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人类迈入高新技术时代:高新技术的主要内容

本文摘要:信息技术信息技术主要指信息的获取、通报、处置惩罚等技术。它在新技术革掷中处于焦点和先导职位。信息技术以微电子技术为基础,包罗微电子技术、盘算机技术、通信技术和网络技术等。微电子技术是微小型电子元器件和电路的研制、生产及用以实现电子系统功效的技术体系。

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信息技术信息技术主要指信息的获取、通报、处置惩罚等技术。它在新技术革掷中处于焦点和先导职位。信息技术以微电子技术为基础,包罗微电子技术、盘算机技术、通信技术和网络技术等。微电子技术是微小型电子元器件和电路的研制、生产及用以实现电子系统功效的技术体系。

现在,较为成熟的微电子技术包罗:盘算机辅助设计的软件和硬件系统;电路或系统的模拟、电路设计、电路物理问题分析;盘算机自动读图、自动绘图、自动刻图、盘算机联动的图形发生、自动翻版和布线;单机工艺设备程控自动化、全自动工艺线;盘算机自动测试、逻辑分析、故障诊断;细密性、稳定度及效率能满足大规模集成电路要求的电子束图发生器、高分辨率制版及成像;微细加工技术、高压氧化技术、多晶硅技术,等等。总之,微电子技术已经渗透到诸如现代通信、盘算机技术、医疗卫生、情况工程、能源、交通、自动化生产等各个方面。

微电子技术的泛起是今世电子技术的突破,并由此引起了电子技术领域的革命。盘算机技术是现代信息处置惩罚技术的焦点,可用于科学盘算、数据处置惩罚、工业控制、情报检索、企业治理、商业治理、交通治理等领域。

当前,盘算机技术的主要内容是RISC、并行处置惩罚、多媒体技术以及软件和网络技术。RISC系统将指令系统精简,使系统简朴,目的在于淘汰指令的执行时间,提高盘算机的处置惩罚速度。

并行处置惩罚技术可在同一时间内在多个处置惩罚器中执行多个相关或独立的法式,它是提高盘算机处置惩罚速度的重要偏向。多媒体技术是进一步拓宽盘算机应用领域的新兴技术,它把文字、数据、图形、图像和声音等信息媒体作为一个集成体由盘算机来处置惩罚,把盘算机带入一个声、文、图集成的应用领域。多媒体系统把盘算机、家用电器、通信设备组成一个整体,由盘算机控制和治理。

网络技术把疏散的盘算机联成一体,到达信息资源的共享。通信技术包罗数字通信、光纤通信、卫星通信、移动通信等内容。

数字通信可以高速完成庞大而大规模的信息传输任务;光纤通信可以通报电话、电传、传真、彩色电视和盘算机数据;卫星通信广泛用于海内、国际通信,包罗军用通信、海事通信和电视、广播的中继等方面;移动通信适应了现代社会快节奏,人员流动性强的需要。网络技术是在盘算机技术、通信技术基础上生长起来的,它是电脑、通信和媒体的大团结,互联网是世界各国网络群所联成的一种网络,该网络不为任何一个国家或任何一个公司所独占,而是全人类共享的信息资源,在人类社会中起着十分重要的作用,促进了“地球村”的形成。生物工程生物工程是应用现代生物科学及某些工程原理,将生物自己的某些功效应用于其他技术领域,生产供人类使用的产物的技术体系。

生物工程主要包罗基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等内容。基因工程是一种在分子水平上直接革新遗传物质的新方法。其原理是将所需的某种生物的基因,即目的基因,转移到需要革新的另一种生物的细胞里,使目的基因在那里复制和表达,从而到达革新生物或缔造生物新种类的目的。基因工程的大致历程如下:第一步,取得目的基因;第二步,将目的基因和载体在生物体外联接,在联接酶的作用下,获得重组DNA分子;第三步,将联接有目的基因的重组载体转入宿主细胞,即重组DNA分子的转化;第四步,将受体细胞举行繁殖,这样获得的受体细胞便有了新的性状。

