專家視點:信息技術(shù)支持紡織科學(xué)研究創(chuàng)新(下)
信息科學(xué)與技術(shù)是信息采集、傳播、存儲、計算、處理、分析的得力工具,已經(jīng)在經(jīng)濟、社會包括現(xiàn)代紡織發(fā)展中顯示出巨大的影響,并開始在生物系統(tǒng)研究中顯現(xiàn)其作用與巨大潛力。認(rèn)知科學(xué)的研究集成在納米尺度下,獲得生命科學(xué)“秘密”,使人類實現(xiàn)自我了解和自我控制,把人的知識、智能以及技能提高到新的高度。這種“空間—對象—工具—目標(biāo)”的研究路線也體現(xiàn)了四種技術(shù)會聚的可行性、互補性以及實現(xiàn)巨大成就、效果和意義的本質(zhì)所在。
在許多實際研究中觀察到,在納米尺度下,這些研究領(lǐng)域邊界比宏觀尺度下更加模糊。會聚技術(shù)為未來發(fā)展提供了納米科技、生物(生命科學(xué))技術(shù)、信息技術(shù)、認(rèn)知科學(xué)、先進(jìn)材料、先進(jìn)制造技術(shù)的會聚,包括納米尺度下的會聚。
微電子MEMS與納米MEMS
MEMS是在很小規(guī)模上建立了集成有微電子組件和微機械組件的系統(tǒng)。納米MEMS是信息技術(shù)、納米科技、先進(jìn)材料技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的會聚,利用MEMS能夠感覺位置,控制每根纖維的運動與位置,獲得可控性,可用在新的紡紗技術(shù)研究中,制出質(zhì)量更好、強度更高的紗線或者非織布結(jié)構(gòu)。在編織時,采用MEMS可以監(jiān)測和控制每一根緯紗的斷裂點,再減少緯紗的斷裂,而且MEMS系統(tǒng)能輔助或者有可能修復(fù)斷裂的緯紗。還可用MEMS使織物可自清洗、自修理、自粘合。
DNA計算器與傳統(tǒng)電子計算器不同,是由生物DNA片段組成的。傳統(tǒng)的計算器是將數(shù)據(jù)、信息轉(zhuǎn)化0和1后再進(jìn)行處理,而DNA計算器則是將數(shù)據(jù)和信息轉(zhuǎn)化成堿基序列;傳統(tǒng)的計算器依靠電信號來控制,而DNA計算器則是通過控制DNA分子間的生化等反應(yīng)來完成運算。
以色列科學(xué)家用DNA制成了一種能診斷和治療癌癥的超微型生物計算器模型,這種DNA計算模型只有幾個納米大,可謂是納米科技、生物技術(shù)與信息技術(shù)的會聚。它能覺察到癌細(xì)胞中信使核糖核酸(mRNA)的異常,在發(fā)現(xiàn)異常的信使RNA后,便釋放出由DNA控制生成的抗癌藥,抑制與腫瘤相關(guān)的基因表達(dá)。
這一項目首次研究了該計算裝置輸入輸出的生物化,意味著能組成基于DNA計算器的生物分子網(wǎng)絡(luò),能夠與活的生物系統(tǒng)相融合。因而,可將DNA計算器置于細(xì)胞與組織內(nèi)。在很多情況下,這些組織呈纖維或纖維集形態(tài),在生物細(xì)胞與組織工程中應(yīng)用。這種在生物細(xì)胞與組織工程中的應(yīng)用,不僅能起到紡織品在一般組織工程研究中的作用,還能診斷、控制、治療癌癥等疑難雜癥,提高人的免疫能力,增強人體及感觀對外界的突然變化,如事故、疾病的敏感能力。這使現(xiàn)代紡織應(yīng)用完全深入到生物系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)。
現(xiàn)代紡織與近代紡織歷史上的每次大革新都是由紡織業(yè)適應(yīng)當(dāng)時社會經(jīng)濟需要,并與先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的交叉融合所推動,網(wǎng)絡(luò)化紡織使世界各層次紡織系統(tǒng)一體化,共享全球有關(guān)紡織資源,進(jìn)而促進(jìn)現(xiàn)代紡織更加廣泛深入發(fā)展,現(xiàn)代紡織科學(xué)研究機構(gòu)與企業(yè)應(yīng)重視在網(wǎng)絡(luò)化紡織中獲益。
智能信息處理、計算器仿真技術(shù)以及傳統(tǒng)信息處理、數(shù)學(xué)計算與現(xiàn)代紡織科學(xué)研究的結(jié)合,使紡織技術(shù)由主要是實驗研究發(fā)展為理論分析、實驗、計算器仿真相結(jié)合的現(xiàn)代科學(xué)研究。
