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篇1
Abstract:Thefirstrevolutionofnanosciencetookplaceinthepast10years.Inthisperiod,researchersinChina,HongKongandworldwidehavedemonstratedtheabilitytofabricatelargequantitiesofnanotubes,nanowiresandnanoclustersofdifferentmaterials,usingeitherthe“build-up”or“build-down”approach.Theseeffortshaveshownthatifnanostructurescanbefabricatedinexpensively,therearemanyrewardstobereaped.Structuressmallerthan20nmexhibitnon-classicalpropertiesandtheyofferthebasisforentirelydifferentthinkinginmakingdevicesandhowdevicesfunction.Theabilitytofabricatestructureswithdimensionlessthan70nmallowthecontinuationofminiaturizationofdevicesinthesemiconductorindustry.Thesecondnanoscienceandnantechnologyrevolutionwilllikelytakeplaceinthenext10years.Inthisnewperiod,scientistsandengineerswillneedtoshowthatthepotentialandpromiseofnanostructurescanberealized.Therealizationisthefabricationofpracticaldeviceswithgoodcontrolinsize,composition,orderandpuritysothatsuchdeviceswilldeliverthepromisedfunctions.Weshalldiscusssomedifficultiesandchallengesfacedinthisnewperiod.Anumberofalternativeapproacheswillbediscussed.Weshallalsodiscusssomeoftherewardsifthesedifficultiescanbeovercome.
Keywords:Nanoscience,Nanotechnology,Nanotubes,Nanowires,Nanoclusters,“build-up”,“build-down”,Semiconductor
I.引言
纳米科学和技术所涉及的是具有尺寸在1-100纳米范围的结构的制备和表征。在这个领域的研究举世瞩目。例如，美国政府2001财政年度在纳米尺度科学上的投入要比2000财政年增长83%，达到5亿美金。有两个主要的理由导致人们对纳米尺度结构和器件的兴趣的增加。第一个理由是，纳米结构（尺度小于20纳米）足够小以至于量子力学效应占主导地位，这导致非经典的行为，譬如，量子限制效应和分立化的能态、库仑阻塞以及单电子邃穿等。这些现象除引起人们对基础物理的兴趣外，亦给我们带来全新的器件制备和功能实现的想法和观念，例如，单电子输运器件和量子点激光器等。第二个理由是，在半导体工业有器件持续微型化的趋势。根据“国际半导体技术路向（2001）“杂志，2005年前动态随机存取存储器（DRAM）和微处理器（MPU）的特征尺寸预期降到80纳米，而MPU中器件的栅长更是预期降到45纳米。然而，到2003年在MPU制造中一些不知其解的问题预期就会出现。到2005年类似的问题将预期出现在DRAM的制造过程中。半导体器件特征尺寸的深度缩小不仅要求新型光刻技术保证能使尺度刻的更小，而且要求全新的器件设计和制造方案，因为当MOS器件的尺寸缩小到一定程度时基础物理极限就会达到。随着传统器件尺寸的进一步缩小，量子效应比如载流子邃穿会造成器件漏电流的增加，这是我们不想要的但却是不可避免的。因此，解决方案将会是制造基于量子效应操作机制的新型器件，以便小物理尺寸对器件功能是有益且必要的而不是有害的。如果我们能够制造纳米尺度的器件，我们肯定会获益良多。譬如，在电子学上，单电子输运器件如单电子晶体管、旋转栅门管以及电子泵给我们带来诸多的微尺度好处，他们仅仅通过数个而非以往的成千上万的电子来运作，这导致超低的能量消耗，在功率耗散上也显著减弱，以及带来快得多的开关速度。在光电子学上，量子点激光器展现出低阈值电流密度、弱阈值电流温度依赖以及大的微分增益等优点，其中大微分增益可以产生大的调制带宽。在传感器件应用上，纳米传感器和纳米探测器能够测量极其微量的化学和生物分子，而且开启了细胞内探测的可能性，这将导致生物医学上迷你型的侵入诊断技术出现。纳米尺度量子点的其他器件应用，比如，铁磁量子点磁记忆器件、量子点自旋过滤器及自旋记忆器等，也已经被提出，可以肯定这些应用会给我们带来许多潜在的好处。总而言之，无论是从基础研究（探索基于非经典效应的新物理现象）的观念出发，还是从应用（受因结构减少空间维度而带来的优点以及因应半导体器件特征尺寸持续减小而需要这两个方面的因素驱使）的角度来看，纳米结构都是令人极其感兴趣的。
II.纳米结构的制备———首次浪潮
有两种制备纳米结构的基本方法：build-up和build-down。所谓build-up方法就是将已预制好的纳米部件（纳米团簇、纳米线以及纳米管）组装起来；而build-down方法就是将纳米结构直接地淀积在衬底上。前一种方法包含有三个基本步骤：1）纳米部件的制备；2）纳米部件的整理和筛选；3）纳米部件组装成器件（这可以包括不同的步骤如固定在衬底及电接触的淀积等等）。“build-up“的优点是个体纳米部件的制备成本低以及工艺简单快捷。有多种方法如气相合成以及胶体化学合成可以用来制备纳米元件。目前，在国内、在香港以及在世界上许多的实验室里这些方法正在被用来合成不同材料的纳米线、纳米管以及纳米团簇。这些努力已经证明了这些方法的有效性。这些合成方法的主要缺点是材料纯洁度较差、材料成份难以控制以及相当大的尺寸和形状的分布。此外，这些纳米结构的合成后工艺再加工相当困难。特别是，如何整理和筛选有着窄尺寸分布的纳米元件是一个至关重要的问题，这一问题迄今仍未有解决。尽管存在如上的困难和问题，“build-up“依然是一种能合成大量纳米团簇以及纳米线、纳米管的有效且简单的方法。可是这些合成的纳米结构直到目前为止仍然难以有什么实际应用，这是因为它们缺乏实用所苛求的尺寸、组份以及材料纯度方面的要求。而且，因为同样的原因用这种方法合成的纳米结构的功能性质相当差。不过上述方法似乎适宜用来制造传感器件以及生物和化学探测器，原因是垂直于衬底生长的纳米结构适合此类的应用要求。
“Build-down”方法提供了杰出的材料纯度控制，而且它的制造机理与现代工业装置相匹配，换句话说，它是利用广泛已知的各种外延技术如分子束外延(MBE)、化学气相淀积（MOVCD）等来进行器件制造的传统方法。“Build-down”方法的缺点是较高的成本。在“build-down”方法中有几条不同的技术路径来制造纳米结构。最简单的一种，也是最早使用的一种是直接在衬底上刻蚀结构来得到量子点或者量子线。另外一种是包括用离子注入来形成纳米结构。这两种技术都要求使用开有小尺寸窗口的光刻版。第三种技术是通过自组装机制来制造量子点结构。自组装方法是在晶格失配的材料中自然生长纳米尺度的岛。在Stranski-Krastanov生长模式中，当材料生长到一定厚度后，二维的逐层生长将转换成三维的岛状生长，这时量子点就会生成。业已证明基于自组装量子点的激光器件具有比量子阱激光器更好的性能。量子点器件的饱和材料增益要比相应的量子阱器件大50倍，微分增益也要高3个量级。阈值电流密度低于100A/cm2、室温输出功率在瓦特量级（典型的量子阱基激光器的输出功率是5-50mW）的连续波量子点激光器也已经报道。无论是何种材料系统，量子点激光器件都预期具有低阈值电流密度，这预示目前还要求在大阈值电流条件下才能激射的宽带系材料如III组氮化物基激光器还有很大的显著改善其性能的空间。目前这类器件的性能已经接近或达到商业化器件所要求的指标，预期量子点基的此类材料激光器将很快在市场上出现。量子点基光电子器件的进一步改善主要取决于量子点几何结构的优化。虽然在生长条件上如衬底温度、生长元素的分气压等的变化能够在一定程度上控制点的尺寸和密度，自组装量子点还是典型底表现出在大小、密度及位置上的随机变化，其中仅仅是密度可以粗糙地控制。自组装量子点在尺寸上的涨落导致它们的光发射的非均匀展宽，因此减弱了使用零维体系制作器件所期望的优点。由于量子点尺寸的统计涨落和位置的随机变化，一层含有自组装量子点材料的光致发光谱典型地很宽。在竖直叠立的多层量子点结构中这种谱展宽效应可以被减弱。如果隔离层足够薄，竖直叠立的多层量子点可典型地展现出竖直对准排列，这可以有效地改善量子点的均匀性。然而，当隔离层薄的时候，在一列量子点中存在载流子的耦合，这将失去因使用零维系统而带来的优点。怎样优化量子点的尺寸和隔离层的厚度以便既能获得好均匀性的量子点又同时保持载流子能够限制在量子点的个体中对于获得器件的良好性能是至关重要的。
