一类整环的特性及应用
一类整环
Z的特性及应用
Z? (m为素数)是一类环，并进一步证明该类环是整摘要本文证明了代数系统(,,)
环，又讨论了该类整环的若干性质，并给出了相关证明，进而以实例论述了这些性质的应用．
关键词整环；可约元；素元；唯一分解整环；不定方程
中图分类号O153．3
Class of Integral Ring the Characteristic and Application of
Z
Cao Jun Instruct Li Jin
（No．01，Class 4 of 2013，School of Mathematics and Statistics，Hexi University，
Zhangye，Gansu，734000）
Z? (m is prime) is a class ring, Abstract: In this paper，we prove that algebraic system (,,)
and further proof of the whole class ring integral ring and discuss some properties of the integral class, and gives the relevant evidence, and then discusses these with examples application of properties.
Key words: integral ring；reducible elemengts；simple element；unique factorization domain；Diophantine equation
1 引言
德国著名数学家卡尔·弗里德里希·高斯(Carl Friderich Gauss,1777～1855)，在19世纪初最早对[]
Z i为Gauss整环．本文就是在研究了Z i进行了深入研究，后来就称[]
Gauss整环，又了解了比如这样的一些环Z，Z之后，想到了这样一个问题，
Z(m为素数)是不是也可以是一类具有相同性质的环？如果能够证明是一类
环，那么在该类环下的好多问题都可以很容易就找到解决办法，这对于Z，
Z 中一些素元、可约性、唯一分解性的判定会更加容易．
形如Z(m为素数)的一类代数系统是否能够成为环，在我所见到的资料当
中并没有单独的提到，更没有给出Z(m为素数)是一类环的证明，而仅仅是说
了某些具体的环，比如Z，且只是给出了具体的环的一点性质，所以本文首先证
明了代数系统(,,)
Z? 是一类环，并证明它是整环，进一步研究Z(m为素数)具体有一些什么特性，给出了相关证明，最后以实例论述了这些特性的应用．
2 预备知识
定义1[1] 若存在e Z ∈，使x xe ex ==，任意的Z x ∈，则称e 是Z 的一个单位元． 定义2[1] 设R 是一个环，R a ∈≠0，若?R b ∈≠0，使0=ab (0=ba )，则称a 是R 的一个左(右)零因子．当a 既是R 的左零因子，又是R 的右零因子时，则a 称是R 的零因子．
定义3[1] 设a I ∈，且0a ≠，a 不是单位，若a 在I 中没有真因子，则称a 是I 的一个不可约元；若a 在I 中有真因子，则称a 是I 的一个可约元．
定义4[2] 一个环R 叫做整环，假如乘法适合交换律ba ab =，有单位元a ae ea ==，没有零因子00=?=a ab 或0=b ，这里,a b 可以是R 的任意元．
整环包括：整数环Z ，如Z ；高斯整数环[]Z i ；数域P 以及数域P 上的一元多项式环[]P x 都是整环．
定义5[3] 设p 是整环D 的一个非零非单位的元素，如果对任意的,a b D ∈，由p ab 可推出p a 或p b ，则称p 为D 的一个素元．
定义6[4] 设D 一个是整环，如果D 中每一个非零非单位的元素都有唯一分解，则称D 为唯一分解整环．
3 主要结论及应用
3.1 m -环的证明
定理1 令m 是1或取定一个的素数，则非空集合Z ={}
,a b Z +∈关
于数的加法、乘法构成的代数系统(,,)Z ? 是一个环，称为m -环，记为Z ．
证明 因为00Z =+，所以Z ≠?，
又任意的1a b +2a b +3a b +∈Z ，有
121212((()(a b a b a a b b +++=+++
1212121221(()(a b a b a a bb m a b a b ++=-++
于是加法、乘法满足封闭性，0是Z 的零元．
a +有负元a --Z ．
又
123(a b a b a b +++
=123123312213231123132123()(a a a a b b m a bb m a bb m a a b bb b m a a b a a b ---+-++
=123[(a b a b a b +++．
123((a b a b a b ++++
=1213((a b a b a b a b +++++．
12(a b a b ++
12121221()(a a bb m a b a b =-++
=21(a b a b ++．
1221((((a b a b a b a b +++=+++．
所以加法、乘法都满足结合律、交换律，乘法对加法还满足分配律．
因此Z 是一个环．
性质1 环Z 中，当1m =时，单位为1±，i ±；当2m ≥时，单位为1±．
证明 当1m =时整环Z 即为Gauss 整环{}[],Z i a bi a b Z =+∈， []a bi Z i α=+∈为单位当且仅当2
1α=，即
2221a b α=+=， 于是得
0a =，1b =±，i α=±或1a =±，0b =，1α=±．
所以Z 中有且仅有四个单位1±，i ±．
当2m ≥，α是整环Z 的单位，则
2
221a mb α=+=?0b =，1a =±(2)m ≥， 但0α>，故1α=．
而满足1α=的元仅有1±，所以Z 中2m ≥时，单位为1±．
定理2 环{}
,Z a b Z =+∈(m 为1和素数)是整环．
证明 对于任意的，10a b ≠+Z ，
在Z 中找不到20a b ≠+Z ，使得
12(a b a b ++=0，
所以Z 中无零因子．
由定理1又可以知道环Z 有单位元，并且
12(a b a b ++=21(a b a b ++,
乘法满足交换律，因此环Z 是整环．
显然，对于整环Z ，当1m =时，m -环就是Gauss 整环；当m 为素数时，m -环就是一类更加广泛的整环．
性质2 整环Z 中，当1m =时，可逆元集为{}1,i ±±；当m 为素数时，无可逆元．
证明 当1m =时，若0a bi +=，则显然它不是可逆元．
若0a bi +≠，则有a bi +是可逆元?
