日本以生物技术产业立国
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学高身正明德睿智云南省唯一的省属重点师范大学学校:云南师范大学学院:生命科学学院专业:生物科学10级B班姓名:学号:学制: 四年浅谈现代生物技术发展历史摘要:现代生物技术是通过生物化学与分子生物学的基础研究而快速发展起来的。
医药生物技术起步最早、发展最快,目前世界已有2000多家生物技术公司,其中70%从事医药产品的开发。
生物技术工业总体日趋成熟,正在由风险产业变成以商业为动力,以市场为中心的产业。
应用生物技术已有可能产生几乎所有的多肽和蛋白质,基因工程技术的应用已使新药研究方法和制药工业的生产方式发生重大变革。
关键字:现代生物技术历史现状研究导言科学家们认为,20世纪的科学技术是以物理学和化学的成就占主导地位,而21世纪的科学技术是以生物学的成就占主导地位。
21世纪称为生命科学的世纪,生物技术称为21世纪的朝阳产业。
生命科学的新发现,生物技术的新突破,生物技术产业的新发展将极大地改变人类及其社会发展的进程。
在生物技术领域取得的突破性进展可以彻底消除营养不良,改善食品的生产方式,消除各种污染,延长人类寿命,提高生命质量等。
一些成果还可以帮助人类加速植物和动物的人工进化以及改善生态环境对人类的影响等。
一.分类生物技术的发展可分为三个阶段,即传统生物技术、近代生物技术和现代生物技术。
(一)传统生物技术阶段指19世纪末到20世纪30年代前,以发酵产品为主干的工业微生物技术体系。
这一时期的生物技术主要是通过微生物的初级发酵来生产食品,其应用仅仅局限在化学工程和微生物工程的领域,通过对粗材料进行加工、发酵和转化来生产纯化人们需要的产品,如乳酸、酒精、面包酵母、柠檬酸和蛋白酶等。
(二)近代生物技术阶段近代生物技术是以20世纪4O年代抗菌素的提取,50年代氨基酸的发酵到60年代酶制剂工程为线索,仍以微生物发酵技术为技术特征的。
这一时期抗生素工业、氨基酸发酵和酶制剂工程相继得到发展,细胞工程相关技术日臻完善,但从技术特征上看还不具备高新技术诸要素,因此只能被视为近代生物技术。
世界生物经济的发展及对我国的借鉴作者:程艳敏刘岩来源:《科学与管理》2007年第01期21世纪被称为生命科学和生物技术的时代,生物技术在医疗卫生、农业、环保、轻化工、食品保健等重要领域对改善人类健康状况及生存环境、提高农牧业以及工业的产量与质量都正在发挥着越来越重要的作用。
而生物技术的产业化进程,正以其独特的概念和模式在影响和改变着新经济的面貌,从而出现了“生物经济”的概念。
据统计,全球生物药品市场规模1997年为150亿美元,2003年达到600亿美元,占整个医药行业销售额的比例从1995年的不足4%提高到2005年的10%。
农业生物技术产业已经成为各国政府未来农业发展的战略重点,应用基因工程、细胞工程等高新技术培育的农林牧渔新品种、兽用疫苗、新型作物生长调节剂及病虫害防治产品、高效生物饲料及添加剂等已推广运用,产生了巨大的经济效益。
1996年,全球转基因作物才170万公顷,以后逐年直线上升,到2006年已经达到9000万公顷,10年间全球转基因作物种植面积增加近50多倍。
食品生物技术产业产值约占生物产业总产值的15%-20%,目前国际市场上以生物工程为基础的食品工业产值已达2500亿美元左右,其中转基因食品市场的销售额2010年将达到250亿美元。
此外,保健食品行业是全球性的朝阳产业,市场增长迅速。
总之,生物技术已经成为一个新的经济增长点,其增长速度大致是25%~30%,使整个经济增长平均数8-10倍左右。
