CADCIMS组织生产,机械产品设计有了新发展。三维CAD技术采用先进的设计方法,如优化、有限元受力分析、产品的虚拟设计、运动方针和优化设计等,保证了产品的设计质量。同时,大型企业数控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM进行机械零件加工,一致性很好,保证了产品的质量。
3CAD技术在机械设计中的应用
3.1零件与装配图的实体生成
3.1.1零件的实体建模。CAD的三维建模方法有三种,即线框模型、表面模型和实体模型。在许多具有实体建模功能的CAD软件中,都有一些基本体系。如在AutoCAD的三维实体造型模块中,系统提供了六种基本体系,即立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体。对简单的零件,可通过对其进行结构分析,将其分解成若干基本体,对基本体进行三维实体造型,之后再对其进行交、并、差等布尔运算,便可得出零件的三维实体模型。
对于有些复杂的零件,往往难以分解成若干个基本体,使组合或分解后产生的基本体过多,导致成型困难。所以,仅有基本体系还不能完全满足机器零件三维实体造型的要求。为此,可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮廓,然后在三维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的“基本体”,进而通过交、并、差等得到所需要零件的三维实体造型。
3.1.2实体装配图的生成。在零件实体构造完成后,利用机器运动分析过程中的资料,在运动的某一位置,按各零件所在的坐标进行“装配”,这一过程可用CAD软件的三维编辑功能实现。
3.2模具CAD/CAM的集成制造
随着科学技术的不断发展,制造行业的生产技术不断提高,从普通机床到数控机床和加工中心,从人工设计和制图到CAD/CAM/CAE,制造业正向数字化和计算机化方向发展。同时,模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术(RPM)等,几乎覆盖了整个现代制造技术。
一个完整的CAD/CAM软件系统是由多个功能模块组成的。如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。这些模块应以工程数据库为基础,进行统一管理,而实体造型是工程数据的主要来源之一。
3.3机械CAE软件的应用
机械CAE系统的主要功能是:工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学/运动学仿真等。CAD技术在解决造型问题后,才能由CAE解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性等。
4CAD前沿技术与发展趋势
4.1图形交互技术
CAD软件是产品创新的工具,务求易学好用,得心应手。一个友好的、智能化的工作环境可以开拓设计师的思路,解放大脑,让他把精力集中到创造性的工作中。因此,智能化图标菜单、“拖放式”造型、动态导航器等一系列人性化的功能,为设计师提供了方便。此外,笔输入法草图识别、语言识别和特征手势建模等新技术也正在研究之中。
4.2智能CAD技术
CAD/CAM系统应用逐步深入,逐渐提出智能化需求.设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上,建立基于知识的设计仓库,及时准确地向设计师提品开发所需的知识和帮助,智能地支持设计人员,同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误,回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能,使设计新手也能做出好的设计来,现代设计的核心是创新设计,人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中,用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品、新工程和新系统的设计制造,这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。
4.3虚拟现实技术
虚拟现实技术在CAD中已开始应用,设计人员在虚拟世界中创造新产品,可以从人机工程学角度检查设计效果,可直接操作模拟对象,检验操作是否舒适、方便,及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题,及早看到新产品的外形,从多方面评价所设计的产品.虚拟产品建模就是指建立产品虚拟原理或虚拟样机的过程.虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析,以评价其性能,可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等,基于虚拟样机的试验仿真分析,可以在真实产品制造之前发现并解决问题,从而降低产品成本.虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向.另外,随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周期设计理论和技术的成熟和发展,利用基于网络的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技术,实现真正的全数字化设计和制造,已成为机械设计制造业的发展趋势。
参考文献
[1]黄森彬主编.机械设计基础.高等教育出版社.
[2]荣涵锐.新编机械设计CAD技术基础〔M〕.北京:机械工业出版社,2002.
[3]徐建平,盛和太.精通AutoCAD2005[M].北京:清华大学出版社,2004.
推动着各公司和机构提高了对影像测量技术的重视,影像测量仪的品种和规模也不断扩大[2-4]。国外影像测量仪技术的由于起步早,技术发展比较成熟,因此市场占有比例高,产品知名度和普及度也较高。美国OGP公司设计的VidicomQualifier863,是首个使用固态CID相机和灰度图像处理技术的现代影像检测系统。该公司在影像测量技术领域拥有着多项核心技术和专利。德国蔡司(ZEISS)公司旗下的高端三坐标测量机处于行业先进水平,代表性产品为光学三坐标测量机O-INSPECT系列。其他生产影像测量仪公司如日本MITUTOYO、NIKON,瑞典HEXAGON等也有着雄厚的技术力量。国内的影像测量技术由于起步晚,技术力量薄弱,但随着国家的重视和科研经费投入的加大,相关技术水平持续提高,研究成果也不断涌现。智泰集团(3DFAMILY)代表性的VMC250S型影像仪使用XYZ全闭环伺服控制系统;采用了自主研发的OVMPro全自动光学测量系统,并具有SPC报表分析功能,提高了批量检测的效率,但难以测量高度尺寸。天准公司于2007年自主开发了一款二维自动影像测量仪,打破了国外厂家的技术垄断。其他新兴企业如冶信、新天等生产的影像测量仪器和设备也逐渐在国内市场上崭露头角,占据着一席之地。
2影像测量仪的结构分类与特点
影像测量仪主要由机械主体、标尺系统、影像探测系统、驱动控制系统以及测量软件等组成。影像测量仪的结构型式主要有柱式、固定桥式和移动桥式。柱式一般用于小量程的机器,桥式一般用于中大量程的机器。
2.1柱式影像测量仪
柱式结构底部为基座,二维工作台分别沿X和Y向移动,影像探测系统可在固定立柱上沿Z向运动,结构牢固、精度高,不过工件的重量对工作台运动有影响,不能承载过重工件,适合于中小行程影像测量仪。
2.2固定桥式影像测量仪
固定桥式测量仪的X、Y、Z轴相互正交并沿着各自导轨运动,其中Z轴上安装有影像探头并可以相对Y轴做垂直运动,而Y轴则安装在基座上。Z轴部分和Y轴部分的总成牢固装在机座两侧的桥架上端。每轴都由电机来驱动,可确保位置精度,但不适合手动操作,该结构稳定、整机刚性好。
2.3移动桥式影像测量仪
移动桥式结构是目前大量程影像测量仪中应用最广泛的一种结构形式。其中,工作台固定,其中一个桥框由导轨带动在工作台上沿X轴移动,同时由另一个导轨带动滑板在桥框上沿Y轴移动,主轴则沿Z轴移动。被测工件安放在工作台上,影像探测部件安装在主轴上。这种形式的影像测量仪结构简单、紧凑,刚度好,具有较开阔的空间。
3展望
关键词:滑坡抗滑桩开挖锁口
一、工程概况
某车站站中心里程为K394+047.6,站场呈西南走向,位于1#、2#滑坡体中部,既有线与滑坡主轴(滑动方向)交角82°。滑坡近似呈扇形,坡面凹凸不平,草本植物发育,长轴基本垂直穿越既有线,滑坡体物质有粉质黏土,角砾土、碎石土、块石土,厚度分别为0~12m、0~16m、06~28m、0~12m。1#滑坡位于车站进站端,于既有线线路右侧设抗滑桩47根,2#滑坡于车站出站端,设一排埋式抗滑桩,共计13根桩,桩间距均为6米。
二、施工方案
2.1总体布置
2.1.1施工场地受既有车站场地限制,施工部署尽可能不进入车辆限界,办公、生活设施租住民房,施工场地部署在既有某2#隧道进口左侧居民区
