2012学年-2013学年第二学期
选修课程《配位化学》期末论文
论文题目：
分子器件的研究进展
院系：化学与材料科学学院应化系
姓名：程楚涵
学号：08100260
提交日期：2013年6月10日
授课老师：陈晓峰
分子器件的研究进展
分子器件的研究进展
程楚涵
(南京师范大学化学与材料科学学院2010级应化系)
【摘要】随着电子设备和器件的尺寸越来越小，基于分子的器件研究引起了人们的广泛关注。本文对分子马达、分子开关等几种分子器件的现状和前景进行了简单总结。
【关键词】分子器件，分子马达，分子开关
0 前言
分子器件的概念可以追溯到1959年。美国Feynman教授提出了由微小的导线和其他组件组成的微型计算机的设想。其导线的直径只有10到100nm，整个电路只有102nm的长度。1974年Aviram和Batner首次提出分子可以成为传统硅基芯片的替代品。然而直到扫描隧道显微技术的出现以及电子束加工等技术手段的不断完善，分子器件的研究才取得了实质性进展。正是在这一时期分子器件的一个典型组件——分子导线的研究逐渐得到了广泛的关注[1-8]。
随着现代社会对信息处理的要求越来越高，集成电路的规模越来越大。在这样的趋势下，分子器件（主要是分子电子器件）逐渐成为化学和材料学家研究的热点[9]。
1 分子马达的研究现状及前景
近些年，随着光钳技术、分子遗传学方法、X射线晶体结构分析以及显微成像等实验方法应用于分子生物学领域，人们对于分子马达的结构及动力学行为的认识有了长足的进展，也使直接研究和操纵单个分子马达成为可能。实验中观测到的分子马达一般在几万到几十万道尔顿，因此分子马达通常被看作布朗粒子，也被称作纳米粒子。在纳米技术的萌芽阶段，科学家已经制造了很多微型器件，但是要实现纳米机器的设想，动力系统是个关键部分，否则工艺再精确，人们也不可能制作出纳米数量级的机械动力系统，因此人们寄希望于分子马达为纳米器件提供动力，如果这个设想可以实现的话，那么分子马达就可以为纳米器件提供能量来源[10]。
纳米器件要投入使用，离不开能量的传递，也就是说需要分子数量级的微小马达。DNA(脱氧核糖核酸)是生物遗传物质的载体。DNA分子马达的优点是可以直接将生物体的生物化学能转换成机械能，而不像通常意义上的马达需要电力。因此，从理论上说，DNA分子马达可以借助一些生物化学变化而进行药物和基因等的传递，比如说，将药物分子直接输送至癌细胞的细胞膜。人们已经利用多个DNA分子制造出了分子马达，但这些马达存在着效率不高、难以控制的缺陷，与多分子DNA马达相比，单DNA分子马达应用起来更为方便，两位旅美中国
学者在分子马达研究领域取得新的突破，首次利用单个DNA分子制成了分子马达，这种分子马达在一种生物环境中处于紧凑状态，但在生物环境发生变化后，又会变得松弛。实验证实，采用这一原理制造出的单DNA分子马达具有非常强的工作能力，可以像一条虫子一样伸展和卷曲，实现生物反应能向机械能的转变。采用人工合成的单DNA分子来制造分子马达还有一个好处，即可以根据不同要求而有针对性地设计出DNA分子，使制造出的马达具备各种性能，这些马达可以有不同的效率，可以设计成有很大的做功能力，也可以设计成能把物体搬运到更远的距离。现在还很难预测分子量级的马达什么时候能真正投入实用，下一步目标是要让单DNA分子马达真正移动一个微小物体，并进一步提高其工作效率。
当分子马达技术足够成熟时，这一技术还可以为病毒检测提供新的途径，分子马达自重加大，转速就会变慢，如果寻找到办法能够使某一种病毒与分子马达特异性结合，根据这一原理，通过观察分子马达的转速就可以判断是否沾染病毒，从而检测出机体是否被病毒感染。例如唐氏综合症就是由于卵子细胞内的染色体分裂不正确而导致的，被认为与驱动蛋白的缺陷有关，如果能找到一种激活驱动蛋白的方法，就能治疗这类疾病了。
科学家们正在使用更加先进的光钳以及光学探测器技术，来探索分子马达的更多秘密。目前利用光钳技术在体外无损的情况下直接观测单个分子马达的运动，得到了许多重要的结果，与此同时,理论研究也成为分子生物学和统计物理研究中的热点之一。基于分子马达对人类发展的重要性，我们正在致力于研究它的神秘能量转化机制，以便更大可能地把它应用于我们的生活中去[10]。
2 以分子器件为背景的仿生功能膜
人们早已发现，在生物体内，许多分子是以高度有序的方式组合的，只有分子集合体才能具有一定的功能。例如，细胞膜是生物新陈代谢过程中必不可少的部分，期中磷脂与胆固醇形成高度有序排列体；又如，动物眼中的视蛋白（视紫红质）和视黄醛等在视网膜上都是排列有序的。研究生物分子堆砌与排列时研究生物过程、模拟生物组合体的一个十分重要的基本问题。目前，已经出现了一些利用生物体制成的光、电元件，例如已经报导了用细菌视紫红质可制成光电响应、
非线性光学、光储存、光烧孔等元器件。最近，日本富士公司的Miyaska发表了利用细胞视紫红质组成的LB光电薄膜可以清晰地记录人像，可以说是分子器件的一个突破，也为人造视网膜的工作带来了希望。日本和德国的一些大公司均投资进行研究，以期在未来的电子革命中占先。利用仿生功能膜可以制造非线性光学元件、光存储薄膜材料、生物技术中的透过性薄膜、药物缓释与定向膜，可以制造分子开关、分子整流器件、微型生物和化学传感器，乃至人工器官的模拟[11]。
3 分子开关的现状
3.1 分子开关计算机
所谓分子开关泛指结构上组织化了的具有“开/关”功能的化学体系[12]。随着微电子技术和生物工程这两项高科技的互相渗透，它们实际上已经为研制分子计算机提供了可能。