1.世界生物经济的发展现状1.1生物经济发展战略领先生物经济已经成为国际科技竞争和经济竞争的重点。
世界各国纷纷制定各种发展战略,抢占“生物经济”的制高点。
美国是生物技术的科学前沿,生物技术的研发和产业发展处于世界领先地位,并在不断地加大推进力度。
2002年,美国决定把每年的4月21日至28日定为“生物科技周”,并确定主攻“人类基因组计划”、“国家植物基因组计划”、“微生物基因组计划”几个方向。
一、节能环保产业日本节能环保技术处于世界领先地位,特别是太阳能发电、隔热材料、废水处理、塑料循环利用技术、混合动力车、家电节能技术、废弃物提炼生物燃料、高效率煤炭火力发电技术等和利用钢铁厂和发电站的高温气体运转燃气轮机进而利用废热运转正气轮的两阶段发电技术,将热能发电的效率提高到50%达到了世界最高水平。
2012年韩国也跻身世界"绿色汽车四大强国"行列。
在电力、内燃两用汽车、并联电力内燃两用汽车、清洁柴油汽车及燃料电池汽车等高燃效、低排放的环境友好型汽车开发及批量生产。
在重点培育的LED、太阳能电池和混合能源汽车等绿色技术产品,五年内也将在世界市场占有率达到8%;并且同时发展尖端技术融合交叉型产业,培育医疗、教育等高附加值服务业,改变能源依赖型产业结构;山东不断完善废旧家电和报废汽车拆解处理工艺,扩大拆解处理规模,延伸加工产业链;在青岛设立节能环保产业基地,利用青岛港口优势,开发国外市场优质再生资源,建立统一协调、统一管理的国际再生资源监管区,实施废汽车、废家电、废五金电子产品等进口交易与安全拆解。
同时,还将与韩、日、德等国外企业合作建设污染土壤修复等循环经济项目。
二、新一代信息技术产业日本因其高质量的网络建设、先进的信息技术应用和前瞻性的信息产业战略规划,成为全球ICT领域的领先国家,x-Japan模式一直成为世界各国研究的热点。
通过实施4大举措,使日本在5年内成为世界上最先进的信息化国家:其一,建立超高速互联网,提供最先进的数据业务和互联网接入;其二,制定电子商务发展政策;其三,实现电子政务;其四,为新时代培育高素质IT人才。
韩国是世界信息技术强国,在网络建设、集成电路、通信及网络设备、汽车电子、新型显示为主的产业结构,集成电路、通信设备等领域产业技术水平处于国际先进水平,尤其是居世界首位存储芯片更是其创汇出口的重要部分。
而物联网与互联网全面无缝的整合,能为各行各业带来变革性的重要影响,能够成为业务优化和创新的平台,能够驱动新一轮全球信息产业的繁荣,促进包括新能源在内的一大批新产业的发展和成熟。
1、美国美国在科学和技术研究,以及技术产品创新方面都是最具影响力的国家之一。
人类工业史上许多最重要的发明,包括轧棉机、通用零件、生产线等都是源自美国,其中工业的生产线尤其重要,它使得工业的大量生产从梦想变为真实。
其他重要的发明包括飞机、电灯泡与电话。
美国最早研制出原子弹,将人类科技带入原子时代的新纪元。
在科学研究方面,美国学者赢得了大量的诺贝尔奖,尤其是在生物和医学领域。
美国国家健康研究中心是美国生物医学的聚焦点,并已完成人类基因组计划,使人类对肿瘤、阿兹海默症等疾病的治愈研究进入重要阶段。
2、日本日本的科学研发能力位居世界前列,应用科学、机械、及医学等领域尤为突出,日本政府把电子技术、生物技术和新材料技术列为国家的3大支柱产业技术,并把3大支柱产业的关键技术细分为16项。
日本拥有很多大集团和大公司,如东芝,三菱等等,这些公司都拥有很强悍的科研实力。
3、英国英国是世界高科技、高附加值产业的重要研发基地之一,科研涉及很多科学领域。
英国以世界1%的人口,从事世界5%的科研工作,所发表学术论文占9%,引用量达12%,仅次于美国。