2.1.2水、电布置水:本工区靠山侧有山间溪流,水质清澈,且无腐蚀性。施工用水在溪流下方,设置拦水坝,用水管引流至施工工区。电:从业主设置的临时电网接进,在山体抗滑桩不设中部设置变压器一台,供现场用电需要。
2.1.3施工便道布设本工点紧邻既有线,施工便道根据现场施工场地情况,分1#、2#两处布设。1#滑坡体施工便道利用1#隧道便道在某河桥头沿既有线挡墙延伸,紧靠山侧修建便道。2#滑坡体施工便道在省道310靠近道班处开口,在既有线某桥下穿过,在某中学道路河谷转弯处修建可直达2#滑坡体的便道。
2.1.4混凝土拌合场混凝土拌合站布设在2#隧道进口,混凝土拌合场设在隧道进口右侧,设JS500搅拌机2台。混凝土拌合场设砂石料场、水泥库、外加剂库等。采用2辆JC6A型混凝土搅拌运输车运输混凝土至抗滑桩施工区。
2.1.5弃碴场1#、2#滑坡体抗滑桩的弃碴弃于弃碴场内,该弃碴场位于某河沟上游侧距离既有线某河沟大桥270m处的“V”形谷向上游,该处弃碴场占地25亩,可弃碴约22万方。可满足设计弃碴用。
2.2施工方法与技术
2.2.1工艺流程地表截排水施工测量放线定桩位桩井口开挖锁口施工桩身开挖设置必要的支挡防护桩中护壁施工开挖中地下水处理开挖至设计深度桩身钢筋骨架安装无损检测管安装分层浇筑C30混凝土桩顶空桩回填及桩身露空部分修整桩间重力式挡土墙施工桩身保护。
2.2.2施工准备施工测量,根据设计资料测量定出桩位,平整场地。开挖前,桩基周围的一切不安全。因素必须清除,平整场地要因地制宜,要在桩孔四周做好临时防护措施及警示标志。开凿作业面,清除地表杂物和覆盖土层。为防止雨水侵入桩孔,应在孔口上搭设防雨棚,防雨棚的高度大约2m左右,以利于排水,并注意出土道路的走向,弃土地点应离孔边至少5m以外,出土达到一定数量或影响施工作业时,应组织人力机械进行及时清运。根据需要和可能,采用人力绞车或电动葫芦提升设备,安装提升设备时,首先要考虑到作业情况,即对施工作业是否方便灵活,机具是否拆装容易,还应注意到吊斗容量与起重能力的适应,起重安全系数应大于3。挂钩要求牢固,摘挂容易又有保护措施,人员上下应系安全绳。
2.2.3放线定桩位及高程在场地三通一平的基础上,依据建筑物测量控制网的资料和基础平面布置图,测定桩位轴线方格控制网和高程基准点。确定好桩位中心,以中心为中心,以桩身长宽加护壁后,撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线,桩位线订好之后,必须经有关部门进行复查,办好预检手续后开挖。布孔:根据设计要求放出开挖轮廓线和各炮孔孔位,并予以编号,插木牌逐孔写明孔深、孔径、倾斜角方向及大小。
2.2.4桩井口开挖及锁口施工①桩口单侧防护网在桩口靠近既有线侧设竖立刚性杆件,焊接成型钢筋网挂设,桩口两侧则挂设柔性防护网,以防桩破引起的飞石毁坏既有线设施。②炮位覆盖措施炮孔覆盖:购置废旧车胎编制柔性炮被覆盖于炮位上。这种覆盖材料有较高的强度、弹性和韧性,不易折断,并有一定的重量,不易被爆炸气浪抛起,而且这种材料可反复使用、易修补、经济实惠。要求胶皮炮被厚度不得小于1厘米,编织要严实,四面用钢丝扎紧加固。土袋覆盖加压:在柔性炮被上方加压土袋,并对有可能出现危险滚石的地段加设钢丝绳网或布鲁克网防护,钢丝绳网或布鲁克网四周设锚杆拉紧。以防止滚石危及既有线行车安全。土袋均采用工地废弃水泥编织袋装土,严禁装石子,以免飞石伤人。炮孔阻塞:炮孔阻塞长度应大于或等于最小抵抗线,阻塞材料采用沙土堵塞。混凝土护壁锁口:挖孔时弱风化岩层以上必须采用混凝土护壁,孔口必须采用钢筋混凝土锁口。锁口及护壁混凝土采用C20混凝土。
2.2.5桩身开挖及临时支挡开挖时采用隔桩开挖,对于松散土层采用人工开挖,较硬土层则采用风镐开挖,石质地质则采用小药卷爆破的方法进行。钻爆施工必须爆破时,应专门设计,宜采用浅眼松动爆破和控制爆破相结合的方法,严格控制装药量并在炮眼附近加强支护。其措施为:多炮眼,少炸药,微差雷管爆破,以减少冲击波,震动和噪声。采用松动爆破时,计算爆破指数均取0.75。
2.2.6开挖后地下水处理挖孔后如有地下水渗出,应加强桩身稳定支挡,及时进行孔壁支护,防止水在与孔壁浸泡流淌造成坍孔,如遇到涌水量较大的潜水层承压小时,应使用潜水泵进行抽排,必要采用水泥砂浆灌卵石环圈或加厚护壁的方法进行。
2.2.7钢筋笼布设及安装①钢筋笼加工(靠山侧钢筋3根一束)纵向受力钢筋的接头采用焊接接头,在接头处的35倍钢筋直径范围内(接头错头距离≥35d),在有接头的截面,接头数量≤50%,一般取50%。钢筋加工前进行必要的除锈、调直。②钢筋笼安装及无破损检测管安装受地形限制,本工区钢筋笼先在钢筋加工棚内进行除锈、调直等工作。钢筋笼在桩孔内进行安设。在保证电力线路绝缘良好的情况下桩孔内进行焊接。钢筋笼安装完成后,每根桩四角应预埋无损检测塑料管以利检测,桩位回填前,对全部抗滑桩进行声测。检测合格后,方可进行挡墙施工。
2.2.8桩身混凝土浇筑桩孔开挖到设计桩底高程后,要进行终孔检查,各项技术指标符合设计后,进行钢筋笼下放及安设,安设到位后进行桩孔混凝土的灌注。混凝土灌注尽量在白天进行,严格控制混凝土的拌合质量,按试验部门提供的配比通知单拌制,严格混凝土原材的控制把关。在干燥无水或少量渗水时,可采用常规的灌注方法,采用串筒导流,避免高空直接坠落导致的混凝土离析现象,混凝土的坍落度宜控制在7cm左右。在孔内水位较高时,在封孔工程中难以实现水泵抽排,则进行水下混凝土浇筑。:
2.2.9质量标准
三、结束语
虽然该实例工程滑坡体地质条件比较复杂,但抗滑桩按上述施工方法施工治理后,现场未出现任何不良情况,并有效地克制了滑坡体变形失稳,保证了站场安全,达到了预期的效果。
参考文献:
[1]《铁路路基施工规范》.TB10202-2002.
[2]《铁路混凝土与砌体工程施工规范》.TB10210-2001.
1.1金属元素
有研究发现,某些重金属,比如锰的慢性中毒可损害中枢神经系统,特别是纹状体和苍白球等部位,产生类似PD的锥体外系神经功能障碍。Guilarte等及Huang的研究也发现锰中毒与PD有着密切的联系。Park发现电焊工及其他长期暴露于锰的工人存在着出现神经症状和罹患PD的危险性。Moberly等的研究还表明,锰可以通过作用于嗅球和基底神经节的多巴胺能神经元来影响神经介质的释放,从而导致PD等锥体外系疾病的发生。Coon等利用K-XRF技术测量了慢性暴露条件下铅在人体内的沉积量,并表明长期的铅暴露与PD发病风险成正相关。Komatsu等证实了锰、铁、铅、镉、铝等金属在体内的沉积会导致氧化应激的增加,从而引起PD的发生。
1.2农药百草枯
对多巴胺系统具有神经毒性作用,从而导致PD样症状和改变。Betarbet等利用鱼藤酮复制出了类似PD的大鼠模型,其症状包括出现震颤、步态不稳等。某些PD患者的脑组织中所含有机氯农药,如林丹、狄氏剂的水平明显高于对照组。代森锰(一种杀真菌剂)也被报道与PD的发生相关。还有研究发现,有机磷农药同样与PD的发病相关。
1.3环境毒素
1983年,美国有人吸食了含有1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine,MPTP)的海洛因后出现了典型的PD症状和病理学改变,研究者受到启发用灵长类复制了MPTP的PD动物模型。研究人员经过实验证实,MPTP对多巴胺能系统具有神经毒性从而导致PD样症状和改变。此后,MPTP的PD模型开始被应用于试验中。另外,Shepherd等发现,MPTP还可明显增强百草枯对多巴胺能系统的损害。
1.4其他因素
PD的发病还与很多种因素相关。有学者经过研究发现,摄入过多的脂肪,罹患PD的概率也会增加。Miyake等发现摄入花生四烯酸和胆固醇会增加PD的发生概率。Kyrozis等通过对希腊人饮食习惯的研究发现饮用牛奶也和PD发病有关。Kotagal等发现高血压等心血管危险因素与PD发生具有一定相关性。Aryal等还发现,四氢生物蝶呤(BH4)等增加会导致PD初期病情的恶化。Willis等发现居住环境与PD的发生也有一定关系。
2PD发病机制的研究手段及应用进展
2.1概况
当前的PD研究手段包括动物模型,细胞模型和iPScs模型等。动物模型为PD发病机制最早的研究方式。Maneuf等早在20世纪50年代就通过对啮齿类动物注射利血平的方法使其产生类似人类的PD样症状。此后研究者们又相继积极研发出了6-羟多巴胺模型,百草枯模型等。基因敲除和转基因小鼠模型在PD研究中也有应用。细胞模型包括肾上腺嗜铬瘤细胞系(pheochromocytomacells,PC12)细胞模型,SH-SY5Y细胞模型等。大脑结构复杂性的缺乏和较短的模型寿命意味着小鼠等动物模型难以详尽地阐释人类的疾病,细胞模型也并没有可靠地显示出在PD患者身上所观察到的缓慢的疾病进程。近几年,新兴的iPScs技术,将来源于PD病人的iPScs可分化为中脑多巴胺能神经元,在体外模拟其生理特性,可方便研究人员在更接近人体内环境的条件下研究PD的发病机制。
2.2iPScs技术的发展