1[]Z i a bi
∈+，而 2222221a bi a b i a bi a b a b a b
-==-++++， 于是a bi +是可逆元?22a a b +，22b a b +Z ∈，即221a b +=． 又221a b +=的整数解为
10a b =±??=? 或01
a b =??=±?， 所以[]Z i 可逆元集为{}1,i ±±．
又2m ≥
时，若a +
Z ， 即
22a Z a mb +． 所以221a mb +=，又2m ≥，满足条件221a mb +=的,a b Z ∈不存在．
因此，当2m ≥时，无可逆元．
3.2
整环Z 的一些重要定理
为了下文的应用我们引入范数的概念．
定义7[5]
若k ξ∈
，则a ξ=+22a b m -叫做ξ的范数，而记作()N ξ．由直接计算的即得
()()()N N N ξηξη=．
定理3 素数p
是整环Z (m 为素数)中的可约元，当且仅当存在,a b Z ∈，使22p a mb =+
，即存在a Z α=+，使()p N α=．
证明 (必要性) 设p
为可约元，则存在1a b +
21a b +≠±，p ±，使
12(p a b a b =++
12121221()(a a mbb a b a b =-++
显然有12()((N p N a b N a b =++即
222221122()()p a mb a mb =++．
又因为1a b ±
2a b ±≠1±，故2211a mb +，2222a mb +≠1，
所以22221122a mb a mb p +=+=．
于是可以得到去下方程组
122122221122
0a b a b a mb a mb +=??+=+? 方程(2)?22b 得
2222221212222
a b m b b a b m b +=+， (3) (1) (2)
由方程(1)可得
22221221a b a b =，
将22221221a b a b =式代入(3)式得
222222212221()()a b b mb b b -=-，
从而22222212()()0a mb b b +-=．
于是2212b b =，否则2222a mb =-，即220a b ==，产生矛盾．
最终解得12a a =，12b b =-或12a a =-，12b b =(1212a a mb b p -=矛盾，舍去)，
即(p a a =+-，其中1a ±≠±．
(充分性) 若存在,a b Z ∈，使22p a mb =+，则
(p a a =+- 其中1a ±±．
因此p 为整环Z 中可约元．
例1 证明素数11是整环Z 中可约元．
证明 因为11(2=，且2211271=+?，
由定理3得，11是整环Z 中可约元．
例2 素数19为Z 中的可约元．
解 因为19(4=，且2219431=+?，
所以由定理1知，素数19为Z 中的可约元．
定理4 整环Z (m 为1和素数)中，若存在a Z +，且,0a b ≠，
22a mb +为质数，则a +Z 中的素元．
证明 若a +Z 中有分解
12(a a b a b +=++，
根据定义7可得
2222221122a mb a mb a mb +=++，
由条件22a mb +为质数，所以22111a mb +=(或22221a mb +=)，因此1a b +或
2a b +
所以a +为Z 中的素元．
例3 在Z 中2232441+?=为质数，所以3+Z 中的素元．
定理5 整环Z (1,2)m =中的素元，当且仅当是不可约元．
证明 (充分性) 设α为Z 中的不可约元，并有αβγ(,Z βγ∈)，
因为Z 为主理想整环，可知存在Z δ∈，使得(,)()αβδ=．
令1αεδ=，2βεδ=，12,Z εε∈，因为α是Z 的不可约元，故1,εδ中必
有一个是单位．
若1ε是单位，则121()βεεα-=，即αβ．
若δ是单位，则由()(),δαβ=，故可以设34δεαεβ=+，34,Z εε∈，于是
11341δεαδεβ--=+，
则1134γδεαγδεβγ--=+，由于αβγ，ααγ，所以αγ，因此α为Z 中的素元．
(必要性) 设α为Z 中的素元，若αβγ=，则有αβ或αγ．
不妨设αβ，可设βεα=，Z ε∈，故()αβγεγα==，由于Z 是无零因子环，所以1εγ=．
即γ是单位，所以α是不可约元．
注 需要注意的是整环Z (3m ≥)中，不可约元与素元不等价．
例4 在Z 中2是不可约元，但不是素元．
证明 (1) 证明2是不可约元．
设2αβ=，且2不是单位，
4()()()N N N αβαβ==
因此()2N α=或()4N α=，()1N β=．
又对任意的Z α∈，()2N α≠，所以()4N α=，()1N β=．
由此得β为单位，从而α2～，这就证明了2不可约．
(2) 证明2不是素元．
因为24，而4(1=，所以2(1+．
12Z =±，因此2既不整除(1也不整除(1． 所以2不是素元．
定理5 整环Z (1,2)m =为唯一分解整环．
证明 设B 是Z 的一个理想，{}0B =，选择非零元B β<，使β的模的平方为B 中的最小者(因为B 中任意元的模的平方为自然数，根据最小数原理，这样的β是存在的)以下证明()B β=．
(1) 因为B β∈，显然()B β?；
(2) 下证明()B β?．
任取B α∈，那么{}
/,Q a b Q αβ∈=+∈可写成
/r αβ=+,r s Q ∈，
再分别选择离,r s 最近的整数,l n ，即有1
02r l ≤-≤，102
s n ≤-≤．
令r l Z =+，由上述不等式计算得
/r αβ-=≤
因为当1,2m =1<，所以/1r αβ-<．
再令θαβγ=-，因B α∈，B β∈，r Z ∈，所以B θ∈，另外由/1r αβ-<可得
(/)/θαβγβαβγβαβγβ=-=-=-<．
若0θ≠，此与β的选择相矛盾，所以0θ=，即()αβγβ=∈，由α的任意性得()B β?．
于是由(1)，(2)得()B β=，所以Z 是主理想整环，从而Z 是唯一分解环．
引理1[9] Z 中小于m 的质数都是环Z 中的不可约元．
证明 设p 为Z 中的质数，且p m <．
若p 在Z 中的分解式为(p a c =++ ，取共轭得
(p a c =--，
将两式左右两边分别相乘，得22222()()p a b m c d m =++．
因为p m <，所以,b d 之中必有一个为0．
(1) 若0d =，则(p a c =++式变为
(p a c ac =+=+
比较两边系数得ac p =，0bc =，但是0c ≠(否则0p =，这与0p ≠矛盾)，故0b =．
于是p ac =，又因为p 为Z 中的质数，所以a 或与p 相伴，或a 为单位．
(2) 若0b =，同理可以证得a 或与p 相伴，或a 为单位．
由此可见，p 在Z 中无真因子，于是p 是环Z 中的不可约元．
引理2[9] 当m 为大于1的奇数时，令21m n =+，那么n Z 中的不可约元．
证明 设a +n 的因子，那么存在,c d Z ∈使得
(a c n ++= (4) 对(4)式两边取共轭得
(a c n --=， (5)
将(4)、(5)两式左右两边分别相乘得
22222[(21)][(21)](1)a b n c d n n ++++=+，
所以,b d 至少有一个为零，不妨设0d =，则(4)式变为
((a c ac n +=+=比较两边系数得ac n =，1bc =，从而a n =±，1b =±，1c =±，
即(a n +=±与n 相伴．
所以n 无真因子，即n 是Z 中的不可约元；
同理可证得：n Z 中的不可约元．
定理7 整环Z 中，若3m ≥，且m 素数，则Z 为非唯一分解整环． 证明 若m 为Z 中大于3的的素数，即m 为Z 中的奇质数，则可设21m n =+， 取2(1)n α=+，121r n m m m += ，0i m m ≠<，m 为Z 中的质数，所以
2212(1)()(r n m m m n n α=+== (6) 由引理1和引理2知
(1,,)i m i r = ，(n ，(n
是Z 中的不可约元，所以(6)式说明2(1)n α=+在Z 中有两种不同分解，所
以Z 为非唯一分解环．