获国际大奖人数约占世界的10%,有78位诺贝尔科学奖得主,居世界第二。
在生物技术、航空和国防方面较强。
4、德国德国在科学方面的成就相当显著,而投入研究开发为整体经济的一部份。
有103位德国人获颁诺贝尔奖,在20世纪,德国的诺贝尔奖得主较其他国家为多,尤其是在物理、化学、生理学或医学等科学领域。
阿尔伯特·爱因斯坦及马克斯·普朗克为近代物理学的重要奠基者。
德国在环境科技开发及运用上较为成熟,企业投入于环境科技领域达2,000亿欧元以上,德国环境科技重点包括发电、永续能源交通工具、原料效率、能源效率、废弃物管理、资源回收及永续水管理。
5、以色列以色列对于科学和科技的发展贡献相当重大,以色列的科学家在遗传学、计算机科学、光学、工程学、以及其他技术产业上的贡献都相当杰出。
世界各国生物经济发展政策及启发生物经济是以生命科学与生物技术讨论开发与应用为根底的、建立在生物技术产品和产业之上的经济形态,是在农业经济、工业经济、信息经济充分进展根底上产生的一种新的经济形态。
生物经济的概念最早是在2023年5月由美国治理询问专家斯坦戴维斯和克里斯托弗迈耶[1]提出,但其作为一种新的经济形态消失则要更早一些,它是伴随着现代生物技术而产生和进展起来的。
现代生物技术从诞生开头就显现出其巨大的应用价值和商业前景,并被快速、广泛地运用于农业、医药、能源和环境爱护等领域,这直接促成了生物经济产业的进展。
近年来,随着以基因组讨论为代表的生物科技新理论和新技术的飞速进展,以及这些技术运用深度和范围的扩大,将来生物经济将表现出以下几个进展趋势:1.1 生物技术相关产业飞速进展,生物经济时代马上到来生物经济时代降临的明显特征是与生物技术产业及其相关产业的飞速进展。
近10年来,全球生物产业的销售额约每5年翻一番,很多国家生物产业销售额年增长率高达25%~30%,约是全球经济增长率的10倍。
2023年,全球公开上市的生物技术公司的营业收入到达631亿美元,生物技术产业已经成为新的经济增长点[2]。
目前,全球生物药品销售额到达600多亿美元,在整个医药工业的比重从1995年的不及4%快速上升到11%;全球转基因农作物种植面积到达9 000万公顷,10年间增长了50倍。
全球范围内正在研制的2 000多种生物药物中,有80%已进入临床试验,6 000多例转基因动植物经批准正在试验。
因此,美国《时代》周刊于2023年5月22日撰文指出,我们现在正处在信息经济时代的中期,从开头到完成它大约将持续75~80年的时间,到2023年月完毕。
接着,人们将迎来下一个经济时代:生物经济时代,生物经济将产生10倍于信息经济的规模[1]。
1.2 生物技术运用的深度和广度不断扩大,生物经济的范围和影响日益增大随着生物技术在越来越多的行业中发挥着越来越主要的作用,生物经济的范围和影响日益增大。
1、美国美国在科学和技术研究,以及技术产品创新方面都是最具影响力的国家之一。
人类工业史上许多最重要的发明,包括轧棉机、通用零件、生产线等都是源自美国,其中工业的生产线尤其重要,它使得工业的大量生产从梦想变为真实。
其他重要的发明包括飞机、电灯泡与电话。
美国最早研制出原子弹,将人类科技带入原子时代的新纪元。
在科学研究方面,美国学者赢得了大量的诺贝尔奖,尤其是在生物和医学领域。
美国国家健康研究中心是美国生物医学的聚焦点,并已完成人类基因组计划,使人类对肿瘤、阿兹海默症等疾病的治愈研究进入重要阶段。
2、日本日本的科学研发能力位居世界前列,应用科学、机械、及医学等领域尤为突出,日本政府把电子技术、生物技术和新材料技术列为国家的3大支柱产业技术,并把3大支柱产业的关键技术细分为16项。