很清楚纳米科学的首次浪潮发生在过去的十年中。在这段时期，研究者已经证明了纳米结构的许多崭新的性质。学者们更进一步征明可以用“build-down”或者“build-up”方法来进行纳米结构制造。这些成果向我们展示，如果纳米结构能够大量且廉价地被制造出来，我们必将收获更多的成果。
在未来的十年中，纳米科学和技术的第二次浪潮很可能发生。在这个新的时期，科学家和工程师需要征明纳米结构的潜能以及期望功能能够得到兑现。只有获得在尺寸、成份、位序以及材料纯度上良好可控能力并成功地制造出实用器件才能实现人们对纳米器件所期望的功能。因此，纳米科学的下次浪潮的关键点是纳米结构的人为可控性。
III.纳米结构尺寸、成份、位序以及密度的控制——第二次浪潮
为了充分发挥量子点的优势之处，我们必须能够控制量子点的位置、大小、成份已及密度。其中一个可行的方法是将量子点生长在已经预刻有图形的衬底上。由于量子点的横向尺寸要处在10-20纳米范围（或者更小才能避免高激发态子能级效应，如对于GaN材料量子点的横向尺寸要小于8纳米）才能实现室温工作的光电子器件，在衬底上刻蚀如此小的图形是一项挑战性的技术难题。对于单电子晶体管来说，如果它们能在室温下工作，则要求量子点的直径要小至1-5纳米的范围。这些微小尺度要求已超过了传统光刻所能达到的精度极限。有几项技术可望用于如此的衬底图形制作。
—电子束光刻通常可以用来制作特征尺度小至50纳米的图形。如果特殊薄膜能够用作衬底来最小化电子散射问题，那特征尺寸小至2纳米的图形可以制作出来。在电子束光刻中的电子散射因为所谓近邻干扰效应（proximityeffect）而严重影响了光刻的极限精度，这个效应造成制备空间上紧邻的纳米结构的困难。这项技术的主要缺点是相当费时。例如，刻写一张4英寸的硅片需要时间1小时，这不适宜于大规模工业生产。电子束投影系统如SCALPEL（scatteringwithangularlimitationprojectionelectronlithography）正在发展之中以便使这项技术较适于用于规模生产。目前，耗时和近邻干扰效应这两个问题还没有得到解决。
—聚焦离子束光刻是一种机制上类似于电子束光刻的技术。但不同于电子束光刻的是这种技术并不受在光刻胶中的离子散射以及从衬底来的离子背散射影响。它能刻出特征尺寸细到6纳米的图形，但它也是一种耗时的技术，而且高能离子束可能造成衬底损伤。
—扫描微探针术可以用来划刻或者氧化衬底表面，甚至可以用来操纵单个原子和分子。最常用的方法是基于材料在探针作用下引入的高度局域化增强的氧化机制的。此项技术已经用来刻划金属（Ti和Cr）、半导体（Si和GaAs）以及绝缘材料（Si3N4和silohexanes），还用在LB膜和自聚集分子单膜上。此种方法具有可逆和简单易行等优点。引入的氧化图形依赖于实验条件如扫描速度、样片偏压以及环境湿度等。空间分辨率受限于针尖尺寸和形状（虽然氧化区域典型地小于针尖尺寸）。这项技术已用于制造有序的量子点阵列和单电子晶体管。这项技术的主要缺点是处理速度慢（典型的刻写速度为1mm/s量级）。然而，最近在原子力显微术上的技术进展—使用悬臂樑阵列已将扫描速度提高到4mm/s。此项技术的显著优点是它的杰出的分辨率和能产生任意几何形状的图形能力。但是，是否在刻写速度上的改善能使它适用于除制造光刻版和原型器件之外的其他目的还有待于观察。直到目前为止，它是一项能操控单个原子和分子的唯一技术。
—多孔膜作为淀积掩版的技术。多孔膜能用多种光刻术再加腐蚀来制备，它也可以用简单的阳极氧化方法来制备。铝膜在酸性腐蚀液中阳极氧化就可以在铝膜上产生六角密堆的空洞，空洞的尺寸可以控制在5-200nm范围。制备多孔膜的其他方法是从纳米沟道玻璃膜复制。用这项技术已制造出含有细至40nm的空洞的钨、钼、铂以及金膜。
—倍塞（diblock）共聚物图形制作术是一种基于不同聚合物的混合物能够产生可控及可重复的相分离机制的技术。目前，经过反应离子刻蚀后，在旋转涂敷的倍塞共聚物层中产生的图形已被成功地转移到Si3N4膜上，图形中空洞直径20nm，空洞之间间距40nm。在聚苯乙烯基体中的自组织形成的聚异戊二烯（polyisoprene）或聚丁二烯（polybutadiene）球（或者柱体）可以被臭氧去掉或者通过锇染色而保留下来。在第一种情况，空洞能够在氮化硅上产生；在第二种情况，岛状结构能够产生。目前利用倍塞共聚物光刻技术已制造出GaAs纳米结构，结构的侧向特征尺寸约为23nm,密度高达1011/cm2。
—与倍塞共聚物图形制作术紧密相关的一项技术是纳米球珠光刻术。此项技术的基本思路是将在旋转涂敷的球珠膜中形成的图形转移到衬底上。各种尺寸的聚合物球珠是商业化的产品。然而，要制作出含有良好有序的小尺寸球珠薄膜也是比较困难的。用球珠单层膜已能制备出特征尺寸约为球珠直径1/5的三角形图形。双层膜纳米球珠掩膜版也已被制作出。能够在金属、半导体以及绝缘体衬底上使用纳米球珠光刻术的能力已得到确认。纳米球珠光刻术（纳米球珠膜的旋转涂敷结合反应离子刻蚀）已被用来在一些半导体表面上制造空洞和柱状体纳米结构。
—将图形从母体版转移到衬底上的其他光刻技术。几种所谓“软光刻“方法，比如复制铸模法、微接触印刷法、溶剂辅助铸模法以及用硬模版浮雕法等已被探索开发。其中微接触印刷法已被证明只能用来刻制特征尺寸大于100nm的图形。复制铸模法的可能优点是ellastometric聚合物可被用来制作成一个戳子，以便可用同一个戳子通过对戳子的机械加压能够制作不同侧向尺寸的图形。在溶剂辅助铸模法和用硬模版浮雕法（或通常称之为纳米压印术）之间的主要差异是，前者中溶剂被用于软化聚合物，而后者中软化聚合物依靠的是温度变化。溶剂辅助铸模法的可能优点是不需要加热。纳米压印术已被证明可用来制作具有容量达400Gb/in2的纳米激光光盘，在6英寸硅片上刻制亚100nm分辨的图形，刻制10nmX40nm面积的长方形，以及在4英寸硅片上进行图形刻制。除传统的平面纳米压印光刻法之外，滚轴型纳米压印光刻法也已被提出。在此类技术中温度被发现是一个关键因素。此外，应该选用具有较低的玻璃化转变温度的聚合物。为了取得高产，下列因素要解决：
1）大的戳子尺寸
2）高图形密度戳子
3）低穿刺（lowsticking）
4）压印温度和压力的优化
5）长戳子寿命。
具有低穿刺率的大尺寸戳子已经被制作出来。已有少量研究工作在试图优化压印温度和压力，但显然需要进行更多的研究工作才能得到温度和压力的优化参数。高图形密度戳子的制作依然在发展之中。还没有足够量的工作来研究戳子的寿命问题。曾有研究报告报道，覆盖有超薄的特氟隆类薄膜的模板可以用来进行50次的浮刻而不需要中间清洗。报告指出最大的性能退化来自于嵌在戳子和聚合物之间的灰尘颗粒。如果戳子是从ellastometric母版制作出来的，抗穿刺层可能需要使用，而且进行大约5次压印后需要更换。值得关心的其他可能问题包括镶嵌的灰尘颗引起的戳子损伤或聚合物中图形损伤，以及连续压印之间戳子的清洗需要等。尽管进一步的优化和改良是必需的，但此项技术似乎有希望获得高生产率。压印过程包括对准、加热及冷却循环等，整个过程所需时间大约20分钟。使用具有较低玻璃化转换温度的聚合物可以缩短加热和冷却循环所需时间，因此可以缩短整个压印过程时间。
IV．纳米制造所面对的困难和挑战
上述每一种用于在衬底上图形刻制的技术都有其优点和缺点。目前，似乎没有哪个单一种技术可以用来高产量地刻制纳米尺度且任意形状的图形。我们可以将图形刻制的全过程分成下列步骤：
1．在一块模版上刻写图形
2．在过渡性或者功能性材料上复制模版上的图形
3．转移在过渡性或者功能性材料上复制的图形。
很显然第二步是最具挑战性的一步。先前描述的各项技术，例如电子束光刻或者扫描微探针光刻技术，已经能够刻写非常细小的图形。然而，这些技术都因相当费时而不适于规模生产。纳米压印术则因可作多片并行处理而可能解决规模生产问题。此项技术似乎很有希望，但是在它能被广泛应用之前现存的严重的材料问题必须加以解决。纳米球珠和倍塞共聚物光刻术则提供了将第一步和第二步整合的解决方案。在这些技术中，图形由球珠的尺寸或者倍塞共聚物的成分来确定。然而，用这两种光刻术刻写的纳米结构的形状非常有限。当这些技术被人们看好有很大的希望用来刻写图形以便生长出有序的纳米量子点阵列时，它们却完全不适于用来刻制任意形状和复杂结构的图形。为了能够制造出高质量的纳米器件，不但必须能够可靠地将图形转移到功能材料上，还必须保证在刻蚀过程中引入最小的损伤。湿法腐蚀技术典型地不产生或者产生最小的损伤，可是湿法腐蚀并不十分适于制备需要陡峭侧墙的结构，这是因为在掩模版下一定程度的钻蚀是不可避免的，而这个钻蚀决定性地影响微小结构的刻制。另一方面，用干法刻蚀技术，譬如，反应离子刻蚀(RIE)或者电子回旋共振（ECR）刻蚀，在优化条件下可以获得陡峭的侧墙。直到今天大多数刻蚀研究都集中于刻蚀速度以及刻蚀出垂直墙的能力，而关于刻蚀引入损伤的研究严重不足。已有研究表明，能在表面下100nm深处探测到刻蚀引入的损伤。当器件中的个别有源区尺寸小于100nm时，如此大的损伤是不能接受的。还有就是因为所有的纳米结构都有大的表面-体积比，必须尽可能地减少在纳米结构表面或者靠近的任何缺陷。
