关键词:可持续设计;绿色设计;产品设计;现有产品;可持续设计思想
中图分类号:J524
文献标识码:A
文章编号:1005-5312(2012)14-0018-03
一、可持续设计思想概述
(一)可持续发展思想的提出
20世纪70年代以后,随着公害问题的不断加剧和能源危机的出现,人们逐渐认识到经济、社会和环境割裂开来谋求发展给地球和人类社会带来毁灭行的灾难。正是因为这种危机感,在80年代逐渐形成了可持续发展的思想。
可持续发展的概念和模式是在《我们共同的未来》提交联合国大会上正式提出来的。在《我们共同的未来》报告中,可持续发展的定义是“既满足当代人的需求又不危害后代人满足其需求的能力构成危害的发展”,这一概念涉及经济、社会、文化、技术和自然环境的综合的动态概念。其主要思想就是:随着经济社会的飞速发展,环境质量,以及维护环境所必须的投入将变得更为重要,因为它与我们的生活和切身利益相关联。
(二)可持续设计
可持续设计指向的是设计发展的策略和方向,其含义也十分宽泛。可持续设计是一种构建及开发可持续解决方案的策略设计活动,均衡考虑经济、环境、道德和社会问题,以在思考的设计引导和满足消费需求,维持需求的持续满足。可持续的概念不仅包括环境与资源的可持续,也包括社会、文化的可持续。
可持续设计是可持续发展思想在设计中的实际应用。例如,塑料垃圾对环境的污染在垃圾物中属于极大的一种,怎样将其对环境的污染降到最低一直是可持续设计的热点问题。如图1,来自英国的“Re-FormFurniture”正是为了解决这一问题而设计出的椅子。这款设计风格简约,产品原料主要来自于当地的塑料加工厂的再利用塑料,其设计坚持最环保最经济的原则,“Re-FormFurniture”的椅子都较容易拆卸,很少使用黏胶,除此之外,“Re-FormFurniture”有一套非常精良的电能转换机,可以用最小能耗将废旧塑料再加工。并且它们就塑料的缤纷颜色而呈现出一种杂糅抽象的图案,别有一番时尚感。这正是符合了在环境不断恶化的背景下,可持续思想倡导的建立新的发展模式,从资源持续利用和资源配置的角度提出正确的可持续发展观念。
二、可持续设计的主流思想——绿色设计
(一)绿色设计概述
绿色设计是可持续思想在实际应用中较主流的一种思想,反映了人们对现代科技文化引起的环境污染和生态破坏的反思。绿色设计是指在产品及其寿命周期全过程的设计中,要充分考虑对资源和环境的影响,在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时,更要优化各种相关因素,使产品及其制造过程中对环境的总体负影响减到最小,使产品的各项指标符合绿色环保的要求。
绿色设计的核心是3R,就是Reduce,Reuse,Recycling。是在可持续发展的指导下,减少产品的体量,简化产品的结构,最主要的是减少产品对环境的污染。同时是再利用,让本来脱离产品销售轨道的零部件返回到合适的结构中,让其充分发挥作用。其次是构成产品的材料或者零部件的材料经过回收之后的再加工,得以新生,形成新的材料资源而重复使用。
(二)绿色设计的应用
绿色设计在产品设计中的应用是十分广泛的,拿交通工具中的汽车为例,汽车尾气是环境污染的主要来源。因此,很多设计师对汽车的绿色设计也是非常感兴趣的。如图2,这是一款由德国LoremoAG汽车公司最新推出的概念汽车,该车的环保关注点并不是体现在混合动力系统上,而是通过减轻车体重量来降低油耗、提高燃料利用率从而达到环保的目的。该车采用两缸发动机驱动,燃油利用率达到150英里/加仑(百公里耗油约为1.56升),而如此之高的柴油利用率都得归功于其超轻的车身重量,车身采用了新型材料——一种合成塑料,这样一部汽车的重量仅为450千克。这种合成塑料的车身覆盖件更有利于空气动力学的外型,而且还有重量轻,防雨防晒,耐磨,经济的特性。这个例子正是绿色设计中提到的Reduce。
在可持续发展思想的指导下,绿色设计一直都是工业设计的热点之一。绿色设计不仅对于产品设计师来说是一种技术性的革新,而更重要的是理念和思想方面的转变。
三、可持续思想下的产品设计
(一)产品生命周期
所谓产品生命周期,是一种产品从原料采集、制备、产品制造和加工、包装、运输、分销,消费者使用、回用和维修,最终再循环或作为废物处理等环节组成的整个过程的生命链。产品生命周期设计的核心是把产品的环境表现、人体健康风险、产品功能、材料法则等要求结合在一起,作为产品设计和评价的标准。这样,既能满足产品使用功能的要求,也能减少产品全过程的环境影响。产品生命周期设计的策略有:延长产品的生命周期;延长材料的使用寿命;选择无毒无害的原材料;减少对珍贵、稀少或环境敏感的资源的消耗;工艺过程管理;高效的配送系统;改进业务管理。
在延长产品生命周期的策略中,模块化设计是一种应用较广泛的方法。在模块化设计中,其实现延长产品生命周期的策略就是通过实现产品的不同服务功能,模块可单一使用,也易于更换和升级,根据需求的不同而实现不同的功能。图3是一款多功能环保公交站台,专为宁波商业中心设计。它采用模块化设计,即站台可随意拆分组合,这种设计使得站台可以根据需要进行扩展,根据不同的实际需求,进行随意的组合,不仅是延长了产品整体的生命周期,而且还能够减少保养维修费用。
随着人们对环境污染治理政策的转变,由污染后治理转变为从源头上杜绝污染,产品生命周期设计在节约资源和防止污染中起着越来越重要的作用。
(二)合理应用材料
在产品设计中合理的应用材料能够达到可持续设计的目的。这里提到的合理应用材料是指:以最贴近自然的、对人体无害的、节省能源的材料满足产品功能的需要,通过最少的用料来达到最佳的效果。材料的合理应用就要求设计师在进行产品设计的时候,要时刻都有可持续设计的意识,避免将有毒材料和那些经过提炼或者加工可能对环境产生危害的材料应用到产品设计中。当然,合理应用材料并不是只有一种思路,除了避免采用污染的材料,还有考虑材料的使用寿命等等。
塑料是一种对环境影响很大的材料,但是因为其在性能和价格上的优势,一直没有其它的合适材料能够完全被取代。在可持续设计的指导下,通过新材料来替代塑料是一个大的趋势。经过不断地研究,一种以玉米为原料的新材料的研制很可能会取代塑料,这种新材料叫做“玉米淀粉树脂”。其特点是能够燃烧分解、生化分解,并且还能够通过昆虫吃食的方法消失,这就能够很有效的解决“白色污染”。可口可乐公司就曾经在盐湖城冬奥会上使用了50万只这种材料的一次性杯子,虽然这种塑料替代品的应用还不是十分广泛,但是这为塑料替代品的研究提供了一个很好的思路。
(三)技术创新
随着科学技术的发展,在可持续设计的问题上,技术的创新也是一个很重要的手段。
图3是一款由美国的FrogDesign公司设计的LED灯泡,这款设计与以往的传统灯泡在外形上很像,它的特点就是将白炽灯钨丝发光变成了LED发光,这使灯泡的寿命延长,并且更加的省电。LED技术的应用越来越广泛,为了能够让使用者在进行更换LED灯时以更低的成本更换,这款灯的基座插口采用了传统白炽灯的基座插口。
LED的优点就是寿命长,无辐射和低功耗。LED因为自身的优越性,得到了广泛的应用,例如在显示屏、交通讯号显示光源的应用LED等等。但是,LED技术从一个方面来说虽然是有利于可持续发展的,但有调查结果发现部分LED灯中含有毒元素且其含量已经超过了监管部门制定的标准,通过普通填埋的方法处理这些废弃的LED灯是会污染到土壤和地下水。
由此,我们可以看出,LED虽然在可持续发展方面做出了很大的贡献,可是还是存在着其它对环境的负面影响。因此技术的发展给可持续设计带来了一些好的产品技术,同时如果考虑不周全,还是存在一些问题的。所以技术创新是可持续设计发展的有效途径,技术创新能够改善旧技术对环境和人类造成的污染或伤害,从根源上遏制了对环境的破坏,因此,通过科学的技术创新是能够实现可持续设计思想在产品设计中的应用的。
(四)废物再利用
废物再利用是我们对在生产过程中产生的废弃物或者使用后废弃的产品与部件重新设计,重复使用,以达到延长其生命的目的。这种方法的特点就是能够增加废物的价值,虽然废物对环境的污染不可能完全地消除,但是能够有效地延长材料的使用寿命,在一定程度上能够减少材料的浪费。例如将饮料瓶变成花盆,瓶子变成小喷壶等。
图4是一款诺基亚出品的最新环保手机。之所以叫做环保手机,是因为这款产品的外壳几乎都是用废旧物品制作而成的。金属外壳是铝制易拉罐回收再利用,底部的塑料部分则由普通的饮料瓶制成,而手机键盘则来自于废旧的汽车轮胎。它的电路和屏幕也都采用了更加环保且省电的设计。虽然易拉罐、饮料瓶、汽车轮胎看上去是已经失去其价值,作为废弃物被人们抛弃,但其实它们还是有其价值的,只要是通过合理的可持续设计,是能够再次循环利用的。虽然这是一款概念手机,但是已经很好的给我们解释了什么是废物再利用,给废物利用提供了一个新的思路。
四、小结
在现代社会快速发展的前提下,全球变暖、气候异常、灾难频发等都在威胁着人类的生存环境,因此人们对于环境的要求越来越高,可持续设计已经不再是一个时尚的学术词语,它受到各国设计界的重视。通过对现有产品的可持续设计了解,我们可以看到,实现产品的可持续设计是有很多的创意方法的,例如:
(一)产品结构的创新,延长产品及零部件的使用寿命。具体方法:增加产品的耐用性;产品及部件能够进行升级;产品结构易于维修;产品及部件能够循环再利用。
(二)产品材料创新与合理利用,将构成产品材料对环境的污染降到最低。对于有污染的材料,可以找到其最优的替代品。
(三)构成产品的技术的创新,其目的就是通过技术来减少对环境的污染。
(四)设计管理的创新。在产品设计初期就考虑到产品生命周期整个过程可能对环境造成的污染,做到防患于未然。
可持续设计在更多的时候是一种理论的参照,与商业、产品的结合还不太成熟,在实际的操作上应用还不是很广泛,还是受到一些公司的排斥,因此,可持续设计在产品设计中的应用还是有很大的发展空间的。
参考文献:
[1]陈明著,罗家国,赵永红.可持续发展概论.北京:冶金工业出版社,2008.
