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1.1超临界流体技术的基本原理
超临界流体是指物质的温度和压力分别高于其所固有的临界温度和临界压力时所处的特殊流体状态。超临界流体萃取技术的基本原理是将超临界流体控制在超过临界温度和临界压力的条件下，从目标物中萃取成分，当恢复到常压和常温时，溶解在超临界流体中的成分即与超临界流体分开[1]。
超临界水氧化反应为自由基反应，O2和H202通过两种机理引发链反应，O2直接和废水中的有机物反应产生(R·)和(HO2·)自由基，H2O2热解形成自由基。所产生的自由基(R·)能和氧气作用生成过氧化自由基，并进一步获取氢原子生成过氧化物。过氧化物不稳定，很快分解为小分子化合物，直至生成小分子的甲酸、乙酸等，甲酸、乙酸等最终经过自由基氧化过程转化为CO2和H2O。
1.2超临界流体技术的溶剂
目前，超临界流体技术中应用较广的溶剂是CO2、水和甲烷。随着更多的新型超临界溶剂的发现，该技术已逐步渗透到各个领域。
超临界水氧化技术在环保领域研究较多。有机废物和空气、氧气等氧化剂在超临界水中进行氧化反应，有机废物被完全氧化成二氧化碳、水、氮气以及盐类等无毒的小分子化合物而被去除，不产生二次污染，能达到彻底净化的目的，处理后的废水可完全回收利用。当有机物含量超过2％时，形成自热而不需额外供给热量。与传统的生化处理法、湿式空气氧化法和燃烧法等相比，具有潜在的环保优势。
2.超临界流体技术在环境保护中的应用
2.1超临界流体技术用于废水处理
采用超临界水氧化技术处理废水，由于在水的超临界区，有机污染物能以任何比例溶解在水中，并被空气或氧气氧化，使得这些污染物可在超临界水中均相氧化。有机污染物中的C和H 元素被氧化成CO2和H2O;Cl，P，S及金属元素转化成盐析出，并通过降低压力或冷却，有选择性地从溶液中分离产物，以达到处理有机污染物的目的。
Cocero等研制了用超临界水氧化技术处理废水的装置。他们用含酚废水进行实验后发现，在650℃左右，酚的去除率达到了99.99%。Chen等研究采用超临界水氧化技术处理苯酚类化合物，能使废水中的COD值降低90%以上，且随温度、压力和停留时间的增大，处理效率进一步提高；同时也发现温度和停留时间对处理效率的贡献要大于压力。在对苯胺、硝基苯、苯酚等3种物质进行同步处理后，发现处理效率由高到低依次为硝基苯、苯胺、苯酚。
2.2超临界流体技术用于固体废物处理
目前，各类灰渣和市政污泥一般采用填埋的方法处置，也有用在路面的铺设上。这些固体废物中往往含有各种有毒的重金属成分，它们在雨水的冲刷后会渗滤到土壤中污染地下水。Wai等研究认为重金属及其化合物在超临界流体中的溶解度是提取的关键。Kerseh等研究了用超临界CO2流体技术提取其中重金属的效果，发现超临界CO2流体对Zn，Pb，Mn，Cd，Cu，Ni，Cr等均有一定的提取效果，用甲醇修正法可有效地提高提取率，部分重金属提取率达到98%。Kersch认为该方法也可用来处理受重金属污染的土壤。
2.3超临界流体技术用于污泥的处理
从环境保护的观点来看，污水处理后的污泥若进行燃烧灰化处理，其产生的灰烬和排出的气体仍然含有大量的污染物。因此，需要一种更加有效和环保的工艺来避免污泥燃烧带来的弊病。用超临界水氧化法可将污水生化处理厂产生的过量活性污泥完全清除。美国德克萨斯州的哈灵根首次大规模应用超临界水氧化法处理污泥，日处理量达9.8t干污泥。系统运行证明其COD的去除率达到99.9%以上，污泥中的有机成分全部转化为CO2，H2O以及其他无害物质，且运行成本较其他方法低,在运行中产生的余热和CO气体可进行回收,进一步降低处理成本。超临界水氧化法取代燃烧法进行污泥处理将是一种发展趋势。
2.4超临界技术用于燃煤脱硫研究进展
2.4.1超临界萃取燃煤脱硫
煤炭燃烧时释放出大量的SO2，造成严重的大气污染。煤中的硫以3种形式存在：硫酸盐以CaSO4，Na2SO4等形式存在，在燃烧温度不高(小于800℃)时，硫固定在煤中，是“无害硫”；硫化物中的硫主要以黄铁矿形式存在，如FeS等；有机硫以各种官能团的形式存在于煤的有机分子结构中，如含硫氨基酸、硫醇等。传统的物理、化学方法脱硫只能脱前2种硫，对有机硫脱除效果甚微，而超临界萃取技术在脱除无机硫的同时，还能有效脱除有机硫。
胡浩权等发现煤经吡啶或四氢呋喃溶胀处理后，可明显改善萃取过程转化率，有利于煤的萃取脱硫[2]。
2.5超临界萃取测试污染物的研究进展
超临界萃取测试是利用超临界流体作萃取剂，利用其在超临界状况时对有机污染物具有极强的溶解能力，而在常温常压条件能够萃取出来的特点，对大气、土壤、水样等所含污染物进行测试。目前使用最多的是大气污染物和土壤中污染物萃取测试。
超临界萃取分析大气中污染物。