随着器件持续微型化的趋势的发展，普通光刻技术的精度将很快达到它的由光的衍射定律以及材料物理性质所确定的基本物理极限。通过采用深紫外光和相移版，以及修正光学近邻干扰效应等措施，特征尺寸小至80nm的图形已能用普通光刻技术制备出。然而不大可能用普通光刻技术再进一步显著缩小尺寸。采用X光和EUV的光刻技术仍在研发之中，可是发展这些技术遇到在光刻胶以及模版制备上的诸多困难。目前来看，虽然也有一些具挑战性的问题需要解决，特别是需要克服电子束散射以及相关联的近邻干扰效应问题，但投影式电子束光刻似乎是有希望的一种技术。扫描微探针技术提供了能分辨单个原子或分子的无可匹敌的精度，可是此项技术却有固有的慢速度，目前还不清楚通过给它加装阵列悬臂樑能否使它达到可以接受的刻写速度。利用转移在自组装薄膜中形成的图形的技术，例如倍塞共聚物以及纳米球珠刻写技术则提供了实现成本不是那么昂贵的大面积图形刻写的一种可能途径。然而，在这种方式下形成的图形仅局限于点状或者柱状图形。对于制造相对简单的器件而言，此类技术是足够用的，但并不能解决微电子工业所面对的问题。需要将图形从一张模版复制到聚合物膜上的各种所谓“软光刻“方法提供了一种并行刻写的技术途径。模版可以用其他慢写技术来刻制，然后在模版上的图形可以通过要么热辅助要么溶液辅助的压印法来复制。同一块模版可以用来刻写多块衬底，而且不像那些依赖化学自组装图形形成机制的方法，它可以用来刻制任意形状的图形。然而，要想获得高生产率，某些技术问题如穿刺及因灰尘导致的损伤等问题需要加以解决。对一个理想的纳米刻写技术而言，它的运行和维修成本应该低，它应具备可靠地制备尺寸小但密度高的纳米结构的能力，还应有在非平面上刻制图形的能力以及制备三维结构的功能。此外，它也应能够做高速并行操作，而且引入的缺陷密度要低。然而时至今日，仍然没有任何一项能制作亚100nm图形的单项技术能同时满足上述所有条件。现在还难说是否上述技术中的一种或者它们的某种组合会取代传统的光刻技术。究竟是现有刻写技术的组合还是一种全新的技术会成为最终的纳米刻写技术还有待于观察。
另一项挑战是，为了更新我们关于纳米结构的认识和知识，有必要改善现有的表征技术或者发展一种新技术能够用来表征单个纳米尺度物体。由于自组装量子点在尺寸上的自然涨落，可信地表征单个纳米结构的能力对于研究这些结构的物理性质是绝对至关重要的。目前表征单个纳米结构的能力非常有限。譬如，没有一种结构表征工具能够用来确定一个纳米结构的表面结构到0.1À的精度或者更佳。透射电子显微术(TEM)能够用来研究一个晶体结构的内部情况，但是它不能提供有关表面以及靠近表面的原子排列情况的信息。扫描隧道显微术（STM）和原子力显微术（AFM）能够给出表面某区域的形貌，但它们并不能提供定量结构信息好到能仔细理解表面性质所要求的精度。当近场光学方法能够给出局部区域光谱信息时，它们能给出的关于局部杂质浓度的信息则很有限。除非目前用来表征表面和体材料的技术能够扩展到能够用来研究单个纳米体的表面和内部情况，否则能够得到的有关纳米结构的所有重要结构和组份的定量信息非常有限。
篇2
――《自然》杂志高级记者特克兰・勃特勒谈中国在奥运赛场之外的伟大竞争
如果将这比作一场奥林匹克赛，中国得分为9.8，而美国则为2.3。
――长期在中国工作的美国疾控中心官员伊普将中国震灾后与美国卡特里纳飓风灾害后的应对措施作了比较后说
我猜测，围棋应是外星人创造的。当然，对于这一说法，我也没有证据。我只是觉得，围棋太深奥了，人类不可能创造出来。
――棋圣聂卫平称“围棋是外星人发明的”，因为围棋太难，很难想象是由四五千年前的人类创造
袁老就是有七八架私人小飞机也配！
――《袁隆平陪老伴逛车展》的配图新闻热爆网络。与往常网络中总是充满仇富的讨伐声不同，对于袁隆平买车，网民却一边倒地支持
做公司要尽量培养“生人文化”，而不是“熟人文化”。中国企业不能令行禁止，就是因为大家都是熟人，制度没法执行。西方在这一点上就比较好，都是“生人心态”，都按照制度办事。
――中外公司文化的不同
容量缩水了，价格没变，这不就是变相涨价吗？
篇3
从一定意义上讲，科学论文的发表是科学成果被人们承认的唯一形式。一定频次的引用反映了某篇论文重要性的程度，超高频次的引用，常可认为其研究成果引发了科学研究的热点或在科学研究中取得突破。因此，近期化学科研论文的引用情况也体现了化学学科前沿的科学研究成果，以及当前国际化学前沿的特点和变化趋势和研究方向。据中科院文献情报中心的报道，90年代的化学研究前沿领域有：
（1）富勒烯C60的研究导致发现了自然界一类新的物质――碳的另一种存在形式，并对宇宙内碳循环和经典芳香性的关系这一理论化学的关键问题有了全新的认识，开辟了新的化学研究领域。
（2）模拟程序和密度泛函理论的发展引起整个化学领域的革命，使量子化学成为成千上万化学家手中的工具，可用以预测和阐明物质的化学性质。
（3）对不同管径和缠绕角的单壁碳纳米管的结构和导电性质的研究展示了单壁碳纳米管在纳米分子电子学领域的应用前景。
（4）人工合成新药的发展：天然抗癌药物的人工合成以及用以开发新药的组合化学方法。
（5）组合化学新研究领域的发展打破了传统药物开发的模式，可同时合成和筛选大批生物活性物质，大大缩短了新药开发的时间。组合化学技术还被广泛应用于催化剂的筛选、手性化合物合成等材料科学领域。
（6）仿生聚合物是一种先进材料，它的人工合成向模仿机体功能的“目标”迈进了一步。
（7）分析化学在这一阶段已不再仅仅是化学家手中的工具，它已发展为一门分析科学。它一方面为人们提供关于物质，特别是构成生命的基本物质的组成和结构甚至生命过程的信息；另一方面，在精密分析仪器本身的研制上不断获得进展。
（8）计算机技术的飞速发展使化学家的研究手段产生巨大变革。有关生物大分子（如蛋白质、核酸）多维结构图像实现和精细结构表达的程序及软件包的研究受到化学界的极大关注。
（9）有机反应、不对称合成及催化是90年代以来的持续热点。这是一个有工业应用前景和巨大市场潜力的、一直很活跃的研究领域。
在经历了20世纪的空前繁荣发展后，进入21世纪，化学学科面临着四大难题。第一，合成化学难题――化学反应理论；第二，功能结构化学难题――结构和性能的定量关系；第三，生命现象的化学机制――生命化学难题；第四，纳米尺度难题。徐光宪院士等科学家认为21世纪是信息科学、合成化学和生命科学共同繁荣的世纪，化学的微观方法和宏观方法相互结合，相互渗透这一潮流将进一步向前发展，并提出了新世纪的化学科学包含了对下列八个层次的物质对象的研究：
（1）原子层次的化学：其中包括核化学、放射化学、同位素化学、sp区元素化学、d区元素化学、4p区元素化学、5f区元素化学、超5f区元素化学、单原子操纵和检测化学等。
（2）分子层次的化学：现已合成的2000余万种分子和化合物，通常分为无机、有机和高分子化合物。但近30余年来合成的众多化合物，如金属有机化合物、元素有机化合物、原子簇化合物、金属酶、金属硫蛋白、富勒烯、团簇、配位高分子等很难适应老的分类法。21世纪将研究分子的多元分类法，如按照分子片结合方式和生成的分子结构类型分类，可分为0维、1维、2维、3维分子等。
（3）分子片层次的化学：原子只有110余种，但分子数目已超过2000万种，因此有必要在原子和分子之间引入一个“分子片”的新层次，在21世纪应该开展分子片化学的研究。
（4）超分子层次的化学：其中包括受体和给体的化学、锁和钥匙的化学、分子间的非共价作用力、范德华引力、各种不同类型的氢键、疏水-疏水基团相互作用、疏水-亲水基团相互作用、亲水-亲水基团相互作用、分子的堆积组装、位阻和各种空间效应等。
（5）宏观聚集态化学：其中包括固体化学、晶体化学、非晶态化学、流体和溶液化学、等离子体化学、胶体化学和界面化学等。
（6）介观聚集态化学：包括纳米化学、微乳化学、溶胶-凝胶化学、软物质化学、胶团-胶束化学和气溶胶化学等。
（7）生物分子层次的化学：包括生物化学、分子生物学、化学生物学、酶化学、脑化学、神经化学、基团化学、生命调控化学、药物化学、手性化学、环境化学、生命起源、认知化学和从生物分子到分子生物的飞跃等。
（8）复杂分子体系的化学。从以上分类可以看出，新世纪化学别值得关注的有化学信息学、分子片化学、超分子化学、生命化学、纳米化学、理论化学和复杂分子体系的化学等。
随着化学分支学科的重组及其它学科的交叉、融合和不断渗透，21世纪初化学学科的前沿方向与优先领域有：绿色化学与环境化学中的基本化学问题、材料科学中的基本化学问题、合成化学、化学反应动态学、分子聚集体化学、理论化学、分析化学测试原理和检测技术新方法建立、生命体系中的化学过程、能源中的基本化学问题、化学工程的发展与化学基础等。
参考文献：
[1]刘春万.研讨我国理论化学跨入新千年发展的一次盛会[J].化学进展，2000， 36（2）： 230-232.