细胞工程是指通过细胞或原生质体融合技术,或染色体重组,或个体染色体添加、置换或拼接等技术,以获得能用于生产的新物种或新品种,以及通过细胞与组织造就举行生产的一切技术体系。所以细胞工程是一种在细胞水平上革新生物品种、培育新品种的生物工程技术。

它突破了只有同种生物才气实行杂交的限制,为改良生物品种或缔造新品种开创了辽阔的前景。细胞工程包罗细胞融合(细胞杂交)、细胞拆分、植物细胞和组织造就及基因导入等。酶工程主要是使用生物酶或细胞、细胞器所具有的某些特异催化化学反映的功效,通过现代工艺手段和生物反映器生发生物产物的技术。

包罗酶类的开发生产、牢固化酶和牢固化细胞技术、酶分子的化学修饰技术、牢固化酶反映器的研究和设计、酶的分散提纯技术等。酶是一种卵白质,是保证生物体内种种化学反映顺利举行的生物催化剂。通常用化学催化剂要1年到100万年才气完成的反映,用酶只需2秒钟就完成了。现在已知的生物体内的酶有2300余种,每一种酶都各司其职,从而保证了生物体内的种种代谢运动有条不紊地举行。

发酵工程也称微生物工程,主要是使用微生物的某些特定功效,通过现代工程技术手段生产有用物质,或直接把微生物应用于工业化生产的一种技术。在发酵工程中唱主角的是微生物。发酵工程主要包罗选育优良菌种,发酵生产某种代谢产物,生产某种微生物菌体,修饰或革新某种化学物质,矿物资源的微生物浸提及微生物对有毒物质的剖析等。发酵技术的应用可分为两个方面:一是直接使用菌体细胞;二是使用微生物代谢产物。

新质料技术质料是人类生存和生长的物质基础,也是人类社会现代文明的重要支柱,质料的变化直接影响着社会的厘革。新型质料主要包罗新型金属质料、高分子合成质料、复合质料、新型无机非金属质料、光电子质料和纳米质料等。

重要的新型金属质料有铝、镁、钛合金以及稀有金属等。新型铝合金品种繁多、重量轻、导电性好,可取代铜用作导电质料。

新型镁合金既轻又强,是制造直升飞机某些零件的理想质料。新型高强度钛合金不仅用来制造超音速飞机和宇宙飞船,而且广泛用于化学工业、电解工业和电力工业,被誉为“未来的钢铁”。稀有金属化学性质十分生动,少量即能改善合金的性能,可用来制造光电质料、磁性质料、化工质料及原子能反映堆的零件。

高分子合成质料可分为合成橡胶、塑料和化学纤维。由于高分子在化学组成和结构上的差别,因而具有多种性能,用途十分广泛,已在相当水平上取代了钢材、木料、棉花等天然质料。合成橡胶大致有三类:通用橡胶、特种橡胶和热塑橡胶。

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塑料是产量最高,应用最广的高分子质料,主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯及工程塑料等。化学纤维主要有五大类:即绦纶、锦纶、腈纶、丙纶和维纶。

复合质料是有机高分子、无机非金属和金属等质料复合而成的一种多相质料,它不仅能保持其原组分的部门特点,而且还具有原组分所不具备的性能。复合质料可分为两大类:一类是结构复合质料,它是作为承力结构使用的质料,由能蒙受载荷的增强体与能毗连增强体成为整体质料同时又起通报力作用的基体组成;另一类是功效复合质料,它的效能优于一般功效质料。

主要有压电型功效复合质料、吸波、屏蔽性功效复合质料、导电功效复合质料等。常见的新型无机非金属质料有工业陶瓷、光导纤维和半导体质料。工业陶瓷主要有两大类:一类为先进结构陶瓷,如莫来石、新能源技术氧化铝、氧化锆和复相陶瓷等;另一类为先进功效陶瓷,包罗装置陶瓷、电容器陶瓷、压电陶瓷、铁电陶瓷、半导体陶瓷等。