据美国的《Science》杂质报道，这种分子级开关只有头发丝那么细小，以一种叫套环烃的物质为基础制成。它包括衔接在一起的两个小环，每个小环由原子连接而成，这两个小环以互锁的方式衔接，类似于一小段链条。每个小环都有两个叫做“识别位置”的结构，它们能够相互发生电化学作用。以色列科学家[13]发明了用单个有机材料分子存储信息的方法，应用氨基酸缩合而成的分子与Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)形成三股螺旋铁配合物，氧化还原反应中，其铁元素在两种离子状态间改变。这对应于二进制的0和1状态，因而起到分子开关的作用。同时，由于Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)氧化态所对应的颜色不同，故易于辨认。美国Carneige-Mellon 大学的Lindsey教授早在先前就提出分子光子导线新思想，在分子导线中接上一个可以选择性的镁卟啉以干扰光能传输，此开关可用化学方法来启动。而今这一设想因具有传导特性的生物聚合物诞生而成为显示，应用这种材料制成的可改变传导光能传输的分子导线，可以实现信号的开关[14]。
3.2 电化学开关
分子开关是一个能在两个稳定状态转变的片层的集合，在这里，它的作用是停止或者在电路里创造电流。这也是能够解释物理和化学内在联系的。
在Ehsan Zahedi 的研究中[15]，基于dibenzo [1,2] dithiine 氧化还原作用的分子开关的结构和电学性质通过DFT-B3LYP/6-31G *方法。3-(Pyren-1-yl) dibenzo
[c,e] [1,2] dithiine (PSBH)是一个双稳定性的氧化还原作用开关，其中二硫键在电化学还原下能够迅速分开。PSBH 的整体结构在开关前后都是不平整的。分子边境轨道能量的计算值证明PSBH 的关状态拥有更低的HLG 。这与PSBH 的关状态相比较开状态拥有更高的电导率相一致。偶极的计算结果证明αxx 是偶极张量的重要成分，而PSBH 开状态的更低的αxx 表明这种状态的电导率比关状态的低，相平行于HLG 结果。注意到PSBH 的电化学还原的标准吉布斯自由能变表明在此反应中遵循最小偶极原则。在联苯体系中的重原子上的NBO 电荷显示S 1δ+-C 2δ-和S 6δ+-C 5δ-键是高度极化的，硫原子上的正电荷被加强，这引起了S-S 键的断裂。
3.3 共轭体系的孤子开关
从微观角度看，孤子是一种没有能量损耗的非线性微扰结构，它类似于一个沿一维或二维方向运动的“质点”。在共轭体系中，单键和双键的重排提供了孤子传递的一种机理。在共轭分子中，电子的传递常常伴随着单键和双键的交替变换。这种现象在孤子开关中起着重要的作用。图1描述了由-N(CH 3)2和-NO 2所形成的电子推拉D-A 双取代分子在光活化下的电子转移，此时烯烃双键变为单键[16]。若该双键作为大的聚乙炔链的一部分，在光活化下，然可以发生电子转移。但是当孤子沿聚乙炔链传递而使该双键变为单键时，由于共轭键的破坏，就不再发生光活化过程，即孤子“关闭”了内部电荷转移反应。 N +CH
HC H 3C CH 3-O hv N +CH HC N H 3C CH 3O -
-O
图1. D-A 推拉式烯烃的光开关原理
4 含四硫富瓦烯类分子器件
4.1 简介
近30多年来有机富硫分子作为超分子光电磁功能化合物的构件，受到了化学工作者的广泛关注，其中以四硫富瓦烯（TTF）及其衍生物最具代表性。随着有机电荷转移复合物TTF-TCNQ(TTF)是四硫代富瓦烯，TCNQ为四氰基对苯醌二甲烷和分子超导体[TMTSF]2PF6的发现，TTF及其衍生物作为一类重要的“有机金属”已经广泛应用于各类分子器件中，包括分子导线、分子开关、化学传感器、非线性光学器件、分子整流器等。
4.2 TTF在分子导线中的应用
尽管基于TTF的化合物，包括电荷转移复合盐、导电配合物、聚合物以及超分子等多具有优良的电学性质，但将它们直接作为分子导线材料的却不多。目前，TTF类化合物在分子导线中的应用主要集中在将TTF及其衍生物引入线性共轭分子的主链而形成的一系列聚合物，就像前面提到的苯胺，吡咯，噻吩等共轭体系形成的长链分子都是构筑分子导线的有效材料。将TTF引入聚合物体系不但可以扩大π-共轭体系，降低能隙，而且将TTF作为电子给体的优良性质与聚合物的可成膜易加工的优点结合起来，可制备出性质优良的分子导线。通过控制TTF单体的结构以及聚合度来提高聚合物的溶解性以及导电性是近年来研究的重点[9]。
5 总结
随着电子设备和器件的尺寸越来越小，基于分子的器件研究引起了人们的广泛关注。其中分子导线具有小尺寸多样性性能可调等优点，因而被赋予了许多潜在的应用前景[9]。
分子器件使人们的生活进入到微观的层次，将会改变社会的方方面面，尤其会引起生物、医学、材料、电子等领域的根本性变化。虽然分子器件有着可预见性的应用，但是对它的研究仍然充满了挑战，仍然需要多学科不同领域的科学家广泛参与和高度合作[17]。
参考文献：
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机器人发展历史、现状、应用、及发展 趋势 院系：信息工程学院 专业：电子信息工程 姓名：王炳乾