PCDD5为极强毒性的一类化合物，其1g剂量可毒死2万人，垃圾焚烧时容易产生该成分进入大气，对环境危害极大。Tarek等人用超临界CO2流体萃取城市空气中总悬浮颗粒物中的烷烃类化合物，当反应器升至30 MPa、45℃时，可以直接萃取出来，萃取的选择性达80%～90%。游静等人[3]采用超临界萃取法对大气飘尘中的有机污染物进行了分析，共检出69种成分，其中15种为强致癌物PAHs类。
3.结语
超临界流体技术是绿色化学使用的重要手段之一，作为一种新兴的废物处理技术，在固体废物处理和污水处理中有着一定的优势，在环境保护中起着重要作用，成为环境友好化学的发展趋势。
尽管超临界流体技术有很多优点，但许多情况下达到超临界状态需要高温、高压，这对设备材质提出了严格的要求。操作成本的降低是超临界流体技术实现工业化的难点，腐蚀问题、临界点附近的变化规律、反应与传递过程机理等问题还有待研究。此外，虽然已在超临界流体的性质、物质在其中的溶解度及反应动力学的机理方面进行了一些研究，但基础研究本身还很不成熟，离工业化更有很大的距离。因此，应加强超l临界流体技术的基础研究和工程应用研究。
【参考文献】
［1］薄尔琳,于基成,曹远银.超临界流体萃取技术在农药残留分析中的应用[J].安徽农业科学，2006，34 (15)：3743-3744,3746.
【摘要】作者针对在药物研究中超临界流体技术做了一些理论和实践的探讨，包括超临界流体萃取技术在中药和天然药物中的应用以及超临界流体技术用于微粉化，最后对超临界流体技术用于手性药物的分离进行了介绍。
【关键词】药物研究；超临界流体技术
超临界流体萃取技术(SFC)是近年来发展的一种新型分离技术，是利用超临界状态下的流体作为萃取剂，从液体或固体中萃取植物中的有效成分并进行分离的方法。超临界流体是指超临界温度和临界压力状态下的高密度流体。超临界流体具有气体和液体的双重特性，其黏度与气体相似，但扩散系数比液体大得多。当气体处于超临界状态时，其性质介于液体和气体之间的单一相态，具有和液体相近的密度，黏度高于气体，却明显低于液体，扩散系数为液体的10～100倍，因此对物料有较强的渗透和溶解能力，能够将有效成分提取出来。可作为超临界萃取的溶剂种类很多，如CO2、乙烷、乙烯、丙烯、甲醇、乙醇和水等。目前研究较多、最常用的超临界流体的溶剂是CO2。超临界流体萃取技术在医药、化工、食品及环境等领域取得了迅速发展，特别是在天然药物有效成分的提取分离方面日益受到广泛重视［1］。
1超临界流体萃取技术在中药和天然药物中的应用
将临界CO2萃取技术应用于中药有效成分的提取、分离及其制剂提取工艺研究，结合传统剂型的工艺改革，可有效富集生物活性物质，提高收率，改变中药制剂“黑、大、粗”的面貌，是目前中药现代化研究领域的重点内容。利用超临界CO2作为溶剂对中药的提取、分离有其独特的优点: (1)SC-CO2的临界温度(31. 1℃)接近室温，在温和条件下提取可防止热敏性物质的降解，使高沸点、低挥发度的物质顺利萃取出来; (2)CO2的临界压力(7. 38MPa)处于中等压力，就目前工业水平其超临界状态一般易于达到; (3)CO2无毒、无味、不燃、不腐蚀，萃取产品无溶剂残留，故能满足对药物、食品等溶剂残留控制质量指标，不会对对人体健康造成危害，同时也不会污染环境; (4)萃取速度快，效率高，能耗低，且操作参数易于控制，因而能使产品质量稳定; (5)超临界CO2还具有抗氧化灭菌作用，有利于保证和提高产品质量。超临界CO2对挥发性成分、低分子质量、低极性和脂溶性成分表现出良好的溶解性能，因而采用超临界萃取技术从天然药物中提取脂溶性成分的研究比较广泛。近年运用该技术从辛夷、川芎、草莓、干姜、茶籽、辣根、金银花、橙皮、芹菜籽等天然药物中提取得到的挥发油及其他药用成分已达数十种。
由于超临界CO2的极性较弱，对低分子量的脂肪烃，低极性的亲脂化合物(酯、醚、醛、内酯)有优异的溶解性能，但对强极性和高分子量物质(糖、氨基酸、淀粉、蛋白质等)很难提取，尤其对癌症和心脑血管疾病有显著疗效的多糖类、皂苷类、黄酮类的提取几乎无能为力。 转贴于
2超临界流体技术用于微粉化
传统的微粉化方法往往会损伤药效成分，而基于超临界流体沉降技术的微粉化方法条件相对比较温和，因此适用于制备具热敏性、易降解的药物超细颗粒。并且该技术制得的药物颗粒中无溶剂残余，有利于药物后续处理及环境保护。其基本原理是使溶液在极短的时间内达到高度过饱和状态，从而使溶质瞬时析出形成超细颗粒。更重要的是，利用SFP制备的药物粒子粒径小、粒径分布窄、粒子均一及表面圆整，从而该技术在干粉吸入剂的制备中备受国内外研究者的青睐。目前， SFP用于制备粒径均一的超细粒子的主要方法有超临界溶液快速膨胀法、超临界抗溶剂法和气体饱和溶液法。由于SAS法对于控制超微粒子的物理形态在以上方法中占据明显优势，因此在干粉吸入剂的研究中又以SAS较为多见［2］。
3超临界流体技术用于手性药物的分离
