納米材料在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用-李馥星(編輯修改稿)
2025-08-29 21:44 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 到實(shí)踐，在實(shí)踐中起著重大的指導(dǎo)作用。綜上所述, 有機(jī)化學(xué)中的哲學(xué)思想內(nèi)涵豐富, 博大精深, 在探索發(fā)展的歷史長(zhǎng)河中綻放出奇異的光彩。教學(xué)中滲透這些思想, 不僅有利于學(xué)生掌握知識(shí), 訓(xùn)練思維, 而且對(duì)于學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí), 強(qiáng)化自身的綜合素質(zhì), 提高分析問(wèn)題, 解決問(wèn)題的能力大有幫助。綜觀21 世紀(jì), 有機(jī)化學(xué)的發(fā)展必將進(jìn)一步豐富哲學(xué)的內(nèi)容, 同時(shí), 哲學(xué)也必然為有機(jī)化學(xué)的騰飛增添無(wú)窮活力。3.“人造太陽(yáng)”創(chuàng)造完美能源。在人口爆炸性地增長(zhǎng)，能源、資源危機(jī)步步逼近地今天，專家預(yù)計(jì)，地球上可供使用的煤、石油、天然氣等礦物能源將僅能繼續(xù)維持200多年的開(kāi)采，太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源的開(kāi)發(fā)目前還無(wú)法形成規(guī)模，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足未來(lái)的需求。那么百年之后，人類將何以為繼?因此，開(kāi)發(fā)新一代更為清潔而高效的能源成為燃眉之急。科學(xué)家的“日不落夢(mèng)想”給人們帶來(lái)了希望:打造一個(gè)“人造太陽(yáng)”，實(shí)現(xiàn)可控制的核聚變反應(yīng)，以“人造太陽(yáng)”終結(jié)能源危機(jī)，一勞永逸地解決人類存在的能源短缺問(wèn)題。最終使人類社會(huì)從“石油文明”走向“核能文明”?！叭嗽焯?yáng)”是指人類能夠?qū)崿F(xiàn)可控核聚變反應(yīng)。太陽(yáng)之所以能夠釋放出能量，是因?yàn)樵谔?yáng)上不斷進(jìn)行著核聚變反應(yīng)。在地球上，人們認(rèn)識(shí)熱核聚變是從氫彈爆炸開(kāi)始的，但氫彈爆炸所產(chǎn)生的能量是不可控制的，會(huì)產(chǎn)生毀滅性的后果?，F(xiàn)今人類可利用的最大、最具商業(yè)價(jià)值的能源無(wú)疑是核能。核電站利用核能的原理是核裂變，即在高溫高壓狀態(tài)，把鈾或钚等重原子分裂成輕原子，導(dǎo)致其釋放大量能量的核反應(yīng)方式。但是國(guó)家點(diǎn)火裝置利用核能的方式則反其道而行之，不是核裂變，而是核聚變。核聚變是指由質(zhì)量輕的原子，主要是指氘或氚，在高溫高壓下，發(fā)生原子核互相聚合作用，生成新的質(zhì)量更重的原子核，并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應(yīng)形式。太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱就是利用核聚變產(chǎn)生的能量。與核裂變相比，核聚變不僅安全，而且相對(duì)環(huán)保。利弗莫爾國(guó)家點(diǎn)火裝置曾對(duì)媒體說(shuō)：“太陽(yáng)產(chǎn)生的光和熱抵達(dá)地球，不會(huì)產(chǎn)生任何放射性的副產(chǎn)品，而且能長(zhǎng)期高效的生產(chǎn)。如果把太陽(yáng)換成我們正在研究的核聚變反應(yīng)堆，就等于在地球上建造了一個(gè)提供清潔能源的小太陽(yáng)?！薄叭嗽焯?yáng)”。 據(jù)專家介紹，“人造太陽(yáng)”以探索無(wú)限而清潔的核聚變能源為目標(biāo)。由于它和太陽(yáng)產(chǎn)生能量的原理相同，都是熱核聚變反應(yīng)，所以被外界稱為“人造太陽(yáng)”。而所謂的“人造太陽(yáng)”的原理，就是在這臺(tái)裝置的真空室內(nèi)加入少量氫的同位素氘或氚，通過(guò)類似變壓器的原理使其產(chǎn)生等離子體，然后提高其密度、溫度使其發(fā)生聚變反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生巨大的能量。