机器人发展历史、现状、应用、及发展趋势 摘要：随着计算机技术不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。文章介绍了机器人的国内国外的发展历史、状况、应用、并对机器人的发展趋势作了预测。 关键词：机器人;发展；现状；应用；发展趋势。 1．机器人的发展史 1662年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶并公开表演。 1738年，法国技师杰克·戴·瓦克逊发明了机器鸭，它会嘎嘎叫、进食和游泳。 1773年，瑞士钟表匠杰克·道罗斯发明了能书写、演奏的玩偶，其体内全是齿轮和发条。它们手执画笔、颜料、墨水瓶，在欧洲很受青睐。 保存至今的、最早的机器人是瑞士的努萨蒂尔历史博物馆里少女形象的玩偶，有200年历史。她可以用风琴演奏。 1893年，在机械实物制造方面，发明家摩尔制造了“蒸汽人”，它靠蒸汽驱动行走。 20世纪以后，机器人的研究与开发情况更好，实用机器人问世。 1927年，美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”。它是电动机器人，装有无线电发报机。 1959年第一台可以编程、画坐标的工业机器人在美国诞生。 现代机器人 有关现代机器人的研究始于20世纪中期，计算机以及自动化技术的发展、原子能的开发利用是前提条件。1946年，第一台数字电子计算机问世。随后，计算机大批量生产的需要推动了自动化技术的发展。1952年，数控机床诞生，随后相关研究不断深入；同时，各国原子能实验室需要代替人类处理放射性物质的机械。
生命科学研究进展 尹强 (江西农业大学理学院，江西南昌，330045) 现代生物技术已进入商品生产的激烈竞争阶段。据在京举行的关于“分子生物学进展”方面的学术报告会透露，美国科学院的院报中，每月的生物论文10倍于数理化天地论文的发表数量。这个数字显示了在当代人们对生命科学发展的重视程度。同样，在商品生产领域也表现出了同样的趋势。如在运用现代生物技术的遗传工程方面，美国每年在该领域投入的研究经费高达100多亿美元，有200多家大生物技术公司从事有关方面产品商品开发，已生产出了多种生物制品。在市场上出售的有人生长激素、胰岛素、调节血压的人肾素，还有乙型肝炎疫苗；可使肿瘤枯萎的生物技术药物已进入临床试验。美国利用遗传工程正在研制生物制品的还有多种，如具有抗癌作用的肿瘤坏死素、能溶解血栓的组织纤维蛋白溶酶活化剂及多种免疫系统调节制剂．科学工作者还正在研制艾滋病疫苗。在现阶段的动物试验中，这种疫苗已使老鼠体内产生了艾滋病抗体，并开始在人体上进行试验。 日本在生物技术方面的研发也不甘落后，该国的科学家把生物技术看成是使日本的技术在2l世纪处于世界领先地位的跳板。日本引进美国的生物技术，派出大量人员去美国学习，同时鼓励本国的科研。日本已研制出促进红细胞形成的血细胞生成素，可用于治疗肾脏疾病。 西欧各国在生物技术方面起步较慢，但在现代制药工业中生物技术却异军突起。他们在单克隆抗体和特异蛋白分子的生产方面处于世界领先地位。一些老企业也利用生物技术生产各种高效酶制剂，用于食品加工和废物处理。还有，他们在细胞融合领域也取得了重要进展，如番茄马铃薯的育成。在开发这类细胞融合技术产品时，除在产品实践方面有所突破外，还在育种理论上有新发现。如他们在研究报告中指出，利用细胞融合技术最有前途的是近亲植物细胞融合，它对提高品种质量效果明显。 俄罗斯生物技术研究也日趋活跃，他们在前苏联时期的研究基础上，先将遗传工程的重点放在农业方面，力图培育出“早熟、高产、营养丰富、能在贫瘠土地上生长的农作物。俄罗斯科学家还存分子生物学和医学生物技术方面进行了卓有成效的研究，在研究离子载体如何穿过细胞膜方面有突破性进展，了解这一点将使人们揭开细胞维持恒定状态的奥秘。 我国在现代生物技术开发方面虽然起步较晚，但发展迅速，在某些项目上已跻身于世界先进行列，引起了国际同行的关注。如存生物医学工程领域的人工器官，新华医院和上海第一结核病防治院共同研制的聚丙烯中空纤维人工肺已在全国推广应用，仅新华医院一家就用了300多例。过去不用人工肺死亡率达50％，现在应用新的人工肺，深低温手术无一例死亡，达到了国际先进水平。上海胸外医院、新华医院、人体代用材料研究所研制的人造血管、膨体心脏修补片已达到国际20世纪80年代水平。特别应提到的是，我周在转基因抗病虫害作物、生物大分子的合成及克隆生物领域取得的成果亦是颇多。我国还参与了人类基因组测序工作，说明我国在该领域占有一席之地。我们还必须进一步加强该领域的研究工作，以缩小与发达国家在生物技术研究开发方面的差距。 1 我国研制成功第二代人造血 查新报告显示，我国第一代人造血在临床应用中，已成功地抢救了400多名伤病员。研究第二代人造血的科研人员，在历时4年的探索中对氟碳人造血的合成、乳化、毒理以及药效等方面做了不少改进，储存期从半年延长到1.5年；它在血管中的半衰期也从原来的10 h延长到19.8h。这将更有利于患者恢复健康。人造血是国际生命科学界，特别是医学界关注的热门课题。第二代人造血是我国上海有机化学研究所、上海劳动卫生职业病防治研究所的科学工作者研制的。对第
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国内机器人技术研究现状分析 王守龙 摘要：随着经济全球化对工农业生产提出越来越高的要求，计算机技术向着智能化发展，机器人越来越普遍的被工农业应用，其在提高工农业产品质量，增加经济效益方面发挥着重大作用。本文又介绍分析了移动机器人和小口径管内机器人及其在我国的技术研究现状。中国的机器人事业面临着新的机遇和挑战。 关键词：机器人；技术研究；移动机器人；小口径管内机器人
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贵州大学本科毕业论文（设计） 诚信责任书 本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。 特此声明。 论文（设计）作者签名： 日期：