現(xiàn)代紡織科學(xué)研究要重視當(dāng)代先進(jìn)科學(xué)研究發(fā)展趨勢,領(lǐng)先開展這些科學(xué)研究成果的應(yīng)用,NBIC與先進(jìn)材料、先進(jìn)制造技術(shù)的會聚有可能孕育現(xiàn)代紡織及其科學(xué)研究新的大革新。
在許多實際研究中觀察到,在納米尺度下,這些研究領(lǐng)域邊界比宏觀尺度下更加模糊。會聚技術(shù)為未來發(fā)展提供了納米科技、生物(生命科學(xué))技術(shù)、信息技術(shù)、認(rèn)知科學(xué)、先進(jìn)材料、先進(jìn)制造技術(shù)的會聚,包括納米尺度下的會聚。
微電子MEMS與納米MEMS
MEMS是在很小規(guī)模上建立了集成有微電子組件和微機械組件的系統(tǒng)。納米MEMS是信息技術(shù)、納米科技、先進(jìn)材料技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的會聚,利用MEMS能夠感覺位置,控制每根纖維的運動與位置,獲得可控性,可用在新的紡紗技術(shù)研究中,制出質(zhì)量更好、強度更高的紗線或者非織布結(jié)構(gòu)。在編織時,采用MEMS可以監(jiān)測和控制每一根緯紗的斷裂點,再減少緯紗的斷裂,而且MEMS系統(tǒng)能輔助或者有可能修復(fù)斷裂的緯紗。還可用MEMS使織物可自清洗、自修理、自粘合。
DNA計算器與傳統(tǒng)電子計算器不同,是由生物DNA片段組成的。傳統(tǒng)的計算器是將數(shù)據(jù)、信息轉(zhuǎn)化0和1后再進(jìn)行處理,而DNA計算器則是將數(shù)據(jù)和信息轉(zhuǎn)化成堿基序列;傳統(tǒng)的計算器依靠電信號來控制,而DNA計算器則是通過控制DNA分子間的生化等反應(yīng)來完成運算。
以色列科學(xué)家用DNA制成了一種能診斷和治療癌癥的超微型生物計算器模型,這種DNA計算模型只有幾個納米大,可謂是納米科技、生物技術(shù)與信息技術(shù)的會聚。它能覺察到癌細(xì)胞中信使核糖核酸(mRNA)的異常,在發(fā)現(xiàn)異常的信使RNA后,便釋放出由DNA控制生成的抗癌藥,抑制與腫瘤相關(guān)的基因表達(dá)。
這一項目首次研究了該計算裝置輸入輸出的生物化,意味著能組成基于DNA計算器的生物分子網(wǎng)絡(luò),能夠與活的生物系統(tǒng)相融合。因而,可將DNA計算器置于細(xì)胞與組織內(nèi)。在很多情況下,這些組織呈纖維或纖維集形態(tài),在生物細(xì)胞與組織工程中應(yīng)用。這種在生物細(xì)胞與組織工程中的應(yīng)用,不僅能起到紡織品在一般組織工程研究中的作用,還能診斷、控制、治療癌癥等疑難雜癥,提高人的免疫能力,增強人體及感觀對外界的突然變化,如事故、疾病的敏感能力。這使現(xiàn)代紡織應(yīng)用完全深入到生物系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)。
現(xiàn)代紡織與近代紡織歷史上的每次大革新都是由紡織業(yè)適應(yīng)當(dāng)時社會經(jīng)濟需要,并與先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的交叉融合所推動,網(wǎng)絡(luò)化紡織使世界各層次紡織系統(tǒng)一體化,共享全球有關(guān)紡織資源,進(jìn)而促進(jìn)現(xiàn)代紡織更加廣泛深入發(fā)展,現(xiàn)代紡織科學(xué)研究機構(gòu)與企業(yè)應(yīng)重視在網(wǎng)絡(luò)化紡織中獲益。
智能信息處理、計算器仿真技術(shù)以及傳統(tǒng)信息處理、數(shù)學(xué)計算與現(xiàn)代紡織科學(xué)研究的結(jié)合,使紡織技術(shù)由主要是實驗研究發(fā)展為理論分析、實驗、計算器仿真相結(jié)合的現(xiàn)代科學(xué)研究。
現(xiàn)代紡織科學(xué)研究要重視當(dāng)代先進(jìn)科學(xué)研究發(fā)展趨勢,領(lǐng)先開展這些科學(xué)研究成果的應(yīng)用,NBIC與先進(jìn)材料、先進(jìn)制造技術(shù)的會聚有可能孕育現(xiàn)代紡織及其科學(xué)研究新的大革新。
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