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[关键词]血液透析;生物材料;重症胰腺炎;发展趋势;应用价值
[中图分类号]R459.5[文献标识码]A[文章编号]1673-7210(2013)10(a)-0020-04
重症胰腺炎是急性胰腺炎的一种特殊类型,发病时通常病情险恶,且一般带有多种并发症,在临床上是一种死亡率极高的急性病症[1]。20世纪80年代前后,多数病患死于疾病早期,经过近些年的医学发展,治愈率已经有了明显提高,但总体上的统计结果仍不乐观,病患的死亡率仍在15%~20%之间。重症胰腺炎多伴有并发症,大部分情况下会导致肾脏损害,而连续性血液净化(CBP)治疗可以清除细胞因子和炎症递质,在一定程度上保证内环境的稳定,是一种相对有效的临床治疗方式,血液透析膜的材料选取也日益成为业界和学界关注的课题[2]。
1血液透析膜材料
连续性血液净化,是目前在临床上使用比较广泛的一种生命支持技术。通过连续性的血液净化能够清除患者血液中的中、小分子物质,过滤掉多余水分,是急救中经常采用的医学方式,能够有效地降低死亡率[3]。
自血液透析技术应用到临床实践以来,作为血液透析过程中“重要工具”的膜材料也引起了广泛的关注,人们对其的认知是建立在不断深入挖掘其理化及生物学特性的基础上的,因此,膜材料的应用与研发领域都发生了巨大变化。由于血液透析膜特殊的使用范围,血液透析膜的膜材料必须要具有良好的成膜特性及机械强度,更因为其要与血液直接接触的特殊作用方式,良好的血液相容性及可纺性也是膜材料的必备特性。而这些也成为了膜材料选取必须考虑的因素。此外,从患者角度出发,合理的价格定位也很重要,这就要求在原材料的选取上要考虑到成本因素[4]。因此,对设备要求极高的滤过、高流量透析等血液净化技术不能广泛应用于临床,而新型高通量透析膜可以改善这些问题,显著提高患者的生活质量及存活率,而且费用较低,成为人们研究的热点[5]。
根据制作时使用的材料不同,血液透析膜可分为以下两大类:①纤维素膜:将充分溶解后的天然纤维进行人工再生,然后制成再生纤维素及其衍生物。纤维素膜又包括再生纤维素膜、醋酸纤维素膜和替代纤维素膜三种,其中,再生纤维素膜有较高的亲水性高和通透性,还包括强度大等物理性质,而醋酸纤维素膜的最大特性是相对于其他纤维膜,其清除能力很强,尤其是清除小分子物质和磷能力[6]。②合成膜:合成膜的最大特点就是有较好的生物相容性,此外,因其具有的疏水特性,超滤系数较高。但要注意以下几点:①不能简单地认为纤维素膜就是低通量膜,合成膜都是高通量膜,二者之间没有相关关系;②每种纤维素膜都是不同的,这点从其作用特性上就可区分,同样,不同合成比例和制作程序的合成膜性质也是不同的;③虽然血液透析膜必须有生物相容性,但具体到不同的膜,生物相容性的高低是不同的。
2重症胰腺炎的治疗
一般情况下,急性胰腺炎患者都有并发症。例如,炎性细胞因子互相关联和累积作用,就会引发血管渗漏、低血容量、多系统器官衰竭等危险情况。经过学界和业界的几经探索发现:因为急性胰腺炎所造成的病损胰腺组织会成为新的抗原或炎症刺激物,激活了巨噬细胞而释放出诱发细胞因子网络和免疫功能紊乱的炎症介质,并最终导致多器官功能障碍综合征。目前,大部分临床机构都改变了以往策略,转为以综合治疗为主,辅之手术的治疗方式。这种方法虽然能清楚病因,但不能阻止患者病情加重。总的来说,检测血液中此类细胞因子的浓度是一道必不可少的程序,因为检测结果对判断胰腺病变的严重程度、病情的发展等有重要作用。根据检测结果进行早期干预,抑制促炎因子的活化,使促炎细胞因子和抗炎细胞因子处于动态平衡状态,进而阻断全身炎症反应综合征的进一步发展,对彻底治疗重性胰腺炎更为有效。
重症胰腺炎的临床治疗过程主要由以下几部分构成:①监测血气变化,保证一旦出现低氧血症,要在第一时间纠正缺氧状态,对出现低氧血症的患者应及时给氧,吸氧治疗在重症胰腺炎的治疗中是至关重要的一部分,尤其是对于中度或重度急性胰腺炎患者来说。②保持液体平衡,应防止体内液体过多。连续的血液净化恰恰能够达到这个目标,通过清除体内过多的液体,维持细胞内外环境稳定,并且在治疗中不会出现体温的骤变,从而保证了血液流动的稳定性。③积极治疗原发病,采用引流方式治疗已有胸膜渗出者。血液透析能够帮助快速彻底地清除代谢产物,从而保证原发病的治疗效果。此外,血液透析还有营养支持和控制高分解代谢等功能[7]。
连续性血液净化可排出体内过多的水分,减轻组织间质水肿,改善组织的氧利用,清除代谢产物,维持内环境稳定,为营养和代谢支持创造条件。因此,连续性血液净化可以阻止重症急性胰腺炎患者病情由全身炎症反应综合征向多器官功能障碍综合征和多脏器功能衰竭方向发展。同时,连续性血液净化对多器官功能障碍综合征疗效确切,尤其对出现急性肾功能不全的患者疗效尤为显著,可最终改善重症急性胰腺炎患者预后,成为目前治疗重症急性胰腺炎的重要手段。
3血液透析膜材料的发展脉络、现状和趋势
在我国,无论是临床实践还是理论界研究,血液透析都是新生事物。近年来,伴随着血液透析在临床上的应用愈发广泛,学界对于膜材料的研究也日益重视。从时间脉络上来看,器膜材料的发展到目前为止已经先经历了两代,而这两代的区分是以代表性膜产品大规模投入临床使用为界的。血液透析膜发展至今,使用大孔径、高通量、高效能、生物相容性膜已成为我国临床实践的首要选择。从病患角度出发,研制性能接近或达到生物膜水平的新型透析膜是业界和学界刻不容缓的责任。以现在的有限见识度出发,目前普遍认为理想的生物相容性膜应是无毒、无抗原、无补体、对凝血系统没有影响且总体特性接近于人体的血管内皮[8]。当下在高分子材料技术不断发展的形势下,我们可以乐观地预见这种理想生物膜的出现。虽然我国对此项研究的重视较晚,技术相对落后,但在国际互动如此频繁的今天,我们要抓住每一次机会,与国际资源共享,并加大自身的科研人力物力投入,争取早日有自行研发成果问世。
通过上述研究总结,我们已经认识到单一的膜材料特性单一,适用范围狭窄,已经不能充分满足临床实践的要求,所以,业界也已经着手对现有膜材料进行“二次加工”[9],运用各种方式使膜材料改性,而且这必然是今后血液透析膜材料发展的趋势。经过早期论证与后期实践,目前主要有以下几种“新生代”膜产品:①将几种高分子材料进行物理共混,例如将聚醚砜膜材料与聚乙烯基类聚合,制得的中空纤维膜具有强度大的物理特性。②化学反应往往更能达到改性的目的,常用的方法就是引入其他基团。为了加强膜材料的抗凝血作用,常引入PVP、PEG、人血白蛋白等高分子物质。③利用低温等离子体等技术。但目前看来,因为国际上对等离子体技术的操作与效果鉴定存在一定问题,导致对其改性的作用机制并不明确,所以这种方式的应用也受到了限制[10]。透析膜作为一种异体物质,与人体血管内皮细胞不同,与血液相接触后不可避免地会引起机体的反应。理想的生物相容性膜应与人体血管内皮极为相近,无毒性、抗原性,不激活补体、白细胞和单核细胞,无细胞因子的释放,对凝血系统也没有影响。提高透析膜的生物相容性、增加中分子毒素及血磷的清除是目前的研究热点。当前的研究主要是通过共价、接枝、聚合等方法改进膜材料的结构,调节透析膜表面微观不均匀性,改善膜表面亲水性,抑制透析膜对凝血及氧化应激的影响,从而提高生物相容性和透析充分性,减少并发症的发生。
虽然学界在发展血液透析膜的议题大方向上保持一致意见,但对于具体的操作侧重点还是存在着很大分歧。有人持保守意见,主张对传统的透析膜进行改进,原因是这样可以减少资本投入,且风险较小,在临床试验阶段患者的配合度与信任度会比较高,这样可以保证加快对新产品不足的认知与改进,且在新产品完全面世时,会有一定的市场认可度,从而减少可能出现的医患纠纷[11]。还有一些学者认为应,应该研发新型透析膜,在他们看来,以前的产品正是由于存在种种不足,所以才会达不到预期疗效,与其花费精力探讨缺点,不如重新研发新的透析膜系列产品,这样还可以避免有关人员重新走入以前的困惑中,产生不必要的成本[12]。另外一些人极度追捧目前的学术前沿,主张研发生物活性膜,认为这是“一劳永逸”的方法,从长期来看,这样一次性的投入能够产生最大的效益。
4小结
经过近几十年的发展,人们已经对血液透析在一些病症的治疗尤其是重症胰腺炎的治疗中所体现的重要作用有了初步认知,但是对于其具体的操作机制以及透析膜原材料等深度问题的探讨上仍存在着很多盲点与不足。笔者认为,学术上的关注是必不可少的,但一味地理性分析与检测并不能解决临床上的所有问题。学术上的追求只是前提,或者说是一种动力,解决病患的实际问题更需要一份“医者心”,尤其是在重症胰腺炎这种死亡率相对较高的疾病治疗过程中,医生负责任的态度与他的专业技能同等重要。因此,笔者建议实行“个性化”治疗方案。所谓“个性化”,就是指根据每例患者病情的不同,进行差异化治疗,而差异化具体包括治疗档期、治疗中所采用的不同药物(包括血液透析膜的不同种类),并将自己在临床中获取的第一手病患信息直接反馈到学术研究中,保证研究不是天马行空,而是对症下药[13]。此外,在整个治疗过程中保持严谨的心态也是医者应该具有的职业素养。
许多研究显示[14-16],将肝素聚合应用在聚丙烯腈-聚乙烯亚胺膜上,患者的透析效果较好,并且可以有效减少患者透析期间可能出现的过敏反应,肝素共聚物的聚丙烯腈透析膜及固化壳聚糖也能对患者的血液相容性进行较好的显示。近年来,国内外大多数研究都证实,复用的透析器能够有效减少患者由于透析而造成的白细胞活化、补体激活。透析器复用由于可以有效地改善透析膜生物相容性,而血浆蛋白大多吸附在患者的透析膜表面,因而有效阻止了透析膜与血液的接触,导致补体激活减少。由此可见,血液透析膜的制作应该尽量与患者血管内皮细胞相近,但是患者的生物相容性不是孤立存在的,应该与其他条件,诸如消毒剂、透析用药、透析液成分等一起进行考虑才能有较好的应用前景。连续的血液透析会导致患者排出大量水分,进而改善组织的氧利用,排出体内过多的水分,清除代谢产物,维持内环境稳定,减轻组织间质水肿,为新陈代谢创造条件。因此,连续的血液净化能够阻止重症急性胰腺炎患者病情由全身炎症反应综合征向多器官功能障碍综合征和多脏器功能衰竭方向发展。同时,连续性血液净化对多器官功能障碍综合征疗效确切,尤其对出现急性肾功能不全的患者疗效尤为显著。