光导纤维是可有效地远距离传导光信号的玻璃或塑料纤维,它重量轻、通信容量大、传输损耗低、抗滋扰力强、温度稳定性好。半导体质料主要用来制作晶体管、集成电路、固态激光器和探测器等器件。光电子信息质料包罗光源和信息获取质料、信息通报质料、信息存储质料以及信息处置惩罚和运算质料等,其中主要是各种光电子半导体质料、种种光纤和薄膜质料、种种液晶显示质料和电色质料、新型相变和光色存储质料、光子选通质料、光致折变质料、新型非线性光学晶体等。

纳米质料。“纳米”是一个长度单元,1纳米即是10-9 米。科学家们发现,当物质(质料)的结构单元(如晶粒或孔隙)小到纳米量级时,物质(质料)的性质就会发生重大的变化,不仅可以大大改善原有质料的性能,甚至会具有新的性能或效应。使用这些所谓纳米结构质料的新特性制成器件或制品会引起诸如工业、农业、医疗和社会的重大厘革。

以商品规模生产的纳米质料有:金刚石、磁性质料、金属、陶瓷、复合质料和半导体质料等。新能源技术20世纪70年月以来,许多国家泛起能源短缺问题,世界各国普遍增强对新能源的研究与开发,从多方面探寻生长新能源的途径,取得了令人振奋的成就。

其中,以核能、太阳能、氢能、地热能的使用最为引人注目。核能(原子能)是原子核结构发生变化时放出的能量。

核能可以替代煤炭、石油等能源,现在主要用于发电。当前,世界各国核电站所接纳的核反映堆基本都是核裂变反映装置。太阳能是一种庞大且对情况无污染的能源。太阳能的转换和使用方式有:光——热转换、光——电转换和光——化学转换。

太阳能热使用技术是太阳辐射能量通过种种集热部件转酿成热能后被直接使用,它可分低温(100—300℃):工业用热、制冷、空调、烹饪等;高温(300℃以上):热发电、质料高温处置惩罚等。太阳能光电转换技术主要是通过太阳能电池将太阳辐射转酿成电能。光化学转换技术是研究光和物质相互作用引起的化学反映的一个化学分支。

氢能是不久的未来作为替代石化类二次能源中汽油、柴油的一种最有希望的能源。由于氢重量轻、热值高、无污染、资源富厚,从20世纪70年月初开始就用于发电以及种种灵活车、航行器的燃料和家用燃料等。氢作为能源使用时,无污染物发生,燃烧产物是水,而生产氢的原料也是水。氢的热值高,每克液氢可产热120千焦,是汽油的2.8倍。

可是,氢需要使用其他能源来制取。当前,制氢所接纳的方法主要是热剖析法和电剖析法,氢的制取成本是现在制约其应用的主要障碍。

地热能是来自地球内部的一种天然能源,地球自己是个大热库,蕴藏着庞大的热能。地热能的使用现在主要有两个方面:地热能发电和地热能采暖。

地热能发电是地热能使用的主要的、具有开发前景的形式,其发电原理与一般火力发电相似,所差别的是,其动力源是直接来自于地热。地热能采暖主要是将地热能——蒸汽或热水,直接应用于工业生产或生活。此外,对生物能、风能、海洋能也在不停举行研究、开发和使用。空间技术空间技术是探索、开发和使用太空以及地球以外天体的综合性工程,也是高度综合的现代科学技术。

它主要包罗人造卫星、宇宙飞船、空间站、航天飞机、载人航天等内容。人造卫星是指人工制造的被加速到凌驾8千米/秒后绕地球在空间轨道上运行的无人航行器。人造卫星种类许多,总的可分为科学试验卫星和应用卫星两大类。

应用卫星按其用途又可分为通信卫星、广播卫星、气象卫星、地球资源卫星、导航卫星、测地卫星、侦察照相卫星等。应用卫星是直接为国民经济、军事和文化教育等服务的卫星,是当今世界上发射最多、应用最广泛的航天器。宇宙飞船即载人飞船,它是能保障宇航员在外层空间生活和事情以执行航天任务并返回地面的航天器。