例5 证明整环Z 不是唯一分解环．
证明 我们有等式422(1=?=，由例4可知2，(1都不可约．
又因为2不能整除12与1422=?和
4(1=是4的两个不相伴分解．
所以整环Z 不是唯一分解环．
3.3 一些重要应用
例6 证明{,}Z a a b Z =+∈是非唯一分解环．
证明 令6Z ∈，下面6的标准分解式中：
623(1=?=，2,3,1Z ，
而且，它们互不为相伴元，也不是单位，是素数．
而2 , 3的模的平方都非质数，由定理4知，2 , 3不是素元．
且1,16，所以1,1
元，从而可知2,3,1,16的真因子．
故6在整环中有两种标准分解，6是不能唯一分解的，所以Z 是非唯一分解环．
定理7证明了当素数3m ≥，Z 为非唯一分解整环，所以Z 不是主理想
环，更不是欧式环，但是可以判断该类环是否为唯一分解环．当1,2m =时，Z 为主理想环，也是唯一分解整环，这些特性可以有很好的一些应用．
例7 整环Z 中，当1,2m =时，任一素元p 生成一个极大理想．
证明 设p 是Z 任一素元p ，假定B 是包含p <>的理想．
由于Z 是主理想环，故存在a Z ∈，a p ≠使得B a =<>．
那么有
p B a <>?=<>，
因而存在r Z ∈，使得p ra =，又因为p 是素元，故a 是单位或者是p 的相伴元．
若a 是单位，则B Z =；
若a 是p 的相伴元，则B p =<>；
故p <>是极大理想．
例8 证明不定方程2764x y +=，,x y Z ∈，有整数解8x =±，2y =．
证明 先假设1(mod 2)x ≡，在[]Z i 中2764x y +=可以写成7(8)(8)x i x i y +-=，,x y Z ∈，([8],[8])x i x i δ=+-，由([2],[16])[2]x i δ=，知道δ只能是[1]，[1]i +，[2]，
因1(mod 2)x ≡，知道81(mod 2)x i +≡，所以[2]δ≠；
如果[1]i δ=+，则(1)(8)N i N x i ++，即2264x +，但是1(mod 2)x ≡，产生矛盾，因
此[1]δ=．
由Z 的唯一分解性得到78()x i a bi +=+，,,x a b Z ∈，因而有
75234621357x a a b a b ab =-+- (7)
6422468(73521)b a a b a b b =-+- (8)
因此1b =±，2b =±，4b =±，8b =±．
当1b =时，由(8)式得6427352190a a a -+-=，两边模7得20(mod 7)-≡，矛盾； 当1b =-时，由(8)式得642735217a a a -+=-，即242(53)1a a a -+=-，得1a =±，代入(7)，得到8x =±，这与1(mod 2)x ≡矛盾；
当2b =±时，由式(8)得到642714033668a a a -+=或60，此等式两边取模7，推出矛盾；
当4b =±时，由(8)得到642756053764098a a a -+=或4094，两边取模7，推出矛盾；
当8b =时，等式(8)两边取模7得到20(mod7)≡，又推出矛盾；
当8b =-时，由等式(8)得624426735821881374497a a a -?+?=-=?，两边约去因子7得到242242(5838)931973a a a a -?+?=???，2a 可能的取值1或9，代入此式都不满足等式成立，所以1(mod 2)x ≡时，式2764x y +=无有理整数解．
再讨论0(mod 2)x ≡的情况，容易知道y 也是偶数，令12x x =，12y y =，11,x y Z ∈，
纳米材料的特性及相关应用
纳米材料的研究属于一种微观上的研究，纳米是一个十分小的尺度，而一些物质在纳米级别这个尺度，往往会表现出不同的特性。纳米技术就是对此类特性进行研究、控制。那么，关于纳米材料的特性及相关应用有哪些呢？下面就来为大家例举介绍一下。 一、纳米材料的特性 当粒子的尺寸减小到纳米量级，将导致声、光、电、磁、热性能呈现新的特性。比方说：被广泛研究的II-VI族半导体硫化镉，其吸收带边界和发光光谱的峰的位置会随着晶粒尺寸减小而显著蓝移。按照这一原理，可以通过控制晶粒尺寸来获得不同能隙的硫化镉，这将大大丰富材料的研究内容和可望获得新的用途。我们知道物质的种类是有限的，微米和纳米的硫化镉都是由硫和镉元素组成的，但通过控制制备条件，可以获得带隙和发光性质不同的材料。也就是说，通过纳米技术获得了全新的材料。纳米颗粒往往具有很大的比表面积，每克这种固体的比表面积能达到几百甚至上千㎡，这使得它们可作为高活性的吸附剂和催化剂，在氢气贮存、有机合成和环境保护等领域有着重要的应用前景。对纳米体材料，我们可以用“更轻、更高、更强”这六个字来概括。“更轻”是指借助于纳米材料和技术，我们可以制备体积更小性能不变甚至更好的器件，减小器件的体
积，使其更轻盈。如现在小型化了的计算机。“更高”是指纳米材料可望有着更高的光、电、磁、热性能。“更强”是指纳米材料有着更强的力学性能(如强度和韧性等)，对纳米陶瓷来说，纳米化可望解决陶瓷的脆性问题，并可能表现出与金属等材料类似的塑性。 二、纳米材料的相关应用 1、纳米磁性材料 在实际中应用的纳米材料大多数都是人工制造的。纳米磁性材料具有十分特别的磁学性质，纳米粒子尺寸小，具有单磁畴结构和矫顽力很高的特性，用它制成的磁记录材料不仅音质、图像和信噪比好，而且记录密度比γ-Fe2O3高几十倍。超顺磁的强磁性纳米颗粒还可制成磁性液体，用于电声器件、阻尼器件、旋转密封及润滑和选矿等领域。 2、纳米陶瓷材料 传统的陶瓷材料中晶粒不易滑动，材料质脆，烧结温度高。纳米陶瓷的晶粒尺寸小，晶粒容易在其他晶粒上运动，因此，纳米陶瓷材料具有极高的强度和高韧性以及良好的延展性，这些特性使纳米陶瓷材料可在常温或次高温下进行冷加工。如果在次高温下将纳米陶瓷颗粒加工成形，然后做表面退火处理，就可以使
简述光的特性及其应用
简述光的特性及其应用 姓名：期班：学号： 当我们开始感知，便发现这个世界丰富多姿、五彩斑斓。这是因为我们拥有一双雪亮的眼睛吗？不是，美丽大自然的伴侣——光，才是美丽世界的缔造者。 红橙黄绿蓝靛紫——彩虹的出现总是让人喜悦。然而作为一名大学生，对事物的了解当然不能局限于表面。通过初高中的科学学习，我们知道彩虹是气象中的一种光学现象。造成彩虹的光学原理是因为阳光射到空中接近圆形的小水滴，造成折射与反射而成。阳光射入水滴时会同时以不同角度入射，在水滴内亦以不同的角度反射。造成这种反射时，阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次。因为水对光有色散的作用，不同波长的光的折射率有所不同，蓝光的折射角度比红光大。由于光在水滴内被反射，所以观察者看见的光谱是倒过来的，红光在最上方，其他颜色在下。 类似的例子还有很多，比如月光是月球表面反射到地球上的太阳光；南北两极的极光由来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流（太阳风）使高层大气分子或原子激发（或电离）而产生；朝霞与晚霞是日出或日落前后，阳光通过厚厚的大气层，被大量的空气分子散射的结果……因为光的存在，我们的世界显得美妙多姿。 那么光究竟是什么东西呢？ 【光是人类眼睛可以看见的一种电磁波，也称可见光谱。在科学上的定义，光是指所有的电磁波谱。光是由光子为基本粒子组成，具有粒子性与波动性，称为波粒二象性。】①光可以在真空、空气、水等透明的物质中传播。对于可见光的范围没有一个明确的界限，一般人的眼睛所能接受的光的波长在380~760nm之间。380nm以下的为红外光谱，760nm以上的为紫外光谱。 如右下图所示： 其中可见光为我们五彩缤纷的世界做出了很大贡献。 【光在介质中传播时产生的干涉、衍射和偏振等波动 现象，以及麦克斯韦电磁理论和赫兹实验，证实了光是一 定频率范围内的电磁波，而在热辐射、光电效应和康普顿 效应等现象中，普朗克和爱因斯坦关于光的微粒性质的理 论又取得了极大的成功。因此，光具有“波粒二象性”这 一结论，全面揭示了光的本性。】② 而光除了给我们以美妙的视觉体验之外，还在生活的其他方面造福人类。在电磁波谱中，各种电磁波的性质不同，因而它们就具有不同的用途。 红外线主要特点是热效应，一切物体都在不停地辐射红外线，并且不同的物体辐射红外线的波长和强度不同． 我们可以利用红外线的热效应对物体进行烘干；利用红外线波长较长、容易发生衍射的特点进行远距离和高空摄影；利用不同物体辐射红外线的波长和强度的不同可以对物体进行远距离探测，这种技术叫红外线遥感。 紫外线的主要作用是化学作用。一切高温物体发出的光都含有紫外线，紫外线的波长比紫光还短，紫外线有很强的荧光效应，紫外线有杀菌消毒的作用，广泛应用于医院手术室、手术器具的消毒。 X射线是比紫外线波长还短的电磁波，它的穿透本领很大,广泛应用于医学诊断和治疗。如X射线透视、摄影与造影技术均能得到相关影像以达到诊断的目的。另外，数字外X射线影像技术能将数字化图像信息传输给图像存储与通讯系统，实现远程诊断和远程医学。而远程技术正日益凸显期优越性，对医学的发展起着重要的推动作用。最后，现代医学成像技术还包括X射线计算机体层成