篇4
有机食品并非更营养
伦敦卫生和热带医学院的研究人员说，消费者支付更高价格购买有机食品，部分原因是认为它们具有健康方面的好处，从而在2007年创造了一个价值估计达480亿美元的全球有机食品市场。
然而，对过去50年发表在科学文献上的162篇科学论文进行系统审阅后，人们发现有机食品同常规生产的食品之间没有很大不同。
该研究报告的作者之一艾伦・丹古尔说：“我们的研究显示，目前没有证据说明，人们有理由基于营养上的优越性而选择有机食品。”
这项研究由英国政府的食品标准局委托进行。研究结果公布在《美国临床营养学杂志》上。
家庭争吵可引发孩子头痛
一项新的研究表明，家庭争吵多和缺乏自由的时间，都可以让儿童患上头痛病。高达30％的世界各地的儿童抱怨说每周至少头疼一次。
美国俄亥俄州的克利夫诊所的研究人员强调，经历一周一次以上的家庭争吵的男孩，他发展成为头痛病患者的风险要比正常儿童高1.8倍。
有点小烦恼更健康
美国《心理学》杂志报道，科学家发现，与无忧无虑的“乐天派”相比，有些小烦恼的人反而更健康更富有。
美国伊利诺伊大学的心理学家迪纳博士和他的同事们，在96个国家对12万人进行了长达20多年的调查研究，内容包括他们的生活满意度(10分满分)和收入状况。结果显示，生活满意度为8～9分之间的人比10分的人拥有更多的物质财富。另一项调查是针对美国数所大学的学生展开的。结果表明，最开心快乐的人虽然最善社交，但是在学习成绩上却低于适度快乐的人。研究还发现，虽然快乐的人比易怒、低沉的人更健康，更易成功，但生活中有些小烦恼，而依然保持乐观的人，健康状态更好，寿命也更长。研究人员表示，生活中要学会做个快乐的人，但也要存有忧虑意识。
心存恶念难长寿
美国匹兹堡大学的医学专家发现对周围人怀有恶念的女性往往比善良友好的同龄女性短命。这个由希拉里・廷德尔博士领导的研究小组对10万名女性进行了多年的跟踪调查。开展这项工作的想法源于荷兰科学家此前的研究，他们发现，乐观男子比性格刻薄、悲观的男性活得更久。
研究人员对这些人进行了复杂的心理问卷，以便了解其生活观念和对人的态度。结果表明，负面情绪、小人之心和恶念会引发高血压和高胆固醇。8年的跟踪显示，乐观者心脏病的发病风险要比悲观者低9％，而因各种原因死亡的几率也比后者小14％。此外，较之心思不善者，快乐的人把更多时间用在健身上。
多种食物对眼睛有益
德新社援引德国营养协会发言人西尔克・雷斯特迈尔的话说，β－胡萝卜素会在人体内转化为维生素A，而维生素A可以保护眼睛视网膜和晶状体不受自由基侵害。自由基是新陈代谢中氧化反应的副产物，会损坏正常细胞。
雷斯特迈尔说，具有β－胡萝卜素类似功能的还有叶黄素和玉米黄质。它们主要存在于绿色蔬菜及玉米中，能够有效降低患白内障及黄斑变性等导致老年人失明的疾病的风险。此外，具有抗氧化性能的维生素C和维生素E也能保护眼睛不受日光伤害。维生素C主要源于柑橘类水果，而维生素E主要来自植物油、榛子和粗粮。
睡太少易得糖屎病
这项研究由新英格兰研究中心和耶鲁大学医学院合作，以1709位40岁～70岁的男性为受访对象，进行长达15年的追踪研究。
结果发现，睡6～8小时是最健康的。相反的，每晚睡5～6小时的男性，得糖尿病的风险高两倍；睡眠时间超过8小时的男性，得糖尿病的风险更高三倍。
喝1杯葡萄酒皮肤损害少2／3
意大利研究者选择了，348名乳腺癌患者，并根据接受放射治疗的剂量分为3组。结果发现，乳腺癌患者如果在放疗当天喝1杯葡萄酒，皮肤受损程度大约是13.6％：不喝葡萄酒的女性皮肤受损是38.4％。由此得出，喝葡萄酒的患者在放疗后，皮肤损害会减轻。这项研究成果发表在8月份的《国际放射肿瘤生物物理学期刊》上。
常吃鱼增强皮肤抗紫外线能力
《美国临床营养》的一项研究结果指出，该研究跟踪调查了1100名澳大利亚成年人，发现每周吃三两鱼(尤其是三文鱼和金枪鱼)的人，五年后有皮肤癌前期皮肤损伤的人减少了30％。这种皮肤损伤又叫做光化角化病，是慢性日晒损伤的最普通症状，如果不加治疗的话，很容易就会发展为皮肤癌。流行病学家阿黛尔-格林博士说，这是因为鱼类中丰富的ω－3脂肪酸起了防护作用，能保护细胞膜不受自由基的损害。
防晒霜或引发痴呆症
据英国媒体报道，阿尔斯特大学两名专家在欧盟赞助下展开了一项为期3年的研究，以确定防晒霜和老人痴呆症是否有任何关联。这项研究试图找出人体内的纳米颗粒，如同在防晒霜中发现的相同颗粒，是否会引发神经变性疾病如老人痴呆症和帕金森病症。结果研究者发现，透过静脉或肺部渗入体内的纳米颗粒可输送至小动物的脑部。
篇5
・ 基础科学和前沿技术研究综合实力显著增强，取得一批在世界具有重大影响的科学技术成果，进入创新型国家行列，为在本世纪中叶成为世界科技强国奠定基础。
科技工作的指导方针：
・ 自主创新，重点跨越，支撑发展，引领未来。
关键数字（到2020年）：
・ 全社会研究开发投入占GDP比重提高到 2.5%以上
・ 科技进步贡献率达到 60%以上
・ 对外技术依存度降低到 30%以下
・ 本国人发明专利年度授权量 进入世界前5位
・ 国际科学论文被引用数 进入世界前5位
关键数字：15
纲要涉及的时间段，从2006年到2020年
解读：科技部研究中心创业投资研究所所长 房汉廷
这个时间段是从“十一五”规划的开始到“十三五”规划的结束。其一，未来15年，人均GDP处于1000~3000美元区间，是社会各种矛盾的多发期、凸显期，同时也是机遇期。如果顺利通过这个时期，我国就能顺利成为中等发达国家；如果不顺利，就可能呈现出拉丁美洲国家的形态。其二，十六大报告中提到，到2020年实现人均GDP翻两番，实现小康社会。科学技术的发展，能为全面建设小康社会提供强有力的支撑。其三，中国有望在2020年实现和平崛起。我国传统的经济增长方式已经走到尽头，环境、资源等方面的压力，人民对幸福生活的追求，这些都要求我们转变经济增长方式。要解决未来的可持续性发展问题，中国的经济增长方式必须实现从要素驱动到技术/创新驱动的转变。
关键数字：2.5％
纲要提到，“到2020年，全社会研究开发投入占国内生产总值的比重提高到2．5％以上。”
解读：科技部研究中心创业投资研究所所长 房汉廷
研究开发投入是一个国家的战略投资，具有超前性。从国际上来看，按照统计规律，一个创新型国家的研究开发投入增长速度高于国民生产总值的增长速度。另外，当一个国家的全社会研究开发投入占国民生产总值的比重达到2%时，这个国家才具备基本的创新能力。2%是个临界点。芬兰的这个比重是3.5%，韩国是3%。低于2%，则这个国家基本处于老系统的维持状态，基本不具备创新能力。
在我国，这个比重目前是1.23%，有望在2006年实现一个跳跃式增长，然后进入稳定增长的状态。2020年时，中国的资源将更紧张，对创新的要求也会更高。如果预期目标实现，中国将在2020年年基本成为创新型国家。2.5%是一个并不难实现的目标。我们看到，南方的很多民营企业已经在主动地加大企业的研发投入。
关键数字：60％
纲要提到，到2020年，“力争科技进步贡献率达到60％以上”。
解读：科学技术部部长 徐冠华
我们现在要建设创新型国家，要自主创新，是由我们全面建设小康社会的目标所决定的。我们现在提出来到2020年要全面建设成小康社会，意味着从改革开放开始到2020年的40年里，中国的GDP平均增长率都要超过7%。经济增长率有两个很重要的决定性因素，一个是科技进步的贡献率，还有一个是投资率。我们现在如果要达到全面建设小康社会的目标，就意味着从现在起，如果保持目前的科技进步贡献率，也就是39%左右的水平，我们的投资率必须有大幅度的增加，至少要达到52%的高水平，而这几乎是完全不可能做到的。即使我们的投资率保持在目前40%的水平，都已经算是很高的了。那么，我们只有把科技进步贡献率从目前的40%左右提高到60%，才能够达到2020年的发展目标。
关键数字：30％
纲要提到，到2020年，“对外技术依存度降低到30％以下”。
解读：科学技术部高新技术和产业化司司长 廖小罕
科技竞争力排在我国前面的国家，他们的一个特点就是科技上的对外依存度都在30%以下，而我们国家目前的对外依存度是60%左右。
