第一篇:生物医学工程前沿结题报告1
石墨烯的功能化及其在生物医学中的应用
摘要: 石墨烯是2004年才被发现的一种新型二维平面纳米材料, 其特殊的单原子层结构决定了它具有丰富而新奇的物理性质。过去几年中, 石墨烯已经成为了备受瞩目的国际前沿和热点。在石墨烯的研究和应用中, 为了充分发挥其优良性质, 并改善其成型加工性(如分散性和溶解性等), 必须对石墨烯进行功能化, 研究人员也在这方面开展了积极而有效的工作。但是, 关于石墨烯的功能化方面的研究还处在探索阶段, 对各种功能化的方法和效果还缺乏系统的认识。如何根据实际需求对石墨烯进行预期和可控的功能化是我们所面临的机遇和挑战。本文重点阐述了石墨烯的共价和非共价功能化领域的最新进展, 并对功能化石墨烯的应用作了介绍, 最后对相关领域的发展趋势作了展望。
关键字: 石墨烯 功能化 生物医学应用
1.生物医学工程概述
生物医学工程(BiomedicalEngineering,简称BME)是一门由理、工、医相结合的边缘学科,是多种工程学科向 生物医学渗透的产物。它是运用现代自然科学和工程技术的原理和方法,从工程学的角度,在多层次上研究人体的结构、功能及其相互关系,揭示其生命现象,为防病、治病提供新的技术手段的一门综合性、高技术的学科。有识之士认为,在新世纪随着自然科学的不断发展,生物医学工程的发展前景不可估量。生物医学工程学科是一门高度综合的交叉学科,这是它最大的特点。
生物医学工程(Biomedical-Engineering)是一门新兴的边缘学科,它综合工程学、生物学和医学的理论和方法,在各层次上研究人体系统的状态变化,并运用工程技术手段去控制这类变化,其目的是解决医学中的有关问题,保障人类健康,为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。它有一个分支是生物信息、化学生物学等方面,主要攻读生物、计算机信息技术和仪器分析化学等,微流控芯片技术的发展,为医疗诊断和药物筛选,以及个性化、转化医学提供了生物医学工程新的技术前景,化学生物学、计算生物学和微流控技术生物芯片是系统生物技术,从而与系统生物工程将走向统一的未来。
2.石墨烯
石墨烯(Graphene)是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料,它几乎是完全透明的只吸收2.3%的光;导热系数高达5300 W/m·K,高于碳纳米管和金刚石;又比纳米碳管或硅晶体高,而电阻率只约10-6 Ω·cm,比铜或银更低,为目前世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低,电子迁移的速度极快,因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体,也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。另外石墨烯材料还是一种优良的改性剂,在新能源领域如超级电容器、锂离子电池方面,由于其高传导性、高比表面积,可适用于作为电极材料助剂,有助于化学传感器性能的进一步提升。
2.1 石墨烯的结构
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的单层片状结构的新型二维材料。石墨烯曾一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在,直至2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯,而证实它可以单独
存在,两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由,共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯是构成下列碳同素异形体的基本单元:石墨,木炭,碳纳米管和富勒烯。完美的石墨烯是二维的,它只包括六边形(等角六边形);如果有五边形和七边形存在,则会构成石墨烯的缺陷。12个五角形石墨烯会共同形成富勒烯。
2.2 石墨烯的特性
2.2.1 导电性
石墨烯能够在常温下观察到量子霍尔效应且具有优秀的导电性。石墨烯结构非常稳定,迄今为止,研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧,当施加外部机械力时,碳原子面就弯曲变形,从而使碳原子不必重新排列来适应外力,也就保持了结构稳定。这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。石墨烯中的电子在轨道中移动时,不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强,在常温下,即使周围碳原子发生挤撞,石墨烯中电子受到的干扰也非常小。石墨烯其中电子的运动速度达到了光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。这使得石墨烯中的电子,或更准确地,应称为“载荷子”(electric charge carrier)的性质和相对论性的中微子非常相似。
2.2.2 导热性
石墨烯有相当的不透明度:可以吸收大约2.3%的可见光。而这也是石墨烯中载荷子相对论性的体现。加州大学河滨分校(UCRiverside)的Alexlander Balandin教授及其研究小组成员应用拉曼光谱偏移测量手段,测得悬空的单层石墨烯在室温下可拥有 4840 W/mK 的高热导率。石墨烯的高热导率特性也进一步支持石墨烯作为新电子器件材料的应用前景。
2.2.3 机械特性
石墨烯是人类已知强度最高的物质,比钻石还坚硬,强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。哥伦比亚大学的物理学家对石墨烯的机械特性进行了全面的研究。在试验过程中,他们选取了一些直径在10—20微米的石墨烯微粒作为研究对象。研究人员先是将这些石墨烯样品放在了一个表面被钻有小孔的晶体薄板上,这些孔的直径在1—1.5微米之间。之后,他们用金刚石制成的探针对这些放置在小孔上的石墨烯施加压力,以测试它们的承受能力。
研究人员发现,在石墨烯样品微粒开始碎裂前,它们每100纳米距离上可承受的最大压力居然达到了大约2.9微牛。据科学家们测算,这一结果相当于要施加55牛顿的压力才能使1微米长的石墨烯断裂。如果物理学家们能制取出厚度相当于普通食
品塑料包装袋的(厚度约100纳米)石墨烯,那么需要施加差不多两万牛的压力才能将其扯断。换句话说,如果用石墨烯制成包装袋,那么它将能承受大约两吨重的物品。化学性质
2.2.4 记忆效应
质谱测定中的记忆效应表现为一次涂样测定的结果受到残存在离子源内测定过的同种样品的影响,当前后样品的待测同位素丰度相差越大时,记忆效应带来的影响也越大。在热电离质谱测定中,记忆效应主要由石墨烯表面吸附和样品沉积两种因素引起。有些活性强的化合物的蒸气与离子源内表面接触时会被吸附,吸附量的多少除了与化合物的性质有关外,还与离子源内表面的材料及光洁度有关。
