信息与化学

来源：信息与化学 发表者：环保清洗网 发表时间：2008-09-23

材料是物质基础、能源是发展动力、信息是人类的智慧，因此，材料、能源、信息是构成现代科学的三大支柱。
　　21世纪是信息时代。所谓信息，通俗而言是指消息、情报、指令、数据、信号中所包含的内容，它具有可识别性(直接或间接)、可转换性(如可由语言、文字、图像等形式转化为代码、信息、电视信号等)、可储存性(可存入人脑、电脑和书刊中)、可传输性(可通过一定渠道和载体进行传输、扩散)、和可分享性等。
　　在信息科学技术中，目前主要包括计算机技术、通信技术及传感技术，而这些技术所需要的各种功能材料，从设计和合成都与化学有关。例如，电子—信息技术，就经历过由电子管到半导体、到集成电路、再到大规模集成电路的发展过程。在每个发展阶段中，都是由化学家创造了必需的材料，诸如早期的单晶硅、半导体材料、电致发光材料、光导材料、光电磁记录材料、光导纤维材料等。
　　1. 微电子通讯材料
　　目前，半导体已从Ge、Si等元素半导体发展到GaAs等上千种半导体材料。以电子计算机技术为基础的信息产业已经能把世界信息存入电脑，几十万个晶体管或其它部件都可以光刻存2～3mm见方的硅片上。这需要光刻胶材料和技术，涉及光化学、有机化学、高分子化学及工程学。近年来正在研究和开发的DNA生物芯片其包容密度比目前的硅芯片高100万倍，其运行速度更快，这必然又会引起计算和信息产业的巨大变革。
　　2. 光学通讯材料
　　光导纤维是以光信号传递信息的玻璃纤维。由于光通讯多道(一根光缆可容纳上千个通道)、高清晰度和快捷(光速比电子流动速度快)，因而改变了电讯事业的面貌。而且一根光缆多用途，可以完成电话、电视传送和计算机联网的任务。目前光纤主要用高透明度的SiO2材料。近年来正在研制用三元素玻璃(即ZrF4、LaF3和BaF2的混合体)所制的光纤，其光信号传输可横跨太平洋而不许任何中继站，如何提高光纤的纯度是难点所在。
　　处理光信号的过程，需要一种光学装置用于开关、放大及储存光信号，目前这种光开关材料是铌酸锂、砷化镓铝等。今年研究表明，一些新材料如聚乙炔、液晶等显示出更优越的光学性能。
　　3. 传感器
　　传感器是能将各种非电量(含物理量、化学量、生物量等)转换成便于传输和处理的另一种物理量如电量的装置。它需要一些对某种变化反映敏感的物质或材料。例如显示热电效应的Pb、Pt-Rh、Cr-Ni等测监材料；光电效应的Si、GaAs、CdS等光学材料；压电效应的ZnO、CdS、BaTiO3等测压力材料。
　　化学传感器是指能把各种物质的浓度转换为电信号的装置。例如离子选择电极中的玻璃电极就是大家已熟悉的例子，它是对溶液的pH值敏感的元件。
　　21世纪电子信息技术将向速度更快、体积更小、功能更强的方向发展。目前科学家们正致力于量子计算机、生物计算机、分子电路、生物芯片等新技术的研究与开发，标志着信息科学进入“分子信息技术”阶段。这需要特殊功能的新物质和新材料，21世纪电子—信息技术的快速发展作出新贡献。

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