纳米材料应用特点
超细微粒、超细粉末，这些其实都是纳米材料的别称。它具有自己的一些性能特点，同时应用范围较广，例如生物医药、能源环保、化工等等行业。本文就给大家详细介绍一下。 一、应用 由于纳米颗粒粉体具有电、磁、热、光、敏感特性和表面稳定性等性能，显著不同于通常颗粒，故其具有广泛的应用前景。经过多年探索研究，已经在物理、化学、材料、生物、医学、环境、塑料、造纸、建材、纺织等许多领域获得广泛应用。下面为大家例举几个纳米材料的应用实例。 （1）纳米材料的用途十分的广泛，比如目前在许多医药领域使用了纳米技术，这样能使药品生产非常的精细，它直接利用原子或者分子的排布制造一些有特殊功能的药品。由于纳米材料所使用的颗粒比较小，所以这种药品在人体内的传输是相当方便的，有些药品会采用多层纳米粒子包裹，这种智能药物到人体后可直接并攻击癌细胞或者对有损伤的组织进行修复。纳米技术也可以用来监测诊少量血液，通过对人体中的蛋白质的分析诊断出许多种疾病。 （2）在家电方面，选用那么材料制成的产品有许多的特性，如具有抗菌性、防腐抗紫外线防老化等的作用。在电子工业方面应用那么材料技术可以从扩大其
产品的存储容量，目前是普通材料上千倍级的储器芯片已经投入生产并广泛应用。在计算机方面的应用是可以把电脑缩小成为“掌上电脑”，使电脑使用起来更为方便。在环境保护领域未来将出现多功能纳米膜。这种纳米膜能够对化学或生物制剂造成的污染进行过滤，从而改善环境污染。在纺织工业方面通过在原始材料中添加纳米ZnO等复配粉体材料，再通过经抽丝、织布，然后能够制成除臭或抗紫外线辐射等特殊功能的服装，这些产品可以满足国防工业要求。 （3）纳米材料技术现在已广泛应用于遗传育种中，该技术能够结合转基因技术并且已经在培育新品种方面取得了很大的进展。这种技术是通过纳米手段将染色体分解为单个的基因，然后对它们进行组装，这种技术整合成的基因产品的成功率几乎可以达到100%。经过实践证明，科研人员能够让单个的基因分子链展现精细的结构，并可以通过具体的操纵其实现分子结构改变其性能，从而形成纳米图形，这样就能使人们可以在更小的世界范围内、更加深的一种层次上进行探索生命的秘密。 （4）纳米材料技术在发动机尾气处理方面的应用，目前有一种新型的纳米级净水剂有非常强的吸附能力，它是一般净水剂的20倍左右。纳米材料的过滤装置，还能有效的去除水中的一些细菌，使矿物质以及一些微量元素有效的保留下来，经过处理后的污水可以直接饮用。纳米材料技术的为解决大气污染方面的问题提供了新的途径。这种技术对空气中的污染物的净化的能力是其它技术所不可替代的。 二、特点 当粒子的尺寸减小到纳米量级，将导致声、光、电、磁、热性能呈现新的特性。比方说：被广泛研究的II-VI族半导体硫化镉，其吸收带边界和发光光谱的
纳米技术的应用与前景
纳米技术的应用与前景 纳米技术作为一种高新科技，我认为其本质不亚于当年的电子与半导体科技，有着我们未所发掘到潜能与实用价值，在这个世代，各种技术的发展迅速，随着纳米技术的进一步发展，可以作为一种催化剂，促使各行各业的迅猛发展。 纳米技术是近年来出现的一门高新技术。“纳米”主要是指在纳米（一种长度计量单位，等于1/1000,000,000米）尺度附近的物质，其表现出来的特殊性能用于不同领域而称之为“纳米技术”，其具体定义见词条“纳米科技”。 纳米技术目前已成功用于许多领域，包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学以及国防等等。本词条为纳米技术应用的总纲，包括如下领域： 1、纳米技术在新材料中的应用 2、纳米技术在微电子、电力等领域中的应用 3、纳米技术在制造业中的应用 4、纳米技术在生物、医药学中的应用 5、纳米技术在化学、环境监测中的应用 6、纳米技术在能源、交通等领域的应用 尽管从理论到实践是一个相当困难的过程，但纳米技术已经证明，可以利用扫描隧道电子显微镜等工具移动原子个体，使它们形成在自然界中永远不可能存在的排列方式，如IBM 公司的标志图案、比例为百亿分之一的世界地图、或一把琴弦只有50纳米粗的亚显微吉他。纳米材料的应用有着诱人的技术潜力，它的应用范围包括从制造工业、航天工业到医学领域等。美国全国科学基金会曾发表声明说：“当我们进入21世纪时，纳米技术将对世界人民的健康、财富和安全产生重大的影响，至少如同20世纪的抗生素、集成电路和人造聚合物那样。”科学家们预计，纳米技术在新世纪中的应用前景广阔，已经涵盖了材料、测量、机械、电子、光学、化学、生物等众多领域，信息技术与纳米技术的关系已密不可分。 从纳米科技发展的历史来看，人们早在1861年建立所谓肢体化学时即开始了对纳米肢体的研究。但真正对纳米进行独立的研究，则是1959年，这一年，著名美国物理学家、诺贝尔奖金获得者德·费曼在美国物理学年会上作了一次报告。他在报告中认为，能够用宏观的机器来制造比其体积小的机器，而这较小的机器又可制作更小的机器，这样一步步达到分子程度。费曼还幻想在原子和分子水平上操纵和控制物质。 在70年代末，美国MIT（麻省理工大学）的W.R.Cannon等人发明了激光气相法合成数十纳米尺寸的硅基陶瓷粉末。80年代初，德国物理学家H.Gleiter等人用气体冷凝发制备了具有清洁表面的纳米颗粒，并在超真空条件下原位压制了多晶纳米固体。现在看来，这些研究都属于纳米材料的初步探索。 科学家预言，尺寸为分子般大小、厚度只有一根头发丝的几百万分之一的纳米机械装置将在今后数年内投入使用。学术实验室和工业实验室的研究人员在开发分子马达、自组装材料等纳米机械部件方面取得了飞速进展。纳米机器具有可以操纵分子的微型“手指”和指挥这些手指如何工作、如何寻找所需原材料的微型电脑。这种手指完全可以由碳纳米管制成，碳纳米管是1991年发现的一种类似头发的碳分子，其强度是钢的100倍，直径只有头发的五万分之一。美国康奈尔大学的研究人员利用有机物和无机物组件开发出一个分子大小的马达，一些人称之为纳米技术领域的“T型发动机”。 纳米科技中具有主导或牵头作用的是纳米电子学，因为它是微电子学发展的下一代。纳米电子学是来自电子工业，是纳米技术发展的一个主要动力。纳米电子学立足于最新的物理理论和最先进的工艺手段，按照全新的理念来构造电子系统，并开发物质潜在的储存和处理
浅析光放大器特性及其应用