当长期工作以后,样品蒸气在离子源内表面的沉积会越来越多,特别是在源的出口缝及离子光学透镜的狭缝处,如果在高温下工作,沉积在离子源内表面的样品会受热再次蒸发而被电离,影响测定结果的准确性。另外一种情况,虽然测定的元素与离子源已沉积的元素不一样,但它们是同质异位素,这样离子源内表面的沉积也会对测定结果带来影响。记忆效应的强弱与所采用的样品化合物的形式有关,如进行锂同位素测定时,采用不同锂化合物凃样,定量测定的记忆的锂量相差很大,其中以LiF的记忆效应最强。
3.石墨烯的功能化
石墨烯制备技术的不断完善, 为基于石墨烯的基础研究和应用开发提供了原料保障。但是, 在石墨烯通往应用的道路上, 还面临着另一个重要的问题, 就是如何实现其可控功能化。结构完整的石墨烯是由不含任何不稳定键的苯六元环组合而成的二维晶体, 化学稳定性高, 其表面呈惰性状态, 与其他介质的相互作用较弱, 并且石墨烯片与片之间有较强的范德华力, 容易产生聚集, 使其难溶于水及常用的有机溶剂, 这给石墨烯的进一步研究和应用造成了极大的困难。为了充分发挥其优良性质, 并改善其成型加工性,必须对石墨烯进行有效的功能化。通过引入特定的官能团, 还可以赋予石墨烯新的性质,进一步拓展其应用领域。功能化是实现石墨烯分散、溶解和成型加工的最重要手段。石墨烯二维晶体的发现为凝聚态物理研究开启了激动人心的一页,而石墨烯的功能化及其应用将为化学和材料领域提供新的机遇。
3.1 石墨烯的共价功能化
石墨烯的共价键功能化石墨烯的共价键功能化是目前研究最为广泛的功能化方法。尽管石墨烯的主体部分由稳定的六元环构成, 但其边沿及缺陷部位具有较高的反
应活性, 可以通过化学氧化的方法制备石墨烯氧化物(Graphene oxide).由于石墨烯氧化物中含有大量的羧基、羟基和环氧键等活性基团, 可以利用多种化学反应对石墨烯进行共价键功能化。
3.1.1 石墨烯的有机小分子功能化
2006年, Stankovich等利用有机小分子实现了石墨烯的共价键功能化【1】, 他们首先制备了氧化石墨, 然后利用异氰酸酯与氧化石墨上的羧基和羟基反应, 制备了一系列异氰酸酯功能化的石墨烯。该功能化石墨烯可以在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等多种极性非质子溶剂中实现均匀分散, 并能够长时间保持稳定。该方法过程简单, 条件温和(室温), 功能化程度高, 为石墨烯的进一步加工和应用提供了新的思路。与此同时, Haddon等采用与碳纳米管功能化相类似的方法, 利用十八胺(ODA)上的氨基与石墨烯氧化物中的羧基反应, 制得长链烷基化学改性的石墨烯【2】。该功能化石墨烯的厚度仅为0.3~0.5 nm, 可以溶解于四氢呋喃(THF)和四氯化碳等常用有机溶剂中石墨烯氧化物及其功能化衍生物具有较好的溶解性, 但由于含氧官能团的引入, 破坏了石墨烯的大π共轭结构, 使其导电性及其他性能显著降低。为了在功能化的同时尽量保持石墨烯的本征性质, Samulski 等发展了一种新的功能化方法。他们以石墨烯氧化物为原料, 首先采用硼氢化钠还原,然后磺化, 最后再用肼还原的方法, 得到了磺酸基功能化的石墨烯【3】。该方法通过还原除去了石墨烯氧化物中的多数含氧官能团, 很大程度上恢复了石墨烯的共轭结构, 其导电性显著提高(1250 S/m), 并且由于在石墨烯表面引入磺酸基, 使其可溶于水, 便于进一步的研究及应用。
3.1.2石墨烯的聚合物功能化
采用不同的有机小分子对石墨烯进行功能化,可以获得具有水溶性或有机可溶的石墨烯。在此基础上,Ye等采用共聚的方法制备了两亲性聚合物功能化的石墨烯【4】。他们首先采用化学氧化和超声剥离的手段,制备了石墨烯氧化物,然后用硼氢化钠还原,获得了结构相对完整的石墨烯,接下来,在自由基引发剂过氧化二苯甲酰(BPO)作用下,采用苯乙烯和丙烯酰胺与石墨烯进行化学共聚,获得了聚苯乙烯-聚丙烯酰胺(PS-PAM)嵌段共聚物改性的石墨烯。由于聚苯乙烯和聚丙烯酰胺分别在非极性溶剂和极性溶剂中具有较好的溶解性,使得该石墨烯既能溶解于水,也能溶解于二甲苯。该方法进一步改善了石墨烯的溶解性,并且,PS-PAM功能化的石墨烯作为添加物可以在多种聚合物中均匀分散,使其在聚合物复合材料等领域有很好的应用前景。
3.1.3基于共价键功能化的石墨烯杂化材料
石墨烯的共价键功能化不仅能够提高石墨烯的溶解性, 还可以通过化学交联引入新的官能团, 获得具有特殊功能的新型杂化材料。Chen等研究了强吸光基团卟啉对石墨烯的共价键功能化【5】。卟啉是广泛应用的电子给体材料, 而石墨烯是优良的电子受体, 通过带氨基的四苯基卟啉(TPP)与石墨烯氧化物缩合, 首次获得了具有分子内给体-受体(Donor-Acceptor)结构的卟啉-石墨烯杂化材料。检测结果表明, 石墨烯与卟啉之间发生了明显的电子及能量转移, 该杂化材料具有优秀的非线性光学性质。他们还研究了C60共价键功能化的石墨烯杂化材料, 同样使其非线性光学性质大幅度提高。Chen等制备了四氧化三铁(Fe3O4)共价键功能化的石墨烯杂化材料【6】。首先用石墨烯氧化物与稀的氢氧化钠溶液反应, 将石墨烯上的羧基变成羧酸钠;然后与六水合氯化铁和四水合氯化亚铁进行离子交换反应, 获得石墨烯羧酸铁盐;最后在碱性条件下水解, 制备了四氧化三铁-石墨烯的杂化材料。通过深入分析, 证明了四氧化三铁颗粒通过与羧基的共价作用连接到了石墨烯表面, 由于羧基的定位作用, 削弱了四氧化三铁颗粒的团聚, 其尺寸主要分布在2~4 nm之间。该杂化材料具有较好的溶解性, 为其进一步的研究和应用提供了有利条件。
3.2 石墨烯的非共价键功能化
除了共价键功能化外,还可以用π-π相互作用、离子键以及氢键等非共价键作用,使修饰分子对石墨烯进行表面功能化,形成稳定的分散体系。
3.2.1 石墨烯的π键功能化
在采用化学氧化方法制备石墨烯的过程中通常是先制备石墨烯氧化物,然后通过化学还原或高温焙烧来获得石墨烯材料。石墨烯氧化物在水中具有较好的溶解性,但其还原产物容易发生聚集,并且很难再次分散。例如,用肼或水合肼作为还原剂,可 以在很大程度上除去石墨烯氧化物中的含氧官能团,恢复其石墨结构和导电性。但是 用肼还原以后的石墨烯不溶于水,即使是在十二烷基磺酸钠(SDS)和TRITON(X-100)等小分子表面活性剂存在下,还原产物仍然会发生聚集。Ruoff等利用高分子聚苯乙烯磺酸钠(PSS)修饰石墨烯氧化物,然后对其进行化学还原,由于PSS与石墨烯之间有较强的非共价键作用,阻止了石墨烯片的聚集,使该复合物在水中具有较好的溶解性(1 mg/mL)【7】。聚苯乙炔类高分子PmPV 具有大π共轭结构,Dai等利用PmPV与石墨烯之间的π-π相互作用,制备了PmPV非共价键功能化的石墨烯带【8】。他们将膨胀石墨分散到PmPV的二氯乙烷溶液中,然后在超声波作用下获得了PmPV修饰的石墨烯纳米带,在有机溶剂中具有良好的分散性。芘及其衍生物是一类常用的含有共
轭结构的有机分子,Shi等研究了芘丁酸对石墨烯的非共价键功能化。利用石墨烯与芘之间的π-π相互作用,使其在水中形成稳定的分散,并通过抽滤得到柔性石墨烯膜【9】。他们还利用聚(3,4-二乙氧基噻吩)(PEDOT)非共价修饰石墨烯,通过溶液旋涂制备了具有电催化性能的电极,并研究了其在染料敏化的太阳能电池中的应用【10】。