60%数字背后显现出的是我国科技自主创新的不足，这样的后果便是我国在经济上、国家安全上、国际贸易上都要受制于那些科技实力高于我们的国家。所以，我国首先要自主创新战略，力争在国际竞争中掌握自动权。自主创新也分为原始性创新、集成创新和引进消化吸收后创新三种不同的方式，而不是一定要完全从头开始研究。我们应该在全球范围内主动利用科技资源，形成国际化研发体系，提升国际科技合作的层次和规模。只有对外依存度数值降低，我们才可以掌握核心技术和产业链上重要环节的制控权，并最终落实到推动我国的经济发展和提高我国的国际竞争力上。
关键数字： 5
纲要指出，到2020年，本国人发明专利年度授权量进入世界前5位。
解读：
创新产出高是创新型国家的基本特征之一。世界公认的20个创新型国家拥有的发明专利总数占到全世界的99%。和一些具有较强创新能力的国家相比，中国虽然已具备一些基本条件，但离创新型国家还有一定距离。据了解，2005年国家知识产权局一共受理了17.3万项专利申请，其中本国人的申请达到53%左右。单就信息产业而言，本国人的专利授权量占总量的22%～30%。过去的三、四年是信息产业专利申请数猛增的一个阶段。
国务委员陈至立曾经在中国科协2005年学术年会上指出，我们要抓住信息技术更新换代和新材料技术迅猛发展的难得机遇，掌握装备制造业和信息产业核心技术的自主知识产权。充分表达了对自主知识产权的关注。
据业内人士分析，随着时间发展，达到本国人专利授权量世界第五的目标是很有希望的，情况理想的话还可能达到第三或第四。到2020年，我国将成为创新型国家，成为世界最重要的知识和技术产出国之一。
关键数字：5
纲要指出，到2020年，国际科学论文被引用数进入世界前5位
解读：中国科学技术信息研究所副所长 赵新力
目前，我国国际科技论文数量连续3年保持世界第5位，但论文的被引用数在世界排名刚刚从第18位上升到第14位。论文是展示科研成果的最快捷方式，也是国际上了解同行进展的主要渠道。“被引用数”则是最直接、最简洁地体现国际学术界认可程度的指标。
十五期间，我国在国际上能够被检索收录的论文总篇数（包括EI、SCI、STP、ISTP等）在整体上不断向前推移。目前在科技论文发展的道路上，主要的问题是受语言的限制。学术界应该共同创造更好的英文发展环境，培养国际上认可的精品期刊，在国内更多地举办国际性学术会议，提高科研人员用英文发表文章的能力和驱动力。
说这个目标没有挑战是不对的，但是按照目前我国科技人员的努力程度、国家对科学技术的支持程度和目前工作的加速度，我们对实现这个目标还是充满信心的。
信息产业作为国民经济的基础产业、先导产业和支柱产业，其在中国未来15年的科技发展中将扮演怎样的重要角色？透过纲要的总体部署中的关键数字，我们看到信息产业的重要作用和位置凸显出来：
重要性1：
11个重点领域中，信息产业及现代服务业为其中之一
重点领域的含义：是指在国民经济、社会发展和国防安全中重点发展、亟待科技提供支撑的产业和行业。
重要性2：
68项优先主题中有7项属于信息产业及现代服务业
优先主题含义：是指在重点领域中急需发展、任务明确、技术基础较好、近期能够突破的技术群。
确定优先主题的原则：一是有利于突破瓶颈制约，提高经济持续发展能力；二是有利于掌握关键技术和共性技术，提高产业的核心竞争力；三是有利于解决重大公益性科技问题，提高公共服务能力；四是有利于发展军民两用技术，提高国家安全保障能力。
信息产业及现代服务业领域的7个优先主题：
1. 现代服务业信息支撑技术及大型应用软件；
2. 下一代网络关键技术与服务；
3. 高效能可信计算机；
4. 传感器网络及智能信息处理；
5. 数字媒体内容平台；
6. 高清晰度大屏幕平板显示；
7. 面向核心应用的信息安全。
图1 信息产业在优先主题中的比重
重要性3：
16个重大专项中，4个与信息产业直接相关
重大专项含义：是为了实现国家目标，通过核心技术突破和资源集成，在一定时限内完成的重大战略产品、关键共性技术和重大工程，是我国科技发展的重中之重。
与信息产业直接相关的4个重大专项：
1. 核心电子器件；
2. 高端通用芯片及基础软件；
3. 极大规模集成电路制造技术及成套工艺；
4. 新一代宽带无线移动通信。
图2 信息产业在重大专项中的比重
重要性4：
27项前沿技术中，有3项属于信息技术
前沿技术的含义：是指高技术领域中具有前瞻性、先导性和探索性的重大技术，是未来高技术更新换代和新兴产业发展的重要基础，是国家高技术创新能力的综合体现。
信息技术领域的前沿技术：
1． 智能感知技术
重点研究基于生物特征、以自然语言和动态图像的理解为基础的“以人为中心”的智能信息处理和控制技术，中文信息处理；研究生物特征识别、智能交通等相关领域的系统技术。
2． 自组织网络技术
重点研究自组织移动网、自组织计算网、自组织存储网、自组织传感器网等技术，低成本的实时信息处理系统、多传感信息融合技术、个性化人机交互界面技术，以及高柔性免受攻击的数据网络和先进的信息安全系统；研究自组织智能系统和个人智能系统。
3． 虚拟现实技术
重点研究电子学、心理学、控制学、计算机图形学、数据库设计、实时分布系统和多媒体技术等多学科融合的技术，研究医学、娱乐、艺术与教育、军事及工业制造管理等多个相关领域的虚拟现实技术和系统。
图3 信息技术在前沿技术中的比重
重要性5：
4个重大科学研究计划中，其中之一与信息产业密切相关
重大科学研究计划的含义：根据世界科学发展趋势和我国重大战略需求，选择能引领未来发展，对科学和技术发展有很强带动作用，可促进我国持续创新能力迅速提高，同时具有优秀创新团队的研究方向，这些方向的突破，可显著提升我国的国际竞争力，大力促进可持续发展，实现重点跨越。
4个重大科学研究计划：其中的量子调控研究与信息产业密切相关
1． 蛋白质研究
2． 量子调控研究：以微电子为基础的信息技术将达到物理极限，对信息科技发展提出了严峻的挑战，人类必须寻求新出路，而以量子效应为基础的新的信息手段初露端倪，并正在成为发达国家激烈竞争的焦点。量子调控就是探索新的量子现象，发展量子信息学、关联电子学、量子通信、受限小量子体系及人工带隙系统，构建未来信息技术理论基础，具有明显的前瞻性，有可能在20～30年后对人类社会经济发展产生难以估量的影响。
3． 纳米研究
4． 发育与生殖研究
图4 信息产业在重大科学研究机会中的比重
网友评论
网友一：首先我要说，我本人也是干机械的，看了这个帖我快要流泪了，看着工厂中一个个外国名牌我心痛啊。每当我看到外国车时，我的心里是愧疚，对不起大家的感觉，因为我是搞制造的，可我知道咱们祖国连汽车外壳的曲面精加工都困难，更甭提发动机了。快点懂事吧，醒醒吧，别再沉迷于GDP又增长了，你看看咱们制造的产品的质量，心痛啊！
网友二：愿望是好的，实现目标靠的是人才和管理技术，的方式已经不现实了。
网友三：请创造一个以创新为荣、抄袭盗版为耻的文化，一个奖励创新、保护创新者权益的制度，一个公平透明的核查机制。
网友四：这是提高全民素质和综合国力的最佳手段！扩大基础设施投资拉动经济的时代已过去，要为15年后劳动力资源下降提前做准备。
网友五：好！不过要有税收政策的支持，要让创新的企业有钱赚。
网友六：切不可花拳秀腿哦，要以实际为主，现在的大学生工程师数量那么多，可真正能派上用场的却寥寥无几，先思考一下这个问题再说吧，中国人什么时候能打破靠关系成功，就有希望了。
网友七：观念很好，但应当出台好的政策避免高级人才的外流，科技创新需要更多的人才。
网友八：方向是不错，但怎么执行是问题，而且如何加强保密，保证成果不被他人窃取更成问题，国人的保密意识和措施一直都不怎么样。
网友九：良好的制度比大力倡导更起作用，现在内外资不公平的待遇是一个方面，我想肯定还有其它对国民创造力的限制，我们当前要做的是去掉那些不公平的制度，否则无论如何倡导也白搭！
篇6
近年来，专业巡天望远镜的诞生大大减少了在自家后院天文台里的观测者们在某些领域做出科学贡献的机会，例如搜索小行星和彗星。但是现在，廉价、高分辨率、现成的商品摄谱仪可以填补这个空缺了。甚至在中小口径望远镜上安装摄谱仪，就可以通过揭示一颗恒星的温度、化学组成，或者通过揭示天体上原子激发和电离的物理条件，从而获得有科学意义的结果。
使用加纳利天体物理研究所的31英寸反射望远镜，Eversberg和他的团队观测了天鹅座中的三颗沃尔夫—拉叶星：WR 134、135和137。它们的光球层被高密度气体云包裹，这些气体云以非常快的速度运动和旋转。目视观测者不会发现这类恒星有什么异常，但气体云可以在恒星光谱中产生明亮的发射线。通过研究这些谱线，天文学家们可以探索被遮掩的恒星表面与其强劲星风之间的关系，同时检测这些星风的周期性和随机的凝聚性。