iPScs技术是干细胞领域近几年来比较热门的一种新兴干细胞技术。该技术通过病毒载体或其他特异载体将特定转录因子的组合转入到被诱导细胞中,进而将已分化的体细胞重编程为未分化的多能细胞。2006年Takahashi成功将小鼠成纤维细胞重编程为与胚胎干细胞特征相似的诱导性胚胎干细胞,即iPScs。他利用逆转录病毒将4个与多能性相关的基因Oct-4、Sox2、Klf4、c-Myc组合导入被诱导细胞,再经过多能性分子Fbxl5筛选,从而得到在多方面与胚胎干细胞很相似的多能性细胞。随后成功诱导出iPScs。2008年Nakagawa研究小组使用了Oct3/4、Sox2、Klf43个基因,避免了原癌基因c-Myc的插入使得iPScs更安全化,利用Nanog代替Fbx15作为筛选标记,从而进一步提高了筛选的特异性。2009年,Woltjen研究小组以转位子为载体代替了逆转录病毒,所得到的iPScs避免了病毒基因的顽固表达和插入突变等风险,从而使得临床应用风险进一步大大降低。另外,直接将重组蛋白质导入体细胞以及利用合成mRNA进行转染等方法也显著降低了突变的危险性。有报道称体细胞可以通过小分子复合物而不依靠病毒来实现重编程。还有研究者发现毛猴素,二甲基五羟色胺和D4476可作为Oct3/4的化学替代品。随着研究的深入,iPScs技术愈加成熟,不断进展的诱导iPScs的方法既可有效消除重编程造成的种种潜在危险,又可以简单快速地获得iPScs。
2.3利用iPScs技术进行环境、职业致病因素
诱导PD发病机制的相关研究由于环境因素和遗传因素相互影响的复杂性,环境职业因素对PD作用相关的研究具有一定难度。Aboud等以无PD遗传危险因素者为对照组,以PARK2等位基因功能缺失且具有PD家族史但是还未出现症状者为实验组建立了观察锰神经毒性差异的iPScs模型。来源于实验组和对照组的真皮成纤维细胞的iPScs被分别诱导分化为早期神经神经前体细胞。经过测定发现两组神经前体细胞在对锰毒性的敏感性和线粒体分裂等方面几乎没有差别,但是实验组与对照组相比,活性氧显著升高。经过测定发现实验组与对照组相比,锰在细胞内的沉积明显减少,表明在锰沉积率相同的条件下实验组神经前体细胞对于锰毒性的敏感性比对照组高。但是锰沉积明显减少的原因是否与PARK2突变有关尚不清楚。Kikuchi等将人体iPScs来源的的神经前体细胞在无血清、无饲养层条件下培养至28d和42d后分别定向性植入MPTP处理过的猴子双侧豆状核,植入6个月后。磁共振成像(MRI)图像显示移植的细胞在猴子的大脑中存活增殖。由于MRI图像与猴子脑片苏木精-伊红染色的结果具有一致性,他们利用MRI来观察移植细胞的增殖情况。培养至28d的移植细胞增殖迅速,而培养至42d的移植细胞增殖相对缓慢。他们还发现移植后1~3个月的细胞倍增时间明显短于3~6个月,说明细胞的增殖能力在后期开始下降,但至少可以在猴脑内存活6个月以上。他们又通过描述行为评定量表发现移植后猴子的行为较之前发生了一些进步,表明人体iPScs在未来临床试验中的治疗潜力。Deleidi等通过逆转录病毒将人类KLF4,SOX2,OCT4和c-MYC导入恒河猴皮肤成纤维细胞,获得iPScs后进一步将其诱导为多巴胺能神经元细胞并植入6-羟基多巴胺(6-OHDA)诱导的小鼠PD模型的纹状体,移植细胞在移植16周后进行组织分析发现具有酪氨酸羟化酶阳性细胞,且小鼠的纹状体中显示出神经的再生现象。他们还发现这些动物的同侧旋转行为等在移植后均有所恢复,而且移植6个月后这些小鼠既没有产生肿瘤,也没有发生炎症反应,进一步证实了iPScs在PD等神经退行性疾病在临床治疗方面的安全性。Chang等的研究证实了二十二碳六烯酸处理过的iPScs来源的多巴胺能神经元前体细胞植入到6-OHDA诱导的小鼠PD模型体内,小鼠的症状在4个月后得到了一定的缓解。Peng等将来源于iPScs的神经多巴胺能神经元建立起1-甲基4-苯基吡啶离子(MPP+)模型和鱼藤酮的PD体外模型,对44种可能对PD有治疗作用的药物进行了两轮筛选,并利用具有神经保护作用的神经营养因子作为阳性对照。经过MPP+的初筛和确认筛检,他们发现其中16种药物对于MPP+诱导的神经细胞死亡显示出神经保护作用,并利用MPP+模型建立起了这16种药物的剂量反应曲线。经过鱼藤酮模型的筛检他们更加明确了这些药物对于鱼藤酮诱导的多巴胺能神经元凋亡确实具有一定的保护作用。这种方法可以应用于可能具有临床疗效的PD药物的检测来缩短药物进入临床的时间,并可增加临床实验成功的可能性和个体化治疗的可能性,为明确药物疗效提供了良好的平台。
2.4iPScs技术
关键词:纳米科学纳米技术纳米管纳米线纳米团簇半导体
NanoscienceandNanotechnology–theSecondRevolution
Abstract:Thefirstrevolutionofnanosciencetookplaceinthepast10years.Inthisperiod,researchersinChina,HongKongandworldwidehavedemonstratedtheabilitytofabricatelargequantitiesofnanotubes,nanowiresandnanoclustersofdifferentmaterials,usingeitherthe“build-up”or“build-down”approach.Theseeffortshaveshownthatifnanostructurescanbefabricatedinexpensively,therearemanyrewardstobereaped.Structuressmallerthan20nmexhibitnon-classicalpropertiesandtheyofferthebasisforentirelydifferentthinkinginmakingdevicesandhowdevicesfunction.Theabilitytofabricatestructureswithdimensionlessthan70nmallowthecontinuationofminiaturizationofdevicesinthesemiconductorindustry.Thesecondnanoscienceandnantechnologyrevolutionwilllikelytakeplaceinthenext10years.Inthisnewperiod,scientistsandengineerswillneedtoshowthatthepotentialandpromiseofnanostructurescanberealized.Therealizationisthefabricationofpracticaldeviceswithgoodcontrolinsize,composition,orderandpuritysothatsuchdeviceswilldeliverthepromisedfunctions.Weshalldiscusssomedifficultiesandchallengesfacedinthisnewperiod.Anumberofalternativeapproacheswillbediscussed.Weshallalsodiscusssomeoftherewardsifthesedifficultiescanbeovercome.
Keywords:Nanoscience,Nanotechnology,Nanotubes,Nanowires,Nanoclusters,“build-up”,“build-down”,Semiconductor
I.引言
纳米科学和技术所涉及的是具有尺寸在1-100纳米范围的结构的制备和表征。在这个领域的研究举世瞩目。例如,美国政府2001财政年度在纳米尺度科学上的投入要比2000财政年增长83%,达到5亿美金。有两个主要的理由导致人们对纳米尺度结构和器件的兴趣的增加。第一个理由是,纳米结构(尺度小于20纳米)足够小以至于量子力学效应占主导地位,这导致非经典的行为,譬如,量子限制效应和分立化的能态、库仑阻塞以及单电子邃穿等。这些现象除引起人们对基础物理的兴趣外,亦给我们带来全新的器件制备和功能实现的想法和观念,例如,单电子输运器件和量子点激光器等。第二个理由是,在半导体工业有器件持续微型化的趋势。根据“国际半导体技术路向(2001)“杂志,2005年前动态随机存取存储器(DRAM)和微处理器(MPU)的特征尺寸预期降到80纳米,而MPU中器件的栅长更是预期降到45纳米。然而,到2003年在MPU制造中一些不知其解的问题预期就会出现。到2005年类似的问题将预期出现在DRAM的制造过程中。半导体器件特征尺寸的深度缩小不仅要求新型光刻技术保证能使尺度刻的更小,而且要求全新的器件设计和制造方案,因为当MOS器件的尺寸缩小到一定程度时基础物理极限就会达到。随着传统器件尺寸的进一步缩小,量子效应比如载流子邃穿会造成器件漏电流的增加,这是我们不想要的但却是不可避免的。因此,解决方案将会是制造基于量子效应操作机制的新型器件,以便小物理尺寸对器件功能是有益且必要的而不是有害的。如果我们能够制造纳米尺度的器件,我们肯定会获益良多。譬如,在电子学上,单电子输运器件如单电子晶体管、旋转栅门管以及电子泵给我们带来诸多的微尺度好处,他们仅仅通过数个而非以往的成千上万的电子来运作,这导致超低的能量消耗,在功率耗散上也显著减弱,以及带来快得多的开关速度。在光电子学上,量子点激光器展现出低阈值电流密度、弱阈值电流温度依赖以及大的微分增益等优点,其中大微分增益可以产生大的调制带宽。在传感器件应用上,纳米传感器和纳米探测器能够测量极其微量的化学和生物分子,而且开启了细胞内探测的可能性,这将导致生物医学上迷你型的侵入诊断技术出现。纳米尺度量子点的其他器件应用,比如,铁磁量子点磁记忆器件、量子点自旋过滤器及自旋记忆器等,也已经被提出,可以肯定这些应用会给我们带来许多潜在的好处。总而言之,无论是从基础研究(探索基于非经典效应的新物理现象)的观念出发,还是从应用(受因结构减少空间维度而带来的优点以及因应半导体器件特征尺寸持续减小而需要这两个方面的因素驱使)的角度来看,纳米结构都是令人极其感兴趣的。