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高校档案管理方式一直沿用传统的纸质分级分类分层管理,电子政务革新带来了管理创新。伴随规章制度不断健全,档案管理人员常为兼职管理,对档案材料收集重视不足,产生材料失真。同时以前高校人事档案管理长期处于封闭状态,未能建立健全人事档案收集审核制度与归档制度,外加管理人员队伍不稳定,高校档案长期没有收集整理现象较为普遍。
教职工的档案意识淡薄,信息搜集平台逐渐搭建。人事档案工作是人事组织部门的基石性工作,同时也是与全体教职工利益相关的一项工作。严格人事档案管理,善用档案是一项重要工作。不断加大档案管理宣传幅度,不断增强教职工的档案意识,是强化高校档案工作的前提与保障。人事档案部门定期对他们进行有关档案知识的培训,把档案工作与教职工前途发展紧密联系在一起,以唤起教职工们重视档案工作的意识,让档案工作为高校教育事业发展发挥积极作用。
档案材料收集力度小,档案的及时性与完整性难以保证。人事档案材料收集是人事档案管理工作的基石。随着我国高校人事制度的改革,高校对教职工需要分类入档的材料不断增加,为人事档案材料的收集整理带来发展性要求。因此,建立档案管理人材料时首先应保证外部收集与内部收集相结合,外部单位调入档案时,需要认真清查、核实,发现有缺漏材料,及时追补和持续动态完善资料。其次,档案收集工作应转变被动为主动。需要档案管理人员、人事人员主动出击,构建人事档案材料收集系统,保证材料齐全完整。
档案信息化支撑体系建设不够健全。高校档案管理技术相对滞后,学校需要有计划、分步骤地逐步加大资源投入,完善基础设施,加强档案管理的技术设备与信息平台。首先,档案信息化建设要建立高校人事档案信息通用数据库,彻底实现人事信息档案数字化。其次,要建立并逐渐完善高校人事档案数据库管理系统。三是独立建设高校人事档案信息网站,建立以人事档案信息通用数据库为中心,充分形成用户与人事档案管理者间的良好互动[1]。
2、高校档案管理创新途径
2.1持续强化档案综合管理职能。综合管理是档案部门的基本职责之一,对高校各种档案及档案信息实行集中管理;对所属信息档案工作进行监督与规范指导;对高校的档案工作实行统一领导、统一管理。强化职能管理的方式可以采取灵活多样的措施,对不同特点、不同载体的档案,可以采取不同的管理方式。同时加快实施高校数字化档案馆工程建设,争取建成档案局域网、贯通校园网、互联网,高校档案信息数据库等三网一库档案管理系统,逐步实现高校档案信息资源的远程在线查询[2]。
2.2持续强化档案管理工作的服务职能。档案管理工作自身性质决定其是一项条件性与服务性工作。提供档案信息资源,为培养高级教育教学人才、发展高新科学技术研究型人才、培训高级专业性管理人才,为学校各项管理工作服务是档案管理工作的宗旨。当前,随着高校的发展,应进一步强化大众服务意识,不断拓展档案管理工作服务领域,加大高校档案开放力度,持续加快推进高校档案服务社会化。强化服务职能可以采取多种形式的服务手段,最大限度的发挥档案材料与信息资源的利用。
2.3持续强化档案管理工作的监督职能。档案管理法及档案法令法规赋予档案管理部门的监督权力,是保证档案管理工作走上法治轨道,建立档案工作新秩序的重要举措。高校档案部门应积极参与高校的各项管理活动,以确保档案形成质量认定;在评定职称、晋升工资、提升职务等具体工作中,为有关职能部门提供准确、可信度高的晋升职级职称、上报科研成果、保护房地产等权益的档案凭证。高校教职工对其从事教学、科研、管理等职务活动所形成的各种载体形式的档案材料,应当按照相关规定及时归档存放。高校档案管理部门在履行档案执法监督职责同时,需要坚持监督与优质服务相结合,使广大教职工能在现代科学管理的高度,认识并理解收集归档的意义与责任。同时应依法制订并采取切实可行的控制措施,从组织上、制度上、管理细节上强化监督职能[3]。
2.4持续强化档案管理工作的指导职能。高校档案业务指导是档案工作的重要组成部分,是一项思想性、专业性、实践性较强的综合性管理工作。持续强化档案工作指导职能一方面需要依法指导,另一方面对职能部门的档案管理工作要做好业务咨询指导和专业培训与服务。坚持强化搜集、简化整理、细化检查、深化利用的管理业务工作方针,简便、高效、科学地开展档案管理工作的业务指导。坚持贯彻部门建章立制,规范执行文件材料的形成、流转、累积、立卷、归档流程是保证归档材料齐全和完整性,提高卷宗质量的关键环节。高校档案管理工作应加强对电子文件归档管理的业务指导。指导方式需要形式多样,直接指导与间接指导相结合,重点指导和普及指导相结合,集体培训与个别指导相结合[4]。
2.5持续强化档案工作的宣传与教育双重职能。开展档案宣传工作和利用高校教职工教育活动,持续普及档案法、档案工作常识,充分展示现代化管理技术与网络管理技能在档案管理中的应用,是提高高校教职工档案意识的一项重要工作。特别是在高校发展进程中,对教职工大力推进高素质普及教育的档案宣传与教育发挥着不可替代的重要作用。
关键词:世博会建筑生态美
一、建筑生态美的定义
建筑生态美指建筑不应孤立地存在,建筑应成为人与自然界联系的纽带,尽可能地利用自然界昼光、通风、风景、植物,起到和谐舒适的功用。生态美建筑不应再停留在外在形式给人感官上的愉悦感,而是能反映出人类对自然环境的主动适应,是社会进步和审美观念进步的产物。
二、世博会建筑生态美的表现形式
随着社会发展的多元化,当代世博会主题从强调国家权力到探讨人类未来生活、倡导可持续发展与绿色和平的主题。作为表达世博会理念的重要工具,建筑成就上,回应博览会“可持续发展”的主题的一批建筑脱颖而出,为当代建筑发展指出了一个新的发展方向。世博会建筑具有其它建筑所不具备的复杂性,因此,对世博会建筑的审美评价必然与普通建筑有所不同。世博会建筑生态美具有以下三种表现形式:
1.充分尊重大自然,以自然材料与简洁适用的结构来建造,并不是一味地追求夸张的造型或高新的科技。建筑使用木材、纸、竹子等生态材料,或是可拆卸的金属构件,以减少环境的负荷。
上海世博会挪威馆由15棵高低不一的“松树”构成,外墙以中国的竹子为装饰,体现城市与大自然的和谐共处,演绎“大自然的赋予”主题。模型树的原材料来自木头和竹子,并可在展后再利用,充分体现了“可持续发展”的理念。15棵树形成了一个有机的整体,从5米到15米高低不一,每棵树均有固定在地下的树根和空中的四条树枝。以树枝的外端为附着点所支起的篷布,形成了外观高低起伏的展馆屋面。巨树的动力源是太阳和雨水,突出体现“可持续发展”的环保理念。这样的结构在展馆内部营造出错落有致的空间,给观众带来迥异不同的感受。
2.通过科技手段达到生态的可持续发展,促进人和自然和谐共处。
从宏观上来看生态美学,协调平衡是至关重要的。通过现代科技手段来实现人与自然和谐共处也是实施生态设计、体现生态美的一种方式。
上海世博会芬兰馆高科技打造的“冰壶”外形吸引了众多好奇的目光。“冰壶”的白色外墙似由一块块冰搭建而成,而其真正的“身份”是一种新型纸塑复合材料:以标签纸和塑料的边角余料为主要原料,表面坚硬耐磨,水分含量低,自重轻,不褪色。“冰壶”顶部的碗状开口设计,可促进自然通风,且能铺设太阳能电池板,为展馆制冷等设备提供电力;为应对上海夏季的酷热,“冰壶”房顶还种有植物遮凉;雨水也可进行回收再利用。犹如一个微型的生态城市,这座新型展馆体现了芬兰当前对可持续发展理念的重视以及城市建筑设计的高水平。
3.对传统文化的继承以及对地域文化的尊重,体现文化生态美学。这是从建筑所在地域出发,利用本地材料的乡土地方主义设计手法。
上海世博会西班牙馆采用天然藤条编织成的一块块藤板作外立面,整体外形呈波浪式,看上去形似篮子,被称为“西班牙大篮子”,这座外墙“散发”诗情画意的展馆由不同质地颜色各异的藤条板装饰,通过通过钢结构支架来完成,线条呈流线型,阳光将透过藤条的缝隙,洒在展馆的内部,这些藤条板的天然色差将组合形成一个个象征自然元素的古老中国文字,给中国参观者留下隽永的印象。西班牙国家馆总代表玛利亚•蒂娜表示“藤条作为一种传统材料,在中国和西班牙都扮演着重要角色。使用藤条作为建筑材料,意在提醒人们展望未来的同时也须牢记根基和传统”。这些藤板全部由山东手工艺人编制,而且每一块都有编号,以便于精确地在西班牙国家馆硕大的外墙上定位。每一块藤板都经过精心设计,与由钢管和透光玻璃构成的骨架完美贴合,塑造出西班牙馆的婀娜造型。
三、世博会建筑生态美的特征
世博会建筑具有区别于其他建筑的特征:具有极强的展示性,或利用最先进的技术、材料,或表达超前的设计理念;其往往是临时建筑或事后改作他用,所以在设计时就要考虑建筑的后继利用。世博会建筑的可持续利用与建筑生态美学的观念不谋而合,是生态美学在建筑领域中的实践体现。
1.自然朴素的艺术审美。生态美是一种和谐有机的美。它强调自然美,欣赏质朴、简洁而不刻意雕琢,它带给人们的不是一时的视觉震惊而是持久的精神愉悦。从生态美学来讲,平衡是一种和谐,一种秩序。世博会建筑正是通过自然环保材质,简单而充满智慧的建筑结构来体现自然质朴的生态美学特征。