目录 摘要： (1) 关键字： (1) Abstract: (1) Keywords: (1) 第一章.前言 (1) 第二章.超分子化学的理论基础 (2) 第三章.超分子化合物的分类 (2) 3.1杂多酸类超分子化合物 (2) 3.2 多胺类超分子化合物 (3) 3.3 卟啉类超分子化合物 (3) 3.4 树状超分子化合物 (3) 3.5 液晶类超分子化合物 (3) 3.6 酞菁类超分子化合物 (4) 第四章.超分子化合物的特性 (4) 4.1 超分子的自组装 (4) 4.2 超分子的自组织 (5) 4.3 超分子的自复制 (5) 第五章.超分子化学的应用 (6) 5.1、在高科技涂料中的应用 (6) 5.2、在手性药物识别中的应用 (6) 5.3、在油田化学中的应用[1] (7) 5. 4、超分子化合物作为分子器件方面的研究 (7) 5. 5 超分子化合物在色谱和光谱上的应用 (7) 5. 6 超分子催化及模拟酶的分析应用 (8) 5. 7 在分析化学上的应用 (8) 第六章.结语 (8) 第七章.文献资料 (9)
1. 什么是系统生物学？ 系统生物学是一种典型的多学科交叉研究，它需要生命科学、信息科学、数学、计算机科学等各种学科的共同参与。它是一种整合型大科学，要把系统内不同性质的构成要素（基因、mRNA、蛋白质、生物小分子等）整合在一起进行研究。对于多细胞生物而言，系统生物学就是要实现从基因到细胞、到组织、到个体的各个层次的整合。 系统生物学包括四个方面： 一、系统结构。包括基因，蛋白间关系以及由此得到的基因蛋白网络和生物通路，以及这些相互之间关系所牵涉到的细胞内和细胞外结构的物理特性和机制。 二、系统动力学。可以通过代谢分析，敏感性分析，动力学分析工具比如分叉分析等，以及识别不同行为所内含的机制等分析方法和手段来理解在不同时间点不同条件下系统的行为。 三、系统的控制方法。掌握这些控制细胞处于各种状态的机制，用来模拟系统，能得到治疗疾病的药靶。 四、设计的方法。基于某些设计的原则和模拟方法，可以修正和构造具有所需特性的系统，而不需要盲目地反复实验。 2. 生物芯片技术对于系统生物学的意义？ 生物芯片是多领域相揉合的产物，生物芯片技术涉及电子技术、成像光学、材料学、计算机技术、生物技术等。简单说，生物芯片就是在一块玻璃片、硅片、尼龙膜等材料上放上生物样品，然后由一种仪器收集信号，用计算机分析数据结果。根据生物分子间特异相互作用的原理，将生化分析过程集成于芯片表面，从而实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测。生物芯片技术是系统生物学技术的基本内容。 系统生物学有两个关键技术基础，“组学”数据基础，以及检测和实验技术基础。在检测和实验技术这一方面，生物芯片占有举足轻重的地位。二十世纪末期，生物芯片开始进入大家的视野，它有着传统技术无可比拟的优势：高通量、微型化、自动化。系统生物学需要处理海量的组学数据，如果仅仅依靠传统手段，将举步维艰，借助于芯片技术，将事半功倍。 3. 以某离子通道为例，叙述蛋白结构和功能的测量方法和手段 以BK通道为例，结构测量：首先得到通道的序列，设计引物，通过体外PCR 快速高效的体外扩增该片段，然后连接到合适的载体上导入宿主细胞中进行表达，获得蛋白，通过HPLC进行蛋白分析和分离，将纯化后的蛋白配制成浓溶液，进行晶体生长实验，获得高质量的单晶体后，进行X射线衍射来解析该通道的结构，功能测量：通过量：通过切除部分序列，来测量通道的功能序列，定点突变来确定通道的关键氨基酸。通过特异性药物或毒素与通道的结合相互作用来检测通道的生理活性和功能。 4、有哪些方法可用来确定离子通道生理功能？ （1）电压钳技术 膜对某种离子通透性的变化是膜电位和时间的函数。用玻璃微电极插入细胞内，利用电子学技术施加一跨膜电压并把膜电位固定于某一数值，可以测定该膜电位条件下离子电流随时间变化的动态过程。利用药物使其他离子通道失效，即可测定被研究的某种离子通道的功能性参量
半导体材料的研究进展 摘要:随着全球科技的快速发展,当今世界已经进入了信息时代,作为信息领域的命脉,光电子技术和微电子技术无疑成为了科技发展的焦点。半导体材料凭借着自身的性能特点也在迅速地扩大着它的使用领域。本文重点对半导体材料的发展历程、性能、种类和主要的半导体材料进行了讨论,并对半导体硅材料应用概况及其发展趋势作了概述。 关键词:半导体材料、性能、种类、应用概况、发展趋势 一、半导体材料的发展历程 半导体材料从发现到发展,从使用到创新,拥有这一段长久的历史。宰二十世纪初,就曾出现过点接触矿石检波器。1930年,氧化亚铜整流器制造成功并得到广泛应用,是半导体材料开始受到重视。1947年锗点接触三极管制成,成为半导体的研究成果的重大突破。50年代末,薄膜生长激素的开发和集成电路的发明,是的微电子技术得到进一步发展。60年代,砷化镓材料制成半导体激光器,固溶体半导体此阿里奥在红外线方面的研究发展,半导体材料的应用得到扩展。1969年超晶格概念的提出和超晶格量子阱的研制成功,是的半导体器件的设计与制造从杂志工程发展到能带工程,将半导体材料的研究和应用推向了一个新的领域。90年代以来随着移动通信技术的飞速发展,砷化镓和磷化烟等半导体材料成为焦点,用于制作高速高频大功率激发光电子器件等;近些年,新型半导体材料的研究得到突破,以氮化镓为代表的先进半导体材料开始体现出超强优越性,被称为IT产业的新发动机。 新型半导体材料的研究和突破,常常导致新的技术革命和新兴产业的发展.以氮化镓为代表的第三代半导体材料,是继第一代半导体材料(以硅基半导体为代表和第二代半导体材料(以砷化镓和磷化铟为代表之后,在近10年发展起来的新型宽带半导体材料.作为第一代半导体材料,硅基半导体材料及其集成电路的发展导致了微型计算机的出现和整个计算机产业的飞跃,并广泛应用于信息处理、自动控制等领域,对人类社会的发展起了极大的促进作用.硅基半导体材料虽然在微电子领域得到广泛应用,但硅材料本身间接能带结构的特点限制了其在光电子领域的应用.随着以光
