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摘要:导语:如何才能写好一篇纳米技术的重要性,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公文云整理的十篇范文,供你借鉴。 心肌缺血再灌注p伤(myocardial ischemia reperfution injur

  导语:如何才能写好一篇纳米技术的重要性,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公文云整理的十篇范文,供你借鉴。

  心肌缺血再灌注p伤(myocardial ischemia reperfution injury,MIRI)是引起静脉溶栓、经皮冠状动脉介入术、冠状动脉旁路移植术后心律失常、心肌舒缩功能降低、能量代谢障碍、细胞凋亡的首要病理因素之一[1]。近些年,中药以其独特多途径多靶点的协同疗效广泛应用于MIRI的防治,大量研究表明中药通过减少氧化应激、改善能量代谢、防止细胞凋亡、抑制钙超载、调节炎性介质、抑制线粒体膜通透孔、增加线]等多个途径防御心肌缺血再灌注损伤,然迄今为止,其保护机制尚未完全清晰。经研究线粒体DNA,microDNA以及脂质代谢的异常是决定MIRI的重要因素之一,中药是否通过上述作用防御MIRI,则是本研究主要内容。

  心肌缺血-再灌注损伤包括缺血和含氧血流恢复后的再灌注损伤,二者叠加对心肌细胞造成双重的损伤,在这双重损伤之中mtDNA突变扮演了重要的角色。mtDNA存在线粒体内是机体唯一的核外遗传物质,同电子呼吸链毗邻,为的环状单螺旋结构,缺乏蛋白质保护,容易受到线粒体本身氧化磷酸化过程中的氧自由基以及疾病、遗传和环境等因素影响而发生突变,突变率比核DNA高,具有母系遗传、半自主复制、异质性、随机分配、高突变率、高利用率、阈值效应和协同效应等特性[9-10]。

  1.1 缺血损伤 心肌缺血与mtDNA突变互为因果是造成冠心病发生发展的主要因素。心肌缺血引起mtDNA损伤,当冠脉狭窄、心肌细胞缺血和反复出现低血氧时导致线粒体ATP合成和氧化磷酸化抑制,细胞难以维持正常的ATP含量,造成能量生成障碍、细胞内外离子稳态失衡、乳酸酸中毒、心肌舒缩功能障碍严重影响心脏功能,此外缺血的心肌细胞产生大量的氧自由基能则增加mtDNA损伤和氧化磷酸化不足,大范围mtDNA突变或缺失涉及多个mtDNA的基因编码区域,造成氧化磷酸化基因转录水平异常,可导致氧化磷酸化障碍,ATP产生不足,引起组织器官损伤。心肌缺血的程度与心肌细胞mtDNA缺失突变率相关,mtDNA突变是加重心肌缺血,导致线粒体功能障碍,促进炎症反应,细胞凋亡和细胞衰老[11]的重要因子,影响氧化磷酸化,使线粒体功能紊乱,加速细胞凋亡。现代研究显示mtDNA损伤存在于动脉粥样硬化病变的各个时期,即在动脉粥样发展早期即有mtDNA损害的发生并促进易损斑块的发生发展,如在动脉粥样硬化早期即发现mtDNA 4 977 bp显著突变,而在冠心病患者中发现mtDNA 4 977,7 436,10 422 bp[9],tRNAThr15927G>

  A[12]均不同程度升高。

  1.2 再灌注损伤 缺血对心肌细胞mtDNA造成的损伤是一个漫长的量变到质变的积累过程,受到疾病、遗传、地理以及环境等多因素的影响,而再灌注引起的大量氧自由基、钙超载、炎症反应使原本突变的mtDNA更是雪上加霜不堪一击。研究报道突变的mtDNA在MIRI时,导致线粒体内酶失活、呼吸链传递或氧化磷酸化功能缺陷,从而出现ATP合成障碍,产生过多氧自由基加重mtDNA损伤减少或mtDNA拷贝数,引起mtDNA数量转录水平下降、mtDN段缺失和线],如MIRI放的大量ROS可迅速引起呼吸链酶活性下降和mtDNA 4 834 bp片段缺失,导致该线粒体电子呼吸链不可逆的氧化磷酸化障碍[20],造成缺血组织在恢复血液灌注后,缺血和再灌注二者叠加引起线粒体的损伤,启动心肌细胞凋亡或坏死[21],使得心肌损伤反而加重,造成可逆性缺血损伤加重,亦可能促进可逆性缺血损伤转化为不可逆损伤。

  高等真核生物基因组编码microRNAs(miRNAs),miRNA广泛参与心脏发育和心血管疾病的发生发展[22],参与并调控MIRI整个过程[23],miRNAs是一种大小约21~23个碱基的单链小分子RNA,由核基因组编码,miRNAs作为基因组的调控开关通过和靶基因miRNAs碱基配对构成基因沉默复合体降解miRNAs或阻碍其靶基因的翻译。

  2.1 miRNAs与MIRI miRNAs调控线粒体形态、参与线粒体自嗜、影响线粒体代谢、参与线粒体介导的细胞凋亡而调控线粒体的功能、结构和代谢,在心肌MIRI中miRNAs通过影响能量代谢、细胞凋亡、ROS生成、钙超载、离子通道等因素调控线]miRNAs参与MIRI,如保护性miRNAs有miR-2,miR-125b,miR-133a,miR-146a,miR-494,在MIRI之后具有过表达的miR-2促进心脏纤维化、加重心功能障碍;miR-125b减弱促凋亡因子p53,Bak-1和Bax表达;miR-146a引起NF-κB的活性和炎症因子产物;miR-494调节凋亡蛋白。损伤性miRNA有miR-1,miR-15a/15b,miR-29a/29c,miR-320,作用机制分别为miR-1抑制蛋白激酶和热休克蛋白加重心肌缺血再灌注损伤;miR-15a/15b,miR-29a/29c,miR-320作用不同的靶基因促进细胞凋亡[23]。此外,miRNAs也通过影响Bcl-10,ATG9,Cx43蛋白,beclin-1进而影响自噬小体的形成,对自噬起到抑制或激活,从而影响心肌I/R损伤的结局[26]。同时在MIRI中miR-92a和miR-126的表达与氧自由基和心肌细胞凋亡有关联,可能为早期诊断和预测无复流现象提前干预提供思路,并且他汀类药物的干预可以改变miR-92a和miR-126的表达[27]。

  2.2 microRNA与动脉粥样硬化 现代研究提示miRNAs可能预测急性心血管事件的发生,实现疾病的诊断、鉴别诊断、危险分层及预后的判断成为动脉粥样硬化疾病生物标志物[28-30],其原因主要是血液循环中miRNAs具有稳定性、细胞间具有交流功能、序列进化保守,调控靶基因,组织和疾病特异性,且检测高度敏感性和特异性。miRNAs参与动脉粥样硬化的发生发展整个过程的多个途径调节多个基因,基础研究显示涉及miR-1,miR-74,miR-126,miR-145,miR-155,miR-146a/b,miR-135b-5b,miR-499a-3p[31-37]等多个miRNAs,其中miR-1可能通过介导靶基因TGF-β2调控巨噬细胞凋亡参与动脉粥样硬化,miR-74可能在DNA转录、心脏发育、投射神经元发育、B细胞活化、血管生成等生物过程发挥重要作用[32]。临床研究显示冠心病患者外周循环血中miR-19b,miR-21,miR-133a,miR-208a,miR-499a等miRNAs参与冠心病的形成发生发展,其中miR-19b抑制内皮增殖miR-21通过调控炎性递质sCD40L而稳定斑块,miR-133a,miR-208a和miR-499a则与冠状动脉狭窄程度成正比[38-40]。再者,学者研究MicroRNAs对冠心病的证候有着一定的影响,如冠心病血瘀证的miR-146b-5p,miR-199a-5p,CALR和TP53,痰浊证miR-363-5p,miR-668,RIPK2和STK4,不稳定心绞痛中miR-146b-5p,miR-199a-3p,IL2RB和FASLG均有不同程度上调下调[41]。

  作为生命过程重要参与者的miRNAs由核基因和线粒体基因编码与mtDNA一起对生命体有着重要的影响,二者相互作用具有紧密的联系,核基因编码的miRNAs通过调控核基因编码或线粒体编码的相关蛋白的表达影响线粒体结构和功能,线粒体基因编码miRNA直接调控线粒体基因表达或转运至胞质调控核基因的表达影响疾病的发生发展。

  3.1 miRNAs直接或间接影响mtDNA miRNAs涉及线粒体代谢、线粒体氧化磷酸化、电子传递链组件、脂质代谢等多个代谢过程[47],通过多种途径调节线粒体代谢、形态和生物合成从而影响线粒体功能,进一步影响mtDNA,如癌症、代谢综合征、肌病、心血管等疾病中均提示miRNAs参与调节[48]。2011年,Barrey等对miRBase 中742 miRNAs进行研究,结果显示在人类肌小管的线 miRNAs显著表达,在人线种pre-miRNA和33种miRNA的潜在编码序列,并首次证实人类肌细胞线粒体中存在miRNA前体(pre-mir-302a,prelet-7b)和成熟miRNA(mir-365)[49]。