Eversberg表示：“我们可以说就是光谱天文学中专业人员与业余人员合作的经典范例。”他在位于波恩的德国空间局工作，却组织了这项以志愿者为主体的光谱研究。他和Anthony Moffat（蒙特利尔大学，加拿大魁北克省）一同发起了这项活动。2009年，他们有目的地组织了一批业余爱好者来到Tenerife岛，对一颗温度极高的双星WR 140进行近星点观测，这颗双星是星风碰撞双星中被研究得最充分的。他们得到了比2001年仅有专业近星点观测时多5倍的光谱数据。有了这些业余爱好者的数据，专业天文学家深化了对于该系统的质量、轨道周期和轨道倾角方面的认识。
有了这些来自世界各地的参与者，Eversberg和Moffat组建了ConVento团队（ConVento在意大利语中意为“随风”），团队成员包括致力于星风研究的业余爱好者和专业天文学家。ConVento成员主要使用他们自家的后院天文台，但是在Tenerife岛操作专业级别的望远镜却是这个活动的亮点。Eversberg说：“2009年取得的成功，帮助我们为2013年的观测活动申请到了望远镜时间。专业天文学家已经知道了我们的存在，而且也知道我们能够干什么。”
捕捉一次性事件
专业天文学家们可以使用绝大多数最先进的望远镜和设备，它们都位于世界上最好的观测台址。但他们却没有业余爱好者所拥有大量观测时间。长期的测量、巡天和监视需要几周甚至几个月的望远镜时间，而专业天文台的观测时间常常有许多人申请，很难为一支团队提供这么多时间。而一台装有制式摄谱仪的8英寸～20英寸（约合20.32厘米～50.8厘米）望远镜也能够很好地完成这些工作。即便在有光污染的城市，获得亮星光谱也是有可能的。而且，即使某个晚上在你那里乌云密布，别处的伙伴也能充当替补。
光谱观测也因此成为了一项新兴的、蓬勃发展的“公众科学”，特别是在欧洲的业余爱好者群体中。目前尽管这种观测正在发展，但参与人数仍然相对较少。Thierry Garrel说：“法国现在大约有30位认真的观测者，可能另有约100人对这个领域感兴趣。”他是法国“光谱观测者组织”（ARAS）的成员，该组织是欧洲最活跃的业余天文学组织。
但是这些专注的观测者中也很少有人完全倾心于这项工作。Eversberg说：“光谱观测显得有些枯燥乏味。你必须花费无数个夜晚来获取数据以供他人分析，而且更槽榚的是，这些数据并不是美丽的照片，而只是图表和数字。”但你的回报并不仅仅是可以在科学论文中署名。正如Eversberg指出的那样：“我们的工作不是拍摄无数张猎户星云的照片，而是见证那些一次性发生的事件。”
让我们看一看长周期食双星。在这种系统中，两颗恒星周期性地互相掩食，目前已经发现了几十个这样的双星系统，但只有几个得到了较好的研究。它们的长轨道周期使其成为业余爱好者的最佳观测对象。已知最好的一个食双星就是御夫座ε，它于2009年～2011年之间通过距离极小点，并且此时有一个暗气体尘埃云在主星前方越过。上次掩食发生在27年前，当时业余爱好者还没有摄谱仪。据英国的业余光谱学家Robin Leadbeater报告，有超过800条业余爱好者拍摄的光谱并已被纳入专业数据库，正在帮助天文学家们研究奇怪的蚀云。通过观测770纳米的钾吸收线，Leadbeater在这团蚀云使恒星变暗前几个月，以及真正的交食结束之后很久，都看到了这团蚀云。
其它长周期食双星还包括仙后座AZ和仙王座VV，其轨道周期分别是9.3年和20.3年。仙王座VV将会演化为一个变双星，它由一颗老年超巨星和一颗炽热的矮星组成，其光谱显示出了很强的氢和铁的发射线。这些谱线来自于这对恒星周围延展的气体包层，它们随时间演化的方式，与星风的模式和速度以及恒星特征参数和轨道参数有关。
由于刚刚推算出仙后座AZ将有一次交食，Cezary Galan（哥白尼大学，波兰）建议业余爱好者们在2014年全年对其展开持续监测。Galan在他的网页上写道：“连续密集的测光观测和光谱观测是很必要的。对仙后座AZ的长时间尺度变化进行监测需要大量观测者的参与，以降低天气的影响，同时保证对交食过程中最重要阶段的观测成功。”截至2013年6月初，业余爱好者提交了总共250个光谱中的2/3。Galan说：“业余观测者对这个活动的兴趣之大，远远超过了我的预期。”
与此同时，Darryl Sergison（埃克塞特大学，英国）请求业余爱好者对低质量金牛座T型星进行光谱监测，以帮助天文学家更清晰地了解年轻类日恒星的周围环境，并查明它们的各式各样的盘、生长过程和外向流结构的特征。这项研究在今年秋天将会达到，但是对其中三个目标的监测从去年年底就已经开始了。
长期项目的最佳范例是国际Be型恒星观测活动，它已经运行了超过10年。大约20%的B型星（此类恒星占肉眼可见恒星的20%）会显示出氢发射线，有时还有氦和铁的发射线，它们还会以数小时到数十年不等的时间尺度变化。天文学家们认为，这些发射线是由恒星快速旋转时抛出的气体外壳或盘造成的，它们在赤道处的离心力足以克服自身引力。但是光谱的变化却让人难以理解。因此，业余爱好者拍摄的光谱资料就至关重要了。天文学家们总共已经收集了约600颗Be型星的超过72000条光谱，其中有29000条（40%）仅仅出自于49位业余爱好者之手。这些数据被储存在Be型恒星光谱数据库中，由业余爱好者和专业天文学家共同维护，天文学家们在20多篇论文中使用了这些数据。
成为业余光谱学家
还有其它许多有趣的目标可供业余爱好者选择，从新星、超新星到小行星和彗星。这些都可以得益于现在出现的廉价、现成的商品摄谱仪。而仅仅10年前，业余爱好者还没有高分辨率光谱观测所必需的仪器，除非他们自己制作。
业余爱好者希望获得简单而强大的仪器，以进行有科学意义的研究。受此激励，法国业余爱好者Fran？ois Cochard、Olivier Thizy、Christian Buil和Yvon Rieugné专门为业余爱好者设计了一种商业级高分辨率摄谱仪，后来发展为Lhires品牌。现在，他们的Shelyak仪器公司可以提供各种价位、覆盖所有分辨率的摄谱仪。欧洲南方天文台的工程师Jesús Rodríguez、Carlos Guirao和Gerardo ávila，以及德国马普地外物理研究所的专业天文学家Vadim Burwitz是欧洲的另一个摄谱仪来源。他们的“光谱发烧友俱乐部”与德国的Baader Planetarium公司合作，向业余爱好者提供摄谱仪。
但是硬件只是故事的一部分。怎样才能知道，你是否有业余光谱学家所必备的技能呢？Eversberg说：“这种技能需要学习。”因此各种互联网交流平台是极其重要的，例如ARAS主持的网上论坛和新闻组，以及德国的Spektroskopie论坛等。在这些平台上，光谱爱好者们可以交流观测技术和设备的相关知识，策划新的观测活动，以及讨论观测结果。大多数讨论都是用英语进行的，以便更多的人可以参与。
篇7
The Functional Transformation of the University Library in the Knowledge Economy
Yang Haiyan（Library of Zaozhuang University， Zaozhuang， Shandong， 277160）
Abstract： This article analyzes the social factors that influence the development of library science， discusses the development trend of library science and elaborates the functional transformation of university library in the knolegde economy and points out that in order to achieve the functional transformation， the construction of university library should be expanded.