2.生态的可持续发展。世博建筑审美观从单一的注重形式美发展为建立在生态影响之上的新型审美观,超越简单的感官欣赏,达到与自然和谐共生的精神层面。其终极的考量,不单纯是当下所展现的审美形式的完美程度,而更多的是对其生态效益和审美成本之间的运算与比较。生态美学可以说是一种功能主义美学,它为世博会建筑可持续发展的实践提供哲学基础。生态美学可以为建筑提供思路和方法,可以为人类利用自然提供合理的尺度,可以指导人们摆正经济建设与生态保护的关系。
3.和谐一致的融合呼应。建筑是一个人工系统,能有效与大自然融合,相得益彰,互惠共生,浑然一体,这种和谐不仅指视觉融合,还应包括物尽其用、地尽其力、持续发展。建筑不仅在形象上和情感上要与周围的环境协调,在更大的范围上,也是在整个人类生存环境上,也要与之协调,成为维护人类生存环境的一个积极因素。
建筑生态美的内涵是构建有生命力和可持续发展的建筑和景观一体的全新的审美理念,在继承形式美,即形象、空间组合、装饰、质地、色彩等的基础上,突出生态化、人性化、舒适化,实现人和自然的共生和融合,提升建筑审美层次。因此,建筑师关注的焦点应在于建筑内在的和谐性能,以及建筑与结构有机的综合表现力。从地球生态范畴关注效率和技术,满足减少环境负荷与可持续发展的需要,才是对世博会建筑生态美评价的标准。
参考文献:
关键词:节能建筑材料工程建设效果探讨
1、引言
随着经济的不断的发展,我国的工程建设行业随之快速的发展。由于建筑能耗的越来越严重,建筑行业将会面临建筑材料短缺的现象。如果对这种即将发生的现象弃之不管,在多年以后,国家将会失去持续提供能源的能力。所以就目前的发展情况来看,在建设工程中使用节能的建筑材料是未来建筑行业一个重要的决定。节能建筑材料在建筑中的使用,一方面是可以节省资源,同时还可以将一些工业建筑中的废物“变废为宝”,进行二次利用,甚至还可以多次的利用。另一方面便是可以改善房屋的环境质量,提高舒适度。节能建筑材料的使用是响应国家节能、提高资源利用率的非常有效的一个途径。
2、节能建筑材料的分类
节能建筑材料是指在建筑行业中节约资源、可循环利用并且对自然产生较小危害的一种新型的建筑材料。主要包括节能产业、资源多次利用产业和环保产业。就目前国内的新型的节能建筑材料主要分为以下几种情况:
2.1、新型的墙体材料。
新型的墙体材料主要包括砖、板等,如掺废料的砖、轻质的板材、加气混凝土等等。
2.2、绝热的材料。
绝热材料是保温材料和隔热材料的统称。就目前市面可以看到的常用的保温隔热材料包括矿物棉和玻璃棉、泡沫塑料等各种复合的建筑材料。
2.3、防水密封材料。
防水和密封材料是建筑行业中必不可少的一些重要建筑材料,是建筑物中一个重要的组成部分。随着我国的经济的不断的发展,我们对所要采用的防水材料的要求也是越来越高。目前,我国拥有合成的高分子防水材料和建筑中所需要的防水的一些涂料、密封材料等等。
2.4、节能玻璃和节能门窗。
在现在大多数的建筑中,会出现大面积的玻璃墙。门窗和玻璃墙是整栋建筑的围护结构的重要组成部分,同时也是室内与室外的热量交换的传递介质,门窗和玻璃对热量的损失相较于墙体对热量的损失而言,是墙体的五到六倍。就节能情况而言,大概会占到整栋建筑的百分之四十左右,可见其具有非常重要的地位。
3、节能建筑材料和传统建筑材料的区别
3.1、传统建筑材料
在建筑行业中,最常见的传统的建筑材料有砖瓦、灰沙石等。这些材料在使用中和使用后将会产生一些不可避免的环境污染。例如:
3.1.1、会造成有害气体的污染。在水泥等传统建筑材料的生产的过程中,会有大量的二氧化碳、二氧化硫等有害气体的产生。不但会对造成大气污染,还会损害人体的健康。
3.1.2、会造成粉尘污染。部分建筑材料在生产和使用的过程中,会产生大量的粉尘。这些粉尘会漂浮在空气中,如果随着人们的呼吸进去人体,会对人体造成一定呼吸道的疾病。而且,如果这些粉尘长期的漂浮在空气中,还会导致空气的能见度降低,从而影响到整个大气的环境,严重的影响人们的生活和工作的正常环境。
3.1.3、会造成水污染。部分的传统的建筑材料中存在一些可以和水发生反应的一些化学的物质,在使用的过程中可能会对水造成一定程度的污染。目前我国的水资源比较的短缺,水资源对我们人类而言尤其的重要,所以,建筑材料对水的污染不容小视。
3.1.4、会造成重金属污染。就目前我国所生产的传统的建筑材料中都含有不同程度的甲醛等有害的化学药物。如果人在比较短的时间内吸入较高浓度的甲醛的时候,人体将会出现中枢神经麻醉的情况:如果人长时间的吸入甲醛,就会导致慢性中毒。
3.2、节能建筑材料
节能建筑材料具有轻质节能、保温、强度高等等的优良特性。在建设的过程中采用节能建筑材料不但可以改善房屋的功能,还可以在外观上大大的改善,来满足现在人的审美的要求。
3.2.1、节约能源、降低自身的能量消耗。现在在建筑中安装大面积的玻璃墙成为最近的流行趋势。玻璃墙和门窗作为整个建筑中热量交换和采光的重要的部分,需要在采光的同时还要减少自身热量的损失。节能型的玻璃门窗,在节能环保的同时,进一步的对整个室内起到保温的作用,相较之前的传统的门窗,自身热量的损失有所减少。
3.2.2、减少或避免二次污染。大量的使用节能型建筑材料可以减少大量垃圾的出现,到达节省自然资源和提高资源利用率的目的。由于节能型建筑材料采用自然分解或者自然转化的原则,符合对自然持续发展的目的。节能型建筑材料的使用在节省自然资源和能源的同时,还可以减少人类对大自然的污染,实现人类和自然的友好相处。
3.2.3、稳定性强、抗高温。新型的无机非金属建筑材料具有稳定性强、抗高温的重要特性。除此之外,它还具备了高强度、电学、光学等特性。通过以上节能建筑材料和传统建筑材料的对比中,我们可以在节能建筑材料中看到传统建筑材料所没有的一些优点和特性,这也说明了未来节能建筑材料的发展会不断的扩大。
4、建筑中使用节能建筑材料的意义
从最近几年来看,随着我国环保消费理念的不断提倡,环保型的消费形式逐渐的成为人们生活的主流,对建筑材料的安全、健康和环保的要求也越来越高,环保型的节能建筑材料逐渐的应用到住宅建筑中,不但打破了传统的房屋建设的理念,还可以使得我们建筑物的设计更加的科学和美观,满足建筑的力学性质和材料的耐久的特性。由于节能建筑材料具有能耗小,污染小的优点,在符合我国持续发展原则的同时,以实际行动节省了资源,减少了二次甚至多次的污染。大量无公害、无污染,有利于环境保护和对人体健康无害的的新型节能建筑材料的使用,在某些方面充分的展示了生态建设的魅力和未来的广阔的发展的前景。在一定的程度上促使了我国对环境的认识范围和深度,从根本上将环境问题和经济的发展相结合。
5、总结
随着我国经济的不断的发展,建筑行业也在不断的扩展,在有限的资源的情况下,我们只能积极的改变自己以往的一些传统的建设理念,加强对节能建筑材料的研究和使用,在环保的前提下,促进建筑行业对节能建筑材料的不断的推广和使用,推进我国的可持续发展战略的不断的进步,才能创造一个健康和谐的生态家园和节约型社会。
参考文献
[1]刘洪.建筑装饰施工中节能环保绿色装饰材料的应用.《华章》.2013年2期
[2]胡大海.建筑装饰施工中节能环保绿色装饰材料的应用《城市建设理论研究(电子版)》.2013年31期
[3]李迎莹.建筑装饰施工中节能环保绿色装饰材料的应用.《城市建设理论研究(电子版)》.2013年26期
[4]樊瑛.新版《绿色建筑评价标准》在商店类绿色建筑中的应用.《建筑科学》I.2014年4期
耐克:BetterWorld计划
二十多年来,耐克一直为运动员提供最先进的科技产品,在满足运动员需求的同时,为产品注入环保的理念。耐克BetterWorld计划的核心就是研发不仅能帮助运动员取得优异成绩的成品,同时更竭力降低对环境的伤害。计划实施后,创新的理念从一开始便融入设计和生产过程中,强调使用环保物料,尽力减少废物生产和有毒物质排放。耐克从2010年起便开始为其合作的俱乐部球队和国家队制作环保球衣,截止目前已经从垃圾填埋场回收利用了1.15亿个塑料瓶。
2012年,耐克了一系列为足球、篮球、田径赛等各个运动项目所设计、应用尖端科技、轻质高性能的创新产品。
每套球衣的用料来自13个塑料瓶
巴西队球衣:球衣为巴西国奥队征战伦敦奥运会设计,充分体现“节能、环保、低碳”的路线。每套球衣的用料来自13个塑料瓶,上衣和短裤均由可循环使用的材料制成。新球衣是历史上质量最轻的球衣,比上一款球衣减重23%。而且球衣面料的排汗功能强大,可以帮助球员调节体温,时刻保持通风凉爽,也能让球员穿着的更舒服。新球衣后领口内印有巴西艺术家DonTorelly设计的图标——巴西国徽和五颗星组成的十字架。新球衣采用经典的V型领口,最醒目的还是胸口的巴西足协标志及象征五夺世界杯冠军的五颗星。新球衣设计最独具匠心之处来自袖口,球衣袖口可以上翻,上翻后可见“为足球而生”(NascidoParaJogarFutebol)的励志标语。
NikeGS足球鞋—再生回收材料制造
NikeGS球鞋采用再生回收材料制造而成,在球场上性能出众,同时对环境影响极低。设计师将NikeGS的每一个部件都进行了优化,力求减轻重量和减少浪费,打造出一款耐克史上最轻质的足球鞋。球鞋仅重160克(9码)。NikeGS战靴在意大利设计制造,鞋面和鞋底都采用回收的再生材料。NikeGS鞋底配备高性能底板,反应迅速灵敏。鞋底由50%再生Pebax?Renu材质(一种从植物中提炼的材质,97%的原材料为蓖麻子)和50%TPU(采用可再生材料)制成,满足了球场上对力量和灵活性的双重要求。该底板比传统底板材质轻15%。鞋底还带有设计简洁的菱形脊椎技术,进一步优化了底板的灵活性和灵敏性。不含化学物质的鞋垫更为轻质,完全由蓖麻子制成,省去了任何其他夹层,柔软贴脚,提升触球感。脚跟支撑架和脚跟桶状设计采用不对称结构,符合人体工程学设计原理,紧紧锁定双脚,带来稳定性和支撑力。脚跟支撑架同样采用Pebax?Renew材质,无毒环保。