  学者研究在心血管疾病伴糖尿病患者中加重MIRI的原因可能是同miRNA-200c与miRNA-141的过表达引起线粒体超氧化物歧化酶降低导致ROS升高所致[50]。低氧下表达变化最显著的miR-210通过靶标三羧酸循环和抑制呼吸链活力抑制线粒体代谢,或直接作用于COX10影响线]。在MIRI中,缺氧通过激活p53抑制miR-499的转录,促进发动蛋白相关蛋白1(dynamin-related protein 1,Drp1)去磷酸化,导致Drp1在线粒体中积累并激活Drp1介导的粒体裂解,最终促进心肌细胞凋亡[51],而心肌细胞凋亡时与氧化应激密切相关,最终影响线粒体结构、功能以及mtDNA。据报道影响ROS的miRNAs主要有充当抗氧化作用的miR-145,miR-23b,miR-210,充当促氧化作用的miR-335,miR-34a,miR-338,miR-210,miR-181[48],而氧化应激则是冠心病患者mtDNA损伤的首要原因,其机制主要是细胞色素c氧化酶是线粒体呼吸链的关键酶,细胞色素c氧化酶亚基Ⅱ是其活性中心,其活性的改变导致线粒体呼吸链的电子传递受阻,并直接将电子泄露于线粒体基质内,使超氧阴离子产生增多,使线粒体内的氧化应激水平增高,导致mtDNA损伤[ 9]。

  3.2 线粒体基因编码miRNAs调控mtDNA 线粒体基因可能编码miRNA,直接或间接调控mtDNA或核基因的表达。mtDNA仅有37个基因,编码13种线粒体氧化磷酸化(oxidative phosphorylation,OXPHOS)复合体亚基,22种tRNA和2种rRNA[9],线粒体有自身的转录和翻译体系,线粒体DNA的复制、转录以及线粒体mRNA翻译都是在线粒体内膜内进行的。线粒体基因编码miRNA称为mitomiRs,“mitomiRs”可以作为“载体”,核基因组和线粒体基因组均存在mitomiR靶基因位点,并在细胞水平感知和响应动态变化的线],如线粒体lncRNA ASncmtRNA-2i 可能通过hsa-miR-4485和hsa-miR-1973影响内皮细胞衰老和老化[52],mitomiRs作用方式可能有以下几个方面[42,48,53-54]:①Mitomirs 可能具有线粒体调控分子的效力;②Mitomirs可能靶标线粒体表面的核编码基因;③线粒体可以被看作是涉及到Ago2和miRNA的细胞信号传导的平台;④mtDNA的转录、复制可能受mitomiRS的调控。如mitomiRs (mir-146a,-133b,-106a,-19b,-20a,-34a,-181a,-221) 也在miRs中主要涉及到细胞衰老以及炎症衰老,甚至具有转录后调节或线粒体基因组精细调节的作用[53-54]。上述机制可能同多核苷酸磷酸化酶(polynucleotide phosphorylase,PNPase)介导细胞核编码的miRNAs输入线粒体相关,PNPase存在于线粒体膜间隙,PNPase可能通过调控线粒体mitomiRS参与线粒体DNA氧化损伤的调节,线粒体PNPase的表达减少会引起mitomiRS表达谱的改变,MitomiRS表达变化可能导致线粒体结构及功能的改变。

  线粒体功能的正常发挥离不开核基因组和线粒体基因组的相互作用,miRNAs可能参与细胞核和线粒体间的信息交流,参与能量代谢,脂质代谢、细胞凋亡和线粒体动力学多个过程,介导基因转录后调控,调节生理病理条件下线 miRNAs被认为是胆固醇逆向转运、HDL生物合成、细胞内胆固醇流出、胆汁分泌的关键调节器,且与动脉粥样硬化发生发展密切相关,并可诊断疾病,判断预后[55],其中沉默miR-33能够影响脂质代谢,促使胆固醇逆向转运,降低线粒体氧化损伤,修复mtDNA突变,保护线粒体的结构和功能,防御缺血性冠心病的发生发展。其中miR-33修复mtDNA的机制主要是能够直接抑制人类8-羟基鸟嘌呤DNA糖苷酶(OGG1)的表达或者通过AMPK间接抑制大鼠或者人类OGG1的表达,在人类冠状动脉和颈动脉斑块中OGG1呈显著减少,OGG1的减少引起mtDNA的损害胜于对核DNA的损害,进而增加巨噬细胞NLRP3炎性体的活化,增加IL-1β,导致动脉斑块中更多的凋亡加速动脉斑块的形成,此外,mtDNA的关键调节因子核因子2和核转录Y亚基α也调节OGG1的表达,同时OGG1的过表达则改善线粒体功能,可能在动脉粥样硬化中起着保护作用[56]。其中Karunakaran D和Price N L的报道[57-58]指出miR-33通过靶基因(CROT,HADHB,CPT1,PGC-1α,AMPK,NRF1/2 PDK4,SLC25A25)导致线粒体呼吸链和ATP的生成和维持正常线粒体生物合成,同时提出沈默miR-33在线粒体功能紊乱疾病(冠心病)的发生发展中可能扮演着重要的角色。因此,miR-33作为防御缺血性心脏病的靶基因,其重要作用可能是通过调节位于线粒体上相关基因而执行。

  4.2 miR-33相关靶基因及通路 在miR-33的调节基因中,与线粒体有着密切的联系,涉及到下述相关基因及通路,见表1。

  首先,CPT1a位于线粒体外膜,CROT耦合短链脂肪酸将其转运到线a将长链脂肪酸转运到线粒体内,HADHB是在线粒体内进行β氧化的关键酶,miR-33可以下调CPT1a,CROT,HADHB,抑制SREBP1抑制脂肪酸氧化使极低密度脂蛋白急剧上升。其次miR-33促进PDK4,PGC-1α,PPARs上调增加线粒体生物合成,前期研究证实活血化痰方促进PGC-1α,PPARs的表达,再者miR-33沉默腺苷酸活化蛋白激酶[adenosine 5′-monophosphate (AMP)-activated protein kinase,AMPK]影响能量代谢,也有学者认为miR-33能够调节吞噬细胞炎症反应和抗动脉粥样硬化[61]。此外,高脂饮食能够使肥胖miR-33处于上调状态,通过沉默miR-33能够调节整个身体的氧化代谢但不影响代谢紊乱[62],还能靶向参与脂肪酸β氧化相关基因CPT1A,CROT和HADHB,从而减少脂肪酸的降解。此外,除miR-33外,miR-122,miR-370,miR-378/378,miR-302a,miR-106b等也被报道参与调控胆固醇稳态和脂肪酸代谢[63]。

  mtDNA和miRNAs均参与心肌缺血再灌注的整个过程,线粒体作为脂质代谢的场所,在调节脂质代谢防御MIRI尤为重要。学者研究miR-144-3p的上调增加维持线粒体功能的关键基因PGC-1α,mtTFA的表达,同样也增加细胞ATP、细胞活力以及mtDNA的拷贝数[64],前期研究结果显示活血化痰中药通过影响脂质代谢,影响脂肪酸β氧化PGC-1α-PPARα通路,进而影响能量代谢;通过抗氧化应激,促进线粒体生物合成通路PGC-1α-NRF1-mtTFA,增加mtDNA合成,2l通路以PGC-1α为交点共同防御心肌I/R损伤,促进心功能的恢复[8],此外番茄红素可通过保护线粒体DNA减轻大鼠MIRI,其保护线粒体DNA的作用可能与其减轻线粒体氧化应激以及稳定线粒体中的Tfam有关[65]。在针灸防治MIRI的研究中,“标本配穴”法电针通过激活抗氧化酶,抑制氧自由基,减轻心肌mtDNA氧化损伤,同时通过上调内源性SIRT1途径,激活其下游PGC-1α/NRF-1/mt TFA信号通路,保护心肌mt DNA而抗心肌缺血损伤[66]。

  然而,尽管miR-33作为调节脂质代谢的靶基因对线粒体有着重要的影响,但是机制尚不清晰,面对我国日益增多的冠心病人群,且仅是在我国2015年仅冠心病介入治疗术共计567 583例[67],挽救了数千万患者的生命,但是治疗后的溶栓失败、心力衰竭、冠脉再狭窄、无复流、心律失常、支架内血栓等问题一直以来影响临床救治。并且学者研究活血药植物多酚、阿魏酸均能够干预异常脂质代谢,其中阿魏酸可能通过增加巨噬细胞源性泡沫细胞表面ABCA1和ABCG1的表达水平,促进胆固醇流出,从而发挥抗动脉粥样硬化的作用[68-69],并且上文已述ABCA1和ABCG1则同miR-33密切相关。因此深入研究活血化痰中药是否通过靶标基因miR-33调节脂质代谢,调控线粒体的功能、结构,维护线粒体DNA正常复制转录,保护心肌组织对于阐明活血化痰中药防治冠心病的机制有着重要的意义。

  [1] 吴立玲,张幼仪.心血管病理生理学[M].北京:北京大学医学出版社,2009:19.

  [2] 唐昱,黄清,刘燕锋,等.参附注射液对老年大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用[J].中华老年心脑血管病杂志,2016,18(8):852.