3.2.2 石墨烯的离子键功能化
离子相互作用是另一类常用的非共价键功能化方法。Penicaud等通过离子键功能化制备了可溶于有机溶剂的石墨烯【11】。他们采用成熟的方法制备了碱金属(钾盐)石墨层间化合物,然后在溶剂中剥离获得了可溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)的功能化石墨烯。该方法不需要添加表面活性剂及其它分散剂,利用了钾离子与石墨烯上羧基负离子之间的相互作用,使石墨烯能够稳定地分散到极性溶剂中。Li等研究了离子键功能化石墨烯的分散状态及其电荷排斥作用【12】。作者指出,石墨烯氧化物之所以能够溶解于水,是由于其表面负电荷相互排斥,形成了稳定的胶体溶液,而不仅仅是因为其含氧官能团的亲水性。他们利用这一发现,通过控制还原,在除去石墨烯氧化物的羟基、环氧键等官能团的同时,保留了其中的羧基负离子,利用电荷排斥作用获得了可以很好地分散于水中的还原石墨烯。在利用静电作用使石墨烯到达稳定分散的基础上,Mullen等利用正负离子间的电荷作用,首次实现了石墨烯在不同溶剂之间的有效转移【13】。他们在利用负电荷分散的石墨烯水溶液中加入带正电荷的两亲性表面活性剂(季铵盐),然后加入有机溶剂(氯仿),只需简单振荡,就可以使石墨烯转移到有机相中。该方法简单易行,不仅适用于石墨烯氧化物,还原后的产物也可以用同样的方法实现转移,为石墨烯的离子键功能化及其应用拓宽了思路。
3.2.3 石墨烯的氢键功能化
氢键是一种较强的非共价键,由于石墨烯氧化物的表面具有大量的羧基和羟基等极性基团,容易与其它物质产生氢键相互作用,因此,可以利用氢键对石墨烯氧化物进行功能化。石墨烯的氢键功能化不仅可以用于提高石墨烯的溶解性,还能利用氢键实现有机分子在石墨烯上的负载。Chen等利用氢键作用将抗肿瘤药物盐酸阿霉素负载到石墨烯上【14】。他们系统研究了该体系的氢键种类及形成方式,由于盐酸阿霉素中含有氨基和羟基等基团,与石墨烯氧化物的羧基和羟基之间会形成多种氢键。随着PH值的改变,氢键的种类也会发生变化。Mann等利用DNA与石墨烯之间的氢键及静电等作用,制备了非共价键功能化的石墨烯【15】。他们采用化学氧化方法合成了石墨烯氧化物,加入新解螺旋的单链DNA,然后用肼还原,得到了DNA修饰的石墨烯。该复合物水溶液的浓度可达0.5~2.5 mg/mL,放置数月仍能稳定存在;当没有DNA存
在时,还原产物会很快聚集,并且不能重新分散。他们还进一步研究了DNA修饰的石墨烯的层层组装行为。
3.3 功能化石墨烯的生物医学应用
通过对石墨烯进行功能化,不仅可以提高其溶解性,而且可以赋予石墨烯新的性质,使其在聚合物复合材料,光电功能材料与器件以及生物医药等领域有很好的应用前景。
3.3.1制备生物材料
基于石墨烯的聚合物复合材料是石墨烯迈向实际应用的一个重要方向。由于石墨烯具有优异的性能和低廉的成本, 并且, 功能化以后的石墨烯可以采用溶液加工等常规方法进行处理, 非常适用于开发高性能聚合物复合材料。Ruoff等首先制备了石墨烯-聚苯乙烯导电复合材料, 引起了极大的关注【16】。他们先将苯基异氰酸酯功能化的石墨烯均匀地分散到聚苯乙烯基体中, 然后用二甲肼进行还原, 成功地恢复了石墨烯的本征导电性, 其导电临界含量仅为0.1%。Brinson等系统研究了功能化石墨烯-聚合物复合材料的性能, 发现石墨烯的加入可以使聚甲基丙。烯酸甲酯的模量、强度、玻璃化转变温度和热分解温度大幅度提高, 并且石墨烯的作用效果远远好于单壁碳纳米管和膨胀石墨;加入1%的功能化石墨烯, 可以使聚丙稀腈的玻璃化转变温度提高40℃, 大大提高了聚合物的热稳定性【17】。Chen等制备了磺酸基以及异氰酸酯功能化的石墨烯与热塑性聚氨酯(TPU)的复合材料, 并研究了该材料在红外光触发驱动件(Infrared-Triggered Actuators)中应用【18】。他们发现, 只需加入1 wt%的石墨烯, 就可以使TPU复合材料的强度提高75%, 模量提高120%。进一步的研究表明, 磺酸基功能化的石墨烯复合材料具有很好的红外光响应性。该复合薄膜经红外光照射后可以迅速收缩, 将21.6 g的物品提升3.1 cm。并且, 经反复拉伸-收缩10次, 该薄膜始终保持较高的回复率和能量密度, 表明基于该石墨烯复合材料的光驱动器件表现出良好的驱动性能及循环稳定性, 具有很好的应用前景。
3.3.2 生物医药应用
由于石墨烯具有单原子层结构, 其比表面积很大, 非常适合用作药物载体。Dai等首先制备了具有生物相容性的聚乙二醇功能化的石墨烯, 使石墨烯具有很好的水溶性,并且能够在血浆等生理环境下保持稳定分散;然后利用π-π相互作用首次成功地将抗肿瘤药物喜树碱衍生物(SN38)负载到石墨烯上, 开启了石墨烯在生物医药方面的应用研究【19】。Chen等利用氢键作用, 以可溶性石墨烯作为药物载体, 实现了抗肿瘤药物阿酶素(DXR)在石墨烯上的高效负载【20】。由于石墨烯具有很高的比表面
积, DXR的负载量可达2.35 mg/mg, 远远高于其它传统的药物载体(如高分子胶束, 水凝胶微颗粒以及脂质体等的负载量一般不超过1 mg/mg)。另外, 还通过调节pH值改变石墨烯与负载物的氢键作用, 实现了的可控负载和释放。研究发现, DXR在中性条件下负载量最高,碱性条件下次, 酸性条件下最低, 其释放过程也可以通过pH值来控制。他们还利用四氧化三铁功能化的石墨烯作为药物载体, 研究了其靶向行为。DXR在四氧化三铁功能化的石墨烯上的负载量可达1.08 mg/mg, 高于传统药物载体。该负载物在酸性条件下可以发生聚沉, 并且可以在磁场作用下发生定向移动, 在碱性条件下又可以重新溶解。以上研究表明, 功能化的石墨烯材料可望用于可控释放及靶向控制的药物载体, 在生物医药和生物诊断等领域有很好的应用前景。
结束语
如上所述,在短短的几年内,关于石墨烯功能化及其相关应用研究已经取得了很大的进展。但要真正实现石墨烯的可控功能化及产业化应用,还面临大量的问题和挑战。共价键修饰的优点是在增加石墨烯的可加工性的同时,为石墨烯带来新的功能,其缺点是会部分破坏石墨烯的本征结构,并会改变其物理化学性质;非共价键功能化的优点是工艺简单,条件温和,同时能保持石墨烯本身的结构与性质,其缺点是在石墨烯中引入了其他组分(如表面活性剂等)。为了充分发挥石墨烯的优异性能,进一步拓展其应用领域,还需要开发并完善新的功能化方法。例如,需要控制功能化的基团、位点及官能团数量;在功能化的同时尽量保持其良好的本征性质;在器件应用时除去不必要的官能团并恢复石墨烯的结构与性质;充分利用不同官能化基团对石墨烯进行可控组装,以及在复合材料中与基质材料实现有效的相互作用等。总体来看,从2004年被发现至今,无论在理论还是实验研究方面,石墨烯都展示出重大的科学意义和应用价值。通过在石墨烯功能化领域开展更加广泛深入的研究,除了使人们对这一新型二维纳米材料的本征结构和性质获得更加全面深刻的理解外, 必将产生一系基于石墨烯的性能更加优越的新型材料,从而为实现石墨烯的实际应用奠定科学和技术基础。
