中國科學院：知識創新工程

央視國際 2003年06月18日 14:40

　　無公害農業

　　餐桌上天天都離不開的蔬菜，你吃起來放心嗎？它們看起來鮮嫩欲滴，卻讓人為它擔憂。自上個世紀60年代，西方國家為了解決石油農業所帶來的環境和食品問題，相繼提出了有機農業、生物農業、自然農業、生態農業等多種形式的替代農業。這些替代農業在推廣上都有一定的局限性，發展十分緩慢。無公害農業作為一條新的農業發展途徑在這種背景下應運而生。

　　20世紀90年代，中科院的專家們提出了無公害農業這個全新概念。它是指在無污染區域內或已經消除污染的區域內，充分利用自然資源，最大限度的限制外源污染物質進入農業生産系統，生産出無污染的安全、優質、營養類産品，同時生産及加工過程不對環境造成危害。農産品由普通産品發展到無公害農産品，再發展至綠色食品或有機食品，已成為現代化農業發展的必然趨勢。在中國科學院知識創新工程的支持下，我國無公害農業從無到有，逐步發展起來。

　　發展無公害農業，研製無公害的農藥、化肥是一個重要的環節。

　　目前我國農藥年使用量已達25萬噸，其中包括一些高毒性與高殘留品種。有機氯農藥雖已停用十幾年，但在許多食品中仍有較高的檢出率。甲胺磷等農藥，雖然殺蟲力強但由於毒性大，已不允許用於蔬菜、茶葉等食用作物。有些農藥長時間使用會使蟲害産生耐藥性，農民只有靠加大藥量來抑制蟲害，往往會造成農藥殘留過量。由此可見農藥使用引起的污染問題已不容忽視。

　　我國科研人員經過十多年的潛心鑽研，研製出一種以中草藥為主要原料，採用科學方法提取有效成分的生物農藥。經過反復的室內配方篩選和田間藥效試驗證明它不僅在防治作物病害方面效果顯著，而且對促進植物的生長及防治蚜蟲和菜青蟲等蟲害也有較好的作用。

　　通過平板抑制試驗可以看出，以中藥為主要成分的生物農藥對番茄早疫病、西瓜枯萎病、黃瓜枯萎病、玉米小葉斑病等多種作物病害均有較好的抑製作用，50倍的抑制生長率達95%以上。

　　在四川永豐茄苗試驗田，專家分別用生物農藥50倍、100倍、200倍和清水對照處理的茄苗，經過三次用藥後，50倍處理與清水處理的茄苗在植株生長高度、葉色及根的生長方面均有顯著差異。

　　在四川大邑花菜試驗田，專家們分別用生物農藥50倍和清水處理的花菜。清水處理組的花菜葉子和菜心已被菜青蟲啃得傷痕纍纍。而藥劑處理組的葉子和菜心長勢很好，沒有受到蟲害。

　　田間試驗證明這種生物農藥在對抗病蟲害和促進生長方面有一定的作用。

　　給人治病的中草藥現在變成了給農作物治病的安全、環保的天然農藥。經過急性毒性試驗證明：口服和接觸均無毒性發作。

　　中國的生態農業目前還處於起步階段，但有著巨大的發展潛力，在不久的未來，它將成為一個新興的食品支柱産業。

　　打開更微小的世界

　　納米其實是一種長度單位，1納米是1米的十億分之一，相當於十個氫原子一個挨一個排起來的長度。20納米才相當於1根頭髮絲的三千分之一；遺傳物質DNA的螺旋結構的半徑是1納米，而1個典型病毒的大小是100納米。

　　當物質加工到100納米以下時，往往産生既不同於微觀原子、分子，又不同於宏觀物質的超常規特性，具有這種特性的材料稱為納米材料。人們想利用的就是納米材料所具有的這種一般現有材料所不能實現的功能與用途。由於一個原子的大小約為十分之一納米，所以納米技術就是指在納米尺寸範圍內，通過直接操縱和安排原子、分子來創造新物質。用通俗的話來説就是一個原子一個原子地製造物品。

　　2000年10月由中科院物理、化學、材料科學、微電子、生命科學等領域從事納米科技研究的精英組成的中國最大的納米技術研究和發展中心——中科院納米科技中心成立。

　　看得見原子的眼睛

　　要與原子打交道可不是件容易的事。因為人類無法用自己的眼睛真正看到原子的模樣。直到1982年科學家發明了研究納米的重要工具——掃瞄隧道顯微鏡，才為我們揭開了一個可見的原子世界。

　　這是中科院自行研製的掃描隧道顯微鏡。它的探頭上有個針尖只有原子大小的探針，當探針接近所要探測的物體並進行掃描，根據量子隧道效應就能繪出物體表面原子排列的樣子。

　　這就是掃瞄隧道顯微鏡描畫出的物質表面原子的排列模樣。

　　操縱原子的手

　　納米技術是通過控制、設計單個原子或分子來創造新物質，那麼如何能抓住那些小得不能再小的原子呢？

　　這還要靠掃瞄隧道顯微鏡。它的探針就像一隻靈巧的手，能抓住原子並對原子進行搬移。人們終於可以按自己的意願搬動原子，向重新組構物質創造新物質邁出了第一步。

　　1993年中科院真空物理實驗室用原字寫出了“中國”兩個漢字，我國開始在國際納米科技領域佔有一席之地。

　　納米材料中的明星

　　這個像用鐵絲網卷成的空心圓柱就是納米碳管。它的質量是相同體積的鋼的六分之一，而強度卻是鋼的10倍，抗拉強度和韌性也是目前材料中最強的。納米碳管中空的結構可以存儲高密度的氫氣，為未來環保汽車提供源源不斷的清潔能源。它已成為納米家族中最耀眼的明星，並將是未來最佳纖維的首選材料。

　　納米材料和技術的大規模應用可望在10年內實現。現階段納米材料和納米技術正向新材料、微電子、計算機、醫學、航天航空、環境、能源、生物技術和農業等諸多領域滲透，並得到不同程度應用。在中科院創新工程的支持下，我國科學家將在“小”世界裏創造出“大”成果。

　　1993年，中科院北京真空物理實驗室成功寫出“中國”二字。

　　1998年，我國科學家用非水熱合成法製備出金剛石納米粉。

　　1999年，中科院物理所合成出世界上最細的碳納米管。

　　1999年，中科院金屬研究所合成出高質量的碳納米儲氫材料。

　　2000年，中科院金屬所首次發現納米金屬的超塑延展性。