生物材料论文范文10篇

生物材料论文范文篇1

关键词：高分子材料可降解生物

我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列，每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解，以尽量减少对人类及环境的污染。生物可降解材料，是指在自然界微生物，如细菌、霉菌及藻类作用下，可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便，只要保持干燥，不需避光，应用范围广，可用于地膜、包装袋、医药等领域。生物可降解的机理大致有以下3种方式：生物的细胞增长使物质发生机械性破坏；微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。按照上述机理，现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。

一、生物可降解高分子材料概念及降解机理

生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下，能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。

生物可降解的机理大致有以下3种方式：生物的细胞增长使物质发生机械性破坏；微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为，高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先，微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合，通过水解切断高分子链，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物摄入人体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终都转化为水和二氧化碳。

因此，生物可降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用，相互促进的物理化学过程。到目前为止，有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外，还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环境有关。

二、生物可降解高分子材料的类型

按来源，生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类，有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。

2.1微生物生产型

通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ICI公司生产的“Biopol”产品。

2.2合成高分子型

脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低，强度及耐热性差，无法应用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔点较高，强度好，是应用价值很高的工程塑料，但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定结构的共聚物，这种共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

2.3天然高分子型

自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子，这些高分子可被微生物完全降解，但因纤维素等存在物理性能上的不足，由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求，因此，它大多与其它高分子，如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得。

2.4掺合型

在没有生物可降解的高分子材料中，掺混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得产品具有相当程度的生物可降解性，这就制成了掺合型生物可降解高分子材料，但这种材料不能完全生物可降解。

三、生物可降解高分子材料的开发

3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法

传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。

3.1.1天然高分子的改造法

通过化学修饰和共混等方法，对自然界中存在大量的多糖类高分子，如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足，但一般不易成型加工，而且产量小，限制了它们的应用。

3.1.2化学合成法

模拟天然高分子的化学结构，从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻，副产品多，工艺复杂，成本较高。

3.1.3微生物发酵法

许多生物能以某些有机物为碳源，通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难，且仍有一些副产品。公务员之家

3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成

用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶学的发展，酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质，并拥有了催化一些特殊反应的能力，从而显示出了许多水相中所没有的特点。

3.3酶促合成法与化学合成法结合使用

酶促合成法具有高的位置及立体选择性，而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量，因此，为了提高聚合效率，许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料

四、生物可降解高分子材料的应用

目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解决环境污染问题，以保证人类生存环境的可持续发展。通常，对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法，但这几种方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物医用材料。目前，我国一年约生产3000多亿片片剂与控释胶囊剂，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片，而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素，羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。

参考文献：

生物材料论文范文篇2



关键词：纳米材料生物医学应用

1应用于生物医学中的纳米材料的主要类型及其特性

1.1纳米碳材料

纳米碳材料主要包括碳纳米管、气相生长碳纤维也称为纳米碳纤维、类金刚石碳等。

碳纳米管有独特的孔状结构［1］，利用这一结构特性，将药物储存在碳纳米管中并通过一定的机制激发药物的释放，使可控药物变为现实。此外，碳纳米管还可用于复合材料的增强剂、电子探针（如观察蛋白质结构的AFM探针等）或显示针尖和场发射。纳米碳纤维通常是以过渡金属Fe、Co、Ni及其合金为催化剂，以低碳烃类化合物为碳源，氢气为载体，在873K～1473K的温度下生成，具有超常特性和良好的生物相溶性，在医学领域中有广泛的应用前景。类金刚石碳（简称DLC）是一种具有大量金刚石结构C—C键的碳氢聚合物，可以通过等离子体或离子束技术沉积在物体的表面形成纳米结构的薄膜，具有优秀的生物相溶性，尤其是血液相溶性。资料报道，与其他材料相比，类金刚石碳表面对纤维蛋白原的吸附程度降低，对白蛋白的吸附增强，血管内膜增生减少，因而类金刚石碳薄膜在心血管临床医学方面有重要的应用价值。

1.2纳米高分子材料

纳米高分子材料，也称高分子纳米微粒或高分子超微粒，粒径尺度在1nm～1000nm范围。这种粒子具有胶体性、稳定性和优异的吸附性能，可用于药物、基因传递和药物控释载体，以及免疫分析、介入性诊疗等方面。

1.3纳米复合材料

目前，研究和开发无机—无机、有机—无机、有机—有机及生物活性—非生物活性的纳米结构复合材料是获得性能优异的新一代功能复合材料的新途径，并逐步向智能化方向发展，在光、热、磁、力、声［2］等方面具有奇异的特性，因而在组织修复和移植等许多方面具有广阔的应用前景。国外已制备出纳米ZrO2增韧的氧化铝复合材料，用这种材料制成的人工髋骨和膝盖植入物的寿命可达30年之久［3］。研究表明，纳米羟基磷灰石胶原材料也是一种构建组织工程骨较好的支架材料［4］。此外，纳米羟基磷灰石粒子制成纳米抗癌药，还可杀死癌细胞，有效抑制肿瘤生长，而对正常细胞组织丝毫无损，这一研究成果引起国际的关注。北京医科大学等权威机构通过生物学试验证明，这种粒子可杀死人的肺癌、肝癌、食道癌等多种肿瘤细胞。

此外，在临床医学中，具有较高应用价值的还有纳米陶瓷材料，微乳液等等。

2纳米材料在生物医学应用中的前景

2.1用纳米材料进行细胞分离

利用纳米复合体性能稳定，一般不与胶体溶液和生物溶液反应的特性进行细胞分离在医疗临床诊断上有广阔的应用前景。20世纪80年代后，人们便将纳米SiO2包覆粒子均匀分散到含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液中，使所需要的细胞很快分离出来。目前，生物芯片材料已成功运用于单细胞分离、基因突变分析、基因扩增与免疫分析（如在癌症等临床诊断中作为细胞内部信号的传感器［5］）。伦敦的儿科医院、挪威工科大学和美国喷气推进研究所利用纳米磁性粒子成功地进行了人体骨骼液中癌细胞的分离来治疗病患者［6］。美国科学家正在研究用这种技术在肿瘤早期的血液中检查癌细胞，实现癌症的早期诊断和治疗。

2.2用纳米材料进行细胞内部染色

比利时的DeMey博士等人利用乙醚的黄磷饱和溶液、抗坏血酸或柠檬酸钠把金从氯化金酸（HAuCl4）水溶液中还原出来形成金纳米粒子，（粒径的尺寸范围是3nm～40nm），将金纳米粒子与预先精制的抗体或单克隆抗体混合，利用不同抗体对细胞和骨骼内组织的敏感程度和亲和力的差异，选择抗体种类，制成多种金纳米粒子—抗体复合物。借助复合粒子分别与细胞内各种器官和骨骼系统结合而形成的复合物，在白光或单色光照射下呈现某种特征颜色（如10nm的金粒子在光学显微镜下呈红色），从而给各种组织“贴上”了不同颜色的标签，为提高细胞内组织分辨率提供了各种急需的染色技术。

2.3纳米材料在医药方面的应用

2.3.1纳米粒子用作药物载体

一般来说，血液中红血球的大小为6000nm～9000nm，一般细菌的长度为2000nm～3000nm［7］，引起人体发病的病毒尺寸为80nm～100nm，而纳米包覆体尺寸约30nm［8］，细胞尺寸更大，因而可利用纳米微粒制成特殊药物载体或新型抗体进行局部的定向治疗等。专利和文献资料的统计分析表明，作为药物载体的材料主要有金属纳米颗粒、无机非金属纳米颗粒、生物降解性高分子纳米颗粒和生物活性纳米颗粒。

磁性纳米颗粒作为药物载体，在外磁场的引导下集中于病患部位，进行定位病变治疗，利于提高药效，减少副作用。如采用金纳米颗粒制成金溶液，接上抗原或抗体，就能进行免疫学的间接凝聚实验，用于快速诊断［9］。生物降解性高分子纳米材料作为药物载体还可以植入到人体的某些特定组织部位，如子宫、阴道、口（颊、舌、齿）、上下呼吸道（鼻、肺）、肛门以及眼、耳等［10］。这种给药方式避免了药物直接被消化系统和肝脏分解而代谢掉，并防止药物对全身的作用。如美国麻省理工学院的科学家已研制成以用生物降解性聚乳酸（PLA）制的微芯片为基础，能长时间配选精确剂量药物的药物投送系统，并已被批准用于人体。近年来生物可降解性高分子纳米粒子（NPs）在基因治疗中的DNA载体以及半衰期较短的大分子药物如蛋白质、多肽、基因等活性物质的口服释放载体方面具有广阔的应用前景。药物纳米载体技术将给恶性肿瘤、糖尿病和老年痴呆症的治疗带来变革。

2.3.2纳米抗菌药及创伤敷料

Ag+可使细胞膜上蛋白失去活性从而杀死细菌，添加纳米银粒子制成的医用敷料对诸如黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿浓杆菌等临床常见的40余种外科感染细菌有较好抑制作用。