参考文献
[1] Stankovich S, PinerRD,NguyenST,RuoffRS.Synthesis and exfoliationisocyanate-treated graphene oxide nanoplatelets.Carbon, 2006, 44: 3342—3347[DOI] [2] Niyogi S, Bekyarova E, Itkis M E, McWilliams J L, Hamon M A, Haddon R C.Solution properties of graphite and graphene.JAMCHEM SOC, 2006, 128: 7720—7721[DOI] [3] Si Y C, Samulski E T.Synthesis of water soluble graphene.Nano Lett, 2008, 8: 1679—1682[DOI] [4] Shen J F, Hu Y Z, Li C, Qin C, Ye M X.Synthesis of amphiphilic graphene nanoplatelets.Small, 2009, 5: 82—85[DOI] [5] Xu Y F, Liu Z B, Zhang X L, Wang Y, Tian J G, Huang Y, Ma Y F, Zhang X Y, Chen Y S.A graphene hybrid material covalently functionalized with porphyrin: Synthesis and optical limiting property.Adv Mater, 2009, 21: 1275—1279[DOI] [6] Zhang X Y, Huang Y, Wang Y, Ma Y F, Liu Z F, Chen Y S.Synthesis and characterization of a graphene-C60 hybrid material.Carbon, 2008, 47: 334—337[DOI] [7] Zhang X Y, Liu Z B, Huang Y, Wan X J, Tian J G, Ma Y F, Chen Y S.Synthesis, characterization and nonlinear optical property of graphene-C60 hybrid.J Nanosci Nanotech, 2009, 9: 5752—5756[DOI] [8] Yang X Y, Zhang X Y, Ma Y F, Huang Y, Chen Y S.Superparamagnetic graphene oxide-Fe3O4 nanoparticles hybrid for controlled targeted biological applications.J Mater Chem, 2009, 19: 2710—2714[DOI] [9] Stankovich S, Piner R D, Chen X Q, Wu N Q, Nguyen S T, Ruoff R S.Stable aqueous dispersions of graphitic nanoplatelets via the reduction of exfoliated graphite oxide in the presence of poly(sodium 4-styrenesulfonate).J Mater Chem, 2006, 16: 155—158[DOI] [10] Li X L, Wang X R, Zhang L, Lee S W, Dai H J.Chemically derived, ultrasmooth graphene nanoribbon semiconductors.Science, 2008, 319, 1229—1232[DOI] [11] Valles C, Drummond C, Saadaoui H, Furtado C A, He M S, Roubeau O, Ortolani L, Monthioux M, Penicaud A.Solutions of negatively charged graphene sheets and ribbons.J Am Chem Soc, 2008, 130: 15802—15804[DOI] [12] Li D, Muller M B, GiljE S, Kaner R B, Wallace G G.Processable aqueous dispersions of graphene nanosheets.Nat Nanotechnol,2008, 3: 101—105[DOI] [13] Liang Y Y, Wu D Q, Feng X L, Mullen K.Dispersion of graphene sheets in organic solvent supported by ionic interactions.Adv Mater, 2009, 21: 1679—1683[DOI]
[14] Yang X Y, Zhang Z Y, Liu Z F, Ma Y F, Huang Y, Chen Y S.High efficiency loading and controlled release of doxorubicin hydrochloride on graphene oxide.J Phys Chem C, 2008, 112: 17554—17558[DOI] [15] Patil A J, Vickery J L, Scott T B, Mann S.Aqueous stabilization and self-assembly of graphene sheets into layered bio-nanocomposites using DNA.Adv Mater ASAP, 2009, doi: 10.1002/adma.200803633 [16] Stankovich S, Dikin D A, Dommett G H B, Kohlhaas K M, Zimney E J, Stach E A, Piner R D, Nguyen S T, Ruoff R S.Graphene-based composite materials.Nature, 2006, 442: 282—286[DOI] [17] Ramanathan T, Abdala A A, Stankovich S, Dikin D A, Herrera-Alonso M, Piner R D, Adamson D H, Schniepp H C, Chen X, Ruoff R S, Nguyen S T, Aksay I A, Prud’Homme R K, Brinson L C.Functionalized graphene sheets for polymer nanocomposites.Nat