浅析光放大器特性及其应用 发表时间：2011-03-01T16:38:22.000Z 来源：《新校园》理论版2010年第6期供稿作者：彭婉娟刘锋华[导读] 光放大器能解决光纤通信系统中传输信号的功率衰减问题，它不仅可以提升光信号的传输距离彭婉娟刘锋华（江西先锋软件职业技术学院，江西南昌330041） 摘要：光放大器能解决光纤通信系统中传输信号的功率衰减问题，它不仅可以提升光信号的传输距离，而且能够同时放大多路高速光信号，大大简化了光纤通信系统。本文介绍掺铒光纤放大器（EDFA）、光纤拉曼放大器（FRA）和半导体光放大器（SOA）这三种光放大器的工作原理、特性及其在光纤通信系统中的应用。 关键词：光放大器；传输距离；光纤通信 在光纤通信中，光信号传输距离一直是人们关注的焦点。由于光纤具有损耗特性，光信号的传输距离受到很大限制，通常使用中继器来解决这个问题。光放大器是一种常用中继器，它直接放大光信号，能实现信号透明式传输，成为延长光信号传输距离的重要器件。 Ⅰ掺铒光纤放大器 掺铒光纤放大器是利用掺铒光纤作为增益介质实现光的放大。在泵浦光的激励下，掺铒光纤中的铒离子迅速跃迁至亚稳态，由于亚稳态上的铒离子寿命较长（约为10ms），亚稳态与基态之间很快形成粒子数反转，此时，向掺铒光纤中注入信号光，由于受激辐射效应，将释放出大量与信号光子完全相同的光子，信号光迅速被放大。 目前EDFA 技术十分成熟，它具有诸多优点。首先，工作波段处在传输光纤的低损耗窗口上，能减少信号光功率的衰减。其次，增益高，噪声系数低。EDFA 的增益和泵浦功率、输入信号光功率和掺铒光纤长度有关，在强泵浦高增益条件下，放大器噪声系数近乎极限值3dB。同时，EDFA 还具有增益谱平坦、增益可控和输出光功率可控的特性。 EDFA 在数字光纤通信系统中发挥着重要作用，主要有以下四种。第一种是在系统发射端用作功率放大器，提高发端入纤的信号光功率；第二种是在传输线路中用作中继放大器，及时补偿线路中信号光功率的衰减；第三种是在系统接收端用作前置放大器，提高光接收机的灵敏度。这三种用途均能延长光信号的传输距离。第四种是补偿局域网中的分配损耗，增加网络节点数。 Ⅱ光纤拉曼放大器 光纤拉曼放大器是利用受激拉曼散射效应来放大信号光。频率为强光与光纤介质相互作用，发出一个频率为光子和一个频率为的声子，或吸收一个频率为的声子，发出一个频率为的光子，这被称为斯托克斯过程。拉曼散射的峰值增益位置在下频移13THz 处。如果用比信号光频率高13THz的强光进行泵浦，在斯托克斯过程中，泵浦光功率将转移到信号光上，使弱信号光得到放大。 FRA 具有以下优势。首先，传输光纤既可作为传输介质，亦可作为放大介质；其次，增益带宽的位置会随泵浦波长的改变而改变，可以灵活调节增益范围；第三，采用多波长泵浦可以得到宽带、平坦的增益谱，实现宽带信号放大；第四，噪声小，在超长距离高速传输系统中能使光信号保持好的光信噪比。 相比EDFA，FRA 在增益带宽、噪声系数方面具有明显优势，但是，FRA 的泵浦效率不高，在超长距离传输系统中，需要大功率泵浦，增加系统成本。实际应用中常用FRA+EDFA 混合型光放大器，可以实现增益平坦宽带达到100nm。 Ⅲ半导体光放大器 半导体光放大器的结构类似于半导体激光器，它是在半导体材质制成的有源区内非平衡载流子（即电子空穴对）实现信号光放大。 根据半导体的发光效应，在泵浦激励下，有源区内将产生非平衡载流子，即电子、空穴分别累积在导带底、价带顶，实现粒子数反转分布。当非平衡载流子都迅速落回能带最底点并复合时，就发出一个能量等于禁带宽度的光子。在持续的泵浦激励下，释放出大量光子，实现信号光持续放大。放大的信号光波长和半导体材料有关，选取不同的半导体材料，就可以使其输出不同频率的且被放大的信号光。 SOA 的特点是，增益带宽很宽，能覆盖光纤的两个低损耗窗口（1.31μm 和1.55μm），并且有平坦的增益谱；器件体积小，泵浦方式简单，成本低。另外，非常显著的一点是，SOA能实现动态转换波长[5]，不仅改变输入光波长，同时输出放大的信号光功率。基于SOA 的波长转换器在光开关、再生存储器等技术中有着广泛应用。 此外，SOA 还具有一定缺点，如噪声、串扰较显著，耦合效率较低，成本偏高，这抑制了SOA 商用化。总之，SOA 还有待进一步的开发和利用，相信在未来光纤通信网中能更好地发挥优势。 结束语 光放大器具有增益高、带宽宽的特点，能补偿光纤通信系统中信号光功率的衰减，实现大容量高速信号的远距离传输。根据EDFA、FRA、SOA 各自特性，根据不同应用场景，选择合适的光放大器或者光放大器组合来优化系统性能。随着新的设计和制造技术、新的器件组合方式，光放大器必然推动光纤通信网向高性能、低成本的方向迈进。 参考文献： [1]陈才和.光纤通信[M].北京：电子工业出版社，2004. [2] Masuda H, Kawai S, Aida K. Ultra-wideband hybrid amplifier comprising distributed Raman amplifier and erbium-doped fiber amplifier[J]. Electron.lett., 1998, 33(9):1342～1344. [3]赵书安.半导体光放大器的原理及应用分析[J].金陵科技学院学报,2005,21(3):22-26.
海藻糖的特性及其应用
海藻糖的特性及其应用 彭亚锋,周耀斌,李勤,薛峰,冯俊 (上海市质量监督检验技术研究院/国家食品质量监督检验中心(上海),上海 200233) 摘 要:海藻糖是由两个葡萄糖分子以α,α,1,1-糖苷键构成的非还原性糖,自身性质非常稳定,具有独特的生物学特性、对生物抗脱水的保护作用、抗冷冻保护作用和抗高渗保护作用,同时赋予了防止淀粉老化、防止蛋白质变性、抑制脂类物质酸败、抑制鱼腥味的生成、矫正味道和矫正气味作用、抑制大米的米糠臭、保鲜、稳定物料中的超氧化物歧化酶、防蛀牙和补充能源等功能特性。而自然界中如蔗糖、葡萄糖等其它糖类,均不具备对多种生物活性物质具有神奇的保护作用这一功能;这一独特的功能特性,使得海藻糖除了可以作为蛋白质药物、酶、疫苗和其他生物制品的优良活性保护剂以外,还是保持细胞活性、保湿类化妆品的重要成分,更可作为防止食品劣化、保持食品新鲜风味、提升食品品质的独特食品配料,拓展了海藻糖作为天然食用甜味糖的功能。 关键词:海藻糖;特性;功能;应用;前景 中图分类号:TS20211 文献标识码:A 文章编号:1006-2513(2009)01-0065-05 App li ca ti o n p r o spect of treha l o se PENG Ya2feng,ZHO U Yao2b i n,L I Q i n g,XUE feng,FENG Jun (Shanghai I nstitute of Quality I ns pecti on and Technical Research/Nati onal Food Quality Supervisi on and I ns pecti on Center(Shanghai),Shanghai 200233) Abstract:Trehal ose is a non2reducing sugar for med by t w o glucose molecules bet w eenα,α-1,1-glycosidic bond and is one of the most stable sugars in the world.It can effectively p revent organis m da mage in freezing,drying and heating.It has s pecial bi ol ogic characteristic including dehydrati on t olerance,freezing t olerance and hypert onic t oler2 ance.It can als o p revent starch retr ogradati on,p r otein denaturati on,li p ids rancidity,fishy s mell inhibiti on,keep ing rice fresh and stabling S OD in the ra w material.It is als o an energy s ource as well as keep ing teeth fr o m decay.No oth2 er natural sugar can compete with trehal ose unique p r operties.It is now become a p r otective reagent in p r oducing medi2 cines,enzy me,vaccines and other bi o2p r oducts.It is als o an i m portant component of keep ing cell activity and cos metics moisture.Further more,trehal ose is a unique food ingredient which can avoid the f ood degradati on and keep the fresh flavor.A s a s weetener,trehal ose is widely used in f ood p r ocessing. Key words:trehal ose;p r operty;functi on;app licati on;p r os pect 海藻糖作为一种天然的糖类,最早发现海藻糖的是W igger,他在研究黑麦的麦角菌时,让溶液静置一段时间之后,发现在容器壁中形成一些无色、非还原性、微甜的糖晶体[1][2]。