  [3] 占海思,潘涛.红景天在心肌缺血再灌注损伤中保护机制的研究进展[J].中国实验方剂学杂志, 2016,22(8):231.

  [4] 章春艳,曹政,凡孝琴,等.丹参多酚酸盐保护家兔心肌缺血再灌注损伤的机制研究[J].中国中医急症,2016,25(5):804.

  [5] 李俊平,郭丽丽,陈中,等.钙超载与心肌缺血再灌注损伤及中药干预策略[J].中国中药杂志,2016,41(11):2168.

  [6] 郑显杰,庞力智,韩玉潇,等.注射用益气复脉(冻干)改善小鼠心肌缺血再灌注损伤的作用[J].中成药,2016,38(3):473.

  [7] 李玉红,李妍妍,樊官伟,等.益气养阴活血中药减轻大鼠离体心脏缺血再灌注损伤作用研究[J].中草药,2016,47(2):281.

  [8] 林飞.基于《伤寒论》调和气血法研究活血化痰方对高脂血症大鼠心肌I/R损伤的作用及机制[D].武汉:湖北中医药大学,2015.

  [9] 刘建康,王学敏.线粒体医学与健康[M].北京:科学出版社,2012:25,103.

  [10] 李志强,郑兴.线粒体DNA损伤在冠心病诊断中的意义[J].中国心血管病研究,2006,4(10):787.

  [12] 贾子冬.冠心病相关线粒体tRNA~(Thr)15927G>

  A突变致病机制的研究[D].杭州:浙江大学,2015.

  [13] 钟宁,张翼,朱海峰,等.间歇性低氧防止缺血再灌注损伤引起的线粒体结构损伤和mtDN段缺失[J].生理学报,2000,52(5):375.

  [22] 杨丽,胡慧媛,郝丽英. MicroRNA与心血管疾病关系的研究[J].生理科学进展,2015,46(5):365.

  [23] 单冬凯,宋晓伟,安丽娜,等. MicroRNA:心肌缺血-再灌注损伤的调控者[J].国际心血管病杂志, 2013, 40(5): 269.

  [24] 汪丽娜,叶华山. microRNA在心肌缺血再灌注损伤机制中的研究进展[J].湖北科技学院学报:医学版,2016,30(2):180.

  [25] 王国芹,万征.微小RNA在心肌缺血再灌注损伤中的作用及机制[J].中国心血管杂志,2013,18(5):387.

  [26] 胡丽华,王路乔,程晓曙. microRNA调控自噬在心肌缺血再灌注中作用的研究[J].生命的化学,2015,35(2):230.

  [27] 方石虎.微小RNA在心肌缺血再灌注中的临床和基础研究[D].广州:南方医科大学,2013.

  [28] 孙启玉.冠状动脉粥样硬化血液生化指标及新microRNA的挖掘[D].北京:中国人民医学院,2015.

  [29] 陈和明, 周新民. MicroRNA对动脉粥样硬化相关因素的调节作用[J].微循环学杂志,2016, 26(3):58.

  [30] 谭明,颜红兵.血液中微小RNA:冠状动脉粥样硬化疾病的新型生物标志物[J].中国分子心脏病学杂志,2015,15(3):1365.

  [31] 郑华峰,陶晶,张斌,等. MicroRNA-1在小鼠动脉粥样硬化斑块中的表达及通过TGF-β2调控巨噬细胞凋亡功能的研究[J].中国临床研究,2015,28(11):1409.

  [32] 杨彩娥.动脉粥样硬化和急性冠脉综合征的血清标志物的筛选与临床应用[D].北京:中国人民总医院,医学院,2015.

  [33] 王婷,潘旭东,马爱军,等. miR-126在ApoE-/-小鼠颈动脉粥样硬化斑块中的表达[J].中风与神经疾病杂志,2016,33(4):296.

  [34] 唐x信,孙权,朱灵萍,等.冠心病患者血浆中 microRNA-145表达与冠状动脉侧支循环形成的相关性研究[J].中国心血管杂志, 2015,20(4):262.

  [35] 杨洋. MicroRNA-155对动脉粥样硬化炎症的调控作用及机制研究[D]. 重庆:第三军医大学,2015.

  [36] 王文俏,刘露,许馨,等. miR-146a/b在动脉粥样硬化疾病中的研究进展[J].生命科学,2015,27(4):471.

  [38] 李素芳,陈红,任景怡,等.不稳定冠心病循环microRNA表达谱特点及功能分析[J].中华老年多器官疾病杂志,2015,14(3):196.

  [39] 宁明安,刘立鹏,陈书影,等.外周循环血微小RNA表达水平与冠心病发病风险的关联分析[J].中国心血管杂志, 2016, 21(2):108.

  [41] 虞桂.冠心病不稳定性心绞痛血瘀证的 microRNA生物标志物研究[D].北京:中国中医科学院,2013.

  [43] 王学翔,宋艳瑞,李施施,等. MicroRNA:线粒体功能调控的新机制[J].中国细胞生物学学报, 2013(1):92.

  [44] 李力力,颜婧,陈代兴,等. miRNAs对线粒体功能的调控作用[J].生命科学,2013(6):609.

  [55] 白瑞娜,史大卓,李立志,等. 非码RNA在动脉粥样硬化性心脏病中的研究进展[J]. 医学研究杂志, 2015, 44(9):159.

  [60] 陈五军,尹凯,赵国军,等. microRNAs―脂质代谢调控新机制[J].生物化学与生物物理进展, 2011,38(9):781.

  [63] 邵芳,朱斌,顾志良.microRNA在脂类代谢中的功能研究进展[J].生命科学, 2013,25(7):676.

  [65] 岳荣川.番茄红素保护线粒体DNA减轻心肌缺血再灌注损伤的作用及机制研究[D].重庆:第三军医大学,2015.

  [66] 谢俊.“标本配穴”法电针防治大鼠心肌缺血损伤及其线粒体信号通路调控机制[D].武汉:湖北中医药大学,2016.

  [67] 傅向华.2015年中国大陆冠心病介入数据[J].中国介入心脏病学杂志,2016,24(5):276.

  化学,从古代时就引起了重视。古代帝王的炼丹术,就是一种化学工艺,也是从那时起,化学教育起步了。对于当时而言,炼丹术就是一种新的化学工艺,随着历史的车轮,现在世界与那时相比较,进步的太多了,可是,化学的新工艺还是如雨后春笋一般地出现,我们要想取得更加辉煌的成就,就应该清楚地掌握现在化学新工艺的发展情况,然后再分析它的发展前景,这样才能让化学这一门科学更好地为人们所用。

  化学早已作为一门中学的必修课了,从这里就可以看出化学的重要程度。诺贝尔化学奖获得者H.W.Kroto曾经说过,二十一世纪虽然是一个以生命与信息为主要技术的时代,但是化学的地位非但没有降低,反而走上了新的高度,这是因为化学本身就是一门过渡的、集多种新兴技术于一身的学科。化学的发展已经引起世界各国的注意了,化学是一门可以引起质变的学科,为人类的不断发展起到了保驾护航的作用,世界的经济、社会发展都与之有相当密切的关系。以我国为例子,这几年化学研究方面取得了飞速的发展,相关的论文、期刊,不仅数量在增多,文章的质量也显著提升,这都是化学发展的客观反映。在如此大好的局势下,我们更应该抓住机遇,分析研究化学新工艺的发展情况与前景,从而推动化学的进一步发展。

  就国内而言,我们单单从近年来化学工作者所获得的奖励情况就可以看出化学新工艺的发展是多么迅猛:如侯建国等的“单分子结构与电子态的理论和实验研究”、陈新滋等的“新型手性配体的设计、制备及其在不对称催化反应中的应用”等奖项,都是高水平工艺的代表。下面就国内的化学新工艺中比较突出的几点现状做一简要介绍:

  首先,出现了很多与生命科学融合的化学新工艺,比如化学与生物医学的联系,生物医用高分子材料就是一种化学上的新工艺,一般来讲,这种高分子材料分为体外应用与体内应用两大类,比较新的工艺是体内应用的生物可吸收或可降解的高分子材料。这些材料可以用于手术缝合、体内固定件等处。制造这些高分子的材料主要来源于胶原蛋白与一些人工合成的高分子,比如外消旋聚乳酸等物[1]。将化学与生命科学融合所取得的成绩是很显著的,成功地解决了一些医学上的难题,造福于人类。其次,相对重视与国民经济的结合,这一点是很容易理解的,正如我国始终把发展生产力、提高人民的生活水平作为基本一样,只有经济发展了,社会才能进步,因此,化学作为一门很重要的学科,当然也要重视促进经济的发展。并且在这一点上,我国取得了很多成绩,比如稀土镁合金的成功应用为神州6号飞船减重13kg,满足了国家的重大需求,再比如四川攀西矿高效、清洁稀土的分离流程,经专家鉴定一致认为“该流程达到国际领先水平”,这些都体现了化学新工艺与国民经济结合的密切性。再次,现在的化学新工艺的发展很重视创新,最具有代表性的就是纳米技术,纳米技术的应用范围很广泛,几乎涉及到了各个领域。比如应用纳米技术创建了一些高敏感度、高选择性的酶电化学传感器,可以用于医学[2]。再比如利用纳米技术制造了一些灵敏度高的、稳定的化学传感器,除此之外,纳米技术在研究高分子的工作中也有重要作用,比如杨柏等相关工作者,通过带烷基季铵化聚苯乙烯共聚物与巯基取代羧酸包覆的纳米晶复合,实现了其可加工性,能形成环状、螺环和纤维状的单色或多色微球,还能形成纳米图案化,在高含量化合物半导体量子点纳米粒子聚合物复合材料制备方面进展明显,这些成果对相关的科研、工业等领域都有很重要的作用。最后,将化学新工艺用于缓解环境污染也是一个新的尝试,这种尝试具有很高的实践性,并且已经取得了不错的效果。比如在水处理方面,科研人员将生物与化学工艺结合,研究出多种方法。比如BC法,这种方法既经济有效,又减少了投药量[3]。可以说是很重要的发现,而在对环境污染比较严重的方面,比如有毒物质的转移、水体沉淀物中的有机污染物降解等,相关的科研人员都进行了大量的实验研究,同样也取得了令人欣慰的成就,环境污染问题是关乎每一个人利益的事情,因此国际上对此的重视程度很高,运用化学工艺改善环境、减少污染,是一项需要一直坚持的事业。