II.纳米结构的制备———首次浪潮
有两种制备纳米结构的基本方法:build-up和build-down。所谓build-up方法就是将已预制好的纳米部件(纳米团簇、纳米线以及纳米管)组装起来;而build-down方法就是将纳米结构直接地淀积在衬底上。前一种方法包含有三个基本步骤:1)纳米部件的制备;2)纳米部件的整理和筛选;3)纳米部件组装成器件(这可以包括不同的步骤如固定在衬底及电接触的淀积等等)。“build-up“的优点是个体纳米部件的制备成本低以及工艺简单快捷。有多种方法如气相合成以及胶体化学合成可以用来制备纳米元件。目前,在国内、在香港以及在世界上许多的实验室里这些方法正在被用来合成不同材料的纳米线、纳米管以及纳米团簇。这些努力已经证明了这些方法的有效性。这些合成方法的主要缺点是材料纯洁度较差、材料成份难以控制以及相当大的尺寸和形状的分布。此外,这些纳米结构的合成后工艺再加工相当困难。特别是,如何整理和筛选有着窄尺寸分布的纳米元件是一个至关重要的问题,这一问题迄今仍未有解决。尽管存在如上的困难和问题,“build-up“依然是一种能合成大量纳米团簇以及纳米线、纳米管的有效且简单的方法。可是这些合成的纳米结构直到目前为止仍然难以有什么实际应用,这是因为它们缺乏实用所苛求的尺寸、组份以及材料纯度方面的要求。而且,因为同样的原因用这种方法合成的纳米结构的功能性质相当差。不过上述方法似乎适宜用来制造传感器件以及生物和化学探测器,原因是垂直于衬底生长的纳米结构适合此类的应用要求。
“Build-down”方法提供了杰出的材料纯度控制,而且它的制造机理与现代工业装置相匹配,换句话说,它是利用广泛已知的各种外延技术如分子束外延(MBE)、化学气相淀积(MOVCD)等来进行器件制造的传统方法。“Build-down”方法的缺点是较高的成本。在“build-down”方法中有几条不同的技术路径来制造纳米结构。最简单的一种,也是最早使用的一种是直接在衬底上刻蚀结构来得到量子点或者量子线。另外一种是包括用离子注入来形成纳米结构。这两种技术都要求使用开有小尺寸窗口的光刻版。第三种技术是通过自组装机制来制造量子点结构。自组装方法是在晶格失配的材料中自然生长纳米尺度的岛。在Stranski-Krastanov生长模式中,当材料生长到一定厚度后,二维的逐层生长将转换成三维的岛状生长,这时量子点就会生成。业已证明基于自组装量子点的激光器件具有比量子阱激光器更好的性能。量子点器件的饱和材料增益要比相应的量子阱器件大50倍,微分增益也要高3个量级。阈值电流密度低于100A/cm2、室温输出功率在瓦特量级(典型的量子阱基激光器的输出功率是5-50mW)的连续波量子点激光器也已经报道。无论是何种材料系统,量子点激光器件都预期具有低阈值电流密度,这预示目前还要求在大阈值电流条件下才能激射的宽带系材料如III组氮化物基激光器还有很大的显著改善其性能的空间。目前这类器件的性能已经接近或达到商业化器件所要求的指标,预期量子点基的此类材料激光器将很快在市场上出现。量子点基光电子器件的进一步改善主要取决于量子点几何结构的优化。虽然在生长条件上如衬底温度、生长元素的分气压等的变化能够在一定程度上控制点的尺寸和密度,自组装量子点还是典型底表现出在大小、密度及位置上的随机变化,其中仅仅是密度可以粗糙地控制。自组装量子点在尺寸上的涨落导致它们的光发射的非均匀展宽,因此减弱了使用零维体系制作器件所期望的优点。由于量子点尺寸的统计涨落和位置的随机变化,一层含有自组装量子点材料的光致发光谱典型地很宽。在竖直叠立的多层量子点结构中这种谱展宽效应可以被减弱。如果隔离层足够薄,竖直叠立的多层量子点可典型地展现出竖直对准排列,这可以有效地改善量子点的均匀性。然而,当隔离层薄的时候,在一列量子点中存在载流子的耦合,这将失去因使用零维系统而带来的优点。怎样优化量子点的尺寸和隔离层的厚度以便既能获得好均匀性的量子点又同时保持载流子能够限制在量子点的个体中对于获得器件的良好性能是至关重要的。
很清楚纳米科学的首次浪潮发生在过去的十年中。在这段时期,研究者已经证明了纳米结构的许多崭新的性质。学者们更进一步征明可以用“build-down”或者“build-up”方法来进行纳米结构制造。这些成果向我们展示,如果纳米结构能够大量且廉价地被制造出来,我们必将收获更多的成果。
在未来的十年中,纳米科学和技术的第二次浪潮很可能发生。在这个新的时期,科学家和工程师需要征明纳米结构的潜能以及期望功能能够得到兑现。只有获得在尺寸、成份、位序以及材料纯度上良好可控能力并成功地制造出实用器件才能实现人们对纳米器件所期望的功能。因此,纳米科学的下次浪潮的关键点是纳米结构的人为可控性。
III.纳米结构尺寸、成份、位序以及密度的控制——第二次浪潮
为了充分发挥量子点的优势之处,我们必须能够控制量子点的位置、大小、成份已及密度。其中一个可行的方法是将量子点生长在已经预刻有图形的衬底上。由于量子点的横向尺寸要处在10-20纳米范围(或者更小才能避免高激发态子能级效应,如对于GaN材料量子点的横向尺寸要小于8纳米)才能实现室温工作的光电子器件,在衬底上刻蚀如此小的图形是一项挑战性的技术难题。对于单电子晶体管来说,如果它们能在室温下工作,则要求量子点的直径要小至1-5纳米的范围。这些微小尺度要求已超过了传统光刻所能达到的精度极限。有几项技术可望用于如此的衬底图形制作。
—电子束光刻通常可以用来制作特征尺度小至50纳米的图形。如果特殊薄膜能够用作衬底来最小化电子散射问题,那特征尺寸小至2纳米的图形可以制作出来。在电子束光刻中的电子散射因为所谓近邻干扰效应(proximityeffect)而严重影响了光刻的极限精度,这个效应造成制备空间上紧邻的纳米结构的困难。这项技术的主要缺点是相当费时。例如,刻写一张4英寸的硅片需要时间1小时,这不适宜于大规模工业生产。电子束投影系统如SCALPEL(scatteringwithangularlimitationprojectionelectronlithography)正在发展之中以便使这项技术较适于用于规模生产。目前,耗时和近邻干扰效应这两个问题还没有得到解决。
—聚焦离子束光刻是一种机制上类似于电子束光刻的技术。但不同于电子束光刻的是这种技术并不受在光刻胶中的离子散射以及从衬底来的离子背散射影响。它能刻出特征尺寸细到6纳米的图形,但它也是一种耗时的技术,而且高能离子束可能造成衬底损伤。
—扫描微探针术可以用来划刻或者氧化衬底表面,甚至可以用来操纵单个原子和分子。最常用的方法是基于材料在探针作用下引入的高度局域化增强的氧化机制的。此项技术已经用来刻划金属(Ti和Cr)、半导体(Si和GaAs)以及绝缘材料(Si3N4和silohexanes),还用在LB膜和自聚集分子单膜上。此种方法具有可逆和简单易行等优点。引入的氧化图形依赖于实验条件如扫描速度、样片偏压以及环境湿度等。空间分辨率受限于针尖尺寸和形状(虽然氧化区域典型地小于针尖尺寸)。这项技术已用于制造有序的量子点阵列和单电子晶体管。这项技术的主要缺点是处理速度慢(典型的刻写速度为1mm/s量级)。然而,最近在原子力显微术上的技术进展—使用悬臂樑阵列已将扫描速度提高到4mm/s。此项技术的显著优点是它的杰出的分辨率和能产生任意几何形状的图形能力。但是,是否在刻写速度上的改善能使它适用于除制造光刻版和原型器件之外的其他目的还有待于观察。直到目前为止,它是一项能操控单个原子和分子的唯一技术。
—多孔膜作为淀积掩版的技术。多孔膜能用多种光刻术再加腐蚀来制备,它也可以用简单的阳极氧化方法来制备。铝膜在酸性腐蚀液中阳极氧化就可以在铝膜上产生六角密堆的空洞,空洞的尺寸可以控制在5-200nm范围。制备多孔膜的其他方法是从纳米沟道玻璃膜复制。用这项技术已制造出含有细至40nm的空洞的钨、钼、铂以及金膜。
—倍塞(diblock)共聚物图形制作术是一种基于不同聚合物的混合物能够产生可控及可重复的相分离机制的技术。目前,经过反应离子刻蚀后,在旋转涂敷的倍塞共聚物层中产生的图形已被成功地转移到Si3N4膜上,图形中空洞直径20nm,空洞之间间距40nm。在聚苯乙烯基体中的自组织形成的聚异戊二烯(polyisoprene)或聚丁二烯(polybutadiene)球(或者柱体)可以被臭氧去掉或者通过锇染色而保留下来。在第一种情况,空洞能够在氮化硅上产生;在第二种情况,岛状结构能够产生。目前利用倍塞共聚物光刻技术已制造出GaAs纳米结构,结构的侧向特征尺寸约为23nm,密度高达1011/cm2。