随后人们发现它在自然界的动植物和微生物中广泛存在, Elbein总结了各种生物中海藻糖的含量分布,近80种植物、藻类、真菌、酵母、细菌,昆虫到无脊椎动物都罗列其中[3]。经过100多年的研究,直到进入20世纪90年代,较大规模的工业化生产才得以实现。由于海藻糖的结构明显不同于其他低聚糖类,自然就赋予了它独特的理化性质与生物学特性,学术界对海藻糖的作用机理和应用 收稿日期:2008-11-17 作者简介:彭亚锋(1967-),男,高工,研究方向:食品加工与检验。
基本品质概念
基本品质概念 一﹑品质朮语 1﹑质量﹕产品或服务满足客户规定或潜在要求的特征和特性的总和。 2﹑质量管理﹕是质量控制和质量保证两者的总称﹐指为了确定和达到质量目标所需要的全部职能和活动。 3﹑质量控制﹕为满足质量要求所采取的作业技朮和活动﹐目的在于监视一个过程并排除质量环中各个阶段产生问题的原因﹐以提高经济效益。 4﹑质量保证﹕为使客户确信产品或服务能满足规定的质量要求所必需的全部有计划有系统的活动。 5﹑质量体系﹕为了实施质量管理所需要的所有组织机构﹑责任﹑程序﹑过程和资源的总和。 6﹑质量环﹕又叫质量螺旋﹐指研究从识别需要到评定这些需要是否能够得到满足为止的各个阶段中影响产品或服务质量的各个相互作用的活动的一种理论模式。 7﹑产品质量﹕产品的特征或特性满足客户规定要求的程度。 8﹑质量检验﹕指用一定的检验方法﹑手段对产品（包括原材料﹑半成品﹑成品等）的质量特性进行测试并将测定的结果与质量标准进行比较﹐从而判定产品是否合格的过程﹐它是保证产品质量的重要环节之一。 9﹑不合格﹕指产品未满足规定的质量要求﹐或指产品的一种或多种质量特性偏离了规定的质量要求或没有这些特性﹐也可指质量体系中某些要素偏离了规定的要求或没有这些要素等。 10﹑合格品﹕指满足客户规定要求的产品。 11﹑不合格品﹕指不能满足客户规定要求的产品。 12﹑批﹕又称交检批﹐是指作为检验对象被汇集起来的一批产品。作为交检批的条件是﹕（1）制造条件基本相同（2）制造时间大致相同（3）产品规格和结构相同。 13﹑批量﹕交检批所包含的单位产品的数量。 14﹑抽查﹕从整批产品中按一定的标准（随机）抽取部分产品进行检查﹐通过该部分产品的检进结果来衡量整批产品是否合格的活动。 15﹑批量抽查﹕指无论批量的大小都是根据规定的抽样计划抽取样品进行检查的活动。 16﹑随机抽查﹕是在进行批量抽查时采取的一种抽样方式﹐指不挑不拣的进行随意抽查﹐令每一个产品都有被抽到的机会。 17﹑允收﹕允收的产品并不一定代表该批产品中无次品﹐而是指次品的总数量仍在抽样标准的可接受范围内。 18﹑拒收﹕指批量抽查时发现的不合格品数量超出抽样标准的可接受范围﹐该批产品不合格﹐需作退货处理。 二﹑产品各表面等级的划分 根据操作者和客户可以看到的程度﹐可将产品的各表面分为以下三种﹕ 1﹑A级面﹕指操作者和客户能直接看到的产品表面。如﹕产品的顶面和正面。 2﹑B级面﹕指操作者和客户能看到但不能直接看到的产品表面。如﹕产品的两侧面﹑后面﹑底部。 3﹑C级面﹕指零件组装后操作者和客户看不到的产品表面。如﹕产品的内部。 三﹑次品缺陷的分类 根据次品缺陷的严重程度﹐可将次品缺陷可分为三种﹕致命缺陷（CR）﹑严重缺陷（MAJ）和轻微缺陷（MIN）。 1﹑致命缺陷﹕是指对使用﹑维修或保养产品的人员有危险或不安全隐患﹐以及严重影响产品使用性能的客户绝对不接受的缺陷。 2﹑严重缺陷﹕指会直接或间接影响产品使用性能﹐但客户可作有条件接受的缺陷。 3﹑轻微缺陷﹕指需要采取对策进一步改善但不影响产品正常使用的较轻微的外观缺陷﹐。 四﹑塑料件常见的次品缺陷 1﹑缺胶﹕又叫走料不齐﹐指产品的一处或多处胶料填充不足。原因是在注塑过程中熔料温度太低或注塑压力过小从而导致熔料流动性差﹐不能走满整个模腔。 2﹑缩水﹕由于产品某处的胶位缩水率比其周围的胶位缩水率大而在产品表面形成的平滑凹痕。原因是产品各部分壁厚相差太远或产品在冷却时各部位冷却不均匀等。 3﹑混色﹕在产品某处出现的不规则的与原料颜色不同的另外一种色斑﹐它与周围的胶料颜色没有明显的分界线。原因是熔料温度过高﹐使靠近炉壁之胶料烧焦后混入熔料内或熔料中有其它杂物的熔化物等。 4﹑披峰﹕在产品上（模镶件的接口部位处）出现的较薄的非设计要求的毛边。原因是模具损伤或注射压力太大等。 5﹑爆裂﹕产品上出现的非设计要求的裂隙。原因是脱模困难或者产品冷却时各部位冷却不均匀等。 6﹑顶白﹕产品出模时﹐由于顶针运动过快或不畅顺导致反作用力超出胶体的承受力﹐从而在产品表面形成的一种欲裂的白色痕迹。 7﹑气纹﹕产品表面形成的部分有别于其周边表面色泽的花纹。原因是产品在注塑时排气不良导致气体残留于产品表面。
纳米材料新进展及应用
纳米材料应用的新进展 来源：全球电源网 世界上已经研制成功四种贮氢合金材料：即稀土镧镍系、铁一钛系、镁系以及钒、铌、锆等多元素系合金材料。但它们全都是非纳米材料。最近几年世界各国在大力开发纳米贮氢电极材料，一系列纳米贮氢材料不断问世。它们的进展为更好利用氢能带来了福音。目前开发的主要材料系列有镁镍合金、碳纳米管和纳米铁钛合金。三种纳米材料的开发已经形成热潮。美洲和欧洲国家开发工作最集中的是镍金属氢化物电池用的镁镍合金和碳纳米管，其次是燃料电池用的铁钛合金及碳纳米管。包括中国在内的亚洲国家开发纳米镁镍合金主要是针对镍金属氢化物电池的应用，开发纳米铁钛合金及碳纳米管主要是针对燃料电池的应用。在开发金属氢化物储氢方面，过去的主要问题是贮氢量低，成本高及释氢温度高。现在在开发纳米储氢材料过程中这些问题仍是值得注意的问题。本文介绍目前科研人员针对上述问题开发纳米储氢材料方面的进展。1 镁镍合金开发继续升温镁系贮氢合金是最具开发前途的贮氢材料之一，所以目前开发最热的是镁镍合金。镁镍合金成本低，其贮氢质量高，若以CD ( H )代表合金贮氢的质量分数， 理论上纯镁的质量分数为7.6% ，而稀土LaNi5 的只有1.4% ，钛系TiFe 只为1.9%。这就是形成镁系合金开发热潮的原因。以前主要使用熔铸法和快速凝固法生产镁合金。能够体现出高技术的发展水平是现在的机械研磨技术。也就是先在600 C以上使镁与镍形成合金，经过检测确定是Mg2Ni合金以后，然后进行机械研磨。目前普遍用机械研磨法生产多元纳米贮氢合金、纳米复合贮氢合金。新型纳米镁镍合金同稀土系、钛系和锆系贮氢材料相比具有许多优点。镁系合金中最典型的是Mg2Ni 合金。其氢化物Mg2NiH4 合金贮氢量为3.6%。1.1 代换镁的金属呈增加趋势国内外制备传统镁系合金采取的措施是添加铝、铁、钴、铬、钒、锰、铜、钛及镧等元素来替换镁，使其形成多元镁镍合金。第二种是将 纯镁粉与低稳定性的贮氢合金复合。第三种是把镁系合金与别的合金混合制成复 合贮氢材料。最后就是将负极浸入铜、镍-硼或镍-磷等镀液里，使镀上一层金属膜，镀
常用光源的种类、特点及应用
常用光源的种类、特点、适用场合、及其图片 种类特点适用场合图片 白炽灯普通灯泡安装及适用容易、立 即启动成本低、反射 泡可做聚光投射住宅基本集装饰性照明、反射灯泡可用于重点照明 反射灯泡 卤素灯体积小、高亮度、光 色较白、易安装、寿 命较普通灯泡长 商业空间的重点照明 卤钨灯体积小、发光效率 高、色温稳定、光 衰小、光衰小等宜用在照度要求较高、显色性较好或要求调光的场所，如体育馆、大会堂、宴会厅等 LED 寿命长、光效高、 无辐射与低功耗显示屏、汽车用灯、LCD背光源、在室内场合，在家电、仪器仪表、通讯设备、微机及玩具等、 日光灯普通型日 光灯 有各种不同光色可供 选择、可达到高照度 并兼顾经济性办公室、商场、住宅及一般公共建筑 PL灯管体积小、寿命长、效 率高、省电 局部照明、安全照明、 方向指标照明