娱乐机器人的研究进展 Xxx (xxx学院) 摘要：随着机器人相关技术的日趋完善，各种具有表演“天赋”的机器人孕育而生。娱乐机器人，它们不仅给人们带来了欢乐，而且为人们提供了学习和实验的平台，增长了人们的智力。通过资料的查找、收集和整理，根据功能的不同将娱乐机器人分成8类并对娱乐机器人在硬件类人，软件智能等方面的技术进行了分析；通过对中外娱乐机器人发展的回顾和比较，归纳了娱乐机器人的历史发展并对娱乐机器人的现状及未来前景进行了分析。 关键词：娱乐机器人类人智能交流传感系统 The advances of Entertainment robot Yao wenbin TheFaculty of Mechanical Engineering and Mechanics Of Ningbo University Abstract：As robots related technology improvement, a variety of robots which have “show”gifts emerge. Entertainment robots not only give people a lot of joy, but also provide us with the platform of studying and testing as well as add to our intelligence.. Thorough seeking, gathering and arranging information, according to the different functions，dividing entertainment robot into eight categories。And entertainment robot in hardware, software intelligent humanoid the technology was analyzed, Based on the review of the development of Chinese and foreign entertainment robot , the historical of entertainment robots were summarized and the current and future prospects of entertainment robot were analyzed. Key words：Entertainment robot Humanoid male intelligence sensed system 0前言 随着机器人技术的不断发展，娱乐机器人顺势而起，又因为其硬件的设计使外观拟人化，各种软件的开发使其具备了语言能力和运动能力，不但能唱歌跳舞，甚至能够与人交流，所以娱乐机器人慢慢走近了家庭之中。娱乐机器人的起步虽然较晚，但发展迅速，国内外从外观类人，软件智能等方面对娱乐机器人进行了研究[1,2,3]，但是由于发展还未稳定，目前尚未有很好的理论对娱乐机器人的分类及发展进行分析。作者通过对国内外资料的查找，归纳和整理，总结了娱乐机器人的发展历史，又通过比较国内外机器人技术的发展现状和市场的需求对娱乐机器人的未来发展进行了展望。1 娱乐机器人概述 娱乐机器人就是通过对一般的机器人进行一些拟人化的外形改造及硬件设计, 同时运用相关的娱乐形式进行其软件开发而得到的一种用途广泛、老少皆宜的服务型机器人。通过硬件的设计,使得娱乐机器人具有人性化的外形以及与人和谐的高层次交互方式(包括语音、视觉等) ; 而通过各种娱乐软件的开发,使得该机器人能够与人进行智能化的互动娱乐。 现代娱乐机器人以供人观赏、娱乐为目的，具有机器人的外部特征，可以像人，像某种动物，像童话或科幻小说中的人物等。同时具有机器人的功能，可以行走或完成动作，可以有语言能力，会唱歌，有一定的感知能力。娱乐机器人这种机器人可以为你解除精神上的疲劳。
《超分子化学的应用及前景》 学号：1630140051学院：初等教育学院 姓名：付金环
到20世纪末21世纪初，30%～40%的化学家将要运用包括分子识别在内的超分子化学的某些知识去解决所面临的问题。--------题记上世纪八十年代末诺贝尔化学奖获得者J.M.Lehn创造性的提出了超分子化学的概念，它的提出使化学从分子层次拓展到超分子层次，这种分子间相互作用形成的超分子组装体，是人类认识上的飞跃，更是化学领域的一大成就。从此以后，人们的认知水平提升了，认识到了分子已不再是保持物性的最小单位，化学界的功能的最小单位新秀超分子逐步登上历史舞台，分子作为最小单位的时代已随滚滚东流一同逝去，不复回环。功能产生于超分子组装体之中，此种认识带来的飞跃是人类历史上的一大步。据悉，如今已有百分之四十的化学家要用超分子化学的知识来解决自己所面临的化学问题。超分子化学已经成为当今时代新思想新概念和高技术的主要源头。“问渠那得清如许，为有源头活水来”，没错，当代社会的飞速发展离不开科技，科技是第一生产力，从国家事业到百姓生活，都与化学世界息息相关。接下来，让我们一起来了解一下超分子化学在生活中的应用及其前景。 首先来说说医药方面，人食五谷谁能不得病，所以医药类是最与人们息息相关的。超分子化学在药物开发中的应用研究是国际学术界和工业界共同关注的一个热点。药品是关系到广大人民群众生命安危与健康的特殊商品，考虑到储存、服用与携带的方便及制造成本等诸多因素，大部分药物都设计成固体剂型，而在药物的各种固体形态中，晶型药物由于稳定性、重现性及操作性等方面的优势而被优先选用．晶型药物包括了药物的多晶型、水合物、溶剂化物和盐类。