NikeHyperEliteBasketballUniform篮球服—回收塑料瓶制成
在美国篮球国家队配色的球衣中,NikeHyperElite短裤的重量仅为5盎司,而球衣则是耐克公司有史以来推出的最轻的球衣,具备透气、耐用的特点。其中男子球衣96%的材料来自回收塑料瓶的聚酯材料制成,而短裤则是由100%回收塑料瓶的聚酯材料制成,每套球衣平均使用22个回收塑料瓶,秉承了耐克环保设计理念的承诺。穿着该款球衣的国家篮球队包括美国、中国和巴西队。
NikeHyperdunk篮球鞋—
NikeHyperdunk属于NikeLunarlon系列,该系列有四款设计,包括跑步鞋、男子训练鞋和女子训练鞋。鞋子创造性地结合了先进的耐克飞线技术、以及针对篮球设计的耐克Lunarlon减震系统,使得整鞋重量更轻,支撑更好,更耐用,更透气,更有针对性地满足世界优秀篮球运动员的需求。重新设计的耐克Lunarlon泡棉比运动鞋内底使用的标准泡沫材料轻30%,而且不同部位的密度也不同,在需要稳定的部位较厚,在需要吸收冲击的部位较软。鞋面采用的耐克飞线技术,使用了编织护套包裹核心构造的高强度线缆。这些回弹性良好的线缆在静止时放松,运动时绷紧,以帮助稳定脚部。
NikeFlyknit跑鞋—
在对鞋的构架进行了重新的思索后,NikeFlyknit无疑是一项关乎于跑步的革命性科技。借鉴了运动员的建议,此项开拓性的技术令跑鞋轻得像袜子一样而且更加贴合双脚,让选手在跑出数英里后也不会觉察脚上的重量。该产品的专利技术基于耐克公司一系列精准的足型造影数据和多年来的测试,从工程结构的角度出发,提高脚部承压部位的支撑性,并同时改善了透气性需求较高部位的空气通过率。得益于此项创新科技的运用,以2008年奥运会男子马拉松赛冠军的耐克鞋为参照物,一双新鞋的重量将再度减轻35%,这意味着跑完马拉松全程所节省的能量消耗接近于1.8吨,基本等于一辆中型车的重量。NikeFlyknit通过鞋面设计使鞋子更加合脚,创造如同第二层皮肤的感觉。耐克公司还开发了同款日常跑鞋:NikeFlyknitTrainer+。它的重量是220克,它将为各种水平的跑步者带来轻质合脚的体验。
NikeProTurbospeed田径服——13个回收塑料瓶制成
NikeProTurbospeed运动服是耐克公司有史以来推出的最轻、最快的径赛运动服。测试表明,在百米比赛中,NikeProTurbospeed比耐克公司之前推出的运动服快.023秒。在过去的12年,经过1,000多小时的风洞测试,耐克公司的Swift项目持续取得进展,改进了卓越的耐克AeroSwift技术,旨在帮助顶级运动员达到最高速度。使用该项技术的包括参加国际比赛的美国、德国和中国的签约赞助运动员。该款还将推出一款专为俄罗斯田径联合会设计的配色版。运动服将国家身份与科技创新的元素相结合。表现可持续发展已成为赛事的重点。该款运动服的面料平均使用13个回收塑料瓶制作。
NikeZoomSpikes钉鞋:耐克公司首次推出了超轻的NikeZoomSuperflyR4和NikeZoomVictoryElite钉鞋。卓越的合脚性和保护支撑,配以耐克动态飞线技术,使鞋子随足部的自然运动放松或收紧,从而帮助提供支撑和稳定性。这些尖端跑鞋有助于运动员以速度为核心,发挥最佳水平。
阿迪达斯:BetterPlace计划
作为一个负责任的全球品牌,阿迪达斯非常重视可持续性发展。十多年来,阿迪达斯集团一直在努力采用更具持续性的商业做法,并被公认为这一领域的行业先锋。为了大幅降低对环境的影响,阿迪达斯制定了一个五年计划,公司连续八年被评选为全球100家最具可持续发展的公司。作为集团环保战略的一部分,阿迪达斯制定了监视和控制有害物质的强制政策。只要技术允许,阿迪达斯均使用再生材料,并在所有产品类别避免使用PVC。目前阿迪达斯99%的产品不含PVC。阿迪达斯通过技术革新去除有污染性的材料和工艺,并采用可持续性发展的材料和工艺。阿迪达斯投资可持续棉花的种植,在更优棉花倡议中支持改善棉花种植业的环境足迹。作为集团环保战略的一部分,阿迪达斯承诺在2018年之前100%产品使用更环保、质量更优的棉花。
伦敦奥运会运动服系列:阿迪达斯为奥运会开发了165种全新可持续性面料。由阿迪达斯提供的全部志愿者套装和奥运会火炬接力套装、96%奥运村套装和训练套装都使用了可持续性面料。在生产奥运会运动员和志愿者套装的过程中,阿迪达斯相当于回收利用了150万个瓶子。即使大牌如穆雷或特松加在比赛中的聚酯球衣也是用回收瓶制成。
伦敦奥运会运动鞋:阿迪达斯为2012年伦敦奥运会准备的每一款运动鞋都包含了可持续性元素,伦敦奥运会七万名志愿者所穿着的都是阿迪达斯有史以来最具可持续性发展的运动鞋—特别版FluidTrainer,该鞋的模具制作效率超过70%,有效地减少了浪费。
阿迪达斯无水印染系列:通过与泰国YehGroup的紧密合作,阿迪达斯成功地推进了无水印染新技术的发展与应用,完全省去了印染过程对水的使用。过去的5年中,在阿迪达斯的支持下,印染工艺由传统的使用水作为染色介质升级为使用液态二氧化碳作为染色介质,从而完全省去了生产过程中对水的消耗。如用数字来表现这一技术的重大意义:在传统技术下,每件T恤染色需要消耗25升水,运用无水印染技术后,染色过程中不再用水,还可节省50%的能源,同时工业化学物的使用也降低了50%。今年阿迪达斯全球将出品的5万件阿迪达斯无水印染系列T恤,全力推广这一制衣行业的创新技术。这些产品在生产过程中总共节水逾120万升,相当于近半个奥运会标准游泳池的容积(奥运会标准游泳池的容积为250万升)。而阿迪达斯推行无水印染技术的脚步才刚刚开始,这一无水印染技术即将被应用于多个阿迪达斯服饰系列的新品,为消费者提供更多绿色环保的产品。
彪马:环保意识扎根日常
作为全球三大体育用品企业之一,彪马背后有拥有Gucci等名牌的法国奢侈品集团PPR支持。为了配合母公司近年关于“体育及生活品味”的发展方向,开拓商机,拉近与竞争对手的业绩差异,彪马为2013年准备了一系列可分解及可回收的新产品。彪马精心打造的环保产品不仅能革新产品理念,保护自然,还能给独具眼光的买家提供前所未有的用户体验,让更多的人接触环保、了解环保,进而形成习惯,将环保意识扎根于日常生活的方方面面。在去年公司公布环境损益研究报告后,公司从产品设计出发,将能耗和资源负债降到最低。
相较于传统产品系列,此次的二十二款新产品,包括运动鞋、衬衣、塑胶田径外套及背包等,所有产品均以生物降解聚合物、再生聚酯纤维、有机棉花为原材料,可通过技术回收利用或生物降解循环,将环境破坏影响程度降低31%,大大减少了污染。彪马还将在世界各地设立回收箱,客户可将用旧的环保产品放入回收箱,专业人员将定期回收产品并进行加工再利用,以减少资源的浪费。以运动鞋为例,产品是由生物可分解塑胶、有机棉花及麻布造成,经碎料机处理后,半年至9个月即可变成肥料,补充泥土养份。与普通运动鞋相比,生产10万对可分解运动鞋,亦只会造成12辆卡车废料,远远少于前者的31辆卡车垃圾,说明新产品的确对环境保育大有裨益。
除了推出新产品外,Puma同时推出新措施,开始量度每款产品对环境造成的经济损害,长远或形成一套制度,如食品标签一样,提示消费者选择较环保的产品。在里约热内卢举行的地球峰会上,彪马集团甚至宣布未来欲在足球运动鞋和网球运动鞋的制作中停止使用皮革。此外,彪马将收集以往出产的聚丙烯背包,一并退回原产地中国,以回收利用生产新的背包,旨在提高所有产品的质量,并降低对环境的影响。
在行业人眼里,塑料和塑胶是一种东西。以前,内地的工厂都叫塑料厂,而港台地区则称塑料厂为塑胶公司。目前国内的一些三资企业为了与外商沟通方便,基本上也都挂“塑胶”有限公司的牌子。不能从字面理解为塑料和塑胶。港台地区讲话与内地存在差,比如:熊猫,台湾则叫“猫熊”。
塑胶的定义:主要由碳、氧、氢和氮及其它有机或无机元素所构成,成品为固体,在u造过程中是熔融状的液体,因此可以籍加热使其熔化、加压力使其流动、冷s使其固化,而形成各种形状,此庞大而变化多端的材料族群称为塑胶。
塑料(英语:Plastic):是指以高分子量的合成树脂为主要组分,加入适当添加剂,如增塑剂、稳定剂、阻燃剂、剂、着色剂等,经加工成型的塑性(柔韧性)材料,或固化交联形成的刚性材料。
适用范围:
塑胶零件广泛应用於如今生活中的每一个领域,例如家用电器、仪器仪表、电线电缆、建筑器材、通讯电子、汽车工业、航天航空、日用五金等。塑胶的应用广,使用便利。
发展过程:
塑胶应用非常广泛,是家电、汽车、手机、PC、医疗器械、照明电器中不可或缺的部件。随着我国经济实现了持续稳定的增长,家电、汽车、手机、PC、医疗器械等行业受益於良好的外部环境,也实现了快速发展,下游行业的发展进一步拉动了对塑胶的需求。2010年中国塑胶件u造行业共有2286家企业,同比增长24.54%;销售收入达1061.25亿元,同比增长26.38%。
十二五期间,我国汽车、家电、消费电子、医疗器械等下[行业将继续保持较快发展,这些行业对塑胶件的需求将持续扩大,同时需求将也呈现高端化、精密化趋势。据中投调查,中国塑胶件u造行业技术创新能力得到进一步增强,企业技术研发中心数量不断增多;产业结构、企业结构和产品结构不断调整,产业集约度逐步升级;产业的整体优势得到进一步提升和加强,与国际上发达国家的差距正在逐渐缩小,某些方面已达到世界先进水平,进入从大国向先进强国迈进的可持续发展的关键时期。江苏、浙江、上海、广东等地塑胶件u造行业蓬勃发展,无论是企业数量,还是产销规模均处於全国领先地位,行业的区域集中度相对较高。与此同时,国内企业也取得了较快发展,行业领先企业实力进一步增强。但同时,国外先进企业也看好国内市场,逐渐加大投资力度,耐普罗、赫比国际集团、安能利集团等跨国公司的进入使得行业内竞更为激烈。