Nanotechnol, 2008, 3: 327—331[DOI] [18]LiangJJ, XuYF,HuangY,Zhang L,WangY,MaYF,LiFF,Guo T Y, Chen Y S.Infrared-triggered actuators from graphene-based nanocomposites.J Phys Chem C, 2009, 113: 9921—9927[DOI] [19] Liu Z, Robinson J T, Sun X M, Dai H J.PEGylated nanographene oxide for delivery of water-insoluble cancer drugs.J Am Chem Soc, 2008, 130: 10876—10877 [20] Xu Y X, Bai H, Lu G W, Li C, Shi G Q.Flexible graphene films via the filtration of water-soluble noncovalent functionalized graphene sheets.J Am Chem Soc, 2008, 130: 5856—5857[DOI]
第二篇:生物医学工程实习报告
实习报 告
课 程 题 目: 生产实习
学 院: 信息工程与自动化学院 专业年级: 生医141 学 号: 201410407114 学生姓名: 赵丽莎 指导教师: 汤守国 实习日期: 2017.8.21——2017.9.8
目录
一、前言.............................................3
二、实习的目的及任务.................................3
三、实习单位及岗位介绍...............................3
四、实习内容.........................................4
五、实习心得体会.....................................8 2
一、前言
随着社会的快速发展,用人单位对大学生的要求越来越高,对于即将毕业的生物医学工程专业的大学生来说,为了能更好的适应严峻的就业形势,毕业后能够尽快的融入社会,同时能够为自己步入社会打下坚实的基础,生产实习是必不可少的阶段。生产实习能够使我们在实践中了解社会,让我们学到了很多在生物医学工程课堂上所学习不到的知识,受益匪浅。
三周的生产实习可以帮助我快速成长,真正认识实习单位和个人的发展方向。
二、实习的目的及任务
1、实习目的
实习是学校教学计划中的重要组成部分,其目的是让我们认识和了解所学专业技术,在此基础上把所学的理论知识进一步巩固并与与实践紧密结合起来,培养我们在实际工作中观察、分析、研究和解决问题的能力;增强我们对所学专业的兴趣和信心,使我们建立一定的工程意识;学习正规报告的书写规范和书写方式;为毕业设计及有关环境方面的工作学习打下良好的基础,以达到学以致用的目的。
2、实习任务
(1)通过了解医院的各种设备的仪器结构,基本原理,临床应用特点、种类、主要装置等方面特性,从而真正的学会把课本中的理论知识运用到实际生活当中。同时增长我们的见识,提高我们的动手的实践能力。
(2)通过实习,了解社会对医疗仪器的供需状况和就业前景,从而调整个人就业 目标提前作准备。
三、实习单位及岗位介绍
1、实习单位介绍
解放军昆明总医院座落在四季如春的昆明市,与长联犹在壁的大观楼毗邻,是一所大型综合性医院。展开开床位2000余张,其中本部展开床位1500张,设临床及辅助科室44余个,建有1个国家专病治疗中心、2个全军医学专科中心以及8个成都军区和云南省医学专科中心。医院本部占地260余亩,建筑面积16.7万平方米,规模为省内少有。
解放军昆明总医院拥有全身CT、ECT、1000mA系列X光机、数字剪影诊断仪、直线加速器、碎石机、动态心电图、彩色多普勒、电子摄像内窥镜、脑干诱发电位、多功能麻醉机、局部脑血流测定仪、大型高压氧舱、后装机等价值总额3500余万元的先进诊疗仪器。
解放军昆明总医院在人才培养、大型医疗仪器设备引进和专科中心建设方面,坚持改革开放,科技兴院,不断加强与办内外协作,取得了显著效益,形成了自己的特色。医院引进购置了价值3000多万元的医疗设备CT、大型X光机、直线加速(2100C)、钴60治疗机、后装治疗机、彩超、全自动生化分析仪、电解质测定仪、血球计数仪、超声刀、氩气电刀、腹腔镜、电子纤维支气管镜、电子纤维胃镜、电子结肠镜、膀胱镜、膀胱电气化镜、病理、检验设备。五台高档进口麻醉机,以及用于临床急救观察的监护系统。这些医疗设备有的是省内、甚至在国内也是先进的,为肿瘤的诊断治疗发挥了重大作用。
2、实习岗位介绍
(1)跟随医院安排的老师进行实习,在实习阶段,了解基本维修医疗器械的原理及其防护安全知识。
(2)跟随师兄到各个科室进行医疗器械的维修,在维修过程中,我们参与简单的工作,并适时提问,了解其原理及维修步骤。
(3)在办公室阅读相关医疗器械的书籍,扩充知识面。
四、实习内容
1、了解医学工程科的日常工作流程、工作性质与任务(1)日常工作流程
医学工程科早晨7:40开早会,由主任讲解今天的任务、通知、批评等,也会观看教育性质的视频。有时对我们进行提问,讲解困惑之处与不足之处。(2)工作性质
医学工程科是一个集医疗卫勤保障、科研教学为一体的综合性学科,牢固树立以医疗卫勤保障为中心,强化卫生装备质量安全意识,不断完善卫生装备质量控制手段,在学科建设上实现了跨越式发展,有效提高了医疗卫勤保障能力。
(3)任务
医学工程科担负着全院卫生装备整个生命周期管理、保障任务,包括卫生装备的采购论证、接收、验收、维护、调配和报废等任务,是全军卫生装备检修站和三级医学计量站,下设电子仪器室、放射设备室、综合仪器室、光学仪器室、医用气体站、档案室和三级医学计量站。不同的楼层其工作任务不相同。
2、了解各种元器件及维修工具
(1)电烙铁、万用表(一个模拟指针表;一个是数字表)、热风枪、直流电源(电压0-30V;电流5A)、变压器(交流220V—变380V)、信号发生器、示波器(20M)、电容表(测量电容的容量)、电动机(一台1.5KW;一台7.5KW)、其它工具:梅花、六角螺丝刀、一字螺丝刀、镊子、尖嘴钳、斜口钳、烙铁架、吸吸器等。(2)配用品:导热胶、松香、工业酒精、焊锡、洗板液、助焊剂等。
3、跟随老师下科室,进行医疗器械的维修(1)到化学实验室维修化学设备
由于大量使用有机溶剂使管子形变,导致漏气,更换新的管子,同时由于电路短路,于是用电烙铁将其部分电线拆解下来,重新用黑胶将其裸露部分包裹,维修之后,该设备可正常工作。
(2)到化验室修理全自动凝血仪
A、全自动血凝仪简介
全自动凝血仪,即血液凝固分析仪,是对血栓和止血进行实验室检查的仪器。止血与血栓分子标志物的检测指标与临床各种疾患有着密切联系,如动脉粥样硬化,心脑血管疾病、糖尿病、动静脉血栓形成,血栓闭塞性脉管炎、肺栓塞、妊娠高血压综合症、弥散性血管内凝血、溶血尿毒综合症、慢性阻塞性肺炎等。使用血凝仪对血栓和止血进行实验室检查成为必要。