药物活性分子通常因含有各种官能团而具有不同的生物活性．最新研究发现，这些官能团能够利用氢键或者其它非共价键作用而与其它有机分子通过分子间的识别作用生成超分子化合物，即药物共晶，从而有效改善药物本身的结晶性能、物化性质及药效，成为药物固体制剂的一个新选择被引入的有机分子，也称为共晶试剂，可以是辅料、维生素、矿物质、氨基酸及食品添加剂等。因此，对于一个给定的药物，可能生成数以百计的药物共晶，为剂型设计提供了更多的选择．此外，新的药物共晶可获得知识产权保护，延长原有药物的市场周期，具有广阔的应用前景。 不仅是医药方面，在其他方面超分子化学也是翘楚，由于能够模仿自然界已存在物质的许多特殊功能，形成器件，因此它的潜在应用价值已倍受人们青睐。超薄膜、纳米材料、高分子有机金属材料、非线性光学材料及高分子导电材料等已成为国内许多研究机构热点。此外，超分子化学在生物传感器、润滑材料、防腐蚀材料、膜材料、黏合剂及表面活性剂等方面也有很广泛的应用前景，目前，除了冠醚外，环糊精、环芳烃、索烃、旋环烃、级联大分子等作为新的超分子实体，也引起广泛关注。 于当下国际上超分子科学的研究开展得如火如荼之际，如发达国家和地区，如欧盟、美国和日本等都投入了大量的人力和物力进行超分子科学方面的研究与开发。在国家自然科学基金委、科技部、教育部、中国科学院等相关部门的大力支持下，我国的科学工作者较早地开展了超分-T-科学研究，并做出了一大批有特色的工作。在当下以经济和科技实际为基础的综合国力之间的较量的大环境下，我国必须重视科技，重视超分子化学的开发与运用，中国这只东方雄狮才能更好地屹立于世界之林。 接下来谈一谈超分子化学在油田开发中的应用。在油田化学中主要利用的是超分子的疏水作用、配位作用、氢键作用和静电作用。疏水缔合水溶性聚合物通过疏水缔合作用形成暂时的三维立体网络结构。疏水缔合聚合物溶液的表观粘度由本体粘度和结构粘度两部分组成,当聚合物浓度高于某一临界缔合浓度后,大分子链通过疏水缔合作用以及静电、氢链或范德华力作用聚焦,形成以分子间缔合为主的超分子结构——动态物理交联网络,流体力学体积增大,溶液结构粘度增加使其表观粘度大幅度升高。这种结构的形成受外界条件的影响，如温度、矿化度和剪切速率等。因优良的增粘、抗温、抗盐和剪切稀释性能而用于聚合物驱油剂的研究。除用做驱油剂之外,还可用于流体输送的减阻剂、钻井液与完井液添加剂、阻垢分
国内外机器人发展现状及发展动向 一、全球机器人行业现状 (一)全球机器人行业现状 1、行业发展：增长态势延续 (1)预计2017年全球工业机器人销售量25万台 从2008年第四季度起，全球金融风暴导致工业机器人的销量急剧下滑。2010年全球工业机器人市场逐渐由2009年的谷底恢复。 2011年是全球工业机器人市场自1961年以来的行业顶峰，全年销售达16.6万台。2012年全球工业机器人销量为15.9万台，略有回落，主要原因是电气电子工业领域的销量有所下滑，但汽车工业机器人销量延续增长态势。 随着全球制造业产能自动化水平提升，特别是中国制造业升级，我们估计到2017年全球工业机器人销量达到25万台，年复合增长率9.5%. (2)预计到2017年全球工业机器人市场容量2700亿 2012年全球机器人本体市场容量为530亿元，本体加集成市场容量按本体大约三倍算，估计1600亿元。 估计2013年至2017年，包含本体和集成在内的全球工业机器人市场，年复合增长率约为11%。预计2017年全球工业机器人市场容量将达到2700亿元。 (3)预计到2017年全球服务机器人市场容量接近500亿 根据IFR数据，2012年全球个人(或家庭)用服务机器人市场容量为73亿元，公共服务机器人市场容量为208亿元。目前看公共服务机器人产业化走在前面，市场容量更大。 预计2013-2017年个人(或家庭)用服务机器人市场容量增长率为7%，公共服务机器人市场容量年均复合增长率为17%。到2017年，全球服务机器人市场容量将接近500亿元。如果智能家居算是广义的服务机器人，服务机器人市场容量会大很多。 2、全球机器人行业布局：日欧产业优势明显，中国市场潜力巨大 (1)工业机器人市场销量与存量 全球工业机器人本体市场以中欧美日为主。日、美、德、韩、中五国存量占全球比例达71.24%，销量达69.92%。 截至2012年底，全球机器人累计销量达到247万台。机器人平均使用寿命为12年，最长15年。估计现在全球机器人存量在120万台-150万台之间。 分区域看，亚洲/澳洲增幅达到9%。亚洲增幅主要由中国需求拉动，因为中国2012年工业机器人销量增幅达到30%。 分生产地和消费地看，日本是唯一的工业机器人净出口国，拥有全球最大的机器人产能，占据全球机器人产量的66%。机器人消费地最大的区域是除日本以外的亚洲地区，占比约34%，而且是以中国市场为主。 (2)全球工业机器人与机床行业销量的对比 工业机器人销量占机床销量比反映各国机器人使用情况。这个比例的上升在一定程度上代表着这个国家机器人普及水平的提升。我们给出美日德中四国的机器人销量占机床销量比，从这个数据和历年的变化趋势看各国机器人行业的发展状况。 美日德三国的机器人销量占机床销量比稳定在一定区间内(15%-25%)，表明