2.3.3智能—靶向药物

在超临界高压下细胞会“变软”，而纳米生化材料微小易渗透，使医药家能改变细胞基因，因而纳米生化材料最有前景的应用是基因药物的开发。德国柏林医疗中心将铁氧体纳米粒子用葡萄糖分子包裹，在水中溶解后注入肿瘤部位，使癌细胞部位完全被磁场封闭，通电加热时温度达到47℃，慢慢杀死癌细胞。这种方法已在老鼠身上进行的实验中获得了初步成功［11］。美国密歇根大学正在研制一种仅20nm的微型智能炸弹，能够通过识别癌细胞化学特征攻击癌细胞，甚至可钻入单个细胞内将它炸毁。

2.4纳米材料用于介入性诊疗

日本科学家利用纳米材料，开发出一种可测人或动物体内物质的新技术。科研人员使用的是一种纳米级微粒子，它可以同人或动物体内的物质反应产生光，研究人员用深入血管的光导纤维来检测反应所产生的光，经光谱分析就可以了解是何种物质及其特性和状态，初步实验已成功地检测出放进溶液中的神经传达物质乙酰胆碱。利用这一技术可以辨别身体内物质的特性，可以用来检测神经传递信号物质和测量人体内的血糖值及表示身体疲劳程度的乳酸值，并有助于糖尿病的诊断和治疗。

2.5纳米材料在人体组织方面的应用

纳米材料在生物医学领域的应用相当广泛，除上面所述内容外还有如基因治疗、细胞移植、人造皮肤和血管以及实现人工移植动物器官的可能。

目前，首次提出纳米医学的科学家之一詹姆斯贝克和他的同事已研制出一种树形分子的多聚物作为DNA导入细胞的有效载体，在大鼠实验中已取得初步成效，为基因治疗提供了一种更微观的新思路。

纳米生物学的设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人，也称纳米机器人。纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容，第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗（疏通脑血管中的血栓，清除心脏脂肪沉积物，吞噬病菌，杀死癌细胞，监视体内的病变等）［12］；还可以用来进行人体器官的修复工作，比如作整容手术、从基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安装在基因中，使机体正常运行或使引起癌症的DNA突变发生逆转从而延长人的寿命。将由硅晶片制成的存储器（ROM）微型设备植入大脑中，与神经通路相连，可用以治疗帕金森氏症或其他神经性疾病。第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置，可以用其吞噬病毒，杀死癌细胞。第三代纳米机器人将包含有纳米计算机，是一种可以进行人机对话的装置。这种纳米机器人一旦问世将彻底改变人类的劳动和生活方式。

瑞典正在用多层聚合物和黄金制成医用微型机器人，目前实验已进入能让机器人捡起和移动肉眼看不见的玻璃珠的阶段［13］。

纳米材料所展示出的优异性能预示着它在生物医学工程领域，尤其在组织工程支架、人工器官材料、介入性诊疗器械、控制释放药物载体、血液净化、生物大分子分离等众多方面具有广泛的和诱人的应用前景。随着纳米技术在医学领域中的应用，临床医疗将变得节奏更快，效率更高，诊断检查更准确，治疗更有效。

参考文献

［1］PhilippeP，NangZLetal.Science，1999，283:1513

［2］孙晓丽等.材料科学与工艺，2002，（4）：436-441

［3］赖高惠编译.化工新型材料，2002，（5）：40

［4］苗宗宁等.实用临床医药杂志，2003，（3）：212-214

［5］崔大祥等.中国科学学院院刊，2003，（1）：20-24

［6］顾宁，付德刚等.纳米技术与应用.北京：人民邮电出版社，2002：131-133

［7］胥保华等.生物医学工程学杂志，2004，（2）：333-336

［8］张立德，牟季美.纳米材料和结构.北京：科学出版社，2001：510

［9］刘新云.安徽化工，2002，（5）：27-29

［10］姚康德，成国祥.智能材料.北京：化学工业出版社，2002：71

［11］李沐纯等.中国现代医学杂志，2003，13：140-141

生物材料论文范文篇3

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指导学生观察四重奏_语文论文

作者：佚名来源：不详时间：2006-12-1222:18:36人：yujklj68kfg

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[作者]杨益民

[内容]

（山西临汾一中杨益民）

观察是认识事物的重要方法。据视觉心理学的研究，一个正常人从外界所接受到的信息有90%以上是从视觉通道输入的。而文章是社会生活在作者头脑中反映的产物，由此可见，观察对于写作有着多么重要作用。那么，如何指导学生学会观察呢？

一、明确认识

观察对于写作及整个语文学习是至关重要的方法。但是，如何使学生也认识到这一点，却又是教师的一个重要责任。所以，教师必须高度重视，作为专题讲解并反复强调。

在讲解中要引经据典，以开启学生心扉，提高认识。例如达尔文的话：“我既没有突出的理解力，也没有过人的机智。只是在观察那些稍纵即逝的事物并对其进行精细观察的能力上，我可能在中人之上。”鲁迅也说：“如要写作，第一须观察。”这些论述从不同的角度指出了观察的重要性，会给学生以深刻的启迪。

一般来讲，观察对于写记叙文、说明文的作用，学生了解的比较清楚。而对议论文的作用就不然了。因而，要向学生强调指出，写议论文自然离不开学习理论知识，但观察仍是基础。因为只有深入生活，掌握丰富的写作材料，才有可能提炼出有针对性的论点和有说服力的论据。写《湖南农民运动的考察报告》，深入农村一个多月；恩格斯为写《英国工人阶级状况》一书，花21个月时间深入工人之中，并将此书副标题命为“根据亲身观察和可靠材料”。这些都是典型实例。中学语文教材也不乏其例。《说小》《当说必说》《改造我们的学习》《反对党八股》《错字小议》等，许多议论文，可以说都是深入观察的结晶。

二、把握要领

学生认识到了观察的作用和意义，就会激起观察的热情和兴趣。而此时，教师指导学生把握观察的要领就显得尤为重要。要领如下：

1.观察必须与思考共存。观察不是一般地看一看，而是要有目的地科学地看。既要仔细看又要用心想。没有思考的观察是盲目的、缺少灵魂的。可以说，思考是观察的一个有机组成部分，而且是一个更为重要的部分。茅盾由白杨而想到北方的抗日军民；杨朔由茶花而看到新中国，这些都是很好的说明。

2.观察要抓事物的特征。世界上没有两片相同的树叶。任何一种事物都具有不同于其它事物的特殊性。大千世界品类繁多，虽各有所属，却不尽相同。观察就是要抓住这些不同。比如同样是雨，春雨、秋雨、夏雨形态各异，大雨、小雨、雷雨情状不同。同样是人，男女老幼各有特色，三教九流互不雷同。这样的例子在课本中俯拾即是。同是女人，豆腐西施、祥林嫂、黄淑英等等从外到内差异都是极大的。因而，观察时就必须把握观察对象内、外、动、静、远、近、高、低等各种情态，从而写出客观、具体、逼真、形象的事物。

3.观察要有独到的发现。观察最可贵的是发人之所未发，见人之所未见，从人们司空见惯、习以为常的事物中发掘出新鲜的东西来。如果观察只停留在回忆、验证前人的看法上那是没有多大意义的。将这样的内容写进文章也只能是拾人牙慧、难出窠臼。因而，独到的发现是观察的最大任务。“孔子登泰山而小天下”，苏轼登庐山则“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”，他们都有独到的发现，故而能给人以深刻的启迪，能够流传千秋。19世纪英国画家透纳第一次将伦敦的雾画成红的，引起了人们的惊讶。人们是用习惯的眼光看雾的颜色的。而透纳却跳出习惯的套子，敏锐地发现因为曼彻斯特林立的烟囱喷出大量有火星的煤烟与其相映照的缘故，使伦敦的雾不是一般的灰色，而是独特的红色，这一发现改变了人们对伦敦雾的传统看法。这就是发现的意义。

因而，应指导学生、鼓励学生去发现。

三、授之以渔

正确的方法会使学生观察的行为更加明确具体，更加容易把握，更加积极主动，从而也更加有效。

1.无意观察与有意观察。

所谓无意观察是指没有明确目的只从兴趣出发随时随地进行观察的一种方法，它也叫随意观察。这是积累知识和素材的重要方法。清人魏禧对这种方法的作用进行了很好的概括：“比之富人之积材，金玉布帛竹头木屑粪土之属，无不预贮，初不必用之，面当其必需，则粪土之用，有时与金石同功。”因此，教师必须指导学生，让其“留心各样的事情”。

有意观察就是在一定的时间内有目的地选择某一对象进行观察的方法。这种方法目的明确，针对性强，有明显的功利色彩。因而在观察时必须专心耐心。《我的父亲》《我最尊敬的老师》《我的同桌》《记一个热情的售货员》《校园晨曲》《我们的教学楼》之类的命题，都需要进行有意观察，否则便难成佳作。

2.整体观察与细节观察。

整体观察即对事物的各个方面逐个进行观察，从而全面了解观察对象。它包括：过程观察，即对事物各个阶段的发展变化、前因后果进行观察。例如《景泰蓝的制作》《蝉》就是如此。联系观察，即观察此事物与彼事物的联系。例如1990年全国高考题，要求以圆的想象物为描写重点，同时又要有陪衬物，完成此文就必须注意其相互联系。