SL省电 灯管 高效、省电、能直接 取代普通白炽灯泡大部分适用白炽灯泡的场所均可使用 气体放电灯高压水银 灯 高效率、寿命长、适 当显色性 住宅区公用区、运动 场、工厂 免用镇流 器水银灯 寿命长、显色性佳、 安装容易、效率较白 炽灯高 可直接取代白炽灯泡 用于小型工业场所、 公共区域用植栽照射 金属卤化 物灯 效率高、寿命长、显 色性佳 适合彩色电视转播运 动场投光照明、工业 照明、道路照明、植 栽照明 高压钠灯效率极高、寿命较长、 光输出稳定 道路、隧道等公共场 所照明、投光照明、 工业照明、植栽照射 低压钠灯效率极高、寿命特长、 明视度高、显色性差 为单一光色 节约能源、高效而颜 色不重要的各种场所 金属卤化 物灯 发光效率高、显色性 能好、寿命长等 较繁荣街道、商业照 明、广场照明、舞台 摄影、体育场馆等
海藻糖的特性及其应用
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海藻糖的特性及其应用 作者：彭亚锋， 周耀斌， 李勤， 薛峰， 冯俊， PENG Ya-feng， ZHOU Yao-bin， LI Qing，XUE feng， FENG Jun 作者单位：上海市质量监督检验技术研究院/国家食品质量监督检验中心(上海)上海,200233 刊名： 中国食品添加剂 英文刊名：CHINA FOOD ADDITIVES 年，卷(期)：2009(1) 被引用次数：7次 参考文献(27条) 1.Harding T.S History of trehalose,its discovery and methods of preparation 1923 2.Koch E.M;F.C.Koch The presence of trehalose in yeast 1925 3.Elbein A.D The metabolism of a,a-trehalose 1974 4.程池天然生物保存物质--海藻糖的特性与应用 1996(01) 5.尤新功能性低聚糖生产与应用 2004 6.袁勤生海藻糖的应用研究进展[期刊论文]-食品与药品 2005(04) 7.聂凌鸿;宁正祥海藻糖的生物保护作用[期刊论文]-生命的化学 2001(03) 8.刘传斌;云战友;冯朴荪;苗蔚荣海藻糖在生物制品活性保护中的应用前景 1998(07) 9.于春燕;郎刚华;刘万顺海藻糖研究进展 2000(02) 10.姚汝华;周青峰海藻糖及其应用前景[期刊论文]-广州食品工业科技 1995(04) 11.马莺酶法合成海藻糖的研究[学位论文] 2003 12.张玉华;凌沛学;籍保平海藻糖的研究现状及其应用前景[期刊论文]-食品与药品 2005(03) 13.Peter Piper Differential role Hsps and trehalose in stresstolerance 1998(02) 14.黄成垠;安国瑞;王庆敏;戴秀玉 周坚海藻糖对医用诊断工具酶活性保护研究 1997(06) 15.杨小民;杨基础不同糖对纤维素酶保护的机理研究[期刊论文]-清华大学学报(自然科学版) 2000(02) 16.李晓东以淀粉为原料利用微生物酶生成海藻糖的新方法 2000(01) 17.涂国云海藻糖的性质、生产及应用[期刊论文]-山西食品工业 2003(03) 18.马春玲;王瑞明;刘建军海藻糖的性质及其生产 2003(03) 19.胡宗利;夏玉先;陈国平;蔡绍皙海藻糖的生产制备及其应用前景[期刊论文]-中国生物工程杂志 2004(04) 20.Crowe J.H Preservation of membranes in anhydrobiotic organism:the role of trehalose[外文期刊] 1984 21.Colaco C Food packaging and preservation 1994 22.Timasheff S N查看详情 1993 23.Mauro Sola-Penna;Jose Roberto Meyer-Fernandes Stabilization against thermal inactivation promoted by sugars on enzyme structure and function:why is trehalose more effective than other sugars[外文期刊] 1998(01) 24.Mike A Singer;Susan Lindquist The ying and yang of thermotolerance affecting trehalose 1998 25.Danforth Parker Miller Rational design of protective agents and processes for the stabilization of biologicals 2001 26.查看详情
磁性纳米材料的应用
磁性纳米材料的应用 磁性纳米颗粒是一类智能型的纳米材料，既具有纳米材料所特有的性质如表面效应、小尺寸效应、量子效应、宏观量子隧道效应、偶连容量高，又具有良好的磁导向性、超顺磁性类酶催化特性和生物相容性等特殊性质，可以在恒定磁场下聚集和定位、在交变磁场下吸收电磁波产热。基于这些特性，磁性纳米颗粒广泛应用于分离和检测等方面。 （一）生物分离 生物分离是指利用功能化磁性纳米颗粒的表面配体与受体之间的特异性相互作用（如抗原-抗体和亲和素 -生物素等）来实现对靶向性生物目标的快速分离。 传统的分离技术主要包括沉淀、离心等过程，这些纯化方法的步骤繁杂、费时长、收率低，接触有毒试剂，很难实现自动化操作。磁分离技术基于磁性纳米材料的超顺磁性，在外加磁场下纳米颗粒被磁化，一旦去掉磁场，它们将立即重新分散于溶液中。因此，可以通过外界磁场来控制磁性纳米材料的磁性能，从而达到分离的目的，如细胞分离、蛋白质分离、核酸分离、酶分离等，具有快速、简便的特点，能够高效、可靠地捕获特定的蛋白质或其它生物大分子。此外，由于磁性纳米材料兼有纳米、磁学和类酶催化活性等特性，不仅能实现被检测物的分离与富集，而且能够使检测信号放大，具有重要的应用前景。 通常磁分离技术主要包括以下两个步骤：（ 1）将要研究的生物实体标记于磁性颗粒上；（2）利用磁性液体分离设备将被标记的生物实体分离出来。 ①细胞分离：细胞分离技术的目的是快速获得所需的目标细胞。传统的细胞分离技术主要是根据细胞的大小、形态以及密度差异进行分离，如采用微滤、超滤和超滤离心等方法。这些方法虽然操作简单，但是特异性差，而且纯度不高，制备量偏小，影响细胞活性。但是利用磁性纳米材料可以避免一定的局限性，如在磁性纳米材料表面接上具有生物活性的吸附剂或配体（如抗体、荧光物质和外源凝结素等），利用它们与目标细胞特异性结合，在外加磁场的作用下将细胞分离、分类以及对数量和种类的研究。 磁性纳米材料作为不溶性载体，在其表面上接有生物活性的吸附剂或其它配体等活性物，利用它们与目标细胞的特性结合，在外加磁场作用下将细胞分离。 温惠云等的地衣芽孢杆菌实验结果表明，磁性材料 Fe3O4 的引入对地衣芽孢杆菌的生长没有影响；Kuhara等制备了人单克隆抗体anti-hPCLP1,利用 anti-hPCLP1 修饰的磁纳米颗粒从人脐带血中成功分离了成血管细胞，PCLP1 阳性细胞分离纯度达到了 95%。 ②蛋白质分离：利用传统的生物学技术（如溶剂萃取技术）来分离蛋白质程序非常复杂，而磁分离技术是分离蛋白分子便捷而快速的方法。 基于在磁性粒子表面上修饰离子交换基团或亲和配基等可与目标蛋白质产生特异性吸附作用的功能基团 , 使经过表面修饰的磁性粒子在外加磁场的作用下从生物样品中快速选择性地分离目标蛋白质。 王军等采用络合剂乙二胺四乙酸二钠和硅烷偶联剂KH-550寸磁性Fe3O4粒 子进行表面修饰改性 , 并用其对天然胶乳中的蛋白质进行吸附分离。结果表明 , 乙二胺四乙酸通过化学键合牢固地结合在磁性粒子表面 , 并通过羰基与蛋白质反应, 达到降低胶乳氮含量的目的。 ③核酸分离 经典的DNA/RN分离方法有柱分离法和一些包括沉积、离心步骤的方法，这些方法的缺点是耗时多，难以自动化，不能用于分析小体积样品，分离不完全。