日本拥有很多大集团和大公司,如东芝,三菱等等,这些公司都拥有很强悍的科研实力。
3、英国英国是世界高科技、高附加值产业的重要研发基地之一,科研涉及很多科学领域。
英国以世界1%的人口,从事世界5%的科研工作,所发表学术论文占9%,引用量达12%,仅次于美国。
获国际大奖人数约占世界的10%,有78位诺贝尔科学奖得主,居世界第二。
在生物技术、航空和国防方面较强。
4、德国德国在科学方面的成就相当显著,而投入研究开发为整体经济的一部份。
有103位德国人获颁诺贝尔奖,在20世纪,德国的诺贝尔奖得主较其他国家为多,尤其是在物理、化学、生理学或医学等科学领域。
阿尔伯特·爱因斯坦及马克斯·普朗克为近代物理学的重要奠基者。
德国在环境科技开发及运用上较为成熟,企业投入于环境科技领域达2,000亿欧元以上,德国环境科技重点包括发电、永续能源交通工具、原料效率、能源效率、废弃物管理、资源回收及永续水管理。
5、以色列以色列对于科学和科技的发展贡献相当重大,以色列的科学家在遗传学、计算机科学、光学、工程学、以及其他技术产业上的贡献都相当杰出。
战略性新兴产业:广东经济发展战略转型的关键(二)战略性新兴产业:国际趋势与广东的机遇挑战主要内容:⊙战略性新兴产业:为何重要⊙战略性新兴产业:全球竞争⊙战略性新兴产业:发展路径⊙战略性新兴产业:创新实践■2020:下一个十年的全球经济⊙低碳经济:新能源、新的生产和消费模式⊙中国可能成为世界最大的经济体(高盛:2027年中国将成为世界最大的经济体超过美国)⊙全球力量的重新洗牌:G20、金砖四国、全球货币体系■2020:中国经济的发展⊙低碳经济——绿色新政◇全球经济的未来趋势⊙知识经济◇中国经济转型的未来趋势⊙大规划经济(高铁、基础设施、政府规划推动)——中国经济的特色趋势◇广东:《2020珠三角发展规划纲要》《粤港合作框架协议》(CEPA II——2010.4.7)◇上海:世博会■中国经济面对的问题⊙国际压力:贸易壁垒、人民币升值、大国责任⊙环境和能源困境◇中国是世界能源消耗第二大国,能耗效率比世界平均水平低10个百分点,单位国内生产总值能耗超过世界平均水平的三倍,二氧化碳排放为世界第一位。
⊙产业和管理困境◇如果没有产业掌控力和全球领袖企业,中国经济将难以成为经济强国!◇但中国成为大国强国的产业支撑何在?◇产业结构:服务滞后,二元化,地区差异◇产业链:加工贸易主导,高端受控◇全球控制力(竞争力):劳动力优势,国际控制力弱小◇产业组织:弱小散,进入壁垒低,价格竞争为主■中国制造依然处于全球价值链低端⊙一般技术产品服务◇处于购买者驱动型全球价值链,如服装、制鞋、玩具等。
◇中国主要投入劳动力加工组装,技术、设计、品牌、营销等被跨国公司控制。
◇技术含量低。
1992年以来,出口产品的国内技术含量趋于下降。
⊙生产性服务业与制造业没有形成协调发展机制⊙高技术产品服务◇高技术产业的劳动密集化(加工贸易型高技术)◇外资主导高技术出口产品服务一、战略性新兴产业:为何重要■含义:对未来经济发展产生重要影响的产业⊙可能成为未来经济的增长点——产业未来◆未来是多久?◇对中长期有重大影响◇经济周期:8年中周期——60年长周期⊙决定着全球未来市场竞争的制高点——竞争焦点全球关注的重点领域节能减排技术及其产业化(包括新能源);重大技术装备(如高铁);新一代电子信息技术产业;生物工程;生命与健康技术与产业;信息网络与物联网的结合产业等。
第12期国外塑料用粉末涂料应用现状2010年第30卷
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国外塑料用粉末涂料应用现状