Key words： knowledge economy； library science； university library； functional transformation
CLC number： G258.6Document code： AArticle ID： 1003-6938（2010）01-0118-04
21世纪是信息社会时代，也是知识经济时代。在知识经济环境下，科学技术已渗透到社会生产和生活的每一个领域，改变着人们的生产方式、生活方式以及思维方式。以信息科技和生命科技为核心的现代科学技术给人类社会的发展提供了新的强大动力。知识经济已成为当今世界的主流经济，它对各行业、各领域都产生了巨大的冲击和深远的影响，对图书馆的影响更是渗透到各个方面。
面对知识经济的大环境，大学图书馆必须抓住机遇，转变职能，更好地为用户服务。
1影响图书馆学的社会发展因素
1.1知识经济对图书馆学的影响
知识经济其实质就是高科技经济、高文化经济、高智力经济，是以高科技产业为支柱，以智力资源为依托的可持续发展的经济。知识经济可以理解为“主要由新技术革命推动经济发展与增长的经济形态”。它是一个创新的“蜂聚”时期，又是一个更加依靠知识和创新来促进发展的时期。1990年，联合国研究机构首次提出“知识经济”。知识经济的主导产业是知识产业，即知识的创造、传播、扩散、应用；知识经济时代创造社会财富的主体力量是知识化的劳动者，劳动与知识的结合达到一个新的水平；知识、技术与信息成为最重要的生产要素；掌握知识的人成为组织赖以生存和发展的关键。
知识经济对社会科学包括图书馆学的影响是巨大的。首先，在研究重点上有关“知识”的命题凸现出来，即随着知识价值得到充分认识和利用，学习知识、传递知识、利用知识、创造知识、共享知识的社会取向和运行机制将逐步建立。终身学习、按需学习会在社会个体之间广泛普及。社会科学包括图书馆学将对知识的社会化与社会的知识化投入大量的研究资源；其次，由于知识生产不是线性的，而是跳跃性的或是无序的，因此，多学科合作解决问题的研究方式、方法会得到进一步加强。以图书馆学来说，因其宗旨是为人们获取知识提供最佳工具和方法，因此，面临着未来因“知识获取机会非均等性”造成的“非知识群体”的出现，图书馆学将与其他人文社会科学共同携手对此问题进行研究并寻找解决方案；第三，从研究对象上看，世界性问题的出现，如环境保护、世界金融一体化、国家之间的贫富差距、人类共同遗产的确定等，拓宽、加深了社会科学的研究领域。社会科学有可能在这些全球性“问题域”建立起新的学科生长点。对于图书馆学来说，未来图书馆的形成，也将为图书馆学拓展出新的研究领域；第四，从研究方法上看，知识经济全球化的发展趋势导致了整体化思维、复杂性理论的出现。随着人类相互依赖感的加强、盘根错节的整体化结构（经合组织军事集团等）的不断出现，全球意识、世界历史也正在形成。因此，社会科学必须从全球广度去思考各种问题，强调社会系统的复杂性，承认各种文化传统中的差异性、互补性，为探索世界各国可通融的方法与理论作出努力。以全球图书馆为例，网络技术与虚拟空间可以消除地理界限，但各国人文界限（制度上的差异与不同观念的敏锐性）却始终存在，这是各国图书馆需要认真研究并加以解决的重大课题。
1.2社会发展的网络化对图书馆学的影响
计算机网络是计算机群体的集合，它们彼此用传输介质连接起来，并遵守共同的协议进行通信。网络化是指由于以计算机技术、互联网技术、现代通信技术为支撑的信息网络的高速发展，人类社会生活正在发生数字化、网络化变化的状态或过程。
社会发展网络化是20世纪末由新技术革命所引发的。虽然技术本身不能决定社会过程与社会制度的变革，但信息知识的交流传播是重要的人类活动，因而网络化这种信息处理与传播新方式的广泛普及应用，必将对社会状态、社会运行带来全方位、综合性的改变。一个以数字化网络为基础，以计算机技术、通讯技术为工具的新型社会正在出现并将呈现以下特点：（1）互联网带来了极为浩繁的信息资源，人们能更全面、及时地获取自己所需要的信息知识；（2）互联网使人的交流与交往呈现出“对话性”的特点，人类认识世界的方式也由主客对立式变成了主客交际式；（3）网络空间创造出来的虚拟实在，扩大了人类实践活动的范畴；⑷网络技术使社会生活呈现出数字化、虚拟化趋势，人们的生产、生活方式正在改变，如工作环境变小、电子商务普及、产品与服务更倾向于个性化、家庭生活方式智能化等。
社会发展的网络化对社会科学研究也产生了深刻的影响。首先，从研究条件上看，网络不仅为社会科学研究提供了丰富的信息知识，如各种人文社会科学文献数据库提供了更多更完整的研究资料，而为了有效利用这些大量涌现出来的资料，研究人员必须学会新技巧，建立使用信息的新策略，他们对数字图书馆乃至图书馆员的依赖也会越来越强；其次，从研究手段上看，网络不仅为社会科学研究者提供了新的写作方式（电脑写作）、协作方式（网上讨论），使得“无形学院”内部的新观点、新发现、新材料能即时获取，而且也为学术批评提供了新的途径。再次，从价值认同上看，技术力量在短期内的聚合与裂变，在强化了人们对技术的依赖的同时，也强化了人们对技术的崇拜，人文社会科学的重要价值被某些人忽略。如图书馆学“学术共同体”近年对技术表现出的巨大热情，超过了以往任何一个时代。然而他们却很少顾及和讨论技术的后果。
1.3科学的社会化与社会的科学化对图书馆学的影响
科学活动发展到知识经济时代，其地位、规模、影响已发生重大变化。概括地讲，就是科学高度社会化，社会高度科学化。
科学社会化首先是指科学活动的组织形式由个人或集体发展到了国家规模乃至国际规模。如，国际地球物理年计划、国际太阳峰年计划、国际核物理与粒子物理研究计划、人类基因计划等大型国际计划与日俱增。科学技术向社会各领域渗透，科学知识、科学方法和科学精神日益成为社会生活中行为规范和价值观的基础。随着微电子技术、通信技术和信息网络的迅猛发展，使人们的知识领域不断扩大，视野日益开阔，生活方式发生变化，在形成了一些新价值观念的同时，新的文化心理结构正在建立，科学已成为社会价值观念发生变化的根本动力。随着科学不断进步，劳动者的文化素养不断提高，科学方法和科学精神逐步成为人类认识世界的基本观念。社会的科学化还表现为人类社会发展更加需要科学的力量。
科学的社会化与社会的科学化对图书馆学的影响是巨大的。首先，科学论文的国际合作在增加。近年来，在《科学引文索引》（SCI）所统计的期刊上，有一半以上的论文是多个作者的合作研究成果，其中三分之一以上是国际合作的。同时，世界各地的研究人员广泛利用和引用他国的研究成果；其次，科学技术推动图书馆学的发展。最近，我国科学家研制出目前世界上信息存储密度最高的纳米有机材料，其信息存储密度高达1014Bit/cm2，信息容量比现有光盘高100万倍！按照这一密度，世界上最大的图书馆――美国国会图书馆的所有信息可存放在一块方糖大的盘上。科学的发展为图书馆学研究的国际交流提供了更加便利的条件。
2图书馆学的发展趋向
2.1更加重视知识领域的研究
从未来发展趋势看，图书馆学的 “知识域”将包括以下一些研究范畴：（1）知识形式研究。如知识的载体，知识类型，知识的组分，知识的表达手段和方式等；（2）知识集合研究。如知识的组织，知识资源的配置，知识的检索，知识的优控，知识集合的管理，知识集合的社会作用等；（3）知识受众研究。如知识受众需求与服务，知识交流与学习机制，知识建构，知识测度等。
2.2学科发展从细化走向整合