纳米材料及其应用前景
纳米材料及其应用前景 摘要:21世纪，纳米技术、纳米材料在科技领域将扮演重要角色。纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术之一。本文简要地概述了纳米材料的基本特性以及其在力学、磁学、电学、热学等方面的主要应用，并简单展望了纳米材料的应用前景。 关键词：纳米材料；功能；应用； 一、纳米材料的基本特性 所谓纳米材料是指材料基本构成单元的尺寸在纳米范围即1~100纳米或者由他们形成的材料。由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成，也正因为这样，纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如：其力学特性、电学特性、磁学特性、热学特性等，这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。科学家们和工程技术人员利用纳米材料的特殊性质解决了很多技术难题，可以说纳米材料特性促进了科技进步和发展。 1、力学性质 高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低，位错滑移和增 殖符合Frank-Reed模型，其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大，增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大，所以纳米材料中位错滑移和 增殖不会发生，这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50 多年历史，由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直 难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时，其韧性、 强度、硬度大幅提高，使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。 使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油 钻探等恶劣环境下使用。 2、热学性质 纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用 变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面 有其广泛的应用前景。例如Cr-Cr2O3颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作 用，从而有效地将太阳光能转换为热能。 3、电学性质 由于晶界面上原子体积分数增大，纳米材料的电阻高于同类粗晶材料，甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变（SIMIT）。利用纳米粒子的 隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点，有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体 器件。2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管，表现出很好的晶体三极管 放大特性。并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性，成功研制出了室 温下的单电子晶体管。随着单电子晶体管研究的深入进展，已经成功研 制出由碳纳米管组成的逻辑电路。
海藻糖的特性及应用
海藻糖的特性及应用 海藻糖（Trehalose）是一种安全、可靠的天然糖类，1832年由Wiggers将其从黑麦的麦角菌中首次提取出来，随后的研究发现海藻糖在自然界中许多可食用动植物及微生物体内都广泛存在，如人们日常生活中食用的蘑菇类、海藻类、豆类、虾、面包、啤酒及酵母发酵食品中都有含量较高的海藻糖。 海藻糖是由两个葡萄糖分子以1,1-糖苷键构成的非还原性糖，有3种异构体即海藻糖（α，α）、异海藻糖（β，β）和新海藻糖（α，β），并对多种生物活性物质具有非特异性保护作用。科学家们发现，沙漠植物卷叶柏在干旱时几近枯死，遇水后却又可以奇迹般复活；高山植物复活草能够耐过冰雪严寒；一些昆虫在高寒、高温和干燥失水等条件下不冻结、不干死，就是它们体内的海藻糖创造的生命奇迹。海藻糖因此在科学界素有“生命之糖”的美誉。国际权威的《自然》杂志曾在2000年7月发表了对海藻糖进行评价的专文，文中指出：“对许多生命体而言，海藻糖的有与无，意味着生命或者死亡”。 海藻糖又称漏芦糖、蕈糖等。 作用 海藻糖对生物体具有神奇的保护作用，是因为海藻糖在高温、高寒、高渗透压及干燥失水等恶劣环境条件下在细胞表面能形成独特的保护膜，有效地保护蛋白质分子不变性失活，从而维持生命体的生命过程和生物特征。许多对外界恶劣环境表现出非凡抗逆耐受力的物种，都与它们体内存在大量的海藻糖有直接的关系。而自然界中如蔗糖、葡萄糖等其它糖类，均不具备这一功能。这一独特的功能特性，使得海藻糖除了可以作为蛋白质药物、酶、疫苗和其他生物制品的优良活性保护剂以外，还是保持细胞活性、保湿类化妆品的重要成分，更可作为防止食品劣化、保持食品新鲜风味、提升食品品质的独特食品配料，大大拓展了海藻糖作为天然食用甜味糖的功能。 生产工艺 海藻糖是运用当代最先进的生物工程技术和生产工艺，采用按国际制药标准建造的成套设备，以当地特有的不含转基因成分的天然木薯淀粉为原料，在国内首家以规模化形式生产海藻糖，产品指标达到国际同类产品标准。先进的生产工艺技术和完整的质量保证体系为国内外市场提供了种质量过硬、价格合理的海藻糖系列产品，使生物制剂、化妆品、烘焙产品、水产畜产加工、米面制品、饮料和糖果以及农林种植等各个行业广泛受惠。
海藻糖的应用
功效应用例 糕点抑制淀粉老化（抑制硬化、维持透明感） 降低甜味、提高糖度、 增加耐冻性（抑制冷冻变质、抑制冰晶形成、维持保形性） 抑制失水（提高保水性） 改善口感，防止吸湿（维持酥脆感） 防止过度上色 防止砂糖析出结晶 提升气泡稳定性（取代乳化剂） 抑制油脂酸败异味 保持鲜度 调整水分量 减少加热后的不良气味 团子、大福 豆馅、鲜奶油 冷冻烘焙产品 鲜奶油、豆馅 派、饼干 鲜奶油、豆馅 羊羹、磅蛋糕 海绵蛋糕、戚风蛋糕 冷冻蛋糕、派类 冷藏蛋糕所用的鲜果 各式糕点 巧克力、可可豆 糖果、面包降低甜味，改善口感 防止过度上色 防止回潮 改善口感（维持脆爽） 保持口感（抑制老化） 增加耐冻性 提升气泡稳定性（取代乳化剂） 糖果、蜂蜜蛋糕 白面包、饼干 糖果、豆类零食 糖果、饼干 米粉、面包、三明治 冷冻面食半成品 吐司面包 冷饮、甜点降低甜味，改善口感 抑制蛋白质变性 防止离水 抑制冰晶成长 提升牛奶口感（减少加热后的不良气味） 提高保形性 防止吸湿 冰淇淋、果冻 布丁、果冻、慕斯 冷冻布丁、果冻 雪酪 卡士达馅、牛奶布丁 果冻、慕斯 水果脆片
饮料低着色性 低甜味 矫香矫臭 提高溶解度 抗氧化 缓释能量 果蔬汁、氨基酸饮料 各式饮料 含柠檬、牛奶、豆奶、 矿物质等的饮品 含钙、多酚类饮料 果蔬汁 运动饮料 面类抑制淀粉老化 防止面条结团 防止面条过软 防止干燥 缩短煮面时间 乌冬面、饺子皮、拉 面、荞麦面 调味料抑制吸湿放湿 抑制淀粉老化 抑制蛋白质变性（减少浮渣） 增加耐冻性 抑制异味 防止过度上色 提高固形物含量（延长保质期，防止水分转移） 粉末调味料 含淀粉的液状调味料 肉类用调味料 沙拉酱、酱汁 液状调味料 液状调味料 液状调味料 水产品加工抑制蛋白质变性 抑制淀粉老化 抑制吸湿放湿 提升风味 改善口感（弹性、松脆） 防止褐变 减少鱼腥味 减少异味 防止崩解 提升耐冻性 冷冻鱼糜、炸鱼板 含淀粉的鱼糜 海苔、干燥鱼贝 冷冻鱼糜、海鲜佃煮 鱼板、蟹肉棒、竹轮 鱿鱼丝，、吻仔鱼 秋刀鱼、青花鱼 各式水产品 红烧鱼 加工鱼片