  以上只是化学新工艺目前为止在国内的较为典型的发展情况,对于国外而言,这些方面都有发展,并且相关工艺比国内要先进,比如对生活垃圾的处理,国外早就采取了一些生物化学的方法,可是这一技术在我国还并没有普及,我们应该加强与外国的联系,相互交流,促进化学的发展。

  立足于有利于我国发展的长远角度来看,我认为化学新工艺的发展前景还是相当广阔的,化学是一门综合性学科,尤其是现在国际上的学术发展呈现出一种多元化的现象,越来越注重学科之间的相互融合,在这样的背景下,化学的地位愈加显现,通过化学,学者们可以把多个学科相贯通,这样也许就会产生一些新的思想、新的成就。尤其在一些纳米技术、材料技术、环境科学、航天科学、核技术方面,化学的新工艺已经取得了比较瞩目的成绩,相信在这些工艺的发展下,会在很大程度上推动社会科学的进步。

  本文通过简要的分析了化学相关新工艺的发展现状与发展前景,体现出了化学的重要性,如今在日常生活中的方方面面都有可能应用到化学,化学已经具有不可替代的地位了,这不仅仅对相关的化学工作者提出了更高的要求,也对整个社会甚至整个国家提出了要求,从国家来讲,一定要营造一种学术的氛围,而对于个人,要积极地学习、研究,发现更多新的工艺,更好地造福于人类。

  [1]范如霖.新药研发中的化学和工艺战例九则[M].华东理工大学出版社,2008.

  现代制造技术是20世纪80年代提出的,但它的工业基础已有办个多世纪。最初的制造是靠手工,以后出现机械代替手工,从而达到提高产品质量和生产效率的目标,同时也为了解放劳动力和克服繁重体力劳动,因此出现了机械制造技术。它有两方面的含义:一时指用机械、机器来加工零件的技术,也就是通常所说的用机床来加工;另一方面是指制造某种机械的技术,例如汽车、电机产品等。其后,经过发展,制造加工方法有了更大的提高,突破传统意义上加工外出现电加工、化学加工、光学加工等等非机械加工方法。因此,原本被叫做机械制造技术则被改叫为制造技术。但是,不可否认的是,机械制造仍为其主体和重要部分。

  现代制造技术是当今世界各国研究和发展的统一命题,在全球市场经济的竞争大潮中,它更是显得格外重要。

  人类的发展史也就是生产制造史。人类初期,为了生存和自然界抗争,制造处石器,而后有出现陶器、青铜器、铁器并出现了简单机械,如:战争防卫用的刀、剑、弓箭,农作使用的犁、水车、碾磨等。这些都是简单的制造过程,随着社会进一步发展,制造技术也在不停提高。它的发展体现在广度和宽度的拓展,特别是蒸汽机的发明带来了工业革命和大工业生产,内燃机制造技术的出现和发展形成现在汽车、火车等制造技术并进一步促进了喷气式飞机和超音速飞机的发展,集成电路制造技术的进步左右了现代计算机的水平,纳米技术的出现更开创了微型机械的先河。因此,制造技术和人类社会发展密切相关,人类活动的水平也受到制造水平的极大约束。

  制造技术是国民经济的基石,在国民经济中具有十分重要的地位和作用。无论是传统产业还是新兴产业都离不开制造技术的强有力支持,因此,制造业是个支柱产业,不同的历史时期有不同的发展重点,但需要制造技术的支持是永恒的。制造技术的规模和水平更是反应国民经济实力和科学技术水平的重要标志。因而,世界各国都把提高制造技术水平当做振兴和发展国民经济的战略重点来抓,可见制造技术是如何的重要了。

  从设想到现实,从精神到物质,都是靠制造来转化实现的,制造是科学技术向现实转化的基础,科学技术的发展反过来又促进制造水平的提高。因此,它们体现为相互作用,相互促进。信息技术的发展和引入是制造技术产生了革命性的变化,出现了制造系统和制造科学,从此制造就以系统的新概念重新定义,并以物质流、能量流和信息流组成,物质流是本质,能量流是动力,信息流则是控制,制造技术和系统论、方法论、信息论、控制论和协同论相结合造就了新的制造学科---制造系统工程学。

  一个国家的国力主要体现为政治势力、经济实力、军事实力。经济和军事实力依托于制造技术的基础上,只有制造技术上是强国才能是军事上的强国,一个国家不能总是靠购买别国军事装备来保卫自己,必须有自己的军事工业。国力的强盛才能凸显政治实力,才能立足于世界强国之林。二战以后,日本、德国正是高度重视制造技术,大力恢复发展制造业,因为,国力也很快得以恢复,经济实力也一直处于世界前列。而原先一直处于制造技术领先的美国则由于未能重视它则每况愈下。克林顿执政后,迅速把制造技术提到重要日程上,决心重新夺回霸主地位,期间推行很多先进制造技术和理念,促进先进制造技术的发展,并对美国经济的复苏产生巨大影响。

  加工制造工艺是指产品实现过程中,人、机、料、法、环各相关要素的总称。它是在深入了解和实践的基础上,利用各类基础理论知识,经过实事求是的对比分析,找出客观规律解决面临的制造加工问题的学科。

  加工制造工艺涉及行业众多,产品品种也成千上万,但是做好工艺工作通常可归纳为:质量、效率和经济性三类。

  2.1保证提高产品质量。产品质量包括整机的装配精度、使用性能、使用寿命和可靠性,深入探究更加表现为零件的加工精度和加工表面质量。近代,由于航天、精密机械、电子工业和军工的需要,对零件的精度和表面质量的要求也越来越高,各种新工艺新材料层出不穷,加工精度更有精密加工、超精密加工和微细加工。

  2.2提高制造生产效率。中国是人口大国,有较多的劳动力资源,但随着人口老年化加剧,同是也面临着社会发展人力成本的不断提高这两方面的压力,加工制造过程中也越来越看重生产效率的提高。提高生产效率的办法:一是提高切削用量,采用高速切削,高速磨削和重磨削。今年来出现得聚晶金刚石和聚晶氮化硼等新型刀具材料,其切削速度可达900m/min,高速磨削速度可达200 m/min。重磨削也是高效磨削的方向,包括大切深缓进给、大进给等磨削。二是改进工艺方法、创新工艺。例如,利用锻压设备实现快速成型和少切削加工,创新使用高效设备,如无心磨床、双端面磨床,使用粉末冶金技术直接获得零件成品等。三是提高自动化程度,实现高度自动化。如采用数控机床、柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)和用机器人组建实现无人化车间或工厂等。

  2.3合理经济性分析。对整个加工制造过程不断的进行经济性分析,把降低成本作为持续改进的目标,节省和合理的选择原材料并不断研制新材料,合理使用和改进现有设备,不断研制新型高效设备。

  先进制造工艺可大大节省原材料消耗,降低能源的消耗,提高了对日益枯竭的自然资源的利用率。应用先进制造工艺可做到零排放或少排放,生产过程不污染环境,符合广大人民群众日益增长的环境保护要求,更加是担负起社会责任的具体表现。

  先进制造技术是当前世界各国国民经济的主攻方向和战略决策,同时又是一个国家独立自主、繁荣昌盛、经济上持续稳定发展、科学上保持先进的长远大计。精密加工技术是先进制造技术中最具有实质性的重要组成部分,它是先进制造技术的基础和关键,是一个国家制造工业水平的重要标志之一。

  3.1 精密切削技术。用直接切削来得到高精度仍是常用的方法,然而,要想得到高水平和高精度的产品,必须尽可能的减少材料、刀具、机床和工件等因素的影响。如要求材料的切削加工性能要好,材料的硬度不能太高,鉴于服务过程中要长久保持高的精度,材料的耐磨性、耐腐蚀性要好。机床具有高刚度、小热变形和抗震性能,就必须有更先进的技术,如机床床身采用花岗岩、使用精密控制技术、空气静压轴承、全闭环技术等,此外,提高刀具的切削速度增加机床转速进行高速切削也是有效的办法,当前的超精密加工机床早已提高到每分钟几万转。