【关键词】高分子材料;成型加工技术;创新
现代社会中,科学技术成为了推动经济发展,促进社会进步的重要力量,也正是由于科技是第一生产力的这一理念,各个国家的科技都达到了前所未有的发展速度。高分子技术应运而生,随着人类对高分子技术的深入了解,在应用过程中遇到的很多问题有待探讨,本文中就高分子材料成型加工技术的发展与创新进行了深入的讨论,也希望能够为我国的高分子技术贡献一份力量。
一、简述高分子材料成型加工术的发展历程
在对一项科学技术进行深入探讨之前,很有必要对其的产生、发展到应用的过程有所了解。由于新型高分子材料的发现较早,但是由于观念上的落后以及设备上的落后,导致高分子材料从发现到大规模的应用于工业流程中所耗费的时间较为漫长。近年来,随着关于高分子技术的一系列难题攻破,到更多、更加优良的高分子材料被发现,高分子技术开始进入飞速发展的时代。20世纪90年代塑料的平均增长率有了很大的提升,随之而来的塑料产量也有很大幅度的提升。不管是在塑料的产量上有了大幅度的提升,在塑料的种类上,材质上,应用范围上都有了很大的优化与发展。举个例子来说,之前制造一批汽车可能需要三百吨钢铁,而现在可能只需要三百吨的塑料就能达到相同的效果,甚至更好的效果。在钢材日益减少的现在,这些高分子材料的发明给了人类在发展道路上无限种可能。在汽车行业中,由传统纯钢铁制造的汽车可能已经无法满足现代人类的需要了,而对于高分子材料制造而成的汽车,不仅在强度上不输于钢铁,在造价,环保方面更是胜于钢铁一筹。而在其他方面也会有很多改变,规模上要更小一些,周期要相对更短一些,能量的消耗要更低一些,回收率要更高一些,对空气的污染程度和对资源的消耗要更小一些。
二、创新型高分子材料成型加工技术
1.聚合物动态反应加工技术及设备
聚合物反应加工技术是以现双螺杆挤出机为基础发展起来的。目前国外已经对这一个项目进行了深入的研究,并且已经研制出了连续反应和混炼的杆螺杆挤出机,这一项研究的产生,有效地解决了双螺杆挤出问题,还有这其他类似的反应器所不具有的优点。
在这些设备的发展过程中,技术是至关重要的一个环节,在技术上必须要有所突破。指交换法聚碳酸酝(PC)连续化生产和尼龙生产中的比较关键的技术是缩聚反应器的反应挤出设备,而在现在世界上所使用的反应加工设备上来看,大多数都是利用传统的混合、混炼技术,有些国外的企业也只是对传统的反应器进行了小范围的优化。但是根本上都存在传热、传质过程、混炼过程、化学反应过程难以控制、反应产物分子量及其分布不可控等问题。另外设备投资费用大、能耗高、噪音大、密封困难等也都是传统反应加工设备的缺陷。聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术无论是在反应加工原理还是设备的结构上都完全不同,该技术是将电磁场引起的机械振动场引入聚合物反应挤出全过程,达到控制化学反应过程、反应生成物的凝聚态结构和反应制品的物理化学性能的目的。这一项技术实现了聚合物单体或预聚物混合混炼过程中的理论的突破,有了新的理论作为指导,新型的加工反应器才能够制作出来。新的技术从理论上解决了聚合物单体或预聚物混合混炼过程及停留时间分布不可控制的难点,同时从技术上解决了设备结构集成化问题。新设备具有体积重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、适应性好、可靠性高等优点,这此优点是传统技术与设备无法比拟或是根本没有的。
2.新材料制备动态反应加工设备技术的革新
这一项技术的革新主要是指信息存储光盘直接合成反应成型技术的发明,这项技术具有当代新技术所需要的大多数优点,由于采取了全然不同的理论指导和流程,这项技术具有周期短,操作建议,对环境污染小,节约资源的优点。正是由于这些优点的存在,这项技术打破了原有传统技术的局限性,避免了很多问题的出现。而且随着光盘存储技术的发展,这项技术还有无限的提升空间。它的主要工作机理是把光盘级的PC树脂化,将中间存储和盘基成型融合在一个流程当中,再借鉴动态连续反应成型技术对交换连续化生产技术进行研究和发展。
3、复合材料物理场强化制备技术
此技术在强振动剪切力场作用下对无机粒子表而特性及其功能设计,整个流程都是在设计好的连续的加工环境中进行,省去了其他化学催化剂或者改性剂的参与,有效地实现了资源的节约。利用聚合物使无机粒子进行原位表面性、原位包覆、强制分散,实现连续化制备聚合物/无机物复合材料热塑性弹性体动态全硫化制各技术:此技术将振动力场引入混炼挤出全过程,控制硫化反直进程,实现混炼过程中橡胶相动态全硫化。解决共混加工过程共混物相态反转问题。
三、展望高分子材料成型加工技术未来的发展方向
近年来,在世界上的高分子材料成型技术的发展热潮的影响下,我国的各省各地也加快了高分子材料成型技术的发展,相关部门也加大了政策上的支持。这一做法是完全符合我国改革开放以来的经济发展路线,因此这一技术已经具备了发展的一切有利因素。
我国的各个城市陆续展开这项技术的推广,已经有超过一半的地区在推广和使用这一技术,这一技术所创造的经济利益也是不容忽视的,很多地区已经将这一技术变成一个产业,工业制成品大量出口到欧洲和亚洲的很多国家和地区,在国际贸易方面有非常显的成效,不但提高了出口的多样性,而且拉动了社会效益和经济效益的增长。在未来的时间里,这项技术还具有非常大的发展空间,新型高分子材料成型技术还可以应用在更多的领域,相信会有一天高分子材料会成为我们日常生活中不可缺少的东西。希望以后有更多的人才投入到这项技术中去,这样我国的高分子成型材料加工技术才能够赶超发达国家,为我国的外贸的发展。
四、结语
综合上文所陈述的,我国要想在高分子材料的道路上走的更远,必须牢记科技史第一生产力的这一原则。并且只有随着高分子材料的不断深入应用,我国才能够更好地建设资源节约型环境友好型社会,才能让世界看到中国的发展不是以牺牲环境,大量消耗资源为代价的。推动高分子加工合成技术势在必行。
参考文献
题型一化学与环境
例1(2012年海南化学)化学与环境密切相关,下列有关说法正确的是()
(A)CO2属于大气污染物
(B)酸雨是pH小于7的雨水
(C)CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成
(D)大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧
分析:CO2是大气的组成成分,不属于大气污染物,(A)选项错;酸雨是指pH小于5.6的雨水,(B)选项错;CO2不会导致酸雨,NO2或SO2都会导致酸雨,(C)选项错;CO2是温室气体,其含量的增加会导致温室效应加剧,故(D)选项正确.答案为(D).
小结:中学化学常见污染主要分以下六点:酸雨(主要是SO2和氮氧化合物形成的,我国主要是硫酸型酸雨)、光化学烟雾(主要是氮氧化合物、碳氢化合物造成的)、臭氧空洞(主要是氮氧化合物、氟氯代烃等的排放引起的)、温室效应(主要是由于大气中CO2含量的不断增加造成的)、白色污染(聚乙烯塑料的大量使用)、赤潮(含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放造成的).
题型二化学与社会
例2(2012年江苏化学)化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极的作用.下列做法与社会可持续发展理念相违背的是()
(A)改进汽车性质尾气净化技术,减少大气污染物的排放
(B)开发利用可再生能源,减少化石燃料的使用
(C)研发可降解高分子材料,减少“白色污染”
(D)过度开发矿物资源,促进地方经济发展
分析:本题主要考查化学与社会问题中的节能减排、保护环境、资源利用等相关问题.(A)项,汽车工业的可持续发展离不开技术的进步,改进汽车性质尾气净化技术,减少大气污染物的排放是汽车工业发展必然要求.(B)项,开发利用太阳能、风能、潮汐能、地热能等可再生能源,可以减少化石燃料的使用,减轻温室效应的压力,促进社会的可持续发展.(C)项,“白色污染”在土壤和水体中富集可长期影响农作物的生长、海洋渔业等,研发可降解高分子材料,给塑料工业带来可持续发展的机遇.(D)项,适度开发矿物资源,能促进地方经济发展;过度开发矿物资源,不利于地方经济发展的可持续发展,甚至资源浪费,环境污染.煤、石油、稀土等资源开发须有国家宏观控制,才能实现真正意义上的可持续发展.答案为(D).
小结:社会活动与化工生产、化学物质密切相关,如新能源的开发、清洁能源的获取、环境保护等都影响人类的生产生活;近年来,物质的泄漏(有毒气体、有机物等)事件频发,常常也成为社会关注的热点,处理具体问题时,要根据物质的性质采取恰当的方法自救、吸收、溶解有毒物质,尽量减小其危害.常见的有毒物有CO、SO2、NOx、Cl2、HX、有机化工产品等.
题型三化学与生活
例3(2012年广东理综)化学与生活息息相关,下列说法不正确的是()
(A)用食醋可除去热水壶内壁的水垢
(B)淀粉、油脂和蛋白质都是高分子化合物
(C)自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致
(D)新型复合材料使手机、电脑等电子产品更轻巧、新潮
分析:水壶内壁水垢的主要成分为CaCO3,食醋的主要成分为CH3COOH,二者反应可以达到除垢的目的;油脂不属于高分子化合物;自行车钢架的成分包括Fe、Cr、C等,它满足形成原电池的基本条件,能发生电化学腐蚀;新型复合材料有质量轻、耐磨、耐腐蚀等优点.答案为(B).