细节观察就是对事物某一点进行深入细致的观察。以求对事物透彻的了解。因而必须选取那些能代表整体、揭示本质的典型细节进行观察。例如祥林嫂的眼睛，《背影》中“父亲”的背影、葛朗台临死时抓镀金十字架的动作等等，都是范例，要引导学生认真体会揣摩。并可布置《老师的眼睛》《妈妈的微笑》《好动的他》之类的题目进行训练，使学生明白“管中窥豹”、“一叶知秋”的道理。

3.比较观察与层次观察。

比较观察就是把两个或两个以上的事物加以比较，发现其同异之处，从而更准确地把握其特征。这是一种由此及彼的观察方式。它包括同中求异——从相同相似的事物中找出不同点；异中求同——从表面上不相干的事物中找出其内在联系。比较是人们认识事物的重要方法，是一切理解和思维的基础，因而，教师应把比较观察作为重点加以介绍。比如，同样写老师，《我的老师们》则既要把握同中之异，更要揭示异中之同，以表现教师的精神品质；而《我的严师》《我的恩师》之类的题目，就主要在于同中求异，突出“这一个”的特点。

层次观察即由表及里的观察方法。对人则是由外貌到性格，对物则是由形式到内容。对于学生来说观察人更重要些，所以必须使学生明白人的外部特征需要以内在特征为依据，用来说明个性；内在特征需要通过外在特征来显露，用以表现个性。不能说明个性的外部特征，即使再具体生动也无多大意义，而没有外在表现的内心刻画，则会使人感到不着边际。部之，要使学生明白写人必须内外结合，进行深入细致地观察，才能写出人物的性格特征。

四、加强训练

观察能力要在实践中，在反复训练的过程中才能逐渐地培养起来。训练的途径和方法是多种多样的，只要教师是有心人就可以灵活地选用。以下简述几种，以期引玉。

1.结合课文培养观察能力。很多课文都写到山水草木日月风雨等自然景观。这些都是学生常见的，但由于平时观察不细，故而难以写好。所以很有必要借教材这个范例，启发学生观察。学了《春》，可让写《秋》《夏》，学了《荷塘月色》，可让写《花坛月色》《荷塘秋色》，实践证明，有激情、有实践、有样板，就能写出佳作。

2.借助图画培养观察能力。近年高考中考都出现过图画作文。这也是对观察力的一种考查。图画比文字的阅读难度更大，所以，应引起重视，多作训练。例如：漫画《打井》《猪八戒照镜子》；油画《蒙娜丽莎》《父亲》；还有名人头像等都是训练的好材料。让学生通过对画面的观察，用准确的语言描摹出来，是很好的方式。

3.利用静物培养观察能力。一件器物，一件工艺品，一个文具，都可以做为培养学生观察能力的教材，把它放在讲台集体观察或者教师拿着在教室巡回让学生浏览，然后，展开比赛，看谁写得又快又准又全。这样能激起学生的写作兴趣和观察的欲望。

4.通过人物培养观察能力。教师、同学、父母等都是学生熟悉的人，因而也是训练的材料和内容。比如，让学生写出班上的一个同学，但不说姓名，文章在班上读后让大家猜是谁，进而评价得失并修改完善。这种方法能激发学生的参与意识和表现的激情。

5.通过场面培养观察能力。运动会、班会、讨论会、升旗仪式、打饭情景等都可以激发起学生观察的兴趣。笔者曾以“校运会上”为总题，让学生写作，一个学生写了以《抢拍的两个镜头》为题的文章，其中写了两个人：一女生跑步时掉了一只鞋，便索性甩掉另一只，赤脚在满是石子的跑道上向前冲：一男生在长跑中因体力不支而跌倒了，但他又顽强地爬起来，艰难地坚持到终点。作者将两个镜头都叫作“拼搏”！由此可见，引导得法，自有佳作。

6.走向社会，走向自然。一个市场、一家商店、一座新的建筑、一个十字路口都是培养学生观察能力的教材；春游、秋游、郊游是培养学生观察能力的好机会。

7.命题启发。命题的好处就在于能把学生的注意力引向特定的观察对象。命题可从以下几个方面着手：a.单一性题目，如《爸爸真凶》《调皮的小猫》等。b.比较性题目，如《我的两个同学》《我的两家邻居》等。c.激情性题目，如《春雨》《第一场雪》等。d.假设性命题，如《如果我当了语文老师》《假如我是设计师》等。e.启发性题目，如《暖瓶为什么保温》《钳子为什么比手的劲大》等。

8.命意限制。命意就是只要求一个中心意思或限定一个范围。比如，要求学生写一个农贸市场、写一个老教师、写秋天或春天的景色等。命意比命题灵活性更大，学生也具有更广阔的选择余地。

生物材料论文范文篇4

一、本科毕业论文存在的主要问题

(一)部分学生毕业论文的形式有待改进，质量有待提高。由于生物医药学部要求学生毕业论文必须与实习工作内容相结合，并保证“一人一题，真题真做”的毕业论文原则，因此，学生的毕业论文受到实习单位及具体工作岗位的限制，会不可避免地造成部分学生的毕业论文存在学术性有限、创新性不强等问题。比如，2018届药学专业部分在医药药房实习的同学从事调剂工作，因其先进性及科学性并不突出，所以毕业论文只能采用关于大量处方统计相关的调研型论文。此外，在论文完成过程中，由于药房无法提供数据库中数据，学生虽然耗费了大量的时间，但论文的质量仍然非常有限。因此，将论文管理工作前移，加强对实习基地及工作岗位的筛选，是完成高质量毕业论文的重要前提。(二)学生对待论文的重视程度、写作能力。和表达能力仍需加强由于学生完成毕业论文的过程与学生实习、考研或考公务员，以及寻找就业机会的时间基本重合，所以学生的思想会一定的波动和起伏。部分学生会在毕业论文的工作上投入较少的精力，在论文完成过程中比较依赖指导老师，缺乏主观能动性，不能及时回应指导老师。个别论文内容和格式达不到专业要求，论文率比较高，这反映出毕业论文的相关训练仍存在不足。答辩过程中个别学生的语言表述不准确、回答问题不自信，也说明该方面的训练有待加强。因此，制定更符合学部学生实际情况的管理制度，加强对学生毕业论文工作的过程化管理，是提升毕业论文工作的重要保证。(三)论文指导教师队伍应进一步建设。部分新开设专业具备论文指导能力的教师数量不足，需要从进一步引进高水平师资和加强现有教师队伍建设两方面入手加以解决。除了加强人才引进的工作外，提高教师对本科毕业论文指导的重视程度也是非常重要的。教师对学生的指导既要包括毕业论文的整体设计(即论文的创新性、学术性及科学性)，又要包括毕业论文格式的指导(即论文的严谨性和规范性)。为保证指导教师的指导质量，迫切需要详细可行的论文管理制度及学生反馈制度，提高教师对毕业论文的重视程度，规范教师的指导过程，明确有效的奖惩机制，从而保证和提高生物医药学部本科毕业论文的质量。

