(五)環境生物技術
環境生物技術是21世紀國際生物技術的又一熱點領域。人類賴以生存的環境,由于人類活動自身造成的各種污染(包括工業廢水、廢氣、各種廢棄物、有毒化學物質、聲、光、電磁和放射性物質等)對環境生態的破壞,已成為威脅人民健康、制約經濟發展的嚴重問題。治理環境污染,改善人類生活環境的質量已經成為人類共同努力的長期任務。生物技術在環境治理上發揮著不可替代的作用。環境生物技術不是一個新概念,過去用微生物處理工業廢水就屬于這一類研究。美國更把環境生物技術作為21世紀生物技術6個主要研究領域之一,美國培育的基因工程“超級菌”,幾小時就可降解自然菌種需1年才能降解的水上浮油;日本將嗜油酸單孢桿菌的耐汞基因轉入腐臭單孢桿菌,使該菌株既能有效處理環境汞污染,又能將汞回收利用。
中公評析:我國政府也十分重視環境保護,把它提高到可持續發展的基本國策的高度。考慮我國目前治理環境污染的迫切問題:如煤燃燒造成空氣污染;工業廢水污染水源和農田;不可降解塑料造成的白色污染;化學農藥殘毒對人和禽畜的危害等問題。21世紀我國環境生物技術的重點在于:用工程微生物處理原煤脫硫的工業化工藝;無污染、能大量生產的生物能源的開拓性研究;高效、多抗轉基因微生物農藥的研制;生物來源的可降解的透明膜材料等。
二、信息技術
計算機技術與現代通信技術一起構成了信息技術的核心內容。信息技術主要是指利用電子計算機和現代通信手段實現獲取信息、傳遞信息、存儲信息、處理信息、顯示信息、分配信息等的相關技術。現代信息技術是以電子技術,尤其是微電子技術為基礎,以計算機技術(信息處理技術)為核心,以通信技術(信息傳遞技術)為支柱,以信息技術應用為目的的科學技術群。包括信息獲取技術、信息處理技術、信息傳遞技術、信息控制技術、信息存儲技術等內容。具體來講,信息技術主要包括以下幾方面:
1.感測與識別技術。它的作用是擴展人獲取信息的感覺器官功能。它包括信息識別、信息提取、信息檢測等技術。這類技術的總稱是“傳感技術”。它幾乎可以擴展人類所有感覺器官的傳感功能。傳感技術、測量技術與通信技術相結合而產生的遙感技術,更使人感知信息的能力得到進一步的加強。
2.信息傳遞技術。它的主要功能是實現信息快速、可靠、安全的轉移。各種通信技術都屬于這個范疇。廣播技術也是一種傳遞信息的技術。由于存儲、記錄可以看成是從“現在”向“未來”或從“過去”向“現在”傳遞信息的一種活動,因而也可將它看作是信息傳遞技術的一種。
3.信息處理與再生技術。信息處理包括對信息的編碼、壓縮、加密等。在對信息進行處理的基礎上kkkk,還可形成一些新的更深層次的決策信息,這稱為信息的“再生”。信息的處理與再生都有賴于現代電子計算機的超凡功能。
4.信息施用技術。是信息過程的最后環節。它包括控制技術、顯示技術等。
中公評析:由上可見,傳感技術、通信技術、計算機技術和控制技術是信息技術的四大基本技術,其中現代計算機技術和通信技術是信息技術的兩大支柱。
三、新材料
新材料是指那些新出現或已在發展中的、具有傳統材料所不具備的優異性能和特殊功能的材料。新材料與傳統材料之間并沒有截然的分界,新材料在傳統材料基礎上發展而成,傳統材料經過組成、結構、設計和工藝上的改進從而提高材料性能或出現新的性能都可發展成為新材料。
新材料作為高新技術的基礎和先導,應用范圍極其廣泛,它同信息技術、生物技術一起成為21世紀最重要和最具發展潛力的領域。同傳統材料一樣,新材料可以從結構組成、功能和應用領域等多種不同角度對其進行分類,不同的分類之間相互交叉和嵌套,目前,一般按應用領域和當今的研究熱點把新材料分為以下的主要領域:電子信息材料、新能源材料、納米材料、先進復合材料、先進陶瓷材料、生態環境材料、新型功能材料(含高溫超導材料、磁性材料、金剛石薄膜、功能高分子材料等)、生物醫用材料、高性能結構材料、智能材料、新型建筑及化工新材料等。
在20世紀初,人們所指的建筑材料是木材、水泥和鋼鐵;二戰后出現了新三材,指的是人工合成的塑料、橡膠和纖維,而80年代以來大量高新材料紛紛涌現。高新材料從使用的角度說可分為傳遞、記錄或存儲的信息材料;新高溫結構陶瓷、非晶態材料和超導材料的新能源材料,特別是超導材料80年代中期以來有突破性進展;高性能結構復合材料,高性能工程塑料和新型合金材料為主要內容的特殊結構材料和新功能材料,如高效能的陶瓷材料、有機氟材料、高功能的黏合劑等。從材料的構成來說可以分金屬材料、高分子材料及陶瓷材料三大門類。
近些年來,出現了金屬材料、高分子材料、陶瓷材料及復合材料競相發展的趨勢。一些新興金屬材料在科技革命的大潮中應運而生。傳統鐵、鉛、鋅、鋁等金屬更新品種,與宇航、電子、原子能等高新技術聯系密切的金屬材料越來越受到重視。其他新型高性能金屬材料出現了如快速冷凝金屬的非晶體和微晶材料、納米金屬材料、有序金屬間化合物、定向凝固柱晶和單晶合金等。納米相材料具有許多潛在的新用途,它是一門用單個原子和分子建造事物的科學,其最終目標是實現微型化。一個直徑為3納米的原子團幾乎是英文里一個句點的百萬分之一。例如納米相金屬、納米相陶瓷、納米相固體材料具有許多奇妙的特性,納米相銅強度比普通銅高5倍,納米相陶瓷是摔不碎的。只要控制結構顆粒的大小,就可以制造出強度、顏色和可塑性能滿足用戶各種需要的納米相材料。陶瓷材料具有高強、高硬、耐高溫、抗腐蝕、質量輕等優點,解決韌性差的致命弱點是這一領域的主攻方向。陶瓷材料在電、熱、光、化學等方面享有廣泛的優勢,因而功能材料具有廣闊的前景。