B、故障修理
管子中的污迹无法自动清洗,寻找原因后,发现,是因为装载排污水的装置,污水太多了,导致了倒吸现象。于是将收集的污水倒掉之后,重新启动设备,多次清洗之后,管子干净了。
图1-1 全自动凝血仪
(3)到住院楼修理血液透析机 A、简介
血液透析机是集计算机、电子、机械、流体力学、生物化学、声学于一体的用于急慢性肾功能衰竭、急性中毒等患者作为血液透析、血液滤过、血液灌流及血浆置换等治疗项目的医疗设备。B、故障修理
该设备由于电路板损坏,更换简单元器件无法解决问题,于是用一块好的电路板直接替换旧的电路板。安装替换之后,血液透析机正常工作。
图1-2 血液透析机
4、参观大型医疗器械的安装
A、数字减影血管造影X线机(DSA)的简介
DSA的成像基本原理是将受检部位没有注入造影剂和注入造影剂后的血管造影X线荧光图像,分别经影像增强器增益后,再用高分辨率的电视摄像管扫描,将图像分割成许多的小方格,做成矩阵化,形成由小方格中的像素所组成的视频图像,经对数增幅和模/数转换为不同数值的数字,形成数字图像并分别存储起来,然后输入电子计算机处理并将两幅图像的数字信息相减,获得的不同数值的差值信号,再经对比度增强和数/模转换成普通的模拟信号,获得了去除骨骼、肌肉和其它软组织,只留下单纯血管影像的减影图像,通过显示器显示出来。
图1-3 数字减影血管造影X线机
B、通过DSA处理的图像,使血管的影像更为清晰,在进行介入手术时更为安全。C、在手术过程中医生需要做好防护措施。同时该仪器自身也具备了一些防护的东西,可以大大减低射线对医生的伤害。
D、该设备由于使用射线,所以会产生大量的热量,所以在另一间房间安装了降温设备。
5、在老师的指导下,独立进行医疗器械的测量
A、我花费3天的时间,熟悉阅读《医用注射泵和输液泵的校准规范》,并详细阅读各个类型的注射泵和输液泵的使用说明书。B、每天开始检测注射泵、输液泵的流速、高低压。先学会安装固定设备,放置好输液器或注射器,插电源线,找到开机位置或开机键。输液泵设置25ml/h的流速,500ml的总量,注射泵设置5ml/h的流速。另一端安装在检测器上,检测器也设置相同的流速。按下开始键,开始检测。
C、在检测的过程中会出现报警现象,在老师的指导下,进行报警排除。D、在检测的过程中,发现设备异常,安放到一边,等待维修与调试。
五、实习心得体会
经过三周的实习,近距离的接触到了平时只出现在书本上、图片中的各种医疗仪器设备。实习的过程也是一个不断复习、将之前学习的知识联系起来的过程。一些过去只停留在表面认识的名词终于在现实中得到了直观的认识。也可以说是找到了一个理论和实践的结合点。以前我总是以为书本上所学的东西好像并没有什么用处。但实习之后,我改变了这种看法,我们学的很多理论知识,在实践中的到了应用,而且是广泛的应用,如医学传感器,医学影像系统,单片机,接口技术等,在医疗仪器上几乎都有应用到。但对于我们学生来说,若只重视理论的学习,忽视了实践环节,往往在实际工作岗位上发挥得不理想。通过实习,巩固了我原来在理论上模糊和印象不深的知识,补偿原先理论上欠缺的的实践环节,加深了对基本原理的理解和消化。
想起实习中的点点滴滴,我感觉学到了很多东西,也很充实。尽管我们的实习仅限于参观的性质,但本次实习给我很大的影响,我的逻辑思维能力得到了很大的改善,设计本来是一种很严密的学问,它需要不断反复不断纠正不断改进的过程。我们应该抓住每一次实验和实习的机会,努力培养自己的实践动手能力,这才能更加符合用人单位对人才的需求。另外,通过这次实践,我也锻炼自己与他人相处的能力,实践并提高我的自学能力,为以后踏入社会打好基础。
第三篇:生物医学工程实习报告
实习报告
学院:信息工程与自动化
班级:生物医学工程
姓名:XXX
学号:XXXXXXXX
实习单位:XXXXXXXXXXXX
日期:2010年1月1日—2010年1月26日
实习报告
二十多天的销售实习工作已经结束,回想起实习的日子,我最大的体会是做什么都不容易,只要我们确定要做某件事情就应该做好,不能三心二意。做一行爱一行,没有决定的公平,只要努力了总会有收获,在有理想的同时应该懂得知足常乐。我们去的是昆明创豪科技有限公司,是经毕业导师帮忙安排的,老师在百忙中还帮忙找实习,很感谢老师,公司的规模不是很大,带上老板有五个人的编制,可就是这样的公司里我的体会却很深,因为他们那么的便宜见人,那么的和蔼可亲,公司里的同事和我们年级差不多,交流起来也比较方便,而且也有很多共同的话题,到那里我们主要是和他们跑销售,其余都是琐屑小事。有人说销售最能锻炼人,我看有道理,做销售不需太大的办事能力,却是极其精细的活,就像艺术家对于他的作品一样要想自己的作品趋于完美,的确得花一番工夫。主要是愿意深入市场,与顾客真心交流。
我们公司主要是销售医疗仪器,在我们学习的领域里我们知道,医疗仪器设备主要包括如心(脑、肌)电图机、血流图仪(计)、呼吸机、生化分析仪、血气分析仪、超声仪器、各种传感器、X线机、X-CT、MRI、各种激光器、电子内窥镜、各种监护仪器等等诊断用仪器和用于理疗的各种治疗机等。而我们公司才刚起步,主要从事的很小型的设备,经过实习期的了解,主要是呼吸机和制氧机。从那里我们了解到这两个产品。呼吸机和制氧机,下面让我介绍一下这两个产品。
呼吸机,是一种能代替、控制或改变人的正常生理呼吸,增加肺通气量,改善呼吸功能,减轻呼吸功消耗,节约心脏储备能力的装置。当婴幼儿并发急性呼吸衰竭时,经过积极的保守治疗无效,呼吸减弱和痰多且稠,排痰困难,阻塞气道或发生肺不张,应考虑气管插管及呼吸机。
呼吸机必须具备四个基本功能,即向肺充气、吸气向呼气转换,排出肺泡气以及呼气向吸气转换,依次循环往复。因此必须有:能提供输送气体的动力,代替人体呼吸,呼吸机分类:按照与患者的连接方式分为:无创呼吸机:呼吸机通过面罩与患者连接;有创呼吸机:呼吸机通过气管插管连接到患者
我们公司的产品是无创的,在那里我们还学会了使用方法:首次使用:第一次使用呼吸机时,可能会感觉不适。这属正常现象。做几次深呼吸,经过一段时间的自我调整,患者会逐渐适应这种新的感觉。起床:如果夜间需要起床,请取下面罩并关掉呼吸机。继续睡眠时,请重新戴好面罩并打开呼吸机。口部漏气:如果使用鼻面罩,治疗期间尽量保持嘴部闭合。口部漏气会导致疗效降低。如果口部漏气问题不能解决,则可以使用口鼻面罩或使用下颚带。面罩佩戴:面罩佩戴良好且舒适时,呼吸机的疗效最好。漏气会影响疗效,因此消除漏气非常重要。戴上面罩之前,请清洗面部,除去面部过多的油脂,这有助于更好地佩戴面罩且能延长面罩垫的寿命。干燥问题:在使用过程中,可能会出现鼻部、口部和咽部干燥现象,这一点在冬季更为明显。通常,加上一个湿化器即可消除以上不适。鼻部刺激:在治疗的前几周,可能会出现打喷嚏、流鼻涕、鼻塞等现象。通常,加上一个湿化器即可解决以上问题。
除了呼吸机我们公司还做制氧机的销售,从中了解了该产品,工业制氧机的原理是利用空气分离技术,首先将空气以高密度压缩再利用空气中各成分的冷凝点的不同使之在一定的温度下进行气液脱离,再进一步精馏而得.工业上的用氧一般是通过此物理方法得到的,大型空气分离设备一般设计的较高为的是能让氧\氮等气体能在爬升与下降的过程中充分置换温度,得以精馏.