二、本科毕业论文的质量管理的探索

针对北京城市学院生物医药学部本科毕业论文的质量及管理现状，为提高学部本科毕业论文质量，构建并完善适合学部学情的本科毕业论文质量管理方法，从而实现对毕业论文的全过程、全环节、全方位的质量保障，具体研究内容包括:(一)确立学部本科毕业论文管理制度细则。1.明确管理方式和岗位职责。为更好的保证学部整体毕业论文质量，管理制度明确采用学部、专业和指导教师参与、分工协作的学部三级毕业论文管理方式。由学部主任主责、教学副主任统筹协调、各专业主任及秘书组成毕业论文质量管理团队，团队人员都具备较高的责任心和丰富的教学管理经验。学生毕业论文采用指导教师负责制，各专业论文指导教师负责解决毕业论文工作中出现的问题，与管理人员共同完成学部本科毕业论文质量保障工作。同时，各专业还聘请具有丰富教学经验或行业实践经验的校外专家，在开题、中期检查和答辩三个阶段中对学生毕业论文的完成情况进行评价及指导，对于学部的本科毕业论文管理工作提出意见和建议。2.强化过程性管理。在学校毕业论文管理制度基础上，通过制定贯穿整个毕业论文全过程的“生物医药学部本科毕业论文工作管理细则”，实现全环节、全方位的毕业论文质量保障，确保毕业论文管理工作的制度化、科学化和规范化。毕业论文管理制度主要从开题、中期和答辩等几个关键环节加强过程性管理，具体措施如下:(1)开题阶段。开题阶段重点监控指导教师的资格和培训、论文选题质量的评价，不合格的学生由专业督促帮助整改。指导教师是保证毕业论文质量的关键因素，在秋季学期开学初，学部组织全体毕业论文指导教师培训，要求指导教师必须参加。在学部培训中明确毕业论文各阶段工作安排和时间节点，要求每一名论文指导教师申请论文指导专用邮箱，邮箱账号和密码交教研室报备。相应指导教师的邮箱地址由教研室或专业秘书通知给所有学生，要求学生将所有文件材料通过邮箱发送，指导教师必须在学生发来文件材料一周内对学生进行指导。具体指导内容要在原有学生文字材料上进行相应批注，并通过邮箱发回，同时要求各位论文指导教师认真填写指导记录，学部和专业将通过邮箱不定期抽查指导教师指导情况和教师指导记录。开题前通过指导教师及其指导记录评价学生配合度和开题阶段表现，对表现差的不能开题者给予警告，学生改进后直接进行二次开题，二次开题成绩仍不合格者毕业论文成绩按不及格论处。针对学校原有开题报告中未能体现学生通过情况的问题，在开题报告中增加开题审查小组意见，同时制订开题报告评分表(表1)，根据题目、内容、研究方法等内容进行量化评价，总成绩分数取三名专家评分的平均数，分数≧60为通过，分数＜60为不通过。(2)中期阶段。中期检查阶段重点监控学生论文工作进展情况。在中期检查过程中，为了使评审专家能够对学生毕业论文完成情况进行更好的评价，制订了中期报告评分表(表2)，增加了评分环节。根据毕业论文工作完成情况、下一步工作计划等内容进行量化评价，总成绩分数取三名专家评分的平均数，分数≧60为通过，分数＜60为不通过。责令中期检查不通过的学生限期改进，进行二次中期检查，如仍达不到要求将停止其进行毕业论文的资格，毕业论文成绩按不及格论处。(3)答辩阶段。答辩阶段重点监控抽查学生论文质量及指导教师的指导情况。制定指导教师毕业论文指导质量评价表(表3)，由专业(随机抽取3名指导学生)和所有被指导学生在答辩结束后对指导教师的指导态度、能力和效果进行评分。将学生评分与专业对指导教师的评价(各占比50%)一起作为衡量指导教师工作的重要指标。评分不及格的老师取消下一年指导资格，不允许参加评优，且奖金绩效评定表中该项成绩不计分。制订毕业论文质量评价标准(表4)，从论文的内容、格式等指标入手，对不同专业本科毕业论文的撰写规范性进行量化;从专业知识角度入手，通过毕业论文选题情况、专业能力水平、创新以及成果等方面的指标，对不同专业的本科毕业论文的内容质量进行量化。将此毕业论文质量评价标准列入学部优秀毕业论文评选细则，从而为专业跨度大、论文同质性低的各专业评价毕业论文质量提供依据，便于学部从不同专业推荐的优秀毕业论文中评选推荐校级优秀毕业论文。(二)确定各类型毕业论文写作模板。为进一步提升及规范学部现有各类毕业论文的质量，毕业论文质量管理团队依据北京城市学院毕业设计(论文)与综合训练撰写规范制订出不同类型的毕业论文写作模板(包含开题报告表、中期检查表等附件的写作模板)，并发放给论文指导教师和学生，有效提高了工作效率，保证毕业论文格式相对规范，减少了学生和指导教师在格式问题上花费过多时间，从而将精力更多集中于毕业论文内容的撰写和指导。

三、生物医药学部本科毕业论文的质量管理的实践

借助于系统规范的毕业论文质量管理方法，学部在20学生毕业论文管理过程中做到前期部署安排全面细致，过程监控及时到位。对开题、中期汇报和答辩进行了分阶段统筹管理，由论文指导教师和专业论文管理人员对20390名本科学生毕业论文的完成情况进行了监督检查。在管理中强调指导教师责任制，强化指导老师的指导责任，采取所有学生毕业论文由指导教师统一检查确认无误再上交到专业的管理方式，学生论文的学术性和规范性均较好，各专业的毕业论文工作均顺利完成。毕业论文的成绩分布趋于合理，各专业毕业论文成绩优秀率接近15%，优良率在60%左右，达到学校关于毕业设计(论文)管理规定要求。因严格把关毕业论文质量，学部一名学生未通过毕业论文答辩，毕业论文成绩记不及格延期毕业，这也为其他在校学生敲响了警钟，使其认识到毕业论文是一门对专业实践能力进行考核的重要课程，需要给予足够的重视，不能敷衍了事。因强调毕业论文的前置化管理，在专业岗位实习时，各专业都加强了实习基地及具体岗位的筛选力度。从20生物医药全学部本科毕业论文的类型来看，中药学、药学、生物技术和食品质量与安全四个专业以实验研究型论文为主，通过对实验结果的分析讨论形成论文。针对因护理学专业学生均在北京综合医院各科室轮岗实习导致的参与临床实险极少的实际情况，在遵循实习与毕业论文相结合的原则的基础上，护理学专业确定了“文献综述+护理病历型”的论文形式，即论文主体包括“文献综述”和“护理病历”两个部分。针对康复治疗学专业学生的实习岗位及具体临床工作，遵循实习与毕业论文相结合的原则，康复治疗学制定“个案研究”型的论文形式，即要求学生针对某疾病个案全面查阅文献的基础上进行康复个案研究，撰写康复个案研究报告。20实验研究型论文的比例都有明显的增加，学生毕业论文的质量得到了大幅度提升。以药学专业为例，实验研究型毕业论文的比例从2018届的36%上升到20的100%，实习岗位的专业性为毕业论文的高质量完成提供了可靠保障。学部毕业论文质量管理团队在已制订的指导教师指导质量评价表和学部毕业论文质量评价标准的基础上，组织各专业完成20本科毕业论文指导教师的指导质量评价和校级优秀毕业论文的评选推荐工作。20毕业生2篇本科毕业论文获得校级优秀毕业论文，4篇本科毕业论文获推荐北京市优秀毕业论文，学生毕业论文成果在核心期刊公开发表学术论文7篇。事实表明，毕业论文质量评价量化管理很好地促进了优秀学生的培养。

毕业论文的质量是衡量本科教学质量的重要标准之一。为进一步提高学部毕业论文的整体水平，学部进行了毕业论文质量管理制度的探索及实践，即通过制度的形式确立了学部毕业论文的三级管理方式，明确了开题、中期和答辩这三个关键环节及管理人员的责任分工;以量化评价的形式确定了毕业论文质量评价标准，解决了不同专业论文评价的困难;根据各专业论文类型分类明确了包含附件在内的写作模板。同时，通过指导教师培训、专业交流评估、学部和专业检查、学生调查反馈等多种长效机制保证毕业论文各个环节持续有效运行，最终确保毕业论文的质量。通过20毕业论文的实践情况来看，该管理制度运行较为良好，对毕业论文整体质量的提升起到了很好的保证作用。

参考文献:

［1］戴高鹏，刘素芹，罗天雄．地方高校毕业论文(设计)质量保障的改革探讨［J］．广州化工，2016(2):168－170．

［2］李国华．对本科毕业设计(论文)工作的再思考［J］．实验技术与管理，2013，30(5):120－122．

［3］赵英军．人才培养与教学改革［C］．浙江:浙江工商大学出版社，2016:229－234．

［4］张祖平．本科毕业论文质量保障体系研究［J］．科技情报开发与经济，2007，17(18):240－241．

生物材料论文范文篇5

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。

生物材料论文范文篇6

一、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。

二、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。

三、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。

四、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。

生物材料论文范文篇7

关键词：生物技术；微生物学大实验；实践

生物技术是21世纪生命科学领域的一门前沿技术，生物技术学科是一门实践性和应用性均很强的关键学科[1]。国家和高等院校对生物技术人才的培养要求很高，投入也很大。实验教学是高校教学工作的重要组成部分，是培养学生创新思维、创新能力和综合实验能力的重要途径，也是培养高素质应用型人才的关键[1-2]。微生物学是生命科学领域一门实践性很强的专业基础课程[3]，面向本科生开设的微生物学课程一般都会附带开设微生物学实验课程，旨在使学生加深对理论知识的理解，以及掌握微生物学研究所需要的基本操作技术和实验技能[3-4]。但是微生物学实验课程在内容设置上存在以下问题：各个实验项目之间相互独立，缺乏关联性，导致学生缺乏对微生物学实验设计的系统性领会，只零散地掌握了一些实验技术[3,5]。为培养国家海洋生命科学专业人才和发展国家海洋生命科学事业，江苏海洋大学（以下简称我校）海洋科学与水产学院设立了生物技术专业，并加大专业建设投入，重视培养学生的生物技术技能训练，使学生掌握最新的生物技术理论和研究方法。为了弥补微生物学实验课程教学的不足，我校面向生物技术专业本科生开展微生物学大实验教学；微生物学大实验教学要求学生根据教师的指导方向，确定实验选题，自行设计实验方案，并与同组合作者共同完成实验任务，撰写论文式报告，从而强化学生对微生物学、分子生物学等相关知识的整合，进一步巩固学生的理论知识与实验技能，培养学生的综合实践能力、分析解决问题的能力、创新能力以及严谨求实的科学素养，为学生未来从事现代生物技术开发工作打下基础[2,6-8]。