粉末涂料是一种以固态粉末状态存在,并以粉末状态进行涂装,然后加热溶融流平或固化成膜的涂料。
粉末涂料的VOC 含量低,清除容易,过喷的涂料可回收再利用;施工后涂膜基本上不产生针孔,通常比液体涂料容易施工,形成的涂膜耐久性好。
粉末涂料是20世纪60年代开始发展起来的一项涂料新品种、新技术,具有节省能源和资源、减少环境污染、工艺简便、易实现自动化、涂层坚固耐用、无公害、劳动生产效率高、粉末可回收再用等特点。
一般的热固型粉末涂料,所用热固型树脂的固化温度较高(180~220 ),固化时间长(10~30m in),这限制其只能用于金属等耐热基材,并且相对能耗大、费时。
而光固化是采用紫外光辐射固化,可以使回执和固化温度低至100~120 ,大大低于传统的热固化粉末涂料和使用温度,这样可以避免对基材的过分加热,从而可以在木材、塑料等场合应用。
德国赫斯特公司的D Fink 等研制了一种可用于密度纤维板(MDF)和热塑性塑料等热敏基材的光固化粉末涂料体系。
这一体系由固态不饱和聚酯树脂作为主体树脂,以固态聚氨脂丙烯酸酯作固化交联剂,光固化机理为自由基聚合。
研究发现,涂料的性能受到配方的组成、粉末的粒径、红外光
源的强度、光源与基材之间的距离、照射时间、紫外光源的强度和照射时间等因素的影响。
美国Ferro 公司开发的VAM P 超临界流体制造新工艺适用于加工汽车粉末涂料,它具有以下优点:!全封闭的VAM P 体系避免了周围环境中粉尘和纤维的污染而影响粉末涂料的洁净度;∀粒子的开关可以控制;#制得的粉末涂料具有优良的摩擦带电性能,使粉末在喷涂过程中能够渗透到难以到达的部位,涂膜厚度均匀;∃能获得较薄的涂膜;%加工温度低,可防止甲基丙烯酸缩水甘油酯(GM A)型丙稀酸树脂的氧化,进而防止涂膜黄变;&该新工艺可以合预反应减到最小,有利于粉末的流动和流平,重现性好;∋有利于低温固化粉末涂料的加工;(采用结晶聚合物配制粉末涂料,提高贮存稳定性,降低熔融黏度,对透明涂层的流动性和流平性影响很大。
近几年国外为将粉末涂料用于汽车涂装做了大量的研究工作,在树脂的合成、粉末的制造和涂装技术上均有了很大的进步。
树脂的合成方面正在研究户外抗老化和抗褪色的新型环氧树脂,以及改进丙烯酸和聚酯树脂复合涂层的表面光滑度。
随着环保要求越来越严和粉末涂料技术的不断提高,粉末涂料的应用将越来越广泛。
日本以生物技术产业立国
日本政府自从8年前提出)生物技术产业立国∗口号以来,一直把生物产业作为国家核心产业加以发展,出台了多个重要政策,加速了生物技术的利用和生物产业的发展。
目前日本的生物技术及产业发展居于全球前列,在发酵工程、生物医药(尤其是基因工程和单克隆抗体制备)、生物环保、生物能源等多个生物技术产业领域均具有独特优势。
其中,药物发现、生物服务、生物仪器和功能食品等行业极具市场前景。
预计2010年日本生物技术市场总值将达到25万亿日元,生物技术产品
和服务收入将达2400亿美元。
日本的发酵工程技术及产业一直占世界主导地位,抗生素、氨基酸和酶的研究、开发及生产能力居世界首位。
日本A jinom oto 公司是世界上最大的氨基酸生产企业,包括日本在内分别在16个国家和地区建有102个工厂,在23个国家和地区投资经营。
20世纪40年代中期,日本谷氨酸盐发酵成功,大大推动了发酵工程的进展。
日本早在1969年就开始应用固定化酶生产高果糖浆,以后又用固定化酶和固定化细胞生产天门冬氨酸和色氨酸等。
国外观察
中国石油和化工标准与质量第12期
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上世纪70年代末,在全世界生产的26种酶中,日本生产的就占81%。