—与倍塞共聚物图形制作术紧密相关的一项技术是纳米球珠光刻术。此项技术的基本思路是将在旋转涂敷的球珠膜中形成的图形转移到衬底上。各种尺寸的聚合物球珠是商业化的产品。然而,要制作出含有良好有序的小尺寸球珠薄膜也是比较困难的。用球珠单层膜已能制备出特征尺寸约为球珠直径1/5的三角形图形。双层膜纳米球珠掩膜版也已被制作出。能够在金属、半导体以及绝缘体衬底上使用纳米球珠光刻术的能力已得到确认。纳米球珠光刻术(纳米球珠膜的旋转涂敷结合反应离子刻蚀)已被用来在一些半导体表面上制造空洞和柱状体纳米结构。
—将图形从母体版转移到衬底上的其他光刻技术。几种所谓“软光刻“方法,比如复制铸模法、微接触印刷法、溶剂辅助铸模法以及用硬模版浮雕法等已被探索开发。其中微接触印刷法已被证明只能用来刻制特征尺寸大于100nm的图形。复制铸模法的可能优点是ellastometric聚合物可被用来制作成一个戳子,以便可用同一个戳子通过对戳子的机械加压能够制作不同侧向尺寸的图形。在溶剂辅助铸模法和用硬模版浮雕法(或通常称之为纳米压印术)之间的主要差异是,前者中溶剂被用于软化聚合物,而后者中软化聚合物依靠的是温度变化。溶剂辅助铸模法的可能优点是不需要加热。纳米压印术已被证明可用来制作具有容量达400Gb/in2的纳米激光光盘,在6英寸硅片上刻制亚100nm分辨的图形,刻制10nmX40nm面积的长方形,以及在4英寸硅片上进行图形刻制。除传统的平面纳米压印光刻法之外,滚轴型纳米压印光刻法也已被提出。在此类技术中温度被发现是一个关键因素。此外,应该选用具有较低的玻璃化转变温度的聚合物。为了取得高产,下列因素要解决:
1)大的戳子尺寸
2)高图形密度戳子
3)低穿刺(lowsticking)
4)压印温度和压力的优化
5)长戳子寿命。
具有低穿刺率的大尺寸戳子已经被制作出来。已有少量研究工作在试图优化压印温度和压力,但显然需要进行更多的研究工作才能得到温度和压力的优化参数。高图形密度戳子的制作依然在发展之中。还没有足够量的工作来研究戳子的寿命问题。曾有研究报告报道,覆盖有超薄的特氟隆类薄膜的模板可以用来进行50次的浮刻而不需要中间清洗。报告指出最大的性能退化来自于嵌在戳子和聚合物之间的灰尘颗粒。如果戳子是从ellastometric母版制作出来的,抗穿刺层可能需要使用,而且进行大约5次压印后需要更换。值得关心的其他可能问题包括镶嵌的灰尘颗引起的戳子损伤或聚合物中图形损伤,以及连续压印之间戳子的清洗需要等。尽管进一步的优化和改良是必需的,但此项技术似乎有希望获得高生产率。压印过程包括对准、加热及冷却循环等,整个过程所需时间大约20分钟。使用具有较低玻璃化转换温度的聚合物可以缩短加热和冷却循环所需时间,因此可以缩短整个压印过程时间。IV.纳米制造所面对的困难和挑战
上述每一种用于在衬底上图形刻制的技术都有其优点和缺点。目前,似乎没有哪个单一种技术可以用来高产量地刻制纳米尺度且任意形状的图形。我们可以将图形刻制的全过程分成下列步骤:
1.在一块模版上刻写图形
2.在过渡性或者功能性材料上复制模版上的图形
3.转移在过渡性或者功能性材料上复制的图形。
很显然第二步是最具挑战性的一步。先前描述的各项技术,例如电子束光刻或者扫描微探针光刻技术,已经能够刻写非常细小的图形。然而,这些技术都因相当费时而不适于规模生产。纳米压印术则因可作多片并行处理而可能解决规模生产问题。此项技术似乎很有希望,但是在它能被广泛应用之前现存的严重的材料问题必须加以解决。纳米球珠和倍塞共聚物光刻术则提供了将第一步和第二步整合的解决方案。在这些技术中,图形由球珠的尺寸或者倍塞共聚物的成分来确定。然而,用这两种光刻术刻写的纳米结构的形状非常有限。当这些技术被人们看好有很大的希望用来刻写图形以便生长出有序的纳米量子点阵列时,它们却完全不适于用来刻制任意形状和复杂结构的图形。为了能够制造出高质量的纳米器件,不但必须能够可靠地将图形转移到功能材料上,还必须保证在刻蚀过程中引入最小的损伤。湿法腐蚀技术典型地不产生或者产生最小的损伤,可是湿法腐蚀并不十分适于制备需要陡峭侧墙的结构,这是因为在掩模版下一定程度的钻蚀是不可避免的,而这个钻蚀决定性地影响微小结构的刻制。另一方面,用干法刻蚀技术,譬如,反应离子刻蚀(RIE)或者电子回旋共振(ECR)刻蚀,在优化条件下可以获得陡峭的侧墙。直到今天大多数刻蚀研究都集中于刻蚀速度以及刻蚀出垂直墙的能力,而关于刻蚀引入损伤的研究严重不足。已有研究表明,能在表面下100nm深处探测到刻蚀引入的损伤。当器件中的个别有源区尺寸小于100nm时,如此大的损伤是不能接受的。还有就是因为所有的纳米结构都有大的表面-体积比,必须尽可能地减少在纳米结构表面或者靠近的任何缺陷。
随着器件持续微型化的趋势的发展,普通光刻技术的精度将很快达到它的由光的衍射定律以及材料物理性质所确定的基本物理极限。通过采用深紫外光和相移版,以及修正光学近邻干扰效应等措施,特征尺寸小至80nm的图形已能用普通光刻技术制备出。然而不大可能用普通光刻技术再进一步显著缩小尺寸。采用X光和EUV的光刻技术仍在研发之中,可是发展这些技术遇到在光刻胶以及模版制备上的诸多困难。目前来看,虽然也有一些具挑战性的问题需要解决,特别是需要克服电子束散射以及相关联的近邻干扰效应问题,但投影式电子束光刻似乎是有希望的一种技术。扫描微探针技术提供了能分辨单个原子或分子的无可匹敌的精度,可是此项技术却有固有的慢速度,目前还不清楚通过给它加装阵列悬臂樑能否使它达到可以接受的刻写速度。利用转移在自组装薄膜中形成的图形的技术,例如倍塞共聚物以及纳米球珠刻写技术则提供了实现成本不是那么昂贵的大面积图形刻写的一种可能途径。然而,在这种方式下形成的图形仅局限于点状或者柱状图形。对于制造相对简单的器件而言,此类技术是足够用的,但并不能解决微电子工业所面对的问题。需要将图形从一张模版复制到聚合物膜上的各种所谓“软光刻“方法提供了一种并行刻写的技术途径。模版可以用其他慢写技术来刻制,然后在模版上的图形可以通过要么热辅助要么溶液辅助的压印法来复制。同一块模版可以用来刻写多块衬底,而且不像那些依赖化学自组装图形形成机制的方法,它可以用来刻制任意形状的图形。然而,要想获得高生产率,某些技术问题如穿刺及因灰尘导致的损伤等问题需要加以解决。对一个理想的纳米刻写技术而言,它的运行和维修成本应该低,它应具备可靠地制备尺寸小但密度高的纳米结构的能力,还应有在非平面上刻制图形的能力以及制备三维结构的功能。此外,它也应能够做高速并行操作,而且引入的缺陷密度要低。然而时至今日,仍然没有任何一项能制作亚100nm图形的单项技术能同时满足上述所有条件。现在还难说是否上述技术中的一种或者它们的某种组合会取代传统的光刻技术。究竟是现有刻写技术的组合还是一种全新的技术会成为最终的纳米刻写技术还有待于观察。
另一项挑战是,为了更新我们关于纳米结构的认识和知识,有必要改善现有的表征技术或者发展一种新技术能够用来表征单个纳米尺度物体。由于自组装量子点在尺寸上的自然涨落,可信地表征单个纳米结构的能力对于研究这些结构的物理性质是绝对至关重要的。目前表征单个纳米结构的能力非常有限。譬如,没有一种结构表征工具能够用来确定一个纳米结构的表面结构到0.1À的精度或者更佳。透射电子显微术(TEM)能够用来研究一个晶体结构的内部情况,但是它不能提供有关表面以及靠近表面的原子排列情况的信息。扫描隧道显微术(STM)和原子力显微术(AFM)能够给出表面某区域的形貌,但它们并不能提供定量结构信息好到能仔细理解表面性质所要求的精度。当近场光学方法能够给出局部区域光谱信息时,它们能给出的关于局部杂质浓度的信息则很有限。除非目前用来表征表面和体材料的技术能够扩展到能够用来研究单个纳米体的表面和内部情况,否则能够得到的有关纳米结构的所有重要结构和组份的定量信息非常有限。
V.展望
1.1种子育苗。采用种子育苗法进行育苗,具体流程主要包括:①采种。在秋季,刺槐荚果的颜色由绿色转变为赤褐色,并且荚皮变硬,同时呈干枯状,在这种情况下,即可进行采种。在采种过程中,为了确保所取种子的纯净性,通常情况下需要对荚果进行曝晒处理,进一步将果皮、秕粒、夹杂物等去除。②浸种催芽。对于刺槐来说,由于其种皮比较厚,并且比较坚硬,同时透水性比较差,在进行播种前,需要树种进行浸种催芽处理。在处理过程中,先用60℃的热水浸泡24h,当种子浸泡膨胀后将催芽捞出,对于未膨胀的种子需要继续浸泡24h。在浸泡种子的过程中,为了确保超过90%的种子能够吸水膨胀,通常需要连续浸种2~3次。按照1:3的比例,将膨胀的种子与沙进行均匀的混合,将混合物堆放在背风向阳处或者草袋内进行催芽,同时每天进行适当的喷水(通常每天1~2次),进而在一定程度上达到保温、保湿的效果。
1.2扦插育苗。对于刺槐来说,可以通过2种方式实施扦插育苗:①插根育苗。在进行插根育苗时,需要选择0.5~2.0cm的粗根,并且将根截成10~15cm的小段,将其插入苗床,并对其进行覆土覆膜处理,进而在一定程度上便于增温保墒催芽。②插条育苗。当树木进入休眠后,选择一年生枝条的中下部,将其截成20cm的小段,进行沙藏处理,插条经过冬季沙藏处理后,春季进行整地,同时施入底肥,并覆膜,在扦插过程中,需要将插条下部用200mg/kgABT生根粉溶液浸泡2~12h,同时按照3~5cm的株距进行扦插。
2苗期管理。
在苗长到3~4cm时,在雨后或灌溉后进行间苗,将病弱的小苗去除,在间苗过程中进行第1次除草。当苗高达到15cm时,按照“去弱留强,去小留大”的原则进行定苗,同时进行第2次中耕除草。
3移栽。