1升海水提取的氘，在完全的聚變反應(yīng)中釋放的能量，相當(dāng)于燃燒300升汽油釋放的熱能。因此一旦這種技術(shù)成熟，建立了電站，就相當(dāng)于建立了一個(gè)“人造太陽(yáng)”。 “人造太陽(yáng)”的用途。 “人造太陽(yáng)”可以通過(guò)核聚變的方式產(chǎn)生強(qiáng)大的能量用來(lái)發(fā)電。運(yùn)用此技術(shù)，可以建設(shè)聚變反應(yīng)電站，以海水為原料進(jìn)行發(fā)電。如果能建成一座1000兆瓦的核聚變電站，每年只需要從海水中提取304公斤的氘就可以產(chǎn)生1000兆瓦的電量。照此計(jì)算，地球上僅在海水中就含有的45萬(wàn)億噸氘，足夠人類使用上百億年，比太陽(yáng)的壽命還要長(zhǎng)?！ ≡搶?shí)驗(yàn)科研團(tuán)隊(duì)的專家解釋說(shuō)，難關(guān)有很多，但是其中一個(gè)最重要也是整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置最核心的制冷系統(tǒng)，因?yàn)榇藢?shí)驗(yàn)制冷需要達(dá)到的溫度是零下269℃，目前裝置使用的系統(tǒng)是由EAST科研團(tuán)隊(duì)自行研制并調(diào)試成功的。當(dāng)時(shí)世界上共有兩家企業(yè)生產(chǎn)此類制冷系統(tǒng)，但是由于科研團(tuán)的經(jīng)費(fèi)有限，該團(tuán)的科研人員便自行研制開(kāi)發(fā)此類系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)方方面面的努力，并克服中存在的種種困難，最終攻克難關(guān)。該制冷系統(tǒng)是目前國(guó)內(nèi)最大的2千瓦液氦低溫制冷系統(tǒng)?！ 》烹妼?shí)驗(yàn)的成功已經(jīng)證實(shí)，與國(guó)際上同類實(shí)驗(yàn)裝置相比，我國(guó)的EAST是使用資金最少，建設(shè)速度最快，投入運(yùn)行最早，投入運(yùn)行后最快獲得首次等離子體的先進(jìn)超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置。正如發(fā)布會(huì)上專家解釋的托卡馬克的含義就是“試驗(yàn)的、先進(jìn)的、超導(dǎo)的”?！叭嗽焯?yáng)”放電實(shí)驗(yàn)的成功受到全世界聚變界的高度重視。ITER作為國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)推，在規(guī)模上比EAST要大很多，兩者都是全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克，并且兩者的等離子體位行及主要的工程技術(shù)基礎(chǔ)是相似的，但是ITER目前尚未開(kāi)工，這意味著，“人造太陽(yáng)”將比ITER早投入實(shí)驗(yàn)運(yùn)行10至15年?！ ?。納米科學(xué)技術(shù)是當(dāng)前全球都在談?wù)摰那把乜茖W(xué)。在由中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所和力學(xué)所主辦的“納米力學(xué)和納米復(fù)合材料國(guó)際研討會(huì)(ISNN)”上，眾多來(lái)自物理、化學(xué)、力學(xué)、高分子、材料科學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域的專家就納米力學(xué)和納米復(fù)合材料的研究進(jìn)展與動(dòng)態(tài)、納米力學(xué)的應(yīng)用、納米復(fù)合材料的制備工藝、性能及其工業(yè)應(yīng)用展望等相關(guān)主題進(jìn)行討論，內(nèi)容涉及與納米技術(shù)相關(guān)的固體力學(xué)、量子力學(xué)、分子動(dòng)力學(xué)、表面效應(yīng)、尺寸效應(yīng)以及包括納米發(fā)電機(jī)、納米傳感器、碳納米管、納米纖維、聚合物基納米復(fù)合材料、金屬基納米復(fù)合材料、生物和醫(yī)學(xué)納米材料、智能仿生納米
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