图书馆学经过一定阶段的细化发展之后，就会逐渐向整体化、综合化方向转变并呈现一定特点。（1）一些重要前沿课题将吸收众多学科交叉汇聚一点，形成新的学科生长点。这些课题主要有数字图书馆、网络资源导航、数字化参考咨询、知识的人工智能服务、知识学习与知识建构等；（2）图书馆学与其它同族学科（如文献学、情报学、档案学）的融合进一步加强；（3）图书馆学内部分支学科将在新的研究角度与研究方法的支持下出现整合趋势。如“知识组织”将把传统的文献分类学、目录学、主题法、索引学、检索语言、工具书研究等众多分支整合在一起（同时也保持他们的相对独立性），而“知识发展”将会把情报分析与预测、文献计量学、知识测度与评价联系在一起。
2.3理论、应用发展并重
图书馆学不仅是促进图书馆发展的“馆内”科学，它也会从“馆内”走向“馆外”，变成社会人群主动获取知识的方法论。为此，理论研究将承担起观念转移、原理阐释的指导任务，而应用研究则将通过实证的探索提供具体的工具与方法。理论研究将通过对真实问题的切入，逐步纠正自身长期以来形成的肤浅化倾向，实用研究也将注重为理论创新提供原料和动力。理论研究与应用研究将通过国家重大创新工程或前沿课题进行有机融合，相互促进，共同发展。
3大学图书馆的职能转变
大学图书馆作为高校的知识仓库与信息中心，在人才培养与科学研究中发挥着重要作用。然而，在知识经济环境下，随着知识载体的电子化、智能化，信息传输的全球化、网络化，给大学图书馆带来了严峻的挑战。面对类型广泛、快速便捷的各种信息渠道，面对浩如烟海、形式多样的文献信息，面对需求多样化、最具时代感的读者群，大学图书馆必须转变职能。
3.1知识传播中心，为人的全面发展供应知识资源
大学图书馆是门类齐全的知识信息服务机构，随着电子阅览室、数字化馆藏的建立与普及，以及数字图书服务、网络信息资源导航等项目的开展，图书馆仍将是广大校园用户获取知识和信息最方便、最经济的理想场所。大学图书馆作为知识传播中心，要为人的全面发展、基本技能与根本素质的提高供应知识资源。知识传播的功能表现为：实现人类知识成果社会经济价值桥梁或纽带作用，提高社会成员知识拥有水平、培养和造就更多的“知识人”、为知识经济社会创造良好的社会环境。
3.2通过知识组织揭示知识体系，提供知识服务
知识发现、数据挖掘、本体论、语义网络等信息检索技术的发展，令文献信息检索服务的“粒度”变得更细，通过信息的析取、链接、嵌入和重组来形成恰好符合用户需要的知识产品成为可能。图书馆通过知识组织揭示知识体系，并完整地提供给教学科研人员，便利他们寻找新知识的生长点，激发他们知识创新的灵感，促使主观知识（隐知识）向客观知识（显知识）的转化运动，增加人类知识总量。大学图书馆要通过运用语法、语义、语用等信息序化方法，以及信息的优选、浓缩、重新表达等信息优化的基本方法，将大量的、分散的、杂乱的信息经过整序、优化，形成一个便于有效利用的知识系统，为教师和学生提供所需要的知识服务。
3.3以用户为中心的知识服务，重在解决个性化需求
借助于现代信息技术和网络传播手段，大学图书馆将原有传统文献转化为数字化信息资源，与新购置的数字化信息资源一起进行科学的整合、重组、分类、组织，形成新的数字资源体系。并对网上信息资源进行收集、筛选、加工，建立导航库、特色库，即建立虚拟网上资源系统。在此基础上，通过一定的个性化定制机制形成适应用户或用户群组需要的动态过滤、析取和组合的资源、工具和服务集合，为数字信息用户构建一个提供个性化知识服务、交流与工作的虚拟空间。［1 ］大学图书馆根据用户的个性化需求，开展个性化服务。个性化服务是针对特定读者或用户需求的专门服务。［2 ］即通过信息定制服务、信息推送服务等“量体裁衣”式的知识服务，最大限度地满足个体的知识需求，从而实现对校园用户群体知识需求的整体保障，推动大学的知识创新与发展。
3.4培养用户的知识能力、利用知识进行创新的能力
在信息时代，每个人每时每刻接受大量的信息，而只有那些知道如何探求知识和利用知识的人，才是国家最有价值的资源。大学图书馆要利用一切有效途径帮助用户得到获取知识的知识，使他们了解数据库现状、因特网资源、工具书，懂得知识收集贮存、创新开发、检索评价的知识。知识的获取、内化、利用和创新能力，已经成为个人素质发展的重要方面。在信息素质教育中，大学图书馆除了以图书馆为基地，开展多种类型的信息素质教育活动外，还可将信息素质培养融合于核心课程的教学之中，由图书馆员、学科专家、任课教师共同参与课程设计，使学生的信息体验不再是孤立地学习传统的检索课程，从而提高用户的知识能力。［3 ］
4大学图书馆建设的拓展
为实现上述职能转变，须拓展大学图书馆建设，如数字图书馆建设，知识检索服务，网上咨询服务，网络知识整序等。知识经济和现代信息技术（媒介）为大学图书馆提供了新的发展环境。在这种环境下，大学图书馆必须以网站和主页为结点为用户提供知识服务，读者通过结点与图书馆进而与知识发生联系。
4.1数字图书馆的建设
数字图书馆建设是指组织数字化信息及其技术进入图书馆并提供有效服务。［4 ］首先是图书馆书目数据库的建设，提供本馆收藏的中外文图书、中外文科技期刊、会议记录、学位论文等文献的书目信息；其次建立专业期刊目次，图书馆将访问网上电子期刊、电子学报、学术论坛等所获得的专业期刊的目录信息存档收录，然后向用户提供期刊目次通报，扩大知识服务范围、方便学界了解学术动态。在此基础上进行数字图书馆建设，将传统文献型产品转化为数字型产品，也就是大学图书馆馆藏文献的数字化。
4.2知识检索服务
在图书馆主页上设置检索界面，包含尽可能多的检索途径，便于读者查询；设置导航栏目，或以文摘形式报道免费数据库，进行网络导航服务。
4.3网上咨询服务
在图书馆主页上设立网络咨询室，通过电子信箱等方式和读者联系，及时了解读者的需求，听取读者的意见或建议，加强与读者的交流与沟通，及时解决读者提出的个性化问题，使每个人在较短的时间内获得特定问题的特定答案或解决方法、途径等。
4.4网络知识整序
大学图书馆要根据本校学科要求，有针对性地收集、下载网络信息，筛选、提炼出其中的知识资源。收集要讲究知识的完整性与系统性。将这些资源有序化，进行分类、标引、排序工作，形成全文数据库或题录数据库。网络信息分类的目的在于分辨信息的知识性并为用户提供知识服务。大学图书馆应注重元数据的收集与收藏，为分类标引工作做好准备。［5 ］
5结语
在知识经济环境下，知识经济的发展、社会发展的网络化、科学的社会化与社会的科学化等社会发展因素，对图书馆学产生了深刻的影响，使图书馆学的研究对象、研究重点，研究条件、研究方法、研究手段等发生了微妙的变化。同时图书馆学研究的国际合作逐渐加强，图书馆学与其他人文社会科学共同携手开展研究的深度和广度逐步深化和拓展。受此影响，图书馆学的发展出现新的趋向：更加重视知识领域的研究；学科发展从细化走向整合；理论研究与应用开发并重。
在图书馆学的指导、引领下，大学图书馆必须转变职能以适应知识经济环境的客观要求：大学图书馆作为知识传播中心，要为人的全面发展、基本技能与根本素质的提高供应知识资源；通过知识组织揭示知识体系，提供知识服务；以用户为中心的知识服务，重在解决个性化需求；培养用户的知识能力，提高他们获取知识和内化知识的能力，以及利用知识进行创新的能力。为实现这些职能转变，要拓展大学图书馆建设，如数字图书馆建设，知识检索服务，网上咨询服务，网络知识整序等。
参考文献：
［1］孙翌，郭晶.基于博客的高校图书馆学科化知识服务平台实证研究［J］.图书与情报，2009，（5）：104-107.
［2］柯平.当代图书馆服务的10个理念［J］.图书馆建设，2006，（4）：1-5.
［3］洪拓夷.高校图书馆用户信息素质教育组织模式［J］.图书馆建设，2007，（3）：42-45.