1微生物学大实验的实施

1.1实验准备

1.1.1任课教师与实验室教辅人员的准备微生物学大实验安排在大三学年第二学期的第18～19周进行，持续两周时间。任课教师至少应提前一个月完成课程计划表、开课日程安排文件、材料试剂申购清单的报备以及相应的经费申请；实验室教辅人员应协助完成实验室场所的安排、设备的准备与调试、试剂材料的购买或验收，应保证实验场所的及时安排以及实验设备和实验材料的充分供应。1.1.2学生的准备任课教师在开课前一个月左右将项目选题计划、任务书、日程安排表发送给学生，要求学生根据所设项目自由选题，并按照四人一组自由组合，合作查阅文献，撰写较为具体的实验方案，列出所有需要用到的实验设备、实验材料，并且尽可能细化到用量大小。任务书要求每组学生完成两个项目：一是产酶海洋微生物的筛选。要求从提供的一种海洋样品中分离细菌、真菌、酵母菌，并筛选产某种酶的细菌，学生可以根据兴趣或者结合在研项目选择一种酶，如蛋白酶、淀粉酶、甲壳素酶、葡聚糖酶等，然后自行设计实验方案。二是产酶海洋微生物的生物学特性研究与分子鉴定。要求每组学生对所筛选出的一株产酶细菌进行生物学特性研究，如染色显微观察、部分生理生化反应观察、耐盐性试验，并采用16SrRNA基因序列分析法对自己筛选的菌株进行分类鉴定[5]。学生要完成前期准备，必须提前查阅文献资料，按照任务书要求且结合之前所学知识理清实验思路，设计实验方案，完成实验材料的列举以及实验流程、实验方法的完整设计，并在实验前和教师沟通交流，确认实验方案的正确性及合理性。

1.2实施过程

1.2.1具体的实验安排微生物学大实验开课时，四人一组，时间持续两周，具体日程安排见表1。1.2.2实验流程学生对照微生物学大实验的日程和任务安排，根据自己的实验设计方案开展实验，确定每一步实验的时间，尽量做到不扎堆、不拥挤，各组成员有序地开展各自的实验。在每日实验教学结束后，要求学生在离开实验室之前记录好当日的实验过程、实验数据、实验体会、实验疑问，同时制订好次日要完成的实验计划，在整理好实验台面和本组的实验物品后方可离开。任课教师和实验室教辅人员监督和检查学生的实验开展情况，并有针对性地进行纠错和答疑。1.2.3评价方式微生物学大实验的评价内容包括4个方面，具体见表2。由于16SrRNA基因需要送专业测序机构测序，返回时间为3天左右，此外学生还需要根据测序结果进行序列比对、分析，做分类鉴定，因此学生可在两周之内即暑假开始前将实验报告交给任课教师。微生物学大实验要求按照学术论文的格式书写实验报告，包括前言、材料和方法、结果与分析、结论与讨论、参考文献五部分，并且有规范的格式要求。教师根据实验报告条理是否清楚、格式是否规范、内容是否全面、数据是否客观真实、结果处理是否正确、分析和讨论的深度与广度能否体现出一定的专业基础等进行综合评分.

2微生物学大实验的教学成效

微生物学大实验教学的开展，不仅激发了学生的学习兴趣，调动了学生的学习积极性，而且促进了学生对微生物学知识的理解和掌握，培养了学生独立开展实验、分析解决问题的能力。微生物学大实验的教学成效具体包括以下几点：（1）学生了解了微生物的生物学特性，掌握了富集培养、分离纯化、具体筛选海洋微生物的基本方法和思路，能够使用分子生物学手段对细菌进行分类鉴定。传统的微生物学实验教学没有使用分子生物学手段对细菌进行分类鉴定[3]，但微生物学大实验组织学生使用基因序列分析法对细菌进行分类鉴定，并通过MEGA软件进行系统进化分析，从而提升了教学成效，为学生今后的科研工作打下了基础。（2）学生掌握了实验数据的分析和处理方法，比如针对一些实验数据，利用Excel或SPSS软件绘制图表并给出标准差或差异显著性分析。（3）学生初次接触科研论文的规范书写，锻炼了自己的文献查阅能力、论文写作能力，为学生毕业论文的书写打下了基础。（4）可以为后续的相关实验提供菌株储备。在微生物学大实验教学中，每年两个班级的生物技术专业学生可以从16～20种不同的海洋样品中分离纯化细菌、真菌、放线菌达几十至上百株，为实验室积累了更多不同来源的微生物菌株，充实了学校海洋微生物菌种资源库，为海洋微生物资源的开发与利用研究、发现更多的新酶源、开发新型抗菌活性物质、环境污染的治理等提供了菌种这一基础条件。

3微生物学大实验教学常见的问题及相应的建议

微生物学大实验教学一般存在以下问题[6,8]：（1）由于学生要根据自己提前制订的实验方案独立完成实验，因此须确保实验方案的科学性、合理性。如果学生设计的实验方案不合理，将影响整组实验的完成。然而学生缺乏实验经验，制订的实验方案仍有待完善，任课教师需要花费较多的时间和精力指导实验方案的制订，大大增加了任课教师的工作量。（2）由于菌种筛选具有偶然性，有时需要组间的调配或进行菌株共享，这也需要教师在实验中及时进行指导。（3）学生在配制培养基或其他试剂时，往往无法合理计算科学用量，常常造成实验材料的浪费。针对上述常见问题，课题组提出以下几点建议：（1）在开课前加强对学生所列实验方案的检查，确保学生所列实验方案的科学性、合理性，以免实验出错或遗漏关键事项，从而影响整个实验的进展和结果。（2）在实验过程中，虽然学生可自由开展实验，但任课教师和实验室教辅人员要做好检查和辅导工作，督促每位学生积极动手操作，同时须及时发现学生实验中出现的问题，并提供有针对性的指导，为学生答疑解惑，从而保证实验的正常进行。（3）督促学生正确使用和维护实验仪器、实验设备，减少对实验材料的损耗，科学合理地取用实验材料。

4结语

“21世纪是生命科学的世纪，21世纪也是海洋的世纪。”我校坚持蓝色海洋教育的办学特色，面向生物技术专业本科生开设微生物学大实验，要求学生在掌握现代生物技术理论的基础上，通过检索文献了解海洋微生物产酶的研究现状及趋势，利用传统的微生物学实验方法与现代生物技术手段如基因序列分析法等，完成微生物学大实验。如此便弥补了微生物学实验课的不足，强化了学生对微生物学及分子生物学等相关知识的整合，巩固了学生的理论知识与实验技能，培养了学生的综合实践能力、创新精神、科研能力，提升了学生对海洋微生物这一重要生物资源的重视程度，从而为后续的科研活动打下了坚实的基础。

参考文献

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[2]陈玉娟,冀伟,李成玉.探讨提高生物技术专业大实验教学效果[J].长春理工大学学报(社会科学版),2013,26(8):200-201.

[3]刘倩,魏涛.POPBL模式微生物学实验课程教学改革探索[J].生物学杂志,2022(3):120-124.

[4]洪龙.北京大学微生物学实验课模块化教学的探索[J].微生物学通报,2014,41(4):744-747.

[5]钱猛,崔瑾,成丹,等.南京农业大学微生物学虚拟仿真实验教学模式的探索[J].微生物学通报,2016,43(4):861-866.

[6]梁宝东,魏海香,朱九滨,等.微生物学大实验模块“天然酵母菌的筛选、扩大培养和鉴定”的教改研究与实践[J].安徽农业科学,2014,42(5):1581-1582.

[7]曹梅,王兴强,焦豫良.海洋生物技术大实验教学方法初探[J].科教文汇,2017(29):58-59.

生物材料论文范文篇8

总的培养目标是：培养为我国社会主义现代化建设服务，德智体全面发展的植物营养学专业的高级专门人才。具体要求是：

1、在政治上拥护中国共产党的领导，学习邓小平建设有中国特色的社会主义的理论和党的路线方针政策，热爱祖国、遵纪守法、品德良好，服从分配，积极为社会主义现代化建设服务。

2、在业务上掌握植物营养学的基础理论和专业技术，熟悉本专业的国内外研究动态和发展方向，了解土壤学作物栽培学与遗传学植物保护等相关学科的理论与方法。掌握一门外语、能熟练地阅读本专业外文资料。在本学科能独立从事研究教学和其它技术管理工作。治学态度严谨，协作精神良好。

3、身体健康。

二、学习年限

全日制硕士研究生学习年限一般为3年，包括课程学习科学研究撰写学位论文及实践教育(指社会实践，教学实践和公益劳动)。其中课程学习时间为1～1、5年，其余为科学研究撰写论文和论文答辩时间，考虑到植物营养学科的特点，三年中至少最好有一个完整生长季节进行科学实验。课程学习不得少于30个学分，社会实践教学实践和公益劳动等占3个学分。硕士生如要延长或缩短学习年限，由本人申请，经导师学科院(系)审查同意，报校长批准，但延长或缩短时间一般不超过1年。