2010年以来的重大生命科学研究进展 摘要生命科学以其固有的特性和规律担负着二十一世纪新兴科学的光荣使命，经过近20年的发展，整个生命科学研究发生了根本变化。生命科学的研究对象和问题与经济社会之间的关系越来越紧密，比如人类健康、农业生产、人类居住环境等。近几年来生命科学发展更是令人瞩目，丹尼索瓦人基因组、用干细胞制造卵子、通过X射线激光解析蛋白质结构、基因组精密工程以及“DNA元素百科全书”计划，五项生命科学研究进展入选2012年《科学》杂志评选的年度十大科学进展。 关键词生命科学进展基因组干细胞 自第一次工业革命开始，科学技术就在人类的发展史上稳稳地占据了重要的地位，科学技术对社会发展影响的加强，能够促进那些与人类自身生活质量和环境改善等密切相关的领域，生命科学以其固有的特性和规律担负着二十一世纪新兴科学的光荣使命，现如今经济科技高速发展，然而人类社会中也产生了或多或少的问题，生命科学则正在以其科学性和人文性为人类社会服务着。 经过近20年的发展，整个生命科学研究发生了根本变化。一方面，随着研究的深入与细化，不断揭示出复杂生命现象背后的分子机制；另一方面，研究趋向于从系统角度认识微观层面。今生命科学基础研究呈现两大特点。随着研究的不断深入，研究的复杂度越来越大、研究周期变长，研究者的分工更加细化，研究者之间的合作和配合增加。比如疾病基因的鉴定，初期的生命科学基础研究主要研究单基因疾病，而现在则集中在多基因复杂疾病。研究难度的加大必然导致研究周期变长——许多重要成果来自于研究者十数年乃至更长时间的 研究积累。生命科学的研究对象和问题与经济社会之间的关系越来越紧密，比如人类健康、农业生产、人类居住环境等。 一、2010年以来世界重大生命科学进展 2012年底，美国《科学》评选了2012年十大科学进展，生命科学研究成果引人注目，其中有五项都是生命科学领域的研究进展，它们分别为丹尼索瓦人基因组、用干细胞制造卵子、通过X射线激光解析蛋白质结构、基因组精密工程以及“DNA元素百科全书”计划。生命科学的研究不只是在2012年才被评选进十大科学进展，2011年我们也可以看到十大科学进展中生命科学的身影，一项艾滋病研究位于榜首，其次人类起源之谜，光合蛋白II，微生物组新发现，重要的疟疾疫苗，清除衰老细胞、马铃薯基因组测序完成等占据了十项重大
半导体技术 Semiconductor Technology 1999年 第1期 No.1 1999 硅基光电器件研究进展 郭宝增 摘要 在信息处理和通信技术中，光电子器件起着越来越重要的作用。然而，因为硅是间接带隙半导体，试图把光电子器件集成在硅微电子集成电路上却遇到很大困难。为解决这一困难，人们发展了多种与硅微电子集成电路兼容的光电子器件制造技术。本文介绍最近几年这方面技术的发展情况。 关键词 多孔硅 光电子器件 硅集成电路 Research Development of Silicon-Based Optoelectronic Devices Guo Baozeng (Department of Electronic & Informational Hebei University,Baoding 071002) Abstract Silicon-based optoelectronic devices are increasingly important in information and communication technologies.But attempts to integrate photonics with silicon-based microelectronics are hampered by the fact that silicon has an indirect band gap,which prevents efficient electron-photon energy conversion.In order to solve this problem,many technologies to make optoelectronic devices which can be compatible with conventional silicon technology have been developed.In this article,we review the deve-lopment of these thchnologies. Keywords Porous silicon Optoelectronic devices Silicon integrated circuit 1 引 言 硅是微电子器件制造中应用得最广泛的半导体材料。硅集成电路的应用改变了当代世界的面貌，也改变了人们的生活方式。但是，一般硅集成电路只限于处理电信号，对光信号的处理显得无能为力。然而，光电器件的应用却是非常广泛的，光纤通信、光存储、激光打印机及显示设备都 要用到各种光电器件。从更广的意义上说，我们所处的世界实际上是一个光的世界。据心理学家分析，人们通过眼睛所接收的信息占总接收信息量的83%，即人们接收的信息83%是光信号。因此可以想象，在未来信息化社会里，对光电子器件的需求决不亚于对微电子器件的需求。目前采用的光电子器件，主要是Ⅲ-Ⅴ族材料，这些器件与广泛使用的硅技术不兼容，而且制造成本高，因
2012-2013学年2学期 计算机新技术课程论文 机器人技术的发展 学号 姓名 专业计算机科学与技术 学院计算机与信息工程学院日期