移栽刺槐时,通常在萌芽前、树液已流动时(通常4月下旬至5月初)进行,进而在一定程度上提高栽植的成活率。栽植前,需要用水浸苗3~5d,进一步使苗木吸收足够的水分,通过上述处理,其成活率可达90%。
4抚育管理。
①幼苗抚育。对刺槐幼林进行抚育,通常情况下主要包括:松土锄草、扩穴培土、踩穴、抹芽修枝、间苗等。其中,通过抹芽可以进一步培养优良的干形,同时有利于截干造林。②整形修剪。对于刺槐来说,由于具有较强的分枝力,其生长非常旺盛。如果不进行修剪,任其自然生长,进而很容易形成广卵形的树冠,进而在一定程度上影响树形的美观和生长速度。刺槐经过正确的修剪后,平均每年可以长高180cm,与未修剪的刺槐相比,高出100cm左右。③病虫害防治。刺槐病虫害有刺槐蚜、刺槐种子小蜂、褐斑病等。病害用三唑酮1000倍液叶面喷雾防治,每7d喷1次,连喷2~3次。
5结束语
根据黄委治理黄河下游工程管理工作精神,黄河下游近堤基本情况非常复杂,对防汛影响较大,险点隐患必须消除,采取相应的除险加固措施,消除险点隐患的危害,以达到防洪保安全目的。
1、堤防不决口修做工程措施
1.1截渗墙、堤沟河工程:截渗是近几年来黄河采用的防渗措施。一是对近堤险点、隐患、坑塘、堤沟河、井渠进行加固处理;二是对于沿黄村队搬迁投资较大,土地稀少,不能搬迁的进行加固。分别采用了振孔高喷、钻孔水泥泥浆、垂直辅塑、防渗土工(膜布)等加固技术。堤沟河采用近堤淤填抬高高程,减少渗径,洪水时避免顺堤防洪。
1.2背河淤填工程:根据设计要求放淤固堤是黄河下游的一项创举,也是黄河下游堤防加固的法宝,一举多得。长期实践证明,放淤固堤有着其它方案无法比拟的优点,首先,放淤固堤将堤身、堤基的渗流稳定问题,填筑不实、土质不良、獾狐洞穴等隐患问题一并处理,可以显著提高堤防的整体稳定性,有效解决堤身质量问题、处理堤身和堤基隐患;其次较宽的放淤体可以为防汛抢险提供场地、料源等;再次,可以从河道中挖河,有一定的疏竣减淤作用,优其是还可以利用黄河泥沙、变害为利。因此长期实施放淤固堤,利用黄河泥沙淤高背河地面,在加固堤防的同时淤筑“相对地下河,使地上“悬河”形似地下流水,实现黄河的长治久安。
1.3防浪林带:堤防防浪林是近几年来采取的防护新措施,基本上采取优质比较速生的“速柳172”新品种,它生长迅速成林快的优点。一是:大洪水时期风大浪急,减少风浪对堤身的冲击,造成的堤坡坍塌;二是减缓顺堤流势,落淤抬高近堤地面高程;三是减缓顺堤流势防止顺堤行洪带来的严重危害;四是为洪水时期抢险提供了充足的枯料;五是给标准化堤防提供了靓丽的绿色生态林带。
1.4大堤加培及前后戗工程:大堤帮宽加高,主要是大堤加大了断面,增加了渗径,建成标准化堤防后,从环境、社会、生态、抗洪、运输等几个方面大大改观。
2、大堤不决口目标战略措施
2.1数字黄河工程的必要性:为实现新世纪治黄目标,全面贯彻落实水利部“从传统水利向现在水利可持续发展水利转变,以水资源可持续利用支持流域经济社会可持续发展”,这一新时期的治水思路,黄委提出了建设“三条黄河”的战略措施,在实际应用中通过对原型黄河的研究,提出黄河治理开发与管理的各种需求,利用数字黄河对黄河治理开发方案进行计算机模拟,提出若干可能方案或预案,利用模型黄河对数字黄河提出的可能方案或预案进行试验,提出可行方案或预案,最后将所选方案或预案,在原型黄河布置或实施,经过原型黄河实践逐步调整、优化的保障,为实现各项治理开发方案的技术选进、经济合理、安全有效。
2.2信息是科学决策的基础:任何管理与抢险决策都是建立在丰富的、全面的信息基础上,没有信息支撑便成为无源之水,过去受技术手段限制,大多数抢险等靠人工进行,无论在空间、时间、尺度上都难以满足抢险决策的需要,通过数字黄河工程建设,增加自动监测,遥测卫星和航遥感等现代化信息传递,增强对抢险的信息传递的准确把握的能力。
2.3机构改进措施,加强防汛力量,提高人员素质。在定编的基础上,加强防汛力量将业务精干、工作效率高、责任心强的专业技术人员充实到防汛机构,形成一支少而精、高素质的专业队伍。加大对防汛专业人员的培训力度,采取理论相结合的培训方式。一是提高业务技术素质;二是更新知识,使防汛抢险人员随时了解新的技术知识,并运用在具体工作中去加大防汛宣传力度,克服麻痹思想,增强抗大洪、抢大险的忧患意识,确保黄河堤防安全。
1、挑选本院2010年6月至2012年12月送检病理科支气管镜刷检细胞学标本252例。所有的患者最后均确诊为肺癌。男184例,女68例,年龄44~85岁,(平均66.3岁)。所有的患者行支气管镜刷检,同时薄层液基细胞学涂片与传统涂片。
2、仪器:美国SurPathTMPrepstain全自动液基薄层细胞制片染片机(BDTriPath,BurlingtonNC,USA)及相关耗材。采用奥林巴斯电子支气管镜(BF-260或1T260工作镜)进行检查。镜下发现肺癌的直接征象或间接征象者,根据胸部CT提示的病变行透视下支气管镜肺活检。所有患者均在活检部位采用南京微创一次性保护型细胞刷刷检,将毛刷头直接在玻片上常规涂片1张。再将毛刷头置于盛有10mlCyteRichRed固定液的50ml离心管中充分震荡漂洗收集细胞。
3、制片方法
3.1传统涂片方法:纤维支气管镜刷头直接涂抹于载玻片上,涂片1张,干燥,95%乙醇固定10min,常规HE染色镜检。
3.2BDTriPath制片方法:标本加入专用50ml离心管中,使用程控离心机以Hettich3#程序600r/min离心10min,迅速管架倒置180°倾出上清液,加入CyteRichRed固定液20ml,静置30min,Hettich的3#程序以600r/min离心10min,迅速管架倒置180°倾出上清液,涡漩混合器振荡均匀,加入10mlTris缓冲液,混均,移至12ml的离心管,Hettich的4#程序以600r/min离心5min,迅速管架倒置180°倾出上清液,涡漩混合器振荡(15±5)s。管架放在PrePStain系统上,静置10min,等待上机自动制片染色。
4、判断标准:涂片诊断采用正常、可疑癌细胞、癌细胞三种分类方法,后两项为阳性标本。尽量由同一位医师操作电子支气管镜采集标本,由两位细胞病理学医师同时阅片镜检,以找到癌细胞为阳性。
5、统计学方法:统计学处理数据采用SPSS10.0软件包进行χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。
二、结果
两种涂片质量比较:传统涂片,涂片范围大小不一,涂片背景红细胞白细胞多,细胞分布厚薄不均,胞质核浆结构对比不明显,胞核染色质均一模糊、核仁不清;支气管镜刷检细胞标本LCT制片后,细胞集中于涂片范围直径15mm专用玻片上,细胞界限清楚,涂片背景干净清晰,细胞分布单个散在或成团分布,有立体感,胞质着色鲜艳、易于观察,胞核核膜分明,核内染色质及核仁清晰可见。薄层液基细胞学涂片诊断肺癌阳性率为58.33%,(146/252),其中中央型肺癌98例,周围型肺癌48例。传统涂片诊断肺癌的阳率为33.19%,(84/252),其中中央型肺癌68例,周围型肺癌16例。液基薄层细胞学与传统涂片的阳性率的差异有统计学意义P<0.05。
三、讨论
支气管镜刷检细胞学标本应用传统涂片方法制片,受细胞新鲜程度、细胞量、出血及炎性背景、制片技术等因素影响,造成背景不清晰、涂片细胞易重叠、厚薄不均、细胞形态不易观察、有意义细胞数量偏少,容易出现假阴性或假阳性结果,漏诊重要病变。液基薄层细胞学制片技术(LCT)是近年来出现一种制片技术的革新,明显优于传统巴氏涂片的检查方法,其中有代表性的是BDThiPth离心沉降技术和新柏氏(ThiPthTCT)模式技术。两种方法工作原理不同,分别为重力沉降式和过滤膜式,已经广泛成熟应用于宫颈细胞学检查和TBS诊断报告,对比传统巴氏涂片,宫颈癌及癌前病变(低度鳞状上皮内病变和高度鳞状上皮内病变)检出率大大提高,标本采集及制片质量的优越性是传统涂片技术无法比拟的,特别是BDThiPth制片技术在细胞数量、背景去除非诊断性杂质、全自动制片染色及诊断质量尤为突出。美国FDA认证:超柏式液基薄层细胞学检查是所有液基细胞学技术中检出率最高的技术。2005年美国病理协会非妇科细胞学实验室比较液基制片方法与传统制片方法在体液样本检测能力,证实液基制片方法更容易检出肿瘤。
对比传统涂片,LCT制片使细胞在载玻片上分布均匀,厚薄一致,细胞数量多,集中于15mm范围内易于阅片,核染色质着色鲜明,核浆对比效果好,易于观察核结构,染色背景清晰,制片质量十分满意,阳性率显著提高。LCT制片技术和诊断质量体会:支气管镜刷检由于全部收集或大部分收集送检标本,最大程度保留病变细胞,尤为适用LCT制片方法;液基涂片中的细胞核可能不如传统涂片中那样深染,但细胞核异型性是判读恶性或可疑恶性病变的重要重要标准,一般认为核占优势、核浆比例高、核膜不规则、染色质凝块状、核仁清或多个小核仁为恶性证据;巴氏染色胞浆在区分腺癌或分化鳞癌很有帮助,前者胞浆见空泡,后者胞浆橘黄色、含角蛋白;仔细观察成团核深染的细胞,如怀疑异常,在背景中全面寻找单个异型细胞更有意义;提高制片质量显著,但诊断阳性率的改善还需病理诊断医师勤于积累,LCT在支气管镜刷检细胞标本应用时间及应用范围还比较晚,对同一份标本同时进行普通涂片,以积累经验,减少误诊。