日本在生物能源方面的研究已经进行了20多年,主要集中在能源生物的生产和转化上,例如:生物体产生甲醇的汽化系统的研究;通过细菌的共培养和专用型分解酶,使纤维素和半纤维素生物材料转化为乙醇的研究;分离和浓缩生物乙醇的生物膜技术的研究;牲畜粪便半固体甲烷发酵系统的研究。
目前,日本已在一定范围内培育和改善了能源作物,建立了新的能源植物栽培体系,并且在生物技术转化方面取得了重要成就,主要体现在以下几个方面:一是将稻壳进行热转化,产生氢气和一氧化碳;二是将生物体通过蒸汽汽化作用产生甲醇;三是以猪粪便、厨房废料和城市可燃烧废料为材料,采用半固体甲烷发酵法生产甲烷;四是完成了原料淀粉酶的筛选;五是纤维素、半纤维素材料直接转化为乙醇;六是乙醇分离和浓缩的膜技术和用于乙醇生产的膜生物反应器的研制。
面对能源紧缺和全球变暖的世界性挑战,日本
开始重视节能减排相关的生物技术研发。
日本政府承诺到2020年二氧化碳的排放量比1990年减少25%,为了实现这一目标,日本政府调整了研究开发的投入重点,大幅增加与节能减排相关的生物技术研发投入,重点增加生物能源、生物材料和食品发酵技术的政府资助。
自2008年开始,日本经产省设立了)用生物技术固定二氧化碳∗、)纤维素生物技术资源作为原料制造化学品及燃料∗等专项。
日本农林水产省、环境省也加大对生物燃料、可再生资源利用技术的研究投入。
在生物医药领域,日本起步晚于欧美国家,但日本政府采取一系列战略措施大力支持生物医药产业的发展,成果显著。
2003年,日本的生物药市场规模为3795亿日元,2004年为4182亿日元,2005年达到4594亿日元,呈逐步增长趋势。
目前,生物药在日本所有被批准入市的药物中占5%~10%。
未来的生物药发展过程中,日本不仅注重与药物同时使用的活性蛋白的开发,而且注重给药系统和成药技术的研发。
美国迈向绿色车辆时代新燃油效率标准出台
今年春天,奥巴马政府朝着在全国范围内普及绿色车辆的目标迈出了第一步。
政府正式宣布,2016年车型的平均燃油经济性标准必须达到每加仑35.5英里。
这是自1990年以来美国首次提出燃油经济性标准,并且可能是奥巴马政府为应对全球变暖所采取的唯一最大动作。
不过,要想看到真正的绿色汽车在美国的大街小巷上驰骋,仍然有许多工作要做。
据报道,一个环保组织联盟目前正敦促总统奥巴马下令,要求到2025年,汽车燃油效率必须达到平均每加仑60英里。
尽管这一建议很可能会让汽车制造商望而却步,但西拉俱乐部等环保团体表示,这是一个现实而且必要的目标。
该俱乐部认为,要实现这一目标,届时全美国的车辆中应有15%为电动汽车,55%为混合动力车,剩余的传统燃气汽车则应在设计上尽可能地提高燃油效率,而悍马只能被彻底抛弃。
各大汽车公司当然很可能会表示反对,声称如此严格的燃油经济性标准很难或者不可能达到。
然而,这些有漏洞的辩解同样也是汽车工业为反对提高燃油经济性而使用了多年的借口,直至事实明显表明,汽车工业拒绝发展实际上推动了美国汽车制造商走向破产。
今年对2015年的严格标准加以强化的优势在于,汽车制造商可以由此获得15年的准备时间,从而使他们制造的车辆效率更高。
而到了2025年左右,燃料短缺和气候变化很可能会使消费者乐于有更多的绿色环保车辆可供选择。
事实上,公众支持每加仑60英里燃油标准的意愿已经表现得非常强烈。
有74%的受访美国居民说,他们对2025年实施这一标准表示支持。
几年前燃油价格的飞涨已经给了美国人民一个教训。
消费者现在明白,随着时间的推移,一辆价格稍贵但更环保的车辆最终会)值回票价∗。