  3.2特种加工技术。特种加工是相对于常规加工而言的,它是指利用力、热、声、光、电、磁、院子、化学等能源的物理的、化学的非传统加工方法。从材料加工成型原理来分析,特种加工又可分为去除加工、结合加工和变形加工。

  特种加工中,工具的硬度和强度可以低于工件的,因为它不是靠机械力来切削,适于加工高硬度材料、脆性材料等难加工材料,也适于加工精密微细零件、波比零件、弹性零件等易变形零件。又由于工具损耗小,甚至不损耗,可加工复杂成形表面、型腔等。当前特种加工已向精密加工方向发展,出现了精密特种加工,许多特种加工方法同时又是精密加工方法、微细加工方法,如电子束加工、离子束加工、激光束加工等。精密电火花加工的精度可达微米级(0.5~1μm),表面粗糙度可达镜面(Ra0.02~0.012)。

  3.3 光整加工。光整加工是指精加工后,从工件上不切除或只切除极薄材料层,泳衣降低工件表面粗糙度或强化其表面的加工方法。光整加工可以获得比一般机械加工更高的加工精度和表面质量。

  (1)固结磨料加工,加工时,磨粒和微粉与结合剂粘结在一起,具有一定的形状和强度。固结磨料加工时对提高形位精度和尺寸精度有较高效率,常见的有研磨、珩磨加工等。

  (2)游离磨料加工,加工时,磨粒和为分成游离状态,如研磨时的研磨剂、抛光时的抛光液。游离磨料加工的典型方法有研磨和抛光等。近年来,这些传统工艺的基础上出现许多新的工艺方法,如喷射磨料加工、弹性发射加工、磁流体抛光等。

  3.4 纳米技术。纳米科学是涉及到多个学科的科学,是先进工程技术与现代物理学相结合的产品。几年来,纳米机械技术取得了快速的发展,能够在硅片上刻画纳米宽的线,这充分表明信息存储的密度提高了若干个数量级。同时,纳米技术在传动、材料、密封等方面更取得了颠覆传统的辉煌成绩,随着深入的研究,纳米技术必将会越来越更好的为机械制造服务。

  3.5 微细加工技术。随着科技的不断发展,电子元件的体积也越来越小而使用频率则越来越高,能量消耗也应越来越低。超微细粒子技术的问世使得半导体加工精度达到了几百个埃的程度。随着微机械需求的不断增加,微细加工技术发展空间也越来越大,未来必将会在各行业中起到更重要的作用。

  作为全球最大闪存厂商之一,三星近日对外宣布他们开发了一种不需要增大芯片面积,却能使数据存储容量达到以前2倍的新型闪存。这种新型闪存的设计原理是使用单晶硅(一种比较活泼的非金属元素,掺入磷可制成半导体)的堆叠来制造一种3D立体结构的芯片,从而制造出基于8层硅片结构的、容量为兆兆的闪存芯片。三星电子半导体业务部总裁兼CEO黄昌圭说:“随着3D制造技术的发展,闪存时代的大门将被开启。预计到2010年,闪存将全面取代硬盘,成为迷你笔记本电脑的主流配置。它还将围绕着信息技术、生物技术、纳米技术等为新的半导体工业创造极大的机会及动力。”

  同微处理器一样,随着纳米技术的飞速发展,闪存的制程工艺也在不断进步。在体积减小的同时,产能却突飞猛进,三星于2006年10月实现量产的60nm产品就比之前的70nm产品在产能方面提高了25%。然而业内人士估计,由于芯片本身的物理极限,若仍然使用现有印刷技术,这种芯片体积持续缩小的趋势只能维持到2009年。三星研发人员姜满荣预言说,当半导体工艺技术低于30nm时,存储单元的电荷将开始变弱,数据将会丢失。于是,三星的研发人员开始寻找其他的既能使用现行的制程技术,又能增加闪存容量的方法,3D工艺应运而生。

  研发人员用一种高质量的单晶硅衬底作为第一层存储单元,而在这一层的基础之上,又堆叠了同样由单晶硅构成的第二层。本质上来讲,单层闪存(2D平面结构)就像一个停车场,存储单元存储的电子就像停车场里停放的汽车,而加上一层硅晶使数据容量增大就像两层的停车场能够停更多车辆一样。但利用3D堆叠工艺来增加存储容量仍然有一个亟待解决的问题,美国加州大学伯克利分校电子工程教授维沃克・苏伯拉曼尼安指出,这种方法必定使基层上被盖住的闪存无法用于存储。三星面临的挑战就是将理论上那部分被盖住的面积降至最小,就如同在停车场中减少用来支撑第二层的圆柱的占用面积一样。

  三星面临的另一个挑战是,如何使两层硅晶协调工作?由于第二层硅晶的电子特性,每次只能有一个存储单元被电擦除,而第一层的存储单元却可以实现大面积的电擦除。实验数据表明,第二层存储单元擦除相同数量数据所需要的时间是第一层的32倍。姜满荣说,后来开发者们将第二层硅晶接地,以此来保证第二层存储单元同第一层在擦除数据方面的速度同步。

  视频信号转换即复合端口、S-Video端子、VGA以及Y/C端口的信号切换动作,在进行转换过程中,主要是针对于模拟和数字信号的转换,并且能够针对VGA计算机信号与视频信号之间进行有效模拟。可以说,视频信号转换是数字化电视实现信息传输的关键,如何对这一技术进行有效把握、并能够结合光纤传输技术、更好地满足人们的实际需要,成为当下视频信号转换和光纤传输技术应用必须要考虑的重点内容。本文在对该问题研究过程中,从现阶段视频信号转换的主要情况入手,分析了视频信号转换方案,并就光纤传输技术的应用,进行了探讨和分析。

  随着通信技术和信息科技的发展,视频信号种类逐渐多样,例如现阶段家用多媒体主要应用的有S_ Video/CVBS模拟电视视频信号、桌面计算机显卡输出的VGA计算机视频信号、平板显示需要的DVI数字视频信号等,以上三种信号应用范围最为广泛,所以针对以上三种信号对视频信号转换技术展开研究[ 1 ]。在三种视频信号进行转换的过程中,如果信号格式为S_ Video/CVBS其需要应用的制式指标为PAL制,而在信号格式为VGA或DVI的情况下,其需要的分辨率指标均为1024×768@60Hz,可见三种信号在此方面并不统一,所以在转换的过程中应先将三种信号统一向24位RGB数据流进行转换,然后结合实际需要将其向具体的需要转换的信号进行再次转换。在转换的过程中要达到转换的效果,要对计算机视频A/D、D/A芯片、电视视频编码芯片、电视视频解码和处理芯片、T.M.D.S视频编码芯片等主要芯片进行科学合理的选择,保证芯片的转换范围满足视频信号的需要,通常情况下,其分别选择AD998、ADV712、VX193、VX1128、 TFP410型号的芯片。

  VGA向DVI的转换、S_Video/CVBS向VGA的转换、VGA向S_Video/CVBS 信的转换是视频信号转换最主要的三个功能模块,在VGA向DVI的转换过程中应用 AD9985和TFP410芯片,其由单片机进行控制,在控制的过程中以复位芯片MAX810发出的可靠复位信号为依据;S_Video/CVBS向VGA的转换的过程中,通过对应的芯片实现3D运动自适应解隔行算法,其控制模块不仅可以对芯片的状态进行调节,而且可以实现视频显示OSD功能,在此转换过程中分辨率甚至可以提升到1280×1024,完全满足数字电视的高清观看需要[ 2 ];在VGA向S_Video/CVBS转换的过程中,需要利用SDRAM对核心芯片VX1937进行辅助,保证其实现图像处理算法[3]。现阶段除以上转换模块外,人们尝试进行AV向VGA的转化,以此实现电脑输出信号被电视接收,这种信号转换模式便利性突出,并且在信号转换过程中,使图像具有较高的分辨率,通常情况下分辨率也可达到1280×1024Hz。在进行连接过程中,供电以USB接口的方式实现,在安装时便人们对设备进行携带。

  在视频信号有效的转换后,能够对图像的质量和效果进行有效提升,从而保证电视画面更加清晰,视频声音更加真切,进一步增强了画面的稳定性,但需要注意的是,在进行信号转化过程中,部分转换过程需要利用VCD和DVD设备,对电视机顶盒的HDTV信号进行转化,然后接入数字电视当中,转换信号的分辨率,使其能够保持在1920×1080Hz左右[ 4 ]。另外,通过视频信号的切换可以提升视频质量,使信号能够在视频、SVIDEO以及电脑主机之间进行切换,特别是冻结功能的出现,在很大程度上保证视频图像的稳定性和清晰度,并且具有较强的色彩还原能力,人们在观看电视节目过程中,能够给人们带来较好的视觉体验。除此之外,在转换后可以直接对图表的分辨率进行检测,并根据实际情况,对图像分辨率进行调整,使之能够更好地满足电视节目的需要图片与文字结合体现,在一定程度上也有效的提升了数字显示质量。