摘要：机器人技术是一门综合技术，它涉及电子，控制，计算机等多个科学，机器人技术的进步与祥光学科的发展关系极为密切。近几年来，随着信息、微电子和网络等相关技术的迅速发展，机器然技术进展很快，其功能不断完善，性能显著提高，应用领域进一步扩大。下面我就简单论述机器人在计算机学科方面的发展，并展望机器人控制技术的发展前景。 一．机器人技术的产生 “机器人”一词的出现和世界上第一台工业机器人的问世都是近几十年的事。然而人们对机器人的幻想与追求却已有3000多年的历史。人类希望制造一种像人一样的机器,以便代替人类完成各种工作。古代机器人西周时期,我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人,这是我国最早记载的机器人。机器人能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。例如繁重的科学和工程计算本来是要人脑来承担的，现在计算机制作出的机器人控制技术不但能完成这种计算，而且能够比人脑做得更快、更准确，也不会有工作上的抱怨。正因为机器人有这种优势，所以机器人技术应运而生了。并且在近些年来发展呈现出速度快，技术新的趋势。 二．机器人的发展历程 在几十年的发展历程中，机器人技术的研究和发展历程大致阅历履历了3 个阶段： 1.示教再现型（Play-Bhvack）机器人 示教再现型（Play-Bhvack）机器人-它由人独揽机械手做一遍应该完成的行为或通过控制器收回指令让机械手臂疏通，一步一步完成各个行为。能手为历程中机器人会主动将这一历程取出追念装置。当机器人事情时，能再现人教给它的行为，并能主动反复的执行。这类机器人不具有外界讯息的反应能力，很难适应变化的环境。“UNIMATE”和“VERSTRAN”这两种最早的工业机器人是示教再现型机器人的典型代表。直至目前，这类机器人还在一些工业坐蓐线上获得应用。 2.有觉得的机器人 有觉得的机器人，它们对外界环境有必定的感知能力，如有听觉、视觉、触觉等成效。机器人事情时，依据觉得器官（传感器）获得的讯息，灵活调整自身的事情形态，保证在适应环境的境况下完成事情。如：具有视觉的机器人能认字、识别二维图像或三维物体的特征等，可用于产品的外观查抄、分拣、装配等事情，有些行走机器人还能鉴别周围环境的其它障碍物，并主动避开它们；有触觉的机械手可紧张自在地抓取鸡蛋，既不会使鸡蛋掉下，也不会捏碎鸡蛋；具有嗅觉的机器人能诀别出不同饮料和酒类等。 3.智能型机器人 智能型机器人，它不光具有觉得能力，而且还具有独立果断和行动的能力，并具有追念、推理和决策的能力，因而能够完成越发庞杂的行为。如：具有行走成效的机器人，其重心电脑控制着机器人的手臂和行走装置，使机器人的手完成作业，而用脚完成搬动成效；有些机器人能够识他人的天然发言，可以“听”懂人用天然发言收回的各种命令，完成相应的行为（图3）。智能机器人的“智能”特征就在于它具有与内部世界——对象、环境和人相适应、相调解的事情机能。
摘要超分子化学是基于分子间的非共价键相互作用而形成的分子聚集体的化学，在与材料科学、生命科学、信息科学、纳米科学与技术等其它学科的交叉融合中，超分子化学已发展成了超分子科学，被认为是21世纪新概念和高技术的重要源头之一。本文介绍了近几年超分子科学研究中的热点和基本问题，愿为我国超分子科学的研究提供参考。 自然界亿万年的进化创造了生命体，而执行生命功能是生命体中的无数个超分子体系。对超分子的认识一直到20世纪中叶，特别是C. J. Pedersen、J. M. Lehn和D. G. Cram等人合成了大环分子(冠醚、穴状配体等)，这些大环化合物能基于非共价键作用选择性地结合某些离子和有机小分子，这一主客体的创新成果获得1987年诺贝尔化学奖。1978年法国科学家J. M. Lehn等超越主客体化学的研究范畴，首次提出了“超分子化学”这一概念，他指出：“基于共价键存在着分子化学领域，基于分子组装体和分子间键而存在着超分子化学”[1]。超分子化学是基于分子间的非共价键相互作用而形成的分子聚集体的化学，它主要研究分子之间的非共价键的弱相互作用，如氢键、配位键、亲水/疏水相互作用及它们之间的协同作用而生成的分子聚集体的组装、结构与功能。两个世纪以来，化学界创造了2 000万种分子，原则上都可在不同层次组装成海量的、取决于组装体结构具有特殊功能的超分子体系，由此可见，超分子化学开拓了创造新物质与新材料的崭新的无限的发展空间。事实上，自然存在着亿万个超分子体系居于生命体的核心位置，例如，在细胞内的生物化学过程都由特定超分子体系来执行，像DNA与RNA的合成、蛋白质的表达与分解、脂肪酸合成与分解、能量转换与力学运动体系等。因此超分子科学是研究生物功能、理解生命现象、探索生命起源的一个极其重要的研究领域。经过20多年的快速发展，在与材料科学、生命科学、信息科学、纳米科学与技术等其它学科的交叉融合中，超分子化学已发展成了超分子科学，被认为是21世纪新概念和高技术的重要源头之一[2，3]。 国际上超分子科学的研究开展得如火如荼，发达国家和地区，如欧盟、美国和日本等都投入了大量的人力和物力进行超分子科学方面的研究与开发。在国家自然科学基金委、科技部、教育部、中国科学院等相关部门的大力支持下，我国的科学工作者较早地开展了超分子科学研究，并做出了一大批有特色的工作。我们结合今年9月在长春举办的超分子国际香山科学会议及部分国内外同行的研究结果来介绍超分子科学研究的热点和基本问题，供国内同行参考。 1 层状超分子组装体 生物膜是细胞的关键组分，又是高效、神奇的超分子体系。它的模拟物就是层状组装体(包括单层膜、多层膜、复合膜等)。层状结构容易表征，是研究分子间作用力及组装方法最好的模型，又是走向实用化的器件原型，所以层状组装超薄膜的构筑与功能化一直是超分子科学研究的热点[2]。 1991年，G.Decher及其合作者报道了基于阴阳离子静电作用的聚电解质多层膜的制备，称为静电组装技术，拉开了层状组装薄膜研究的序幕[4]。静电组装技术被认为是一种构筑结构和功能可控的有机、无机和有机/无机复合薄膜的有效方法之一。在层状组装多层膜的构筑中，引入含有刚性介晶基团的双头离子能提高多层薄膜的稳定性和改善层间界面的有序度。基于静电组装技术，实现了包容卟啉、酞菁等有机分子，特殊的齐聚物、有机和无机微粒、生物大分子如蛋白质、酶、病毒以及树状分子等在内的物质的多功能较稳定复合薄膜的构筑。一种由金属烷氧基化合物来制备金属氧化物薄膜的组装技术，称为表面溶胶 凝胶技