家用制氧机工作原理:利用分子筛物理吸附和解吸技术.制氧机内装填分子筛,在加压时可将空气中氮气吸附,剩余的未被吸收的氧气被收集起来,经过净化处理后即成为高纯度的氧气。分子筛在减压时将所吸附的氮气排放回环境空气中,在下一次加压时又可以吸附氮气并制取氧气,整个过程为周期性地动态循环过程,分子筛并不消耗.目前所有医疗用制氧机采用的都是世界先进的PSA(变压吸附)空气分离制氧技术,它是基于吸引剂(沸石分子筛)对空气中氧、氮吸附能力的差异来实现氧、氮的分离。当空气进入装有吸附剂的床层时,氮气吸附能力较强被吸附,而氧气不被吸附,这样可以在吸附床出口端获得高浓度的氧气。由于吸附剂具有其吸附量随压力变化的特性,改变其压力,可使吸附交替进行吸附与解吸操作。
作为一名销售人员,当然应该知道我们销售的群体,呼吸系统疾病:肺炎、支气管炎、慢性气管炎、病毒性呼吸道感染、哮喘、肺气肿、肺心病等。心脑血管疾病:高血压、心脏病、冠心病、心肌梗塞、脑血栓、脑缺血、脑眩晕、动脉粥样硬化等。高原缺氧病症:高原肺水肿、急性高山病、慢性高山病、高原昏迷、高原缺氧症等。易患缺氧的人群:中老年人、孕妇、长期从事脑力劳动的学生、公司职员、机关干部;长期从事井下或密闭空间作业的人群、过度运动劳累氧供济不足的人群等。其他需要氧疗的人群:体弱多病肌体免疫力差的人群、中暑、煤气中毒、药物中毒等。
公司根据市场需求确定的营销方案是从医院下手,和医院的医生打好关系,公司有这样的成就都是靠经理一个人打拼出来的,知道这件事时我对他的佩服大大提升,我们去的主要
是呼吸科,不管是呼吸机还是制氧机都是这个科的需求比较大,有时候肿瘤科也需要,在实习的过程中,我们去过昆明医学院第一附属医院,第二附属医院,昆明医学院,还有昆华医院,市三医院,四十三医院,延安医院。我们公司在这些地方都有销量,还去过一些同样是做医疗仪器销售的公司,和他们进货,跟他们交流,才发现我们这个行业的人还是比较多的,而且这是一个新鲜行业,利润也不浅,这不仅激发了我以后创业的想法,当然不可能是现在,先给别人打工,等积累了一定经验再说,如果有这样的机会,何乐而不为呢。
在为期几天的实习里,我像一个真正的员工一样按时上下班,感觉自己已经不是一个学生了,每天7点起床,然后象个真正的上班族一样上班。实习过程中遵守该公司的各项制度,虚心向有经验的同事学习,一个月的实习使我懂得了很多以前不知道的东西,对昆明创豪科技也有了更深的了解。
实习是每一个大学毕业生必须拥有的一段经历,他使我们在实践中了解社会,让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识也打开了视野,长了见识,为我们以后进一步走向社会打下坚实的基础,实习是我们把学到的理论知识应用在实践中的一次尝试。我想,作为一名即将毕业的大学生,建立自身的十年发展计划已迫在眉睫,最后衷心感谢昆明创豪给我提供实习机会!
第四篇:生物医学工程见习报告
见习报告
生物医学工程专业2011
见习报告
断断续续的长达14天的见习任务结束了,感觉就像刚刚脱下厚重的盔甲,但又随之而来了一个沉重的包袱。没有丝毫的减负,轻松的感觉。见习过程中,有收获,有欣喜,有震惊,有失望。无数的复杂感情交织在一起,形成了在见习中成长中的我。
通过见习,我们了解了什么是ICU,什么是DSA等一些专有名词,我们知道了原来超声并不仅仅只有B超,还有A超,D超,M超。我们听到了对于特殊人群要采取什么样的特殊手段。我们看到了人体内部的血管,骨骼,大小肠中各是一副什么样子。一个神奇的世界,一个不是学医者无法踏入的领域,我们接触到了,我们了解到了。我们感到很惊喜。
然而,我们毕竟不是主修医学专业,所以,在见习的过程中,我们注重的是医疗器械,医疗仪器的优势与不足。但我却觉得学校的见习安排我们到医院并不是十分明智。因为医生是学医的,他们只能为我们讲讲仪器的操作使用,对于其内部的原理并不是十分了解,所以这让我觉得在见习过程中收获到的专业知识还是蛮少的。希望以后学校能对此有所调整。
整个见习过程,我发现不论是我还是同学,关注的一个共同重点就是国产设备在医院中所占的份额怎么样,很遗憾,也在意料之中,中国在医疗方面技术还是有所欠缺。国产设备占得份额少的可怜。而且内外镜科室的设备中日本占据主导,结合几月前的有关钓鱼岛游行
事件,在中国现在的国际大国地位背景下,作为学生,好好学习科学文化知识,不是比上街游行示威来得更有意义吗。喊着响亮的口号要打倒日本,灭掉日本,到头来国人生病了还要靠日本的仪器检验,治疗,何等的滑稽可笑!