  随着电子技术的发展,人们逐渐发现传统同轴电缆传输在传输距离、传输图像质量、传输频带等方面的缺陷,并有意识的用在传输距离、频带、经济性等方面性能突出,且损耗小、抗干扰能力强的光纤传输对其进行替代。光纤传输主要指在以光导纤维作为介质的前提下,进行数据和信号传输,由于光导纤维在传输模拟信号、数字信号和视频信号等方面效果均较理想,所以光纤传输的内容相比常规信息传输更加丰富,其通常在光缆条件中进行[ 5 ]。以视频光纤传输为例,其通常由光接收机、光发射机和光纤介质共同构成,其中光发射机的主要作用使电脉冲信号向光脉冲信号转化,并将其由光源期间尾纤位置对外发射。光接收机的主要作用是利用光转换器将已经衰减或变形的光脉冲信号向电脉冲信号进行转化,并对其进行放大、还原等处理,使其成为数字脉冲信号,在光纤传输的过程中通常利用时分复用和波分复用两种方法对传输的容量进行扩大,这对提升传输的效果具有积极的作用[6]。光纤传输技术在应用的过程中,考虑到数字化的视频信号具有较大的数据量,要实现实时传输需要对数字视频进行压缩,使其达到电子器件可以接受的程度,或利用高速电子器件或多路复用方式对原有的部分结构进行替换,可见,前者虽然实际效果较好,但对专用视频压缩芯片、仿真开发器、数字信号处理器等具有较高的要求,整个处理系统的结构较复杂,而后者在可操作性和经济性方面更理想,而且满足数字电视的需要,所以通常选用后者保证数据的正常传输。结合视频光纤传输过程可以发现,将其应用于数字电视具有一定的可行性。

  首先,随着1550纳米技术相关设备价格的不断减低和相关技术的日益完善,此项光纤传输技术在数字电视领域得到较为广泛的应用,在HFC网络中,1550纳米技术能够对数字化电视信号进行输出处理,使信号可以输入到数字化电视中,拓展了数字化电视信息来源渠道,将更多的节目带给人们。由于HFC网络传输模式具有价格低廉、操作方便等优势,并且传输的信息容量较大,可以满足数字化电视发展的实际需要。HFC网络与1550纳米技术的结合,管理方便,在运营过程中,不需要投入太多的费用,具有较强的经济性,所以此项光纤处理技术在数字电视中应用具有可行性。其次,随着SDH传输网络技术“标准化”“大容量”特征的不断强化,SDH传输网络技术相比PDH传输系统的优势逐渐突显。PDH传输系统在应用过程中,存在接口形式多样,复用方式混乱等问题,导致在对PDH传输系统维护的可操作性非常不理想,直接使数字化电视在应用和维护方面存在一定的缺陷,而SDH传输网络技术具有较强的功能,充分发挥了核心网里的宽带、技术优势,使其能够在接入网中得到有效的应用。SDH传输网络技术具有较好的同步复用、标准行、高强度的网管能力,这些优势使SDH传输网络技术在数字化电视发展领域被积极应用。现阶段,SDH传输网络技术在近一半的的数字化电视中得到了应用,并且取得了较好的效果。SDH技术的快速发展,使人们意识到这一技术手段能够更好地促进数字化电视的发展和进步,预计到达2017年,SHD技术的电视客户将突破70%。同时,SDH技术在数字化电中应用,其技术手段不断地成熟,并且为了更好地促进这一技术手段的发展,SDH技术的功能得到不断的强化,例如SDH技术在网络业务中得到了广泛地应用,对远程监控系统的完善起到了推动作用。SDH技术广泛地发展前景告诉我们,在对SDH技术应用时,要加强对这一技术手段进行创新。

  结合本文的研究,视频信号转换与光纤传输技术在当下数字化电视发展中得到了较为广泛的应用,这两种技术手段对于促进数字化电视发展和进步来说起到了积极作用。在研究过程中,本文主要介绍了VGA向DVI的转换、S_Video/CVBS向VGA的转换、VGA向S_Video/ CVBS 信号的转换,在各种转换中,均需要先将信号向24位RGB数据流进行转换,然后结合实际需要将其向具体的需要转换的信号进行再次转换,在很大程度上提升了数字化电视图像质量,利用这一技术手段,能够很好地满足人们观看数字化电视的需要。同时,数字化电视在发展过程中,离不开对1550纳米以及SDH传输网络技术的应用,在发展过程中,需要将光纤传输技术与数字化电视发展进行结合,使其能够更好地获得通信频率资源,提升数字化电视的节目质量和效果。

  [1]余芳.光纤传输技术在广播电视信号传输中的应用[J].科技创新与应用,2016(11):91.

  [2]谭方芳.试析光纤传输技术的特点以及在广播电视信号传输的应用[J].西部广播电视,2016,1(2):237,239.

  [3]王晓波,邰炜.光纤传输视频监控技术在变电站的应用[J].电力系统通信,2009(11):47-50.

  [4]李学哲,张全柱,邓永红,等.光纤传输技术在风能转换系统中的应用研究[J].电源技术,2012(3):374-376.

  从专家们提到的名单中,我们可以看到这样一个基本的事实: 尽管不乏像多核、虚拟化、开源、SOA和3G这样一些热点话题,但是技术热点并非仅局限于上述领域,而是表现出向多个领域和方向推进、普及的态势。

  多核技术会以大众始料不及的速度普及,这自然有市场竞争的因素,不过多线程应用的快速涌现促使生态环境改善则是根本性的原因――大量互联网和富媒体崭新应用的诞生也将起到推波助澜的作用; 而虚拟化将在计算、存储和网络各个层面普及和渗透开来; 至于SOA,尽管其普及依然是长路漫漫,但其将软件系统模型和系统实现(服务)通过独立于硬件平台、操作系统和编程语言的统一接口来实施的思想已经深入人心,在今天新应用不断出现、应用环境日趋复杂的情况下具有特殊的意义。

  2007年也将是无线与通信技术大发展和大融合的关键一年。随着3G在世界主流国家的逐渐成熟,无线宽带时代即将来临,尽管还面临着资费和应用等方面的障碍,但应该看到上述这些不利因素在新的竞争技术和用户巨大需求的滚滚洪流中日益显得微不足道――年内快速Wi-Fi版本802.11n标准的出台和WiMAX的虎视眈眈已经让ITU和传统的电信厂商感受到了危机。一旦越过临界点,这些技术将给3G带来巨大的冲击,从而自导自演一场从下至上的“颠覆”好戏,3G阵营是绝对不会坐视不管的。因此,多种无线宽带技术的竞争将带来巨大的悬念,而最终用户看到的很可能是服务质量和体验的显著提升。

  毫无疑问,这些信息技术的“重头大戏”依然引领着技术的主流走向,但是在今年的展望名单上也出现了“非主流”声音。

  其实,很久以来,像生物识别、生物芯片、RFID、纳米技术、机器人这些似曾相识的技术就已经产生,但一直处于不愠不火的状态,这些“边缘”技术在2007年逐渐热起来一方面是由于其技术逐渐发展成熟,另一方面也是信息应用环境的逐渐完善为其异军突起奠定了良好的基础。

  正是因为手机和笔记本电脑等便携式设备的普及才使得生物识别安全技术应用范围扩大; 而日益提高的物流精细化管理也使RFID技术真正有了用武之地。

  随着信息技术的逐渐成熟,这些技术的应用会越来越广泛,对人类生产和生活的影响也越来越显著。尽管目前其规模和技术成熟度还限定在较小的范围内,但其影响极其深远,发展潜力也巨大。

  一般来讲,用户面临的安全风险来源于几个方面: 一方面可能来源于黑客和病毒的攻击,另外还有可能是对身份的正确识别和认证。而其中作为解决访问者物理身份和数字身份的一致性问题的身份认证技术是最基本的技术,为其他安全技术提供了权限管理的依据,其重要性不言而喻。为了降低成本和提高身份认证的可靠性,利用人体基本生物特征的生物识别技术有巨大的应用潜力。

  同时,随着互联网应用的普及,流氓软件的泛滥已经成为令所有人头痛的一个问题,而反流氓软件技术的进步值得关注。

  时至今日,已经没有人否认互联网的巨大力量了,而互联网的真正力量在哪里呢?有两个关键词不得不说。

  这两个关键词一个是IP,另一个就是多媒体。从技术上说,IP已经统一了一切,从文字Web到VoIP再到IPTV; 而无论是有线互联网还是无线蜂窝网络,其最核心的业务都是多媒体业务,从流媒体到手机电视,技术发展方兴未艾,应用增长更是风起云涌。而IMS(IP多媒体子系统)是连接两者的纽带,也是移动和固网融合,语音、数据、视频业务融合的实现方式。

  可以说,这些技术的发展直接决定了互联网未来的发展走向,因此如果它们不“火”才怪呢!

