Прогрессивные технологические процессы (стр. 35 из 37)
Тип мембраны определяет конструкцию аппарата, достижимую плотность упаковки мембран и эксплуатационные параметры. Известны аппараты с плоскопараллельным расположением мембранных элементов, с рулонными элементами, с половолоконными и капиллярными мембранными племенами.
Один из существенных недостатков мембранных способов разделения (обратного осмоса и ультрафильтрации) заключается в том, что в процессах опреснения и обессоливания образуются вода и концентрированный раствор, который содержит смесь неорганических веществ в виде ионов. Из-за невозможности дальнейшего использования такую смесь приходится сбрасывать в окружающую среду (море, реку, водоем). Недавно разработан новый процесс разделения жидкостей, основанный на возможности неэквивалентного переноса ионов растворенных в воде веществ через поры мембраны. В обычных условиях катионы и анионы растворетшых веществ проходят или задерживаются в эквивалентном соотношении. Неэквивалентность переноса ионов через полупроницаемую мембрану обеспечивается свойствами поверхностного слоя мембраны. Этот слой наносится на промышленную ультрафильтрационную мембрану и может состоять из полимерных, органических и неорганических веществ, которые после нанесения и последующей термической и химической обработки приводят к возникновению новых свойств мембраны – возможности прохождения через нее ионов в неэквивалентном соотношении. Этот способ позволяет уменьшить энергетические затраты при одновременном извлечении минерального сырья и предотвращении засоления природных источников водоснабжения. Мембранная технология является одним из приоритетных направлений начно-технического прогресса, так как она открывает путь к созданию ресурсосберегающих технологических процессов, оказывает благоприятное влияние на экологическую ситуацию. В перспективе предусматривается значительный рост объемов производства с применением обрати о осмотических и ультрафильтрационных мембран, стойких в агрессивных средах. Разрабатывается поколение новых мембран, получаемых методом синтеза на границе раздела фаз, а также модифицируемых плазменной обработкой или радиационной прививкой. Широко развернуты работы по созданию мембран с использованием целенаправленного регулирования свойств за счет изменения состава и соотношения центров активированного переноса веществ в полимерах.
7.9 Нанотехнология
Наука вплотную подошла к нанотехнологическим открытиям, которые коснутся практически всех областей деятельности человека. Понятие нанотехнологии появилось сравнительно недавно. Нанотехнология – это технологический процесс, объекты воздействия и манипуляции которой имеют геометрические размеры порядка нанометра (1 нанометр = 109 м), это уже операции с отдельными атомами и молекулами. Теоретические предпосылки были впервые высказаны в конце 1959 г. на съезде Американского физического общества в Калифорнийском технологическом университете Ричардом Фейнманом. В 1962 г. аналогичную идею изложил английский химик Арчер Мартин, который утверждал, что использование сверхминиатюрной технологии и методики позволит быстро описать и понять трехмерную структуру замороженной биологической клетки и в дальнейшем ее можно вновь оживить, пользуясь компьютерной техникой и автоматизированными механическими устройствами. Существенное изменение масштаба манипуляции влечет за собой, во-первых, принципиальные изменения многих физико-химических свойств веществ, во-вторых, требует создания многоступенчатых и иерархических систем управления принципиально нового типа, возможно, похожих на системы управления и регулирования в живых организмах. Базовая концепция, предложенная американским ученым Эриком Дрекслером в 1985 г., подразумевала сознательное манипулирование атомами и малекулами, когда каждый из них занимает в конечной структуре то место, которое ему определено человеком. Первым результатом работы нанотехнологии можно считать сложение американскими инженерами компании IBM из отдельных атомов ксенона названия своей фирмы. Этот процесс они проводили в вакууме при температуре жидкого гелия и доказали, что человек способен манипулировать отдельными атомами, для этого необходим наноробот, который выполняет роль сборщика. Нанороботы, способные манипулировать отдельными атомами и молекулами, как нельзя лучше подходят на роль клеточного доктора в организме человека, они способны выращивать искусственные ткани для замены элементов суставов, костей, сосудов и т. п. Скорее всего, первый нанотсхнологический процесс будет применен при выращивании трехмерных микросхем с многократно связанными структурами, состоящими из сотен слоев. Это переход к принципиально новой структуре вычислительной машины, к нейрокомпьютеру, в котором элементарные процессоры (нейроны) соединены друг с другом множеством связен, подобно нейронам головного мозга. Нанотех-нология -это переход в иную область управления веществом, последствия которого и будущее развитие сейчас трудно предугадать и оценить, в лабораториях удалось преодолеть рубеж ОД мкм, что дает основание говорить о теоретическом переходе от микро- к нанотехпологическим процессам.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
1 Информационная технология
Информационная технология – это система приемов, способов и методов сбора, хранения, обработки, передачи, представления и использования информации.