例4(2012年四川理综)下列关于“化学与健康”的说法不正确的是()
(A)服用铬含量超标的药用胶囊会对人对健康造成危害
(B)食用一定量的油脂能促进人体对某些维生素的吸收
(C)“血液透析”利用了胶体的性质
(D)光化学烟雾不会引起呼吸道疾病
分析:本题考查化学与生活,意在考查学生对化学基本常识的认识与应用.铬属重金属元素,会危害身体健康,(A)项正确;油脂还能溶解一些脂溶性维生素,因此食用一定量的油脂能促进人体对脂溶性维生素的吸收,(B)项正确;血液透析是将利用半透膜原理,通过扩散、对流体内各种有害以及多余的代谢废物和过多的电解质移出体外,达到净化血液的目的,(C)项正确;光化学烟雾包括NOx,易引发呼吸道疾病,(D)项错误.答案为(D).
小结:生活中的化学知识随处可见,如日常生活中应用广泛的化学物质、化工产品、食品饮料,它们常常涉及到加碘食盐、肥皂、油脂、塑料、酒精、海带、无铅汽油、明矾等物质;另外,人体的健康发育、生长与化学息息相关,如氟、碘、钙、铝、铁等微量元素、医药等.这些知识一靠积累,二靠将平时的学习与生产生活问题相联系,弄清原理,做到学以致用.
题型四化学与材料
例5(2012年新课程理综)下列说法正确的是()
(A)医用酒精的浓度通常是95%
(B)单质硅是将太阳能转化为电能的常用材料
(C)淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子化合物
(D)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料
分析:(A)项,医用酒精的浓度通常是75%;(B)项,单质硅可制作成太阳能电池板,将太阳能转化为电能或热能;(C)项,油脂不属于高分子化合物;(D)项,光导纤维为二氧化硅,合成纤维为有机材料.答案为(B).
小结:材料是当今化学领域研究的重要内容之一,常见的材料有无机非金属材料、金属材料和有机高分子材料等,这些问题是新高考以来考查较为频繁的一类问题,多以元素化合物知识、常见有机内容为切入点或问题背景,考查物质的组成、分类、性质、用途等,也可以考查基本概念、基本理论.要解决好这一问题,必须牢固掌握双基,提高阅读、分析、运用能力.
题型五化学与科技
(3)第③步由五水硫酸铜制备硫酸铜的方法应是在坩埚加热脱水.
(4)制备硫酸铝晶体的甲、乙、丙三种方法中,甲方案在滤渣中只加硫酸会生成硫酸铁和硫酸铝,冷却、结晶、过滤得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质,方法不可行.乙和丙方法均可行.乙方案先在滤渣中加H2SO4,生成Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3,再加Al粉和Fe2(SO4)3生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体.丙方案先在滤渣中加NaOH,和Al(OH)3反应生成NaAlO2,再在滤液中加H2SO4生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体.但从原子利用角度考虑方案乙更合理,因为丙加的NaOH和制备的Al2(SO4)3的原子组成没有关系,造成原子浪费.
(5)考查中和滴定的简单计算和误差的分析.ω=cmol·L-1×b×10-4L×250g·mol-1×5ag×100%,造成偏高的选c.
小结:高科技成果、新技术、新工艺等一直是历年高考考查的热点,这些问题一般以中学化学中涉及到的化工生产、物质制备等为线索或载体,或以新科技成果为信息,考查学生摄取知识与分析问题能力.答题时,一般是先将各个问题进行分解,逐一剖析,然后再整合,通盘考虑后,分别作答.
关键词:强磁场技术与应用产业化
六十年现了实用超导材料,八十年代出现了性质优良的钕铁硼永磁材料,使人们可以不耗费很大的电功率获得大体积持续的强磁场,发展超导与永磁强磁场技术是20世纪下半叶电工新技术发展的一个重要方面。在各国高能物理、核物理、核聚变,磁流体发电等大型科技计划推动下,整个技术得到了良好的发展。低温铌钛合金及铌三锡复合超导线与钕铁硼永磁材料已形成产业,可进行批量生产。人们已研制成功了15特斯拉以下各种场强,各种磁场形态,大体积的可长期可靠运行的强磁场装置,积极推进着强磁场在各方面的应用。
1998年3月投入运行的日本名古屋核融合科学研究所的核聚变研究用的大型螺旋装置(LHD)是当今超导磁体技术水平的典型代表。装置本体外径13.5m,高8.8m,总重约1600t,其中4.2K冷重约850t。它有两个主半径3.9m,平均小半径0.975m,绕环10圈的螺旋线圈,三对内径分别为3.2、5.4和10.8m的极向场螺管线圈,中心磁场前期为3特斯拉(4.2K),后期为4特斯拉(1.8K),磁场总储能将达16亿J。超导强磁场装置需在液氦温度下运行,从使用出发,努力减少漏热以降低液氦消耗和研制配备方便可靠的低温制冷系统有着重要的意义。经不断努力改进,一些零液氦消耗和无液氦的超导磁体系统已在可靠的使用,它们只需配有小型的制冷装置即可持续运行,不需专人维护,使应用范围大大扩大。
我国在超导与永磁磁体技术方面也进行了长期持续的努力,奠立了良好基础,研制成多台实用磁体系统,有些已在使用,具备了按照需求设计建造所需强磁场装置的能力。中国科学院电工研究所研制成功的磁流体发电用鞍形二极超导磁体系统(中心磁场4特斯拉,室温孔径0.44m,磁场长1m,磁场储能8.8兆焦耳)和空间反物质探测谱仪用大型钕铁硼永久磁体(中心磁场0.13特斯拉,孔径1.lm,高0.8m)代表着我国当今的技术水平,无液氦磁体系统的研制工作也在积极进行中。随着超导与永磁强磁场技术的成熟,强磁场的多方面应用也得到了蓬勃发展,与各种科学仪器配套的小型强磁场装置已形成了一定规模的产品,做为磁场应用技术的核磁共振技术,磁分离技术与磁悬浮技术继续开拓着多方面的新型应用,形成了一些新型产品与样机,磁拉硅单晶生长炉也成为产品得到了实际应用。
医疗用磁成像装置已真正成为一定规模的产业,全世界已有几千台超导与永磁磁成像装置在医院使用,我国也有永磁装置在小批量生产,研制成功了几台0.6—1.0特斯拉的超导装置。除继续扩大医疗应用的实验,取得了有意义的结果。用于高岭土提纯的超导高梯度磁选机已有十余台在生产运行,磁拉硅单晶生长炉也已开始使用,但尚未形成规模,中国科学院电工研究所与低温工程中心曾在九十年代初研制成功超导磁分离工业样机,试制成功了两套单晶炉用超导磁体系统,为产品的形成奠定了基础。
总起来说,超导与永磁磁体技术已经成熟到可以提供不同场强,形态的大体积强磁场装置,开始形成了相应的高技术产业,但大规模产业的形成与发展还有赖于积极地进一步开拓强磁场应用,特别是可能形成大规模市场产品的开拓,根据不完全的了解,目前主要进行的工作有:
一、在材料科学方面
(1)热固性高分子液晶材料强磁场下的性能及应用。国际上在0~15特斯拉磁场范围内对高分子液晶材料的取向行为、热效应、磁响应特性、固化成型过程等方面进行了研究,并作其力学性能和磁场的关系的定量分析,应用前景十分看好。
(2)功能高分子材料在强磁场作用下的研究。国际上高电导率的高分子材料、防静电及防电磁辐射高分子材料的研究和应用取得了很大进展,某些材料纤维的电导率经强磁场处理后,可达铜电导率的1/10,是极具潜力的二次电池材料。在防静电服和隐形技术方面电磁波吸收材料已用于军工领域。
(3)强磁场下金属凝固理论与技术研究。
(4)NdFeB永磁材料的强磁场取向。在NdFeB永磁材料加压成型过程中,采用4~5特斯拉强磁场取向,可大大提高性能,国外已开始实际应用。
二、在生物工程与医疗应用方面
(1)血液在强磁场下性能的改变及对生物体的影响。国际上研究了人体及动物的全血的强磁场下的取向行为及其作用的主体——血红细胞的作用机制;血液在强磁场下流变性能的变化;血纤维蛋白质在强磁场下的活性变化及对生物代谢作用的影响;人血在强磁场中所受磁力、磁悬浮特性和光吸收特性。
(2)蛋白质高分子在强磁场下的特性及其应用。国际上研究了磷脂中缩氨酸在强磁场下的取向作用;肌肉细胞蛋白质在磁场中的磷代谢过程;神经肽胺酸在强磁场下的结构改变及蛋白质酰胺与氢的交换等。
(3)医疗应用。除继续发展人体成像系统外,近年来国际上还研究了在4—8特斯拉强磁场下血纤维蛋白质的活性以及对血管中血栓溶解的影响;强磁场及磁场梯度对血纤维蛋白的溶解过程的影响;强磁场对动物血细胞的活性及其对心肌保护特性的影响;外加磁场对血小板流动性能的影响及其在医疗上的应用等。
三、在工业应用方面
除继续积极进行强场磁分离技术、磁悬浮技术的发展与应用外,近年来,国际上还研究了磁场对石油滞粘性能的影响及对原油的脱蜡作用;研究了磁场对水的软化作用及改善水质的作用;研究了外加磁场对改善燃油燃烧性能及提高燃值的作用;通过在强磁场中的取向提高金属材料的强度和韧性;通过表面吸出排除杂质、提高金属质量等。
四、在农业应用方面
[关键词]工业建筑新型材料绿色建材
随着国民经济快速的增长,经济发展与资源环境矛盾日趋尖锐,我国政府进一步加强节能减排工作,大力发展绿色建筑。随之,各种绿色新型材料的不断涌现,施工工艺的不断创新,越来越多的建筑采用了大量的绿色新型建材。工业领域也十分重视绿色工业建筑的发展,对如何做好绿色工业建筑的规划设计、建设施工和运行管理提出了迫切要求。本文就从绿色新型建筑材料在工业建筑中的应用推广角度,浅谈打造绿色建筑行业的几点看法。
一、绿色建材的基本特征