非全日制研究生的学习年限一般不超过4年。

三、研究方向

根据国家经济建设和学科发展的需要，本专业的研究方向有10个：

1、植物营养生理学

主要研究植物对养分的吸收运输分配和调控；营养元素的生理功能及其缺乏和过剩的症状和发生机理，以及这些过程与环境因子的相互作用；重点研究植物在旱涝盐碱高温冷害病虫害通气不良营养缺乏或毒害等环境胁迫条件下的植物营养生理学及适应性变化规律，新无机营养元素和有机化合物的生理功能及营养机理等，为合理施肥提供依据。

2、植物营养遗传学特征

应用植物营养遗传学原理，采用营养动力学，酶学和分子生物学方法，开展高产作物耐缺氮磷钾锌及其它营养元素的营养遗传特征，作物品种筛选及调控营养机理研究，为高效节肥品种选育提供科学依据。

3、复合肥料及各种新型肥料的肥效机理及施用技术研究

结合化工和农业部门以及生产需要对复合肥及新型肥料的肥效及作用机理进行研究，为工农业生产提供依据。主要包括：三元复合肥肥效增产机理；钙镁硫硅，微量元素稀土及SeGeCo等元素肥料作用机理环境效应施用方法和技术研究；商品有机肥有机-无机复合肥生产工艺肥效机理以及对引进国外先进技术及新型肥料进行试验研究。为肥料生产和施用提供依据。

4、提高肥料利用率技术研究

主要是针对氮肥利用率低损失浪费严重，开展平衡施肥与计算机推荐施肥技术开发，解决当前农业生产技术和应用问题。

5、土壤生物量氮与氮素循环及调节作用

主要研究不同施肥条件下土壤生物量氮的动态及其周转的氮量，微生物周转氮与作物吸收关系，土壤养分养分的生物有效性，肥料中氮利用率以及在土壤-作物系统循环和施肥调控。

6、新型高效缓效肥料研制及工业废渣农业利用

结合各种材料特点和作物营养规律，开展长效肥控效肥缓效肥磁性肥叶面肥药肥以及有机无机复合肥等的配方及生产技术研究。充分利用我国自然资源和工业废物开展研究，如锌硼铁锰钼等工业矿渣钢渣草碳褐煤等资源利用与开发。

7、组织培养与无土栽培营养配方（组合）及应用技术

组织培养及无土栽培成功的关键技术之一是优化营养配方的筛选，应用植物营养学原理，对一些经济类植物进行营养液组合研究，是植物营养学研究的内容之一。几年来已经建立了一些研究实验室手段并积累了一些工作经验。

8、植物营养诊断与推荐施肥技术研究与开发

根据植物营养失调症特征和叶片颜色变化规律进行定性和定量诊断施肥；土壤作物化学诊断方法；精准农业及施肥技术；土壤植株营养快速诊断方法及速测仪应用；DRIS技术营养图谱信息系统及诊断应用技术。

9、施肥对环境质量影响及良性生态循环施肥技术研究

在长期肥料定位试验基础上，开展施肥对土壤环境质量影响，施肥对土壤农产品中重金属含量影响，施肥与温室效应等研究，为合理施肥，改善农业生产环境质量和生态农业提供依据。

10、土壤氮的MIT过程

结合肥料长期定位试验开展不同有机物料中氮在土壤中的矿化过程（氨化作用硝化作用），矿化氮的微生物和矿物固持作用（微生物体氮矿物固定态铵），长期不同施肥对土壤氮的矿化势(N0)有机氮组成及其作物有效性的影响，不同矿化阶段的净矿化率净残留率及影响土壤氮MIT过程的因素的研究。

四、课程设置和学分要求

硕士研究生课程学习实行学分制，要求总学分达到32学分以上（不含教学实践和社会实践）。课程分为必修课（学位课）和选修课两种。学位课规定为6门(见附表1)，其中包括马克思主义理论(含自然辩证法概论科学社会主义理论)，第一外国语(含专业外语)，其它为专业基础课或专业课。选修课根据研究生培养方向至少选5门课程。此外、在导师的指导下，硕士生还可以选修其它有关专业的课程(见附表1)。

跨学科(指跨二级学科)入学的研究生，以及入学前是专科毕业的研究生，须补本科主干课程，考试或考核成绩合格不计学分。

1、必修课（学位课）

（1）马克思主义理论（包括科学社会主义理论与实践及自然辨证

法概论）4学分

（2）外国语（包括专业外语）6学分

（3）高级植物营养学3学分

（4）植物营养的土壤化学3学分

（5）植物营养与施肥专题3学分

（6）植物营养遗传与分子生物学3学分

2、选修课

（1）高级植物生理学4学分

（2）生物化学实验技术3学分

（3）第二外国语2学分

（4）植物营养研究技术2学分

（5）植物营养诊断与管理2学分

（6）施肥与环境保护2学分

（7）土壤-植物-动物体系中的微量元素1、5学分

（8）微量元素分析技术2学分

（9）高级试验设计2学分

（10）多元统计分析在农业中的应用2学分

（11）仪器分析2、5学分

（12）计算机算法语言2、5学分

（13）植物生理研究技术3学分

五、培养方式与方法

1、实行导师负责制

在以导师为主的同时，建立导师指导小组，小组成员可以是聘请校外的知名教授和专家，由导师和指导小组全面负责培养工作，包括思想教育学风教育培养计划的制定学位论文的指导等。入学三个月内，在导师的指导下完成个人培养计划。

2、课程学习

硕士研究生必须学好规定的各门学位课程，要根据研究方向以及硕士生的基础，经过导师同意选读几门选修课。硕士生课程学习方式，可以随班听课，也可以在教师指导下自学以及采取研讨会和学习会等方式迸行，学习方法可以灵活。无论那种方式，都必须通过考试，考试合格者，方可获得学分。

3、学术报告

硕士研究生在学习期应经常参加本学科的学术报告会，多写读书报告学习心得调查报告等，并要求在院(系)或教研室做学术报告2～3次。

4、实践教育

硕士生必须参加教学实践，在第二或第三学年组织硕士生参加大学本科的部分教学工作，形式可以是讲授部分章节，指导实验实习课程辅导等，总工作量应不少于120标准学时，其中讲课不少于6学时。经考核合格计2学分。

研究生必须参加社会实践，在整个学习期间不少于3周。同时应参加不少于3周的公益劳动。研究生要写出社会实践报告，院（系）和研究生部党团组织要进行组织和考核，对没有参加社会实践或公益劳动的或考核不合格者，不能毕业。

5、文体活动

研究生应积极参加各类文体活动，坚持锻炼身体，提高文艺素养。六、考核方法

1、课程考核：硕士研究生课程的考试可采用不同的形式，但一般以笔试为主，专业课可采用笔试和专题学术报告相结合的方式。重在考核研究生对专业知识的把握能力及其应用基础理论分析现实问题的能力。其中必修课程采用读书报告形式的，其课程论文要求达到能在一般正式专业杂志或学报上发表的水平。所有课程的成绩均采用百分制，60分为及格。

2、中期考核：硕士研究生入学后第三学期须进行中期考核。中期考核内容包括政治思想课程学习学位论文选题和身体状况等。具体办法按《沈阳农业大学硕士研究生中期考核暂行规定》执行。

七、学位论文工作

根据《中华人民共和国学位条例》精神，硕士研究生要通过学位论文工作进行素质和能力的全面培养。论文工作是硕士研究

生掌握科学研究的基本方法和培养独立工作能力的重要环节。在论文工作中，要特别注意培养研究生独立收集资料实验操作分析问题和解决问题的能力，以及严谨求实的学风和团结协助的精神。在重视这些培养环节和过程的同时，应鼓励研究生选择有重要应用价值的课题，不断开拓创新。

1、学位论文的选题与实施

硕士研究生入学后，在导师指导下确定研究方向，进行调查研究，查阅文献和收集资料，在第三学期内确定论文选题。选题力求和国家省部级基金项目国家攻关项目高科技项目及对国民经济有一定影响的开发研究项目接轨。鼓励研究生进行跨学科或交叉学科的研究工作。

论文题目确定后，由学科组织有关专家审议研究生的开提报告。在广泛听取意见基础上，拟订和修订论文研究计划及其实施方案。开题报告经学科点审核批准后，送交校研究生部备案。

学位论文必须由硕士研究生本人独立完成，在研究过程中应定期向导师提交阶段性报告，并取得导师或指导小组的帮助。

1、学位论文的撰写格式

硕士学位论文必须严格按研究学术论文要求撰写，否则，不予接受答辩。论文格式，一般包括：中文封面，英文封面，目录，中文摘要，前言，材料和方法或调查过程，结果与分析(表格和图要有中英文对照)，结论和讨论，参考文献，附录，索引，英文摘要，致谢等。