  英国剑桥大学博士,北京邮电大学经管学院教授、博士生导师,信息经济与竞争力研究中心主任。研究领域:竞争力与 IT业发展、企业咨询诊断与技术经济研究。

  IMS: 即IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem),是由所有能提供多媒体服务的功能实体组成,包括与信令和承载相关的功能实体的集合。IMS被认为是下一代网络(NGN)的核心技术,是网络融合和业务融合的新手段和发展方向,也是解决移动与固网融合,引入语音、数据、视频三重融合等差异化业务的重要方式。IMS将使消费者享受更加便利、更加丰富多彩、具有无限沟通能力的全新网络生活。随着用户对全新多媒体业务的旺盛需求以及FMC趋势不断得到认可的推动,作为下一代网络演进的关键技术,IMS热正席卷全球电信业,成为新一轮的投资焦点。

  3G: 即第三代移动通信(3G)技术。移动通信技术的发展是一个循序渐进、不断演进的过程,所谓跳过3G上4G违背电信技术发展规律。2007年,中国可以考虑直接上目前比较成熟的HSPA等所谓3.5G技术,但是,它仍然是3G。第三代移动通信(3G)技术与第二代移动通信最主要的差别是可以提供移动多媒体业务,即各种数据业务和图像业务。虽然话音业务在相当长的时期内仍是移动通信的主要业务,但随着3G的出现,因特网和移动通信网之间的相互联系更加紧密,手机功能将逐步从简单的语言工具转变为数据信息终端,“Everything is in Mobile”将成为现实。伴随中国3G市场的拓展与拉动,2007年,全球3G用户将在2006年达到2亿的基础上实现快速增长,成为影响全球的重要技术。

  IPv6: IPv6替代IPv4是为了适应和推进互联网的迅速发展。IPv6可以从根本上优化路由器传输效率,使目前的各种宽带传输技术迈上一个新的台阶。IPv6技术的全面应用将催生出一个网络、通信、家电三大产业互联互通的产业链,并拓展新的信息传输服务。基于IPv6的下一代互联网和IPv6技术的不断推进将使消费者进入网络世界,使几乎所有的消费品都可以通过网络来调控。

  WiMAX: WiMAX(World Interoperability for Microwave Access)是基于IP并可与下一代网络进行无缝融合的无线城域网技术。WiMAX是通信技术发展多样性的产物,鲜明的内在特性、宽带优势、英特尔的后台力量等因素使其在促进通信市场发展、满足不同消费人群需要以及与其他通信技术相互融合和相互补充方面发挥重要作用。

  802.11n: 在经过了IEEE802.11e、h、i、j等版本的改进之后,具有重大变革意义的IEEE802.11n无线局域网技术诞生了。IEEE802.11n可以将WLAN的传输速率由目前的802.11a及802.11g提供的54Mbps提高到108Mbps,甚至高达500Mbps; 同时,利用MIMO(多入多出)与OFDM(正交频分复用)技术,802.11n不仅能够提升传输速率,而且能够提升无线n技术的产品应用范围更加广阔,也使通信竞争市场更加充满活力。

  IPTV: IPTV是促进三网融合的新技术和实现三网融合业务的切入点。广电系统的优势在于拥有丰富的内容资源及相对低廉的服务资费; 电信网的优势则在于网络覆盖面广,有长期积累的大型网络运营和管理经验; 互联网的特点在于开放、灵活、互动,点对点沟通,并能向企业、个人用户提供个性化的服务,满足消费者多样化的需求。

  “作为下一代网络演进的关键技术,IMS热正席卷全球电信业,成为新一轮的投资焦点。”

  清华大学计算机系教授、博士生导师。担任中国计算机学会副理事长; 中国计算机学会学术工会主任; 计算机体系结构专委会副主任; 教育部网格专家组副组长等。主要研究方向包括集群计算、网格计算、高性能存储和生物信息学等方面。

  我眼中的十大技术是: 多核处理器、虚拟化、RFID、VoIP、P2P、Ajax、3G、WiMAX、开源软件、反流氓软件技术。

  多核处理器: 通过高频率追求高性能的处理器发展路线由于物理限制已经难以维系。当65nm制造工艺日益成熟的时候,当芯片集成度达到十几亿个晶体管的时候,当处理器的功耗就像踩了油门的马达一样狂飙的时候,多核处理器已经铺天盖地般地向我们袭来,充斥着每一寸视觉和听觉空间。Intel、IBM、Sun、AMD各大厂商攻城掠池,你方唱罢我登场,将新一代处理器争夺战的序幕装扮得异彩纷呈、轰轰烈烈。多核是工业界学术界一致看好的下一代处理器发展方向,相信在未来数年“多核”都会是关键词中的关键词、热点中的热点。

  虚拟化: 来自英国剑桥大学的Xen突然之间成为Linux社区的宠儿,短短一年之内得到了前所未有的推广,Fedora Core、OpenSUSE、Debian、Ubuntu、Gentoo都纷纷提供了相应的支持。Xen是一种虚拟层次比VMWare、Virtual-PC更低的虚拟机,在硬件级别上实现资源共享,从而可以获得跟本地执行基本相同的速度,这是现有虚拟机产品所无法比拟的。虚拟机在科研和商业领域都有很广泛的应用,利润相当丰厚。半路杀出的免费Xen的确让一些旧厂商惊呼不妙,VMWare回应最快,已经连续多款免费产品,以应对Xen的咄咄攻势。开源社区再一次体现了协作的威力,几乎是以无招胜有招,不战而屈人之兵。

  RFID: 是不是厌烦了超市服务员一个一个扫描货物的缓慢?相信用不了多久,您就可以选购物品之后,悠闲地走到收银台然后直接付款,因为RFID已经“悄悄地”扫描了您购买的物品,提前计算好了您的账单。RFID是一种非接触式的自动识别技术,它可以自动识别目标对象并获取相关数据,无须人工干预,是条形码的无线版本。目前各国政府和高科技公司都积极进行RFID的研发和标准制定,拼命争夺这一块有巨额利润的处女地。

  Ajax: Ajax既不是名门之后,也不是天外飞仙,它不过是几种极其常见极其普通的技术的组合体:(D)HTML+(X)HTML+CSS+ JavaScript+Dom+XML。但就是凭借这些简单的成熟的基础,Ajax成就了一段不可思议的神话,它几乎是一夜之间红遍互联网世界的每一个角落,如今已经成为网络应用的首选技术。如Google所有的产品中都有Ajax的渗透,Google Suggest、Gmail、Google Map等,Ruby on Rails也内置了对Ajax的良好支持。Ajax的成功说明一个道理:“君子善假于物也”。

  3G还是WiMAX: 在“具有移动性的WiMAX是否将会取代或者冲击3G”这个问题上,业界已经基本达成共识,认为“WiMAX与3G并不矛盾、而是互为补充”,然而关于WiMAX与3G关系的讨论始终没有平息。作为新一代无线G和WiMAX在各方面的竞争由来已久,在技术的创新性、领先性上、在商业化的宣传推广和易用性上、在标准制定上都不相上下:二者背后都有强大的技术支持阵营。就目前的情况来看二者难分高下,没有哪种技术能够全面领先另一种。在未来的一到两年随着需求的推动,二者在共存的前提下竞争必然加剧,但究竟谁能赢得最后的胜利,现在尚无法预测,不过可以肯定的是优秀技术之间的竞争会给用户带来完美的最终体验。

  “多核是工业界学术界一致看好的下一代处理器发展方向,相信在未来数年‘多核’都会是关键词中的关键词,热点中的热点。”

  中科软科技股份公司总裁,中科院软件研究所研究员。中科院研究生院软件学院计算机技术学科专家组成员,软件学院论文导师。曾参加和主持由软件所承担的多项科研开发任务,长期从事计算机管理信息系统和计算机辅助软件工程的研究和开发。

  我眼中的十大技术是:开源软件、虚拟化、生物识别、SOA、3S、机器人、流媒体、生物芯片、机器翻译、身份认证。

  开源软件:它是一种新的软件开发模式、运行模式。它是今后系统软件技术的创新地。对于一些国际的大型IT公司来说,开源是一种打破垄断,寻求业务突破的方式; 而对于我们来说,开源软件也是一个学习提高的机会。

  虚拟化: 是软件开发的核心技术和思想之一,虚拟反映了一种抽象和屏蔽细节的技术。近期比较热门的是虚拟存贮、虚拟平台等。虚拟化的优势在于它能将所有可用的计算和存储资源以资源池的方式组成一个整合的视图,通过提供虚拟功能,可将资源看做一个单一的公共平台。

  生物识别: 是目前人机交互时重要的安全技术,近期大部分围绕着人的特征进行,如面孔、眼睛、指纹、笔记等。人类的生物特征识别是一种典型的模式识别,它以人体惟一的生物特征为依据,采用计算机的强大功能和网络技术进行图像处理和模式识别,用以鉴别人的身份。生物识别技术具有安全、保密、方便、不易遗忘、防伪性能好、不易伪造或被盗、随身“携带”和随时随地可用等优点。

  SOA: 是目前最含糊的热门技术之一,主要是因为它包含了太多的内容。近期发展的主要趋势可能在通用平台,集成技术和领域对象划分等。微软、IBM、BEA等大公司都针对SOA提出了自己的解决方案。软件集成商也将这种新的技术架构融入行业的解决方案中,以适应用户业务的多变性。SOA是一个组件模型,它将应用程序的不同功能单元(称为服务)通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的,它应独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种各样的系统中的服务可以以一种统一的通用方式进行交互。