现代科学技术发展迅猛,各种新型绿色建筑材料被研发出来,而这些材料对于我国工业建筑的实现与发展起到了极大的推动作用。绿色建材不仅不会造成环境污染,而且能够节约资源和能源,更重要的是,绿色建材有益于人们的身心健康,也就是说,绿色建材满足可持续发展的需要,达到了发展与环境保护的统一,当前与长远的结合,因而,提高绿色建材在工业建筑中的使用率,是工业建筑可持续发展的必然归属。绿色建材是指采用清洁的生产技术,少用天然资源和能源,大量使用工农业或城市固体废弃物和农作物秸秆,生产无毒、无污染、无辐射性,有利于环境保护与人体健康的建材,具有以下几个基本特征
特征一:生产建材尽量少用天然资源,大量使用尾矿、废渣或废液、垃圾等废弃物。
特征二:采用低能耗、无环境污染的生产技术。
特征三:在生产中不得使用甲醛、芳香族、碳氢化合物等,不得使用铅、镉、铬及其化合物制成的颜料、添加剂和制品。
特征四:产品的设计宗旨是改善生产环境、提高生活质量,即产品不仅不损害人体健康,而且有益于人体健康。产品具有多功能,如抗菌、灭菌、防霉、除臭、阻燃、隔热保温、防火、调温、消磁、防射线、抗静电等功能。
特征五:产品可循环和回收利用,无环境污染废弃物,以免造成二次污染。
可见,"绿色建材"最基本的功能是维护人体、保护环境,成为保护和治理环境的有益材料,它从源头上就注意消除污染,并始终贯彻在生产、施工、使用及废弃物处理等的全过程。绿色建筑结构体系是从工业建筑可持续发展的高度出发的一种新型的结构体系,其基本概念为:建筑物的骨架即承重体系所用材料是基于绿色建材之上的。这是工业建筑可持续发展的核心部分。
二、绿色新型建筑材料的分类
由于一些传统建材工业,如水泥业、黏土砖瓦业等大量消耗能源,污染环境,而且产品性能上逐渐不能满足现代建筑业的要求,严重影响着社会可持续发展。因此,在国家建材和建筑业发展的产业政策中,发展新型建材一直是主导方向之一。绿色新型建筑材料是区别于传统的砖瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品种,包括的品种和门类很多。从功能上分,有墙体材料、装饰材料、门窗材料、保温材料、防水材料、粘结和密封材料,以及与其配套的各种五金件、塑料件及各种辅助材料等。从材质上分,不但有天然材料,还有化学材料、金属材料、非金属材料等等。到上个世纪九十年代后期,新型建材的内涵发展为“用新的工艺技术生产的具有节能、节土、利废、保护环境特点和改善建筑功能的建筑材料”,例如:我国新型混凝土材料、防水材料、保温隔热材料、环保型装饰装修材料等新型建材得到很大发展.在这里重点介绍一下新型混凝土材料的应用。
“清水混凝土”一直是国内建筑领域少人涉足的一片神秘之地。20世纪初时,混凝土因其力学特性开始广泛应用于建筑施工领域,到20世纪中期,建筑家们逐渐把目光从混凝土作为结构材料的具体利用转移到材料本身所拥有的柔软感、刚硬感、温暖感、冷漠感等材质对人的感官及精神的影响和刺激上,开始用混凝土作为结构材料与生俱来的装饰性特征来表达建筑传递出的情感。国内有的航站楼采用的就是清水混凝土技术。这种新混凝土没有色差、气泡和裂纹,也不用进行刷漆装修,完全是自然灰色调,非常质朴。高性能混凝土高性能混凝土(>40MPa)首先用于30层以上高层建筑物的钢筋混凝土结构,因为这种建筑物下部三分之一的柱子,在用普通混凝土时断面很大。除节省材料费用外,与钢结构相比,加快施工速度也是采用混凝土结构的重要特点。高性能混凝土是一种新型的高技术混凝土,是在大幅度提高常规混凝土性能的基础上,采用现代混凝土技术,选用优质原材料,在妥善的质量控制下制成的。除采用优质水泥、集料和水外,配制高性能混凝土还必须采用低水胶比和掺加足量的矿物细掺料与高效外加剂。
三、绿色新型建材在工业建筑中的推广应用
节约能源与开发新能源是解决日趋严峻的全球能源危机的唯一出路,而建筑能耗在整个能源消耗中约占30%-40%,故建筑节能的意义不言而喻。树立绿色建筑供能节能和绿色建筑装饰的设计与施工理念,是工业建筑可持续发展的必然归宿。面向新世纪运用生态学中的共生与再生原则,结合自然并具有良好的生态循环方面将是工业建筑的发展方向之一。
关键词:微电子半导体制造封装技术
中图分类号:TN405文献标识码:A文章编号:1674-098X(2019)09(c)-0070-02
微电子技术作为当今工业信息社会发展最快、最重要的技术之一,是电子信息产业的“心脏”。而微电子技术的重要标志,正是半导体集成电路技术的飞速进步和发展。多年来,随着我国对微电子技术的重视和积极布局投入,结合社会良好的创新发展氛围,我国的微电子技术得到了迅速的发展和进步。目前我国自主制造的集成芯片在射频通信、雷达电子、数字多媒体处理器中已经得到了广泛应用。但总体来看,我国的核心集成电路基础元器件的研发水平、制造能力等还和发展较早的发达国家存在一定差距,唯有继续积极布局,完善创新体系,才能逐渐与世界先进水平接轨。集成电路技术,主要包括电路设计、制造工艺、封装检测几大技术体系,随着集成电路产业的深入发展,制造和封装技术已经成为微电子产业的重要支柱。本文将对微电子技术的制造和封装技术的发展和应用进行简要说明与研究。
1微电子制造技术
集成电路制造工艺主要可以分为材料工艺和半导体工艺。材料工艺包括各种圆片的制备,包括从单晶拉制到外延的多个工艺,传统Si晶圆制造的主要工艺包括单晶拉制、切片、研磨抛光、外延生长等工序,而GaAs的全离子注入工艺所需要的是抛光好的单晶片(衬底片),不需要外延。半导体工艺总体可以概括为图形制备、图形转移和扩散形成特征区等三大步。图形制备是以光刻工艺为主,目前最具代表性的光刻工艺制程是28nm。图形转移是将光刻形成的图形转移到电路载体,如介质、半导体和金属中,以实现集成电路的电气功能。注入或扩散是通过引入外来杂质,在半导体某些区域实现有效掺杂,形成不同载流子类型或不同浓度分布的结构和功能。
从历史进程来看,硅和锗是最早被应用于集成电路制造的半导体材料。随着半导体材料和微电子制造技术的发展,以GaAs为代表的第二代半导体材料逐渐被广泛应用。直到现在第三代半导体材料GaN和SiC已经凭借其大功率、宽禁带等特性在迅速占据市场。在这三代半导体材料的迭展中,其特征尺寸逐渐由毫米缩小到当前的14纳米、7纳米水平,而在当前微电子制造技术的持续发展中,材料和设备正在成为制造能力提升的决定性因素,包括光刻设备、掩模制造技术设备和光刻胶材料技术等。材料的研发能力、设备制造和应用能力的提升直接决定着当下和未来微电子制造水平的提升。
总之,推动微电子制造技术发展的动力来自于应用设计需求和其自身的发展需要。从长远看,新材料的出现带来的优越特性,是帶动微电子器件及其制造技术的提升的重要表现形式。较为典型的例子是GaN半导体材料及其器件的技术突破直接推动了蓝光和白光LED的诞生,以及高频大功率器件的迅速发展。作为微电子器件服务媒介,信息技术的发展需求依然是微电子制造技术发展的重要动力。信号的生成、存储、传输和处理等在超高速、高频、大容量等技术要求下飞速发展,也会持续推动微电子制造技术在加工技术、制造能力等方面相应提升。微电子制造技术发展的第二个主要表现形式是自身能力的提升,其主要来自于制造设备技术、应用能力的迅速发展和相应配套服务材料技术的同步提升。
2微电子封装技术
微电子封装的技术种类很多,按照封装引脚结构不同可以分为通孔插装式和表面安装式。通常来说集成电路封装技术的发展可以分为三个阶段:第一阶段,20世纪70年代,当时微电子封装技术主要是以引脚插装型封装技术为主。第二阶段,20世纪80年代,SMT技术逐渐走向成熟,表面安装技术由于其可适应更短引脚节距和高密度电路的特点逐渐取代引脚直插技术。第三阶段,20世纪90年代,随着电子技术的不断发展以及集成电路技术的不断进步,对于微电子封装技术的要求越来越高,促使出现了BGA、CSP、MCM等多种封装技术。使引脚间距从过去的1.27mm、0.635mm到目前的0.5mm、0.4mm、0.3mm发展,封装密度也越来越大,CSP的芯片尺寸与封装尺寸之比已经小于1.2。
目前,元器件尺寸已日益逼近极限。由于受制于设备能力、PCB设计和加工能力等限制,元器件尺寸已经很难继续缩小。但是在當今信息时代,依然在持续对电子设备提出更轻薄、高性能的需求。在此动力下,依然推动着微电子封装继续向MCM、SIP、SOC封装继续发展,实现IC封装和板级电路组装这两个封装层次的技术深度融合将是目前发展的重点方向。
芯片级互联技术是电子封装技术的核心和关键。无论是芯片装连还是电子封装技术都是在基板上进行操作,因此这些都能够运用到互联的微技术,微互联技术是封装技术的核心,现在的微互联技术主要包含以下几个:引线键合技术,是把半导体芯片与电子封装的外部框架运用一定的手段连接起来的技术,工艺成熟,易于返工,依然是目前应用最广泛的芯片互连技术;载体自动焊技术,载体自动焊技术可通过带盘连续作业,用聚合物做成相应的引脚,将相应的晶片放入对应的键合区,最后通过热电极把全部的引线有序地键合到位置,载体自动焊技术的主要优点是组装密度高,可互连器件的引脚多,间距小,但设备投资大、生产线长、不易返工等特性限制了该技术的应用。倒装芯片技术是把芯片直接倒置放在相应的基片上,焊区能够放在芯片的任意地方,可大幅提高I/O数量,提高封装密度。但凸点制作技术要求高、不能返工等问题也依然有待继续研究,芯片倒装技术是目前和未来最值得研究和应用的芯片互连技术。
总之,微电子封装技术经历了从通孔插装式封装、表面安装式封装、窄间距表面安装焊球阵列封装、芯片级封装等发展阶段。目前最广泛使用的微电子封装技术是表面安装封装和芯片尺寸封装及其互连技术,随着电子器件体积继续缩小,I/O数量越来越多,引脚间距越来越密,安装难度越来越大,同时,在此基础上,以及高频高密度电路广泛应用于航天及其他军用电子,需要适应的环境越来越苛刻,封装技术的可靠性问题也被摆上了新的高度。