2、硕士学位论文的要求

根据《中华人民共和国学位条例》第五条《中华人民共和国学位条例暂行实施方法》第八条规定的精神，提出植物营养学专业硕士学位论文的要求∶

(1)论文必须选题适当，目的明确，设计合理，数据真实，结论确切。

论文应有较强的逻辑性，要条理分明精练扼要，力求文字通顾，字迹清楚，标点符号正确。

（2）论文的撰写格式

①提要∶包括题目的意义，研究内容和结论。

②引言∶阐述题目的目的意义，并对与本研究有关的文献进行综述，从而提出试验研究的根据和技术路线。

③试验材料与方法∶包括供试材料(作物土壤肥料)田间试验盆栽试验实验室分析和其它试验研究方法，以及所应用的统计处理方法等。

④试验结果分析和讨论∶分析结果用图表等反映，并用文字阐述。根据试验结果提出问题，进行讨论，并提出自己的见解。

⑤结论∶列出试验的主要结果，文字力求筒练通顺。

⑥参考文献∶按一般学报格式要求，包括作者题目文献来源(期刊名称卷数页数年份)。外文文献应列出原名。应按在论文中出现的先后顺序列出，也可按作者字母列出。

⑦外文提要∶应包括研究方法和试验结果。

⑧附录∶包括未列入正文的必要表格及公式推导。

⑨致谢：对导师及对论文有帮助的有关单位和个人都应表示谢意。

论文装订后，封面应标明论文题目，硕士生和导师的姓名，学校名称，论文完成日期等。扉页要有目录并注明页数。

（3）硕士学位论文的质量要求

硕士学位论文要具有一定的新内容和新见解，具有一定的科学水平，不要求必须有何“创新”和“突破”。但要求论文条理清晰层次分明逻辑性强文笔流畅图表工整文风严谨。

研究过程中所获得的阶段性成果，应写出较高水平论文，鼓励在正式期刊上发表。

3、学位论文提交的时间

硕士研究生在论文正式答辩20天之前，必须向论文答辩委员会学科和校研究生部提交论文。

八、答辩与学位授予

按照《中华人民共和国学位条例》和《沈阳农业大学硕士学位授予细则》的规定和要求，严格进行学位论文的答辩工作，通过者经学位分委会讨论通过，报校学位委员会批准，授予硕士学位。

九、思想政治工作

要加强硕士研究生的思想政治工作。要求研究生除了学好必修的马列主义思想及邓小平理论外，还必须参加规定的政治学习形势与任务教育公益劳动等活动，自觉加强道德品质修养。充分发挥导师及任课教师的作用，做到既教书又育人。健全研究生的管理制度，充分发挥研究生党团组织及研究生会的作用，组织研究生进行自我管理和自我教育。

十、主要课程的说明与教学内容

1、高级植物营养学（附实验）：主要讲授土壤中养分移至根表的机理土体和根际养分的状态和变化；植物对养分的吸收运输和分布；NPKCaMgS及各种微量元素有益元素的生理功能，它们在植物体内的转化，有关肥料的合理施用问题；矿质营养对作物产量形成与作物品质的关系；逆境条件下的植物营养等。

2、植物营养的土壤化学：主要讲授土壤-植物间物质交换的过程，原理和影响因素；土壤中植物营养元素和有益元素的有效化过程，包括NPKCaMgFeMnCuZnBMoSiSeCo等；土壤中氮的MINT过程，磷的等温吸附与解吸过程，钾的缓冲能力曲线，土壤中微量元素的形态分级及其研究方法。

3、植物营养与施肥专题：植物营养与施肥各研究方向的基础理论和研究进展，主要包括植物营养机理，根际营养，逆境条件下的植物营养，各类作物营养特性与施肥进展，持续农业生态农业中的植物营养与肥料问题，核素示踪技术；现代试验设计与资料汇总，肥料长期定位试验进展，微量元素分析进展。

4、植物营养遗传与分子生物学：主要讲授植物营养的遗传学基础理论与发展；植物营养与植物遗传学；不同基因型植物的营养特性；植物营养性状的遗传学改良原理；遗传学方法在矿质营养遗传学特性研究方面的应用。

5、高级实验设计：回归正交设计；二次回归旋转设计；回归最优设计；混料（配方）回归设计；混杂试验设计；平衡不完全区组设计。

6、植物营养诊断与管理：主要讲授植物营养诊断理论及其诊断技术手段；主要作物营养失调症形态特征及其作用机理；营养诊断方法临界指标确定及施肥矫正；土壤作物分析及GIS和精准施肥技术的应用进展。

7、土壤-植物-动物体系中的微量元素：讲授土壤中微量元素不足或过剩对植物生长发育的影响；植物中微量元素含量与食物链关系；食物中锌锰铜铁钼碘硒钴等元素对人体和动物的有益作用；食物中重金属元素对人体或动物的有害影响。

8、微量元素分析技术：微量营养元素及有益元素锌铜铁锰钼硼硒锗，污染元素铅镉铬镍砷汞等元素的常规分析方法与原子吸收分析技术，包括火燃分析石墨炉分析和氢化物发生分析技术；分析方法选择，样本预处理，测定条件设定及分析结果应用等。讲授20学时，实验操作20学时。

生物材料论文范文篇9

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。

生物材料论文范文篇10

以CNKI《中国学术期刊网络出版总库》为检索源，在数据库期刊高级检索口选择检索条件为“主题”，检索词采用“降解地膜”，时间跨度不限，检索时间为2018年7月30日，导出文献格式自定义全选获取作者、机构、年份等信息，将检索结果导入Excel软件，在人工检查和纠错的基础上，剔除科普报道、人物传记及信息简讯等非论文型数据，获得降解地膜研究有效文献。采用文献计量的基本方法，利用Excel软件从文献年际数量、研究区域、载文期刊、研究作者、发文机构、研究关键词等方面对降解地膜研究文献进行整理与统计。

