(五)环境生物技术
环境生物技术是21世纪国际生物技术的又一热点领域。人类赖以生存的环境,由于人类活动自身造成的各种污染(包括工业废水、废气、各种废弃物、有毒化学物质、声、光、电磁和放射性物质等)对环境生态的破坏,已成为威胁人民健康、制约经济发展的严重问题。治理环境污染,改善人类生活环境的质量已经成为人类共同努力的长期任务。生物技术在环境治理上发挥着不可替代的作用。环境生物技术不是一个新概念,过去用微生物处理工业废水就属于这一类研究。美国更把环境生物技术作为21世纪生物技术6个主要研究领域之一,美国培育的基因工程“超级菌”,几小时就可降解自然菌种需1年才能降解的水上浮油;日本将嗜油酸单孢杆菌的耐汞基因转入腐臭单孢杆菌,使该菌株既能有效处理环境汞污染,又能将汞回收利用。
中公评析:我国政府也十分重视环境保护,把它提高到可持续发展的基本国策的高度。考虑我国目前治理环境污染的迫切问题:如煤燃烧造成空气污染;工业废水污染水源和农田;不可降解塑料造成的白色污染;化学农药残毒对人和禽畜的危害等问题。21世纪我国环境生物技术的重点在于:用工程微生物处理原煤脱硫的工业化工艺;无污染、能大量生产的生物能源的开拓性研究;高效、多抗转基因微生物农药的研制;生物来源的可降解的透明膜材料等。
二、信息技术
计算机技术与现代通信技术一起构成了信息技术的核心内容。信息技术主要是指利用电子计算机和现代通信手段实现获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、显示信息、分配信息等的相关技术。现代信息技术是以电子技术,尤其是微电子技术为基础,以计算机技术(信息处理技术)为核心,以通信技术(信息传递技术)为支柱,以信息技术应用为目的的科学技术群。包括信息获取技术、信息处理技术、信息传递技术、信息控制技术、信息存储技术等内容。具体来讲,信息技术主要包括以下几方面:
1.感测与识别技术。它的作用是扩展人获取信息的感觉器官功能。它包括信息识别、信息提取、信息检测等技术。这类技术的总称是“传感技术”。它几乎可以扩展人类所有感觉器官的传感功能。传感技术、测量技术与通信技术相结合而产生的遥感技术,更使人感知信息的能力得到进一步的加强。
2.信息传递技术。它的主要功能是实现信息快速、可靠、安全的转移。各种通信技术都属于这个范畴。广播技术也是一种传递信息的技术。由于存储、记录可以看成是从“现在”向“未来”或从“过去”向“现在”传递信息的一种活动,因而也可将它看作是信息传递技术的一种。
3.信息处理与再生技术。信息处理包括对信息的编码、压缩、加密等。在对信息进行处理的基础上kkkk,还可形成一些新的更深层次的决策信息,这称为信息的“再生”。信息的处理与再生都有赖于现代电子计算机的超凡功能。
4.信息施用技术。是信息过程的最后环节。它包括控制技术、显示技术等。
中公评析:由上可见,传感技术、通信技术、计算机技术和控制技术是信息技术的四大基本技术,其中现代计算机技术和通信技术是信息技术的两大支柱。
三、新材料
新材料是指那些新出现或已在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料。新材料与传统材料之间并没有截然的分界,新材料在传统材料基础上发展而成,传统材料经过组成、结构、设计和工艺上的改进从而提高材料性能或出现新的性能都可发展成为新材料。
新材料作为高新技术的基础和先导,应用范围极其广泛,它同信息技术、生物技术一起成为21世纪最重要和最具发展潜力的领域。同传统材料一样,新材料可以从结构组成、功能和应用领域等多种不同角度对其进行分类,不同的分类之间相互交叉和嵌套,目前,一般按应用领域和当今的研究热点把新材料分为以下的主要领域:电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、先进陶瓷材料、生态环境材料、新型功能材料(含高温超导材料、磁性材料、金刚石薄膜、功能高分子材料等)、生物医用材料、高性能结构材料、智能材料、新型建筑及化工新材料等。
在20世纪初,人们所指的建筑材料是木材、水泥和钢铁;二战后出现了新三材,指的是人工合成的塑料、橡胶和纤维,而80年代以来大量高新材料纷纷涌现。高新材料从使用的角度说可分为传递、记录或存储的信息材料;新高温结构陶瓷、非晶态材料和超导材料的新能源材料,特别是超导材料80年代中期以来有突破性进展;高性能结构复合材料,高性能工程塑料和新型合金材料为主要内容的特殊结构材料和新功能材料,如高效能的陶瓷材料、有机氟材料、高功能的黏合剂等。从材料的构成来说可以分金属材料、高分子材料及陶瓷材料三大门类。
近些年来,出现了金属材料、高分子材料、陶瓷材料及复合材料竞相发展的趋势。一些新兴金属材料在科技革命的大潮中应运而生。传统铁、铅、锌、铝等金属更新品种,与宇航、电子、原子能等高新技术联系密切的金属材料越来越受到重视。其他新型高性能金属材料出现了如快速冷凝金属的非晶体和微晶材料、纳米金属材料、有序金属间化合物、定向凝固柱晶和单晶合金等。纳米相材料具有许多潜在的新用途,它是一门用单个原子和分子建造事物的科学,其最终目标是实现微型化。一个直径为3纳米的原子团几乎是英文里一个句点的百万分之一。例如纳米相金属、纳米相陶瓷、纳米相固体材料具有许多奇妙的特性,纳米相铜强度比普通铜高5倍,纳米相陶瓷是摔不碎的。只要控制结构颗粒的大小,就可以制造出强度、颜色和可塑性能满足用户各种需要的纳米相材料。陶瓷材料具有高强、高硬、耐高温、抗腐蚀、质量轻等优点,解决韧性差的致命弱点是这一领域的主攻方向。陶瓷材料在电、热、光、化学等方面享有广泛的优势,因而功能材料具有广阔的前景。