Термин система, – подразумевает наличие совокупности взаимосвязанных приемов, методов, способов, осуществляемых для достижения определенной цели.
Процессы получения, хранения, транспортировки, преобразования и представления информации называют информационными процессами.
Понятие информационная технология связывают с использованием электронных средств передачи и обработки информации. В этом случае правильнее было бы использовать термин новая информационная технология, оставив за понятием информационная технология более широкое значение. Однако распространение получило именно узкое понимание термина информационная технология как системы методов сбора, хранения, обработки, передачи, представления и использования информации, основанной на применении средств электроники и вычислительной техники. Именно в таком, узком, смысле термин информационная технология используется в данном учебном пособии.
Областями применения информационных технологий являются различные сферы услуг (связь, развлечения и т.д.), системы поддержки деятельности людей в разных сферах (управленческой, производственной, научной, коммерческой и др.), потребительская электроника (бытовые видео и аудиосистемы) (рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 – Области применения информационных технологий
Определим различия в таких терминах, как обработка информации и обработка данных, передача информации и передача данных.
Информация – это сведения о фактах, концепциях, объектах, событиях и идеях, которые в данном контексте имеют вполне определенное значение.
Данные – это информация, представленная в виде, пригодном для обработки автоматическими средствами при возможном участии человека.
Таким образом, понятие информация является более общим по отношению к понятию данные и, следовательно, вместо, например, термина «передача данных» всегда можно использовать термин «передача информации».
2.2. Информационные системы и их классификация
Информационная технология охватывает только приемы, методы, способы и не включает в себя средства реализации этих приемов, методов и способов
Информационная система – это совокупность технических (аппаратных) и программных средств, а также работающих с ними пользователей (персонала), обеспечивающая ввод, передачу, хранение, обработку и представление информации.
Классификацию информационных систем можно проводить по ряду признаков:
назначению, структуре аппаратных средств, режиму работы, виду деятельности и т.п.
По назначению информационные системы делят на информационно-управляющие, системы поддержки принятия решений, информационно-поисковые, информационносправочные и системы обработки данных.
Информационно-управляющие системы – это системы для сбора и обработки информации, необходимой при управлении организацией, предприятием, отраслью и т.п.
Системы поддержки принятия решений предназначены для накопления и анализа данных, необходимых для принятия решений в различных сферах деятельности людей.
Информационно-поисковые системы – это системы, основное назначение которых – поиск информации, содержащейся в различных базах данных, различных вычислительных системах, разнесенных, как правило, на значительные расстояния. Примером таких систем являются, в частности, поисковые системы (серверы) в сети INTERNET, автоматизированные системы поиска научно-технической информации (АСНТИ) и др. Информационно-поисковые системы делятся на документальные (назначение – поиск документов) и фактографические (назначение – поиск фактов).
Информационно-справочные системы – это автоматизированные системы, работающие в интеракгивном режиме и обеспечивающие пользвателей справочной информацией. К таким системам относятся системы информационного обслуживания пассажиров на железнодорожных вокзалах.