2结果与分析

2.1发文趋势分析。论文的发表量与年代分布情况可以反映该领域理论研究的历史发展轨迹[16]，一时期论文数量的增加速度和数量，在一定意义上说明了这一领域学术研究的理论水平和发展速度，也能在一定程度上反应研究者和实践者对该领域的重视程度[17]。从图1看出，1987—2018年32年期间，国内首次发表降解地膜领域的文献为1987年，次年为空白年份，随后年份年发文量在1~60篇之间波动，至2018年7月30日，共发表降解地膜研究文献389篇。根据其年份分布特点，大致可分为两个阶段：1987—2009年23年期间，检索到的文献只有109篇，占文献总量的28%，年均发文量为4.8篇。此期间降解地膜研究忽冷忽热，其中，1997、2004、2008年这3年降解地膜的研究分别达到一个小高峰，文章数量分别达到10、10、11篇，其余年份文献数量在0~8篇之间起伏不定。2005年是降解地膜研究的低谷期，仅出现了1篇论文。这一阶段，降解地膜开始进入人们的视野，相关研究比较零散，研究处于较低水平，可视为缓慢发展期。2010—2018年9年期间，降解地膜研究文献数量增长较快，2010年仅为13篇，2017年已达到60篇，检索到的文献数量达280篇，占文献总量的72%，可以说超过2/3的降解地膜论文都是近10年产出的。这一阶段，降解地膜研究开始引起国内学者的关注，可视为快速发展期。分析表明，国内降解地膜的文献数量总体偏少，但近年来呈上升趋势，随着国家对农业资源环境领域的重视，可以预测未来降解地膜将成为热点研究领域。2.2研究区域分布。第一研究机构按地区统计结果表明（表1），389篇降解地膜文献广泛分布在国内28个省市自治区，数量为1~62篇不等。新疆、甘肃、山东是降解地膜研究靠前的3个地区，文献量依次为62、38、1篇，分别占文献总量的15.94%、9.77%、7.97%。这些地区分别大面积种植棉花、玉米、花生等作物，对土壤水温的需求较强，地膜使用量、覆盖面积和使用强度在国内均排在前列，地膜残留量也较高，因而对应用降解地膜的需求也较为突出。云南、北京、广东是紧随其后的3个地区，文献量依次为29、29、20篇，分别占文献总量的7.46%、7.46%、5.14%。云南、广东分别种植烟草、甘蔗等作物，地膜使用较为广泛，对降解地膜的研究也较为迫切；北京在降解地膜研究方面占有一定优势，这可能是由于从事降解地膜的农业高等院校、农业科研机构及行政管理单位等比较集中于此的原因。2.3载文期刊分析。从统计情况看，检索到的389篇降解地膜文献分别刊载在175种期刊上，平均每种期刊发文2.22篇，国家期刊、高等院校、科研机构、地方杂志等均有刊载，说明降解地膜的情报源分布较为广泛，其研究已占有一定地位。根据布拉德福定律的区域分析方法[10]，将每种期刊刊载的降解地膜文献数量进行整理，按照核心区、相关区和离散区大致占所有文献总量1/3的原则来划分期刊。核心区为发文5篇及以上的期刊共20种，文献总数148篇；相关区为发文2~4篇的期刊共53种，文献总数139篇；离散区为发文1篇的期刊共102种，文献总数102篇，据此列出降解地膜研究文献离散状况（表2）。分析表明，核心区期刊种类占期刊种类总量的11.43%，载文量占文献总量的38.05%，这一结果与布拉德福定律描述的核心区期刊刊载的文献量要占论文总量的1/3大致靠近；相关区期刊种类占期刊种类总量的30.29%，载文量占文献总量的35.73%；离散区期刊种类占期刊种类总量的58.29%，载文量占文献总量的26.22%。核心区、相关区、离散区3个区发文密度依次为7.40、2.62、1种/篇，核心区发文密度明显集中。20种核心区期刊分析表明（表3），载文量10篇以上的期刊有2种，分别是《中国农学通报》17篇、《现代农业科技》13篇，其余20种期刊为《新疆农业科学》《农业环境科学学报》《塑料科技》《中国棉花》等，载文量在5~9篇之间不等，这些期刊可作为查阅降解地膜文献资料的主要信息源。期刊复合影响因子(IF)是衡量学术期刊影响力的一个重要指标[18]。20种核心区期刊的IF都较低，平均IF仅为0.732。IF≥1的期刊有4种，仅占核心区20种期刊数量的20%，分别是《农业工程学报》(IF=3.118)、《干旱地区农业研究》(IF=1.420)、《中国农业大学学报》(IF=1.367)、《农业环境科学学报》(IF=2.218)；这4种期刊载文量共计28篇，仅占核心区20种期刊的总载文量148篇的18.92%。分析表明，降解地膜研究文章水平总体较低，质量还有待进一步提高。2.4核心作者分析。从整理情况看，389篇文献按第一作者统计共有325人，其中发文1篇的作者281人，2~3篇的作者37人，4篇以上的作者7人，分别占总数的86.46%、11.39%和2.15%。核心作者是某研究领域的引导者和推动者，其研究水平和思想观点对该领域研究与发展具有重要影响，可从发文量来评价核心作者的重要性和影响力，核心作者以普赖斯定律来确定，如式(1)所示[19]。(1)m为核心作者的最低论文数，Nmax为统计年限中最高产作者的论文数。对检索到的文献按第一作者进行统计（表4），最多的作者是太原理工大学水利科学与工程学院的申丽霞，其发文量为5篇，即Nmax=5。将Nmax=5代入公式，得m=2.24，取m=3，即数在3篇及其以上的可列为核心作者。通过统计得出，该领域研究的核心作者共有12位，共44篇，占文献总量的11.31%，与核心作者发文量应占发文总量20%的下限相比，该比例明显偏低。分析表明，近年来降解地膜领域研究人员分布还比较分散，尚未形成一支较为稳定的研究群，且仅有个别作者对自己的研究主题进行了跟踪研究，核心作者不突出。2.5主要研究机构分析。研究机构是作者进行学术研究的依托，为学者研究提供了基本科研平台，尤其是核心研究机构及其动向更成为学者研究的风标[20]。从对第一研究机构降解地膜数量的排序情况（表5）可看出，发表4篇以上文献的机构主要集中在7家，分别是甘肃农业大学草业学院11篇(2.83%)、广州甘蔗糖业研究所10篇(2.57%)、中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所8篇(2.06%)、太原理工大学水利工程与工程学院7篇(1.80%)、内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院6篇(1.54%)、新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所5篇(1.29%)、新疆农业资源与环境保护站4篇(1.02%)。这些机构的研究主要集中在不同降解地膜在玉米等粮食作物、棉花等经济作物、高粱等饲草作物上的应用效果，考察的大多是降解地膜应用后土壤环境的水热效应及对作物生长发育的影响，少量研究内容涉及到降解地膜的降解特性，个别研究涉及到降解地膜的一般理论综述。分析表明，农业高等院校和农业科研院所是从事降解地膜研究的2类主要机构，是降解地膜领域研究中的核心和中坚力量，且这些机构的研究主要集中在降解地膜的田间应用。此外，近年来降解地膜研究领域引起了政府部门的极大重视，作为农业面源污染防控相关政策的制定以及农业生态环境保护专项等项目的实施单位，也参与了降解地膜领域的研究，新疆农业资源与环境保护站作为政府农牧部门单位在文献数量排名靠前的第一研究机构中出现，也佐证了这一趋势，凸显了研发降解地膜旨在防控农业环境污染的初衷要义。在文献整理过程中还发现，从研究机构合作情况来看，降解地膜研究领域教学、科研与推广单位之间的合作较多，地膜生产企业参与的极少，仅有山东地区的山东天壮环保科技有限公司等个别企业参与了一些研究，这是今后需要投入研发力量和鼓励支持的领域。2.6高被引论文分析。引用频次反映文献的参考和应用价值等，被引用频次越多，说明本论文对学术研究及交流所起的影响就越大[21]。本文将被引次数在70次以上的论文视为高被引文章，共有9篇文章，总被引次数为841次（表6）。这9篇文献分布在《农业工程学报》等8种期刊上，均由核心期刊刊载。被引次数最高的论文是太原理工大学水利科学与工程学院申丽霞于2011年发表在《农业工程学报》上的论文《可降解地膜对土壤、温度水分及玉米生长发育的影响》，被引频次为119次；中国农业科学院麻类研究所吕江南于2007年发表在《中国麻业科学》上的论文《农用薄膜应用现状及可降解农膜研究进展》、西南科技大学材料学院黎先发于2004年发表在《塑料》上的论文《可降解地膜材料研究现状与进展》，被引频次均为112次，其余论文被引频次介于70~95次之间。由于文献的引用有滞后性，这9篇引用频次最高的文章都发表于2012年之前，这些文章具有一定的参考价值。2.7关键词词频分析。关键词是作者从高度概括的角度提出的一组反映文献核心内容的科技词汇，关键词统计分析的目的在于寻找科学研究趋势，帮助研究者快速掌握科研动态[22]。词频分析法是利用可以解释或表达文献核心内容的关键词或主题词，在某一研究领域文献中出现的频次高低，来确定该领域研究热点和发展趋势的文献计量方法[23]。统计数据表明，389篇降解地膜研究文献共出现关键词677个，出现频次1737次。剔除与检索主题重复的“可降解地膜”“降解膜”“崩坏地膜”等显而易见没有分析意义的关键词，列出词频出现在10次以上的高频关键词（图2）。由其分布图可看出，根据其研究角度，大致可分为降解地膜类型、降解地膜应用作物和降解地膜研究指标3大类研究热点。从降解地膜类型关键词看，“生物降解地膜”共在36篇文献中出现，“生物降解膜”“生物降解”“光降解”在19篇文献中出现，“光降解地膜”在11篇文献中出现，“双降解地膜”共在13篇文献中出现，可见降解地膜类型研究主要集中在生物型降解型、光降解型及双降解型，且以生物降解型为主；从应用作物关键词看，“玉米”共在60篇文献中出现，“棉花”共在32篇文献中出现，“烤烟”共在16篇文献中出现，“甘蔗”共在12篇文献中出现，“马铃薯”“花生”各在11篇文献中出现，可见降解地膜的主要应用作物为玉米、棉花、烤烟、甘蔗、马铃薯和花生；从研究指标看，“产量”共在61篇文献中出现，“土壤温度”共在37篇文献中出现，“土壤水分”共在25篇文献中出现，可见降解地膜研究指标主要集中在土壤温度、土壤水分及作物产量3个方面。从高频关键词的分布可以看出研究的热点，而低频关键词中则可能包括创新点[22-23]。限于篇幅，词频出现在10次以下的关键词没有列出，从其分布可知，“降解率”在8篇文献中出现，“降解性能”在7篇文献中出现，“环保”在4篇文献中出现，“降解产物”“工艺”各在2篇文献中出现，“安全期”“可控性”各在1篇文献中出现，这些关键词恰恰是评价某种降解地膜产品成熟与否的关键指标，应在今后研究中予以注重和加强。

3结论

1987年以来32年间降解地膜研究领域共发表文献389篇，前23年期间降解地膜研究忽冷忽热，可视为缓慢发展期。近10年来其速度和数量总体呈上升趋势，可视为快速发展期；全国各地对降解地膜均有一定研究，新疆、甘肃、山东等地膜应用广泛的地区是降解地膜田间应用研究靠前的3个地区，应用作物涉及玉米、马铃薯等粮食作物和棉花、甘蔗、烤烟等经济作物；降解地膜文献分别刊载在175种期刊上，《中国农学通报》《现代农业科技》等22种期刊是核心区期刊，降解地膜研究文献的水平总体还较低；甘肃农业大学草业学院、中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所等农业高等院校和农业科研院所是从事降解地膜研究的2类主要机构，研究主要集中在田间应用方面。教学、科研与推广单位之间的合作较多，地膜生产企业参与的极少；申丽霞、严昌荣等是降解地膜研究领域的核心作者，该领域的研究人员还比较分散，领军人物比较匮乏；降解地膜被引次数70次以上的9篇高被引文章分布在《农业工程学报》等8种期刊上，被引次数最高的论文是太原理工大学水利科学与工程学院申丽霞于2011年发表在《农业工程学报》上的论文《可降解地膜对土壤、温度水分及玉米生长发育的影响》；降解地膜类型研究、应用作物研究和水热变化、产量效益等指标研究是降解地膜研究的3类主要内容，分别涉及“生物降解”“玉米”“土壤水分”等关键词，而降解地膜制造工艺、环境评价等方面涉及的关键词，如“可控性”“安全性”等较少甚至缺乏。