支气管镜检查是目前诊断肺癌的常规检查方法,刷检联合组织活检的重要手段。传统支气管镜黏膜细胞学检查是在支气管镜检查过程中用支气管毛刷直接在普通玻片上涂片,诊断率低。LCT对肺癌有更高的诊断率。国内也有少量文献报道。本研究结果显示,经过与组织病理学对照,普通涂片法检出敏感度为33.19%,而LCT检出敏感度为58.33%,较普通涂片法提高了25.14%,差异有统计学意义(P<0.05)。
四、总结
近20年来,我国生物技术取得了长足的发展,培养了一支约2万人的从事生物技术研究、开发、生产和管理的科技队伍,其中有一批留学海外学成回国的中青年生物技术专家;建立了相当数量的研究开发机构及产业化基地;初步形成了医药生物技术、农业生物技术、轻化工生物技术、海洋生物技术等门类齐全的生物技术研究、开发、生产的体系。作出了一批具有较高水平的生物技术研究开发成果,开发出一批生物技术产品并投放市场。继1996~1997年第一个基因工程产品上市的之后,预计在2003~2005年我国将出现生物技术产品上市的第二个。由此可见,与其它高技术领域相比,我国的生物技术总体水平及产业化程度与国际先进水平的差距明显缩小。在我国重要的高技术领域中,从目前基础条件、资源优势和发展态势来看,生物技术最有希望取得创新性进展,最具参与国际市场竞争的潜力。因此,建议国家将发展生物技术及其产业作为21世纪加速发展我国高技术产业、提高国际竞争能力的“突破口”。把握有利时机,进一步把发展生物技术及其产业放在突出的战略地位,力争在21世纪的前10年内使我国生物技术及产业跻身于世界先进行列。
2制定发展战略、明确战略目标、选择发展模式总体战略
我国的生物技术及产业发展应改变以往跟踪为主的战略,实施积极创新为主集成应用的战略方针。基于目前我国生物技术及产业发展的实际状况、水平和能力,在未来10~15年内,我国宜采取“立足创新、集成应用、需求导向、重点突破”的发展战略。
关于集成应用,主要是指把现有的已成熟的先进技术(不管这些技术源自何处)组合集成起来运用于生物技术的研究开发和产品生产。充分借助和合理利用现代科学技术所取得的成就,对于我国生物技术产业以及其他高技术产业的发展都十分重要。
1)战略目标
21世纪初我国生物技术及产业的发展目标应定位在:努力提高生物技术在我国国民经济和社会发展中的贡献率,增强我国生物技术的创新能力和国际竞争能力;争取在21世纪初的10年内,使我国生物技术的整体水平跻身于世界先进行列,生物技术新兴产业发展成为我国的支柱产业之一。
2)发展模式
我们认为,在未来10~15年内,我国的生物技术及产业发展宜采取“政府引导,企业为主,官、产、学、研、资相结合”的发展模式。
众所周知,产、学、研的结合是促进科技进步,加速科技长入经济,提高研究开发效率的良好方式。结合现阶段我国实际情况,为保障生物技术及产业得以迅速发展,政府的作用十分重要。政府应该对全局研究开发及产业化的发展方向、目标、策略和措施进行系统的规划和设计,对各类各层次不同机构的研究开发工作给予重要的引导;对于一些重要的领域,国家应给予一定的资金支持,可以更加有效地引导企业界、金融界以及地方政府的资金和支持,各方面力量形成的合力将加速国家目标的实现。
高技术是基于多种学科的综合技术,而高技术产业则必须加上科学的经营管理和营销策略。发展高技术产业只有以企业为主,才能有效地将分离的科学与技术、科技与产业、产品与市场紧密地有机地联系在一起。同时生物技术产业的发展需要技术资本和金融资本的联合运作。没有一个良好的资本市场,生物技术产业将难以迅速发展。
3主要对策
1)健全和完善管理体制、加强整体协调、形成优势集成
总体而言,我国目前尚没有全国性统管生物技术研究开发及产业化的组织管理机构,缺乏全局性的战略部署。目前国家各类科研计划虽然都在不同程度上注重基础性创新性研究,但在具体实施和操作过程中,往往倾向于选择短期能产生效益的研究项目,导致创新的源头匮乏。更为严重的是,各类计划之间缺乏必要的沟通与协调,各部门、地方自成一体、封闭运行,导致科研力量分散,形不成合力,而且造成低水平重复。现阶段我国正处在从计划经济向市场经济过渡的转轨期。发展我国的生物技术及其产业,必须结合我国具体国情,同时运用计划和市场两种资源配置的调节手段,采取“两弹一星”+利益捆绑的新机制,盘活我国技术、设备与设施、人才等方面的存量,使各方面的优势系统有效地集成;必须同时调动国家、地方和企业以及科技人员的内动力和凝聚力;必须下决心解决部门地方条块分割、低水平重复的顽症。为此,建议国家适时成立全国性的组织管理机构,对全国生物技术及产业发展进行总体规划和协调指导,从而做到整体协调,避免多头指挥和政出多门,实现决策、协调和实施系统的统一、简便和高效。
2)进行战略布局,形成产业聚集区
国外生物技术及其产业发展的经验表明,在一些地理、交通、信息、政策等环境较好的地域,容易形成生物技术研究开发和产业的“聚集区”。这种“聚集”促进了不同研究开发领域的交流与合作,不仅加速了生物技术研发及产业的发展,同时通过“聚集”进一步吸引人才、技术和资金,起到了“聚集”带动“聚集”的作用,形成了良性发展的循环。根据目前我国生物技术及产业发展情况,结合现有国家级高技术产业开发区,可选择技术力量比较雄厚、投资环境好并已有一定生物技术产业基础的上海、北京、广东(深圳)、长春等地作为生物技术产业化基地,给予更为优惠的财政和税收扶持政策。集中力量有选择地发展3~5个生物技术产业聚集区(如以北京为中心的京津冀聚集区、以上海为中心的江浙沪聚集区、以深圳为中心的粤港聚集区、以长春为中心的长沈大聚集区等),发挥生物技术产业发展的聚集效应,尽快形成较大的生物技术产业规模。对上述生物技术产业聚集区,国家应积极发挥引导作用,充分调动地方和企业界的积极性,以国家重大项目为纽带,促进优势互补的联合与协作,逐步形成既有合作(包括跨国和跨地区合作)又有竞争的社会化的生物技术研发与生产的格局。
3)选择部分重点产品,目标定位国际市场
对于某些我国有较好基础、接近或达到国际先进水平或是我国有资源优势的技术领域,例如转基因动物反应器、转基因植物、功能基因组、生物芯片、组织工程、中药等领域,应选择部分重大项目,目标瞄准国际市场,通过运用优势集成、整体设计、分段实施的操作方式,加大协同攻关力度,尽快将一批拥有自主知识产权的生物技术和产品推向国际市场,增强并确立我国生物技术及产业的国际竞争能力和地位。
4)建立国家生物技术重大项目孵化器
我国科技成果转化难、转化率低制约了高科技产业的发展,影响了科技作为第一生产力作用的发挥,已成为普遍关注的问题。生物技术因其自身的综合性、多学科特点,生物技术转化更具有特殊性。在目前我国资本市场尚不完善的条件下,孵化器的作用尤为重要。孵化器的作用是,通过与研究开发机构建立广泛联系,并有力地引导企业介入,密切生物技术上下游的结合,有效地使单一技术的突破尽快孵化为成熟配套的技术和工艺,向产业进行技术转移和辐射,从而加速具有商业前景的技术和产品尽快形成商品化和产业化。为此,应在已有的工作基础上,择优建立数个生物技术国家重大项目孵化器,结合具有自主知识产权、独特性的生物技术重大项目和重大产业工程的实施,力争在5~10年内开发出一批具有自主知识产权和国际竞争力的重大生物技术产品,同时走出一条生物技术成果转化的成功之路。
5)加强生物技术产业相关技术及装备的产业化及国际化
我国在生物技术及产业发展所需的重要仪器、设备、试剂等支撑技术与装备方面十分落后,主要依靠国外进口。在国外,生物技术的支撑技术与装备本身就是一个巨大的产业,其产值占生物技术产业总产值的20%以上。生物技术的支撑技术与装备具有两大特点,一是涉及多学科、多技术领域的交叉;二是绝大多数生产经营专用仪器、装备的公司都拥有国际市场,只有占有国际市场才能在国际竞争中生存和发展。目前我国尚不具备自主研制和生产并占有国际市场的能力。因此,对重要的生物技术仪器、设备和装备,应采取“桑塔纳”模式,走与国外大公司合资合作的发展道路。第一步通过合资合作,引进建设组装线或生产线,这样一方面可以迅速提高技术水平和管理水平,另一方面可以与外国公司共同参与国际竞争;第二步加速引进技术的消化吸收,逐步加大国产化比重,同时加强新型号、新设备的研制开发,进而逐步增强参与国际竞争的能力。在此方面,应注意避免自己闭门造车、封闭发展,所开发的产品性能不稳定,测出的数据不可靠,别人不用,自己也不用的尴尬局面。6)大力发展生物技术中介组织
国外成功经验表明,中介组织在高技术产业发展过程中发挥了重要作用,中介组织是创新体系的重要组成部分。我国应大力发展从事生物技术信息咨询、技术评估(包括生物安全评估)、专利(特别是国外专利)、投融资等方面的中介机构。
我们认为,应尽快组建生物技术产业协会。组建生物技术产业协会有利于信息沟通和协作,有利于规范市场和公平竞争,亦可避免不必要的重复,有利于逐步形成社会化发展的格局。协会组成以企业法人和高级主管为主,吸纳大学和研究机构的技术、管理、营销专家参加。政府主管部门可以通过协会进行全局性组织协调工作。
7)充分利用和合理保护我国丰富的生物资源