它可以独立举行航天运动,也可作为往返于地面和航天站之间的“渡船”,还能与航天站或其他航天器对接后团结航行。宇宙飞船运行时间有限,仅能使用一次。

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宇宙飞船分两类,一是围绕地球轨道航行的飞船,二是能脱离地球轨道的飞船。飞船由宇航员返回座舱、轨道舱、服务舱、对接舱和应抢救生装置等部门组成。空间站又称航天站、太空站或轨道站,是可供多名宇航员巡访,恒久事情和居住,在牢固轨道上运行的载人航天器。

它可作为科学视察和实验的基地,并可用来给此外航天器加燃料或从上面发射卫星和导弹。太空站的重要用途有:天文观察、勘察地球资源、应用新工艺技术在太空制造新型合金和超纯质料、举行生物医学试验等。要生长空间站,就必须把大量的设备和结构运到轨道上去,还要把人员往返运送于空间站和地面。

运人的往返运输系统可接纳航天飞机。航天飞机是可以重复使用的、往返于太空与地面的载人航行器。

它综合了火箭、飞船和飞机三者的技术,是一种新型的航空航天航行器。航天飞机运载量大,可装载种种卫星、飞船、实验室和较多宇航员、科研人员。

它可在轨道上发射卫星,又可接纳和修复卫星。载人航天是航天技术生长的一个新阶段,是人类驾驶和乘坐载人航天器(载人飞船、空间站、航天飞机)在太空从事种种探测、试验、研究和生产的往返航行运动。载人航天系统由载人航天器、运载器、航天器发射场和接纳设施、航天测控网等组成。

海洋工程海洋工程包罗举行海洋观察和科学研究,海洋资源开发和海洋空间使用,涉及到许多学科和技术领域,它主要体现在:海底石油和天然气开发技术、海洋生物资源的开发和使用、海水淡化技术、海洋能源发电技术等方面。为了开发海底石油和天然气,必须克服水体的障碍,具备与陆地差别的技术,即具备差别于陆地石油开发技术的海底石油和天然气技术,包罗平台技术、钻井和完井技术、输送技术。专用于钻井作业的移动式钻井平台有:底座式平台、自升式平台、钻井船和半潜式平台。

海上平台造价很高,一般都接纳一座平台钻多口井的方法,这就要有斜钻井的技术。开发海底石油和天然气,对于油气的存储和输送,现在有两种方法:一是在海上建设储油站和装油船,由船舶运输;二是管道输送,这是向岸上输送油、气的主要手段。建设在现代海洋生物学基础上的现代海洋养殖业已成为一大工业,其蕴涵的潜力完全使人相信海洋即将成为人工生产卵白质的重要基地。

现代海洋水工业的主要生长偏向,首先是开发海洋“牧场”,努力生长“栽培渔业”,使种种人类需求的海洋动植物资源生产人工化,到达稳产高产的目的。其次,使用先进的技术发现、开发新的海洋渔业资源、革新和生长传统的捕捞业。现在,超声波鱼探仪、雷达导航技术、水下通信技术、水下摄影和录像均已获得广泛应用。

海水淡化是解决地球缺水供需矛盾的基础途径。海水淡化是新技术革命的内容之一。

现在,较为成熟的海水淡化技术有:蒸馏法、电渗析法和冷冻法。蒸馏法是以化工历程中的蒸馏——蒸馏单元为基础生长而来的一种分散方法,其工艺较完善,应用最广而且起的作用最大。电渗析法是一种膜分散技术,电渗析淡化器的关键部件是离子交流膜,它的生长对电渗析技术具有决议意义。冷冻法是在冰点温度下,从海水中分散出淡水来,由于融化后的淡水仍有咸味,因而不能令人满足。

海洋能源发电技术是指使用海洋中海浪、海流、潮汐、海水温度和海水盐度差等蕴藏的富厚能量发电的技术。潮汐发电是使用海水涨落潮差的能量,通过水库控制海水的落差推动水轮机,进而动员发电机发电。现在,海洋能发电大多处于试验或小规模实用阶段。

海洋能源的总能量相当于地球上全部动植物生长所需能量的1000多倍,现在这种庞大能量正逐步获得开发和使用。


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