  3S:信息时代向着图形化方向发展,因为它有无限的应用空间,它的应用使客户更加便捷。GPS技术被广泛应用于测绘、定位、城市规划、设计、资源勘探等多个领域。GIS技术更是广泛地应用于和地理位置相关的各个领域。

  “对于一些国际的大型IT公司来说,开源是一种打破垄断,寻求业务突破的方式; 而对于我们来说,开源软件也是一个学习提高的机会。”

  清华大学计算机系教授,博士生导师。清华信息科学技术国家实验室CPU中心主任。

  我眼中的十大技术是: 多核技术、数字电视、虚拟化、SOA、WiMAX、802.11n、3G、量子加密、手机电视、开源软件。

  多核技术: 应用需求的不断提高是计算机发展的根本动力。换句话说,即使计算机不断地快速发展和进步,它也永远满足不了无休止的应用的需求。“以人为本”的计算需求,协同的工作模式是现代应用的显著特点。由于多核处理器采用了相对简单的微处理器作为处理器核心,使得它具有高主频、设计和验证周期短、控制逻辑简单、扩展性好、易于实现、功耗低、通信延迟低等 优点。此外,多核还能充分利用不同应用的指令级并行和线程级并行,具有较高线程级并行性的应用可以很好地利用这种结构来提高性能。目前多核技术已经成为处理器体系结构发展的一个必然趋势,多核技术的不断发展也促进了个人电脑、高性能计算机和服务器的不断发展进步。

  多核处理器是处理器发展的必然趋势。无论是移动/嵌入式应用、桌面应用还是服务器应用,都将采用多核的架构。未来的计算机系统硬件和软件功能特点将会发生180度转弯: 计算机硬件将是灵活的、可重构的,而软件则是难于改变或者说相对固定的,这也是由于计算机软硬件技术的发展和成本等因素造成的。未来的多核处理器芯片将包含很多通用的处理器核,每个处理器核运行多个线程; 同时芯片中包含成千个异构可编程加速器,用于媒体加速等特殊处理,也满足可重构的要求。

  从目前来看,多核处理器的推广还受到一定程度的限制,如一些桌面应用尚不支持多线程、多核处理器价格相对偏高、应用开发工具不成熟等。随着应用需求的扩大和技术的不断进步,多核必将展示出其强大的性能优势。

  “未来的计算机系统硬件和软件功能特点将会发生180度转弯: 计算机硬件将是灵活的、可重构的,而软件则是难于改变或者说相对固定的,这也是由于计算机软硬件技术的发展和成本等因素造成的。”

  中国科学院遥感应用研究所――国家遥感应用工程技术研究中心主任助理,副教授,项目研究员。主要从事“地理信息系统与遥感”之数字城市空间信息技术应用研究工作。

  我眼中的十大技术是:生物识别、3S(GPS、GIS、RS)、开源软件、二维条码、电力线上网、蓝光、纳米技术、量子加密、生物芯片、机器翻译。

  当前,我国地理信息业发展势头很旺,与世界大趋势相吻合,前景辉煌。但是,总体来看,尚处于初级阶段,若干成功范例也仅属于雏型,许多相关政策有待确定,如地理信息安全政策、地理信息资源产权政策、地理信息标准化政策、市场规范化政策等; 并应建立数据更新、共建共享等长效机制。

  生物识别: 生物识别技术是目前最为方便与安全的识别技术,它不需要记住复杂的密码,也不需随身携带钥匙、智能卡之类的东西,非常安全和方便。由于每个人的生物特征具有与其他人不同的惟一性和在一定时期内不变的稳定性,不易伪造和假冒,所以利用生物识别技术进行身份认定,安全、可靠、准确。生物识别借助于计算机技术实现,很容易配合电脑和安全、监控、管理系统整合,实现自动化管理。

  开源软件: 开源软件是计算机工业最宝贵的财富。众所周知,科学本身就是一种开源的事业,开源软件的开发作为一种科学实践活动,它公开了程序的源代码,为他人在不同的时间、不同的地点重复实践的过程提供了可能性。某个人或者某一群人的工作成果可以接受其他任何人的检验。如果任何人对程序的功能和特性表示怀疑,那么可以通过检查程序的源代码来验证和改进原来的程序。

  二维条码: 二维条码在横向和纵向两个方位同时表达信息,因此能在很小的面积内表达大量的信息。二维条码具有储存量大、保密性高、追踪性高、抗损性强、备援性大、成本低等特性,这些特性特别适用於表单、安全保密、追踪、证照、存货盘点、资料备援等方面。

  纳米技术: 现在,纳米技术产品已经出现在市场上了。 人们能够购买由纳米碳管构成的更轻更结实的网球拍,乃至含有纳米粒子,更易渗入皮肤的化妆品。 但是我们何时才能够充分地从纳米技术研究和开发进展中受益, 预见各自不一。

  博士,副研究员,中国科学院自动化研究所RFID研究中心副主任,目前主要从事分布式系统、RFID信息网络研究。近年来已完成石化生产控制系统集成、现场总线控制系统软件总体设计、钢铁企业生产计划决策支持系统等多项国家“九五”攻关项目和横向科研项目。

  我眼中的十大技术:3G、IPTV、RFID、VoIP、生物识别、纳米技术、SOA、虚拟化、汽车电子、手机电视。

  3G: 3G是指第三代移动通信技术,其主要特征是可提供丰富多彩的移动多媒体业务。目前全球3G已经进入了规模发展的阶段,业务模式也更加清晰和多样化。中国的3G进程正在加快,3G牌照发放在即。预测分析,中国3G市场可能带来的网络基础设施价值总额将超过5000亿元,终端设备的销售总额也将达到5000亿元。2007年3G技术将继续保持热度。

  RFID: RFID是一种非接触的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。Gartner把RFID列为未来10年内将影响整个IT市场的热门技术。2006年6月9日《中国射频识别(RFID)技术政策白皮书》的,以及科技部“十一五”863计划RFID重大项目的启动,将加快我国RFID进程。

  2008年奥运会、2010年世博会等大型活动将对我国RFID产生极大的市场需求。然而,RFID要实现大规模应用,还面临着技术标准、成本、公共基础设施、频率规划、政府监管政策、商业模式等诸多挑战。预计在五年后将达到它最高速发展的时期。

  VoIP: VoIP(Voice Over IP)指将语音信号进行编码、压缩、分包等处理,通过IP网络进行传输,然后在接收端还原出话音的一种语音传输方式。各国许多公司投入VoIP技术的研究,使得IP电话技术得到迅速发展。美国ABI预测,预计到2011年全球支持VoIP的双模手机将达到3亿。VoIP在中国已经很流行,2005年9月21日,信息产业部批准了中国两大固网运营商在全国四个城市进行试点业务。2007年VoIP将会进入快速成长阶段。

  纳米技术: 纳米技术是一种在纳米(十亿分之一米)尺度空间内的生产方式和工作方式,并在纳米空间认识自然,创造一种新的技能。纳米技术具有广泛的应用前景并成为21世纪新的技术革命,许多国家把发展纳米技术作为极其重要战略决策来进行实施。美国分析机构预测,在未来10~15年,世界纳米技术的市场份额将高达1万亿美元,主要包括纳米电子、纳米材料和纳米生物医药等领域。

  RFID要实现大规模应用,还面临着技术标准、成本、公共基础设施、频率规划、政府监管政策、商业模式等诸多挑战。

  北京邮电大学软件学院副教授,主要研究方向为软件工程、软件项目管理及软件测试等。之前,曾有10多年在软件公司进行软件开发、软件项目管理和软件质量保证的实践,负责管理多个软件项目,历积累了丰富的项目开发和项目管理经验。

  我眼中的十大技术:多核技术、虚拟化、IPv6、VoIP、3G、流媒体技术、IMS、身份认证、生物识别、SOA。

  多核技术: 数据越多,对于数据中心处理能力的要求也就越高。在芯片层面,提高计算性能常见的方式有两种:一是提高主频,二是采用多核心。但由于芯片工艺的限制,进一步提高主频非常困难。不难看出,多核处理器是处理器发展的必然趋势。

  虚拟化: 虚拟化技术可以扩大硬件的容量,简化软件的重新配置过程。即使只是CPU支持虚拟化技术,在配合VMM的软件情况下,也会比完全不支持虚拟化技术的系统有更好的性能。虚拟技术在不断的改进,并且这种已经被接受的平衡基础资源的方法将变得更加重要。Gartner曾预测,虚拟技术无论是在存储器还是服务器中,都将被广泛的采用。

  IPv6: IPv6协议采用128位地址长度,几乎可以不受限制地提供地址。在IPv6的设计过程中除了彻底地解决地址短缺问题以外,还考虑了在IPv4中解决不好的其它问题。从互联网的发展趋势来看,IPv6将逐步取代IPv4, IPv6有利于互联网的持续和长久发展。

  流媒体技术: 流媒体业务是从Internet上发展起来的一种多媒体应用,使用流(Streaming)方式在网络上传输多媒体文件,包括音频、视频和动画等。

  由于流媒体技术在一定程度上突破了网络带宽对多媒体信息传输的限。

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