我国国土辽阔,特殊的地理、气候、人口、人文、历史以及多民族等原因,使我国具有丰富的动物、植物、微生物及人类遗传资源,包括历史悠久的中医药宝库,为我国在生物技术领域的研究开发提供了得天独厚的有利条件。但从目前情况看,我国在生物资源的保护和利用方面还存在着明显的不足。大量的生物资源没有得到有效的保护和利用,甚至一些重要的资源流失严重。例如,我国虽有丰富的微生物资源,但由于资金和管理上的一些因素,导致研究、保藏和开发工作都处于非常困难的境地,至今没有一个明确的主管部门,也没有一部微生物资源管理的法规。因此,建议国家有关部门象重视人类遗传资源一样高度重视对所有生物资源的保护和利用。一方面应抓紧制定和完善有关各类生物资源管理的法规和规章制度;另一方面应尽快建立健全国家生物资源的保藏及服务体系,其中包括细胞库、菌种库、毒种库、种质库、信息库等。此项工作可在相关计划的基础上,给予专项经费支持。虽然需要花费一定的资金,但这是一项具有战略意义的基础性工作,因此必将起到事半功倍的效果。
8)加强国际合作,建立战略联盟
中国改革开放实践证明,不开放就没有出路。高技术需要在合作和竞争中求发展。一方面是在合作中竞争,另一方面又要在竞争中合作。国际上,企业间的联合与建立战略伙伴关系越来越成为一种重要的发展趋势。我国在发展生物技术及产业的过程中,必须加强与国外政府间和民间的合作与交流。此外,还应利用国内巨大市场的吸引力,积极与某些大型跨国公司建立战略伙伴关系,在国内合作建立合资企业,合作开发新产品,合作开拓国际市场。
发展我国生物技术及产业要充分重视利用海外资源,特别是信息及人才资源。在这方面,即使是十分发达的美国也不例外,十分重视利用国外的信息,并吸引别国的优秀人才为其服务。我国除应采取相关措施积极吸引海外留学生和科学家回国为国效力外,还应选择重大技术领域,在国外建立联合工作站。863计划生物领域在“八五”、“九五”期间已试行,效果良好。实践表明这是实现技术跨越的有效途径。国家应积极引导支持有条件的科研机构和企业,特别是企业在国外建立研究开发机构,这样将会大大提高信息采集、技术引进、智力引进、人才培养和国际合作与交流乃至产品出口的效率。
要选择土壤、水、空气等无污染区域建立无公害稻米生产基地,生产地的环境质量应达到规定标准:土壤中重金属、砷含量不超标,符合GB15618-1995二级标准中关于农田或水田部分的要求;农田灌溉水质达到地面水二级标
准,符合GB5084-1992中有关水作部分的要求;空气质量达到二级标准,各项污染物指标符合GB3095-1996要求。
2品种选择
要根据水稻对产地生态环境的适应性及其富硒能力,选择品质好、产量高、抗病耐虫害的品种作为主栽品种。经试验研究,长三角地区宜选用抗病虫、抗逆性强的嘉禾218、秀水128等新型优质稻品种作为富硒大米的生产品种。种植全过程实行无公害管理,在水稻生长中后期进行叶面喷施硒肥,使稻米中含硒量符合国家食品中硒限量标准,米中硒含量控制在0.100~0.300mg/kg范围内。
3沼液浸种
采用沼液浸种育秧具有提高稻谷发芽率,播后易扎根、现青快、生长旺,提高水稻苗期抗寒能力,简便易行,操作安全等优势。沼液浸种具体操作方法:在浸种前先除去籽粒不饱满、发霉变质的劣种,晒种1~2d,以提高种子的吸水性,并杀灭部分病菌。然后把种子装入透气性较好的编织袋,每袋最多装15~20kg种子,留出一定空间,扎紧袋口,放入正常产气使用的沼气池水压间内(水压间内的浮渣等要事先清理干净),一般种子浸泡12h左右。最后将种子取出,在清水中洗净,再按常规方法催芽、播种。
4稀播稀植
根据种植方式和播种移栽期的迟早,确定播种量和栽插密度。一般直播单季晚稻播种量为37.5kg/hm2左右,秧龄掌握在25d左右;移栽稻行株距为23.1cm×13.2cm左右,插30万丛/hm2左右,每丛插2~3株,确保基本苗75~90万株/hm2。瓜翻稻及栽插偏迟的单季晚稻栽插密度可适当提高。
5测土配方施肥
根据各地土壤分析测试结果和目标产量,制定平衡施肥方案及相应的施肥方法。洲泉、乌镇生产基地通过实施测土配方施肥,改变了农民长期偏施氮肥的传统做法,解决了过量施肥和施肥比例不合理问题,有效地控制了施肥量,提高了肥料利用率,增强了作物抗性和减少了化学物质对环境的污染,农田生态环境得到了改善。
6病虫害统防统治
长三角地区晚稻主要病虫害有纵卷叶螟、螟虫、稻虱、纹枯病、稻曲病等。应以“预防为主,防治结合”为原则,以选择抗病良种为中心,强化栽培为基础,依托市镇2级农业技术部门,加强病虫害测报,安装频振式杀虫灯,选用优质品牌农药,控制用药次数和用量,禁用高毒高残留农药,有条件的地方开展病虫害统防统治,达到节本增效、控制农业污染源的目的。
7施用富硒增产剂
富硒稻米的生产技术跟普通稻米的生产技术主要区别于生产环节多了喷施富硒营养液的过程。硒经过水稻生理化学转化,把无机硒转化为便于人体吸收的有机硒贮存在稻米内。富硒增产剂的使用方法为:在抽穗至灌浆期,大田使用15包/hm2(100g/包)富硒增产剂。使用时,先将袋内的小袋母剂用少量水溶解,再加入其余部分,然后加入300kg/hm2水搅匀后喷雾。一般应选择晴朗无风的天气,早上或傍晚进行叶面喷施;如在喷施后的8h内下雨,需重新喷施;不可与其他农药混用。
参考文献
[1]王晓雅.微量元素硒的生理功能[J].现代农业科技,2006(6):126-128.
[2]赵学杏.无公害富硒稻米生产技术集成研究与推广[J].安徽农学通报,2008(14):196-197.
论文摘要通过开展杨梅种植管理技术创新进行无公害标准化生产,总结杨梅无公害种植管理技术,主要包括制定技术操作规程、基地选址、施肥管理、整形修剪、病虫害防治、采摘、包装、贮藏等方面的内容。
峡江县属赣江中下游低山丘陵地形,丘陵面积8.4万公顷,占林地面积的98%,土壤多为土层深厚的红黄壤,呈酸性或微酸性,是杨梅生长最为适宜的立地条件。峡江县林业局从2005年开始实施万亩杨梅基地项目,推广优质高效杨梅良种(东魁、荸荠),推行果业标准化、无公害生产,创建生态无公害果园。2006年3月,峡江县玉笥山林场1998年种植的133.3hm2杨梅生产基地被江西省农业厅认定为“江西省无公害农产品产地”,所生产的“玉林”牌东魁杨梅经农业部认证获得无公害农产品标识,并获得国家绿色食品标识。该县在开展杨梅种植管理技术创新进行无公害标准化生产上采取的主要措施如下。
1严格杨梅种植培育技术
1.1制定技术操作规程
依照无公害果品生产标准(NY5201-2004、NY/T391-2000、GB3095、GB4285、GB5084、GB8321.1-6、GB15618),制定了《峡江县无公害杨梅生产技术操作规程》,并印发至各种植户,统一实行标准化管理。
1.2基地选址
选择森林生态环境良好,生物多样性保持较好,森林茂密,空气清新,湿度适宜,方圆3km森林覆盖率达60%以上,土壤、空气、水质环境均达到国家标准规定的一级(类)标准(要求)的区域,离公路干线500m以上,远离城镇居民区、工矿企业、废弃物和废旧物资堆放地及城市生活垃圾污染源,没有或不受污染源影响,并具有可持续发展的生产区域,同时对土壤、空气、灌溉水质进行综合监测。
1.3合理的施肥管理
使用无公害农产品允许的有机肥、生物肥、专用复合肥,适当配合使用无机肥。在生产过程中施肥以有机肥为主,复合肥为补;基肥为主,追肥为补。幼树期施肥以促春、夏梢,争取实现早出梢,迅速扩大树冠为目的,一年中施基肥1次,追肥2~3次,基肥以有机肥为主,如腐熟厩肥、饼肥等,追肥通常使用尿素和三元复合肥。成年结果树每年施2~3次肥,分别为花前肥(1月下旬至2月下旬)、壮果肥(4月下旬至5月上旬)、采后肥(6月下旬至7月上旬)。花前肥以钾肥为主,配合适量氮肥。一般株施焦泥灰15~20kg或硫酸钾0.5~1.0kg,如花量多,可在上年11月施下,以迟效肥为主,株施草木灰或堆肥或腐熟栏肥15~20kg,加硫酸钾0.5~1.0kg。树势弱的加施适量尿素。采后肥以有机肥为主,配合少量速效肥料,株施草木灰或堆肥或腐熟栏肥或饼肥2kg加焦泥灰10kg,树势强的,结果少的,可不施采后肥。壮果肥要看树施,挂果较多的,可株施硫酸钾1kg;对树势弱可根外追肥,用于快速补肥或补给微量元素,喷施时间宜选择阴天或傍晚。一般选用喷施宝,高效复合稀土液肥等,采前40d禁止喷施任何叶面肥。
1.4整形修剪
杨梅的树形以自然开心形为好,树体高度控制在3m以内,主枝3~4个,主枝与主干的角度45°以上。主枝上配备不同方位的副枝3~4个,副主枝上培养结果枝群。结果枝以5~15cm的中短结果枝结果最好。以春梢和夏梢为主要结果母枝。根据这些特性,修剪分2次进行。第一次在采果后,即7月上、中旬进行,促发夏梢,控制晚秋梢,加快花芽的形成,以大枝修剪整形为主,不剪小枝,锯除顶部直立枝、交叉枝、拖地枝、密生枝。7~10月不搞修剪,以控制晚秋梢。第二次修剪要看树势定时进行,对强树早剪、弱树迟剪,强树在11月份剪,主要是促进枝梢老化粗壮,增强花芽发育,弱树在翌年2月下旬到3月上旬剪,过早易受冻害,过迟影响开花,以小枝疏删修剪为主。
1.5病虫害防治
严禁使用高毒、高残留、具有“三致”(致癌、致畸、致突变)作用以及影响杨梅质量的农药。推广使用防治病害的农药主要有石硫合剂、多菌灵可湿性粉剂、“402”抗菌剂;防治虫害的主要有杀灭酯乳剂、潜克可湿性粉剂、机油乳剂等低毒低残农药。病虫防治1a不超过5次,少的1~2次。关键是病害预防在前,虫害在初孵幼虫盛期重点防治。根据森林食品的要求和杨梅无果皮的特性,禁止采前40d使用任何农药及叶面肥,确保果品质量达到无公害农产品标准。
2产品质量管理
2.1采摘
杨梅采摘时,一律采用徒手采摘,用篓(篮)或箩(筐)为盛皿,按杨梅果形、色泽、果面、内柱分级要求不同,进行分级采摘。采摘时间以早、晚为佳,防止温度偏高,不耐贮运。