第五篇:生物医学工程实习报告
成绩: 中北大学
毕 业 实习报 告
学院: 信息与通信工程学院专业: 生物医学工程学生姓名:班级学号:
实习时间:2012.11.26-2012.12.14 指导教师:实习单位:北京协力超越有限公司
2012年12月
实习报告
1.实习目的(1)通过实习,可以丰富学生的课余生活,加深学生对社会实践的认识与了
解。扩展学生的知识面,使其能力得到更好更全面的发展,为接下来的工作生涯做好充分的准备。
(2)使学生了解更多课本以外的知识,开阔视野,培养浓厚的学习兴趣。
(3)通过实习,了解通信行业的一些基本情况,加深对通信产品与通信设备的认识,培养实际工作能力与分析能力,以达到学以致用的目的。
2.实习单位基本情况
(1)公司简介:北京协力超越科技有限公司成立于2004年,是国内较早从事通信技术培训的专业性机构,是北京中关村高新技术企业,目前分别在北京、西安、深圳、沈阳拥有完善的培训基地。协力超越作为中兴通讯授权的北京、西安培训基地,为中兴通讯的客户培养了众多优秀工程、技术和维护人员。同时,协力超越也是北京邮电大学,北京理工大学,北京交通大学等国内十几所知名高校的人才实习和培养基地,为高校培养出更多的实用性人才。协力超越的培训产品随着通讯行业的迅猛发展也由最初的交换传输产品不断向多样化发展,覆盖通讯技术全系列培训和管理类培训,客户群体包括工程外包商、运营商、渠道商及高校大学生等。2010年协力超越被北京市教委评委“北京高等学校市级校外人才培训基地”,被北京通信行业技能鉴定中心授权为“北京通信行业职业技能鉴定实习基地”。优秀的师资队伍是协力超越核心竞争力的源泉,目前协力超越拥有一支具有专业化知识的服务队伍,分别从事培训、文档开发、咨询等领域的工作,其中硕士及以上学历员工占23.84%,本科学历员工占59.21%。协力超越高度重视员工的选拔与培养,从事教学岗位的员工,正式上岗之前均需到中兴通讯学院进行专业的系统培训,经过认证后方可上岗。
(2)业务范围:北京培训基地,主营运营商、工程外包商培训及大学生实习培训,以固网、传输、数据、承载网、3G移动通讯产品为主;2008年组建成立的西安培训基地,以2G、3G移动通讯类培训为主。在新的一年,北京协力超越科技有限公司逐步扩大培训基地覆盖区域,在客户密集区组建新的培训基地,并广泛提供上门服务。为全国各地区工程外包商、运营商、渠道商、企业及高校提供专业技术培训咨询服务。
3.实习内容及过程
(1)主要实习内容:12月1号至2号了解3G技术发展趋势,理解TD-SCDMA
各项关键技术的内容与特点,掌握TD-SCDMA 无线基本原理及主要关键技术。12月3号至4号学习数据通信课程,并进行了结业考试和结业典礼。
(2)实习具体过程:由北京协力超越科技有限公司的主讲教师给我们讲授TD-SCDMA 无线基本原理及主要关键技术与数据通信的理论课程,具体上课时间是早上9:00到12:00,下午13:30到16:30。第一天,老师详细介绍3G技术的发展历程和技术特点,为学员讲解各种3G关键架构与模块,使学员在相关技术学习前对3G有一个初步的认识。对通信行业现状、设备厂家、工作岗位等进行简单介绍,讲解TD-SCDMA的基本实现原理,重点介绍在通讯领域中有关双工技术、多址技术、编码交织技术与调制技术的特点,详细介绍TD-SCDMA各项关键技术,如功率控制、上行同步、联合检测、智能天线等关键技术的特点与实现方式,介绍了RNS硬件系统结构,技术指标,组网配置,TD设备勘查和环境验收,TD设备的安装TD网络规,划流程无线网络勘查技术(基站选点,网规勘查数据采集,天线安装位置选择)TD网络规模估算(链路预算,容量分析的方法,业务模型的建立),TD室内分布系统(室内分布的特点,室内分 布的组成,室内分布的方案解决措施)。使我们具备简单的对3G技术的理解能力,了解通信行业现状,对就业方向有初步的认识,理解TD-SCDMA各项关键技术的内容与特点,学会在实际规划与优化中灵活运用各项关键技术的技术特点,具备TD-SCDMA网络规划的工作能力,对规划流程和规划工具的使用要有初步的理解和认识,具备对天线知识的理解,并学会在工程项目中合理的运用天线的特点,使网络运行效率达到最佳效,熟悉中兴TD-SCDMA V3.0设备硬件结构,熟悉TD-SCDMA网络特点,熟悉无线网络产品工程施工规范,为TD-SCDMA的无线网络规划打下基础,能够掌握TD-SCDMA网络规划流程,使用网络规划工具进行TD-SCDMA的网络规划。
第二天,详细介绍RNC系统结构、功能以及各板卡的介绍,包括机框具体配置、板卡插槽规范等,介绍RNC设备的开通调测、接口的连接方式、参数配置、NODEB数据制作、异常问题处理并结合机房现有设备,对整个TD网络的组网架构进行详细介绍,包括天馈系统、NODE-B机房,并讲解各板卡具体功能。使我们了解RNC的系统结构、单板的具体功能、数据配置、异常问题处理,掌握了RNC开局的整个流程及详细步骤,根据不同情况对RNC进行相应数据配置,配置板卡,学习后对整个的网络架构有清晰的认识,能够识别不同设备型号之间的硬件和功能差异,熟悉各种板卡的插槽位置,熟练掌握更换板卡操作。最后通过具体上机实验,加深了对理论知识理解与运用。
第三天,由老师给我们讲授数据通信课程,内容涉及TCP/IP协议栈,介绍IP地址及子网划分,介绍VLSM网络的规划,交换机的工作原理及应用、路由器和路由交换机的工作原理、区别及各自应用以太网交换机工作原理、交换网络物理环路带来的问题,环路解决方法:STP、单端口环路检测、星型拓扑、ZESR应用等,还讲解VLAN的作用及工作原理、VLAN在运营网络中的典型应用、VLAN配置、PVLAN的作用及配置、QINQ的作用及配置、链路聚合的作用及配置、端口镜像的作用及配置、ZESR/ZESS原理配置、路由器的工作原理、路由表的构成、直连路由、静态路由、动态路由的作用及特征、动态路由协议的分类、VLAN间路由、ACL的作用及工作原理、ACL的配置及应用实例、ACL监控及调试、VRRP的作用及工作原理、VRRP的配置及应用实例、VRRP监控及调试NAT的作用及工作原理、NAT的配置及应用实例OSPF协议的特征优势、OSPF的概念及路由计算过程、OSPF的区域划分作用及规则、路由汇总及路由过滤、OSPF的配置及实例、NAT监控及调试DHCP的作用及工作原理、DHCP的配置及应用实例。
第四天,结业考试与结业典礼,所有学员与教师照相留念。
5.实习总结与体会
时间过得很快,不知不觉中为期4天的实习已到尾声,我们从最初的茫然,到掌握通信理论知识的喜悦,每一点一滴现在看来都是一笔宝贵的财富,没有这点滴之间的磨练与积累也就不会有我们今天的成长。经过这几天的学习,我个人感觉自己在通信方面的知识得到了全面的补充和升华,课堂上主讲老师细致的讲解和实例的完美结合,让我们在每一节课都收获着许多宝贵的知识,从基础的原理,逐步深化为系统的学习,引导着我们一步步走向知识的顶峰,去探索知识的顶峰,去探索知识的宝藏,而我们也在探索和学习中追逐着收获给我们带来的乐趣。不积跬步无以至千里,不积小流无以成江海,我们要踏踏实实一点一点的去学去做。