超临界流体色谱采用超临界流体为流动相，具有检测方式和固定相种类多样的特点，在手性分离方面较好地弥补了高效液相色谱和气相色谱的不足，体现出良好的应用前景。与其他液相色谱(LC)相比， SFC不必要在对映选择性上提供优越性。但与典型的有机液体相比，超临界液体的粘度更小、扩散性更大、流速更高、柱平衡更快，从而可以实现比较快的拆分。采用手性固定相进行手性拆分时，流动相的选择是至关重要的。通常采用CO2作为流动相，但是CO2对极性化合物的溶解和洗脱能力比较弱，易造成峰形拖尾。因此实际工作中常在CO2中加入少量极性溶剂(甲醇、乙醇等)或者添加剂(酸或碱)，这样既可覆盖固定相表面的活性部位，又可增加流动相的洗脱强度和选择性。在分离强极性离子型化合物时，有时即使在CO2中加入极性改性剂也不能改善洗脱时间和拖尾状况;而加入手性反离子后，离子型化合物与手性反离子形成非离子型的离子对复合物，可被CO2洗脱。离子对超临界流体色谱也可以在非手性柱上得以应用。为了达到所要求的对映选择性，柱子的固定相可从多种可能的手性固定相中选择。综合所有这些因素可以找到最佳分离条件。
4展望
超临界流体技术以其独特的优势在药学领域中得到广泛的应用，但是仍然有一些问题需要加以解决和完善，包括设备自动化程度的提高以便越来越精确地控制条件参数，规模的不断扩大以适合于工业化和产业化大生产以及应用面的不断扩展是今后该领域研究和应用的主要发展方向。
参考文献
关键词：超临界流体技术，超临界萃取，超临界水氧化，超临界色谱，环境保护
Abstract: with the development of modern society, the environmental pollution has become more and more serious. In order to effectively solve the problems, many new technology is introduced to the environmental protection in the field. Supercritical fluid technology is one of them. Supercritical fluid technology because its economy, rapid, efficient and other characteristics, developed very rapidly in recent years. This paper introduces the characteristics of that supercritical fluid and supercritical fluid technology (supercritical fluid extraction, supercritical water oxidation and supercritical fluid chromatography) in the environmental protection field of application.
Keywords: supercritical fluid technology, supercritical fluid extraction, supercritical water oxidation, supercritical fluid chromatography, environmental protection
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1. 前言
随着社会的进步和人们生活水平的提高，环境污染问题越来越受到广泛地关注，而且各国政府对于有毒、有害废物的处理提出了更高的要求，制定了更为严格的环保标准。目前许多有毒废物、生物污泥和有机废水的治理，利用传统技术不甚奏效或过程繁杂、费用较高，因此，开发新型实用的环保处理技术是非常必要的。超临界流体技术是利用超临界流体(Supercritical Fluid,SCF)的特性逐渐发展起来的一门新兴技术，由于其具有节能、高效、选择性可调等特点，受到国内外环保学者的瞩目。先进工业国家竞相开发，已在环境监测、环境分析以及废物处理等方面得到广泛的应用，取得了突破性进展，欧美一些发达国家已将超临界流体技术如超临界水氧化法等实现了工业化。我国在超临界流体技术方面研究较少，大多处于实验阶段。目前，用于环境保护方面的超临界流体技术主要有3个方面、即超临界流体萃取 (Supercritical Fluid Extraction，SFE)；超临界水氧化(Supercritical Water Oxidatton，SCWO)和超临界流体色谱(Supefcritical Fluid Chromatography，SFC)。
1.1 超临界流体的特性
超临界流体(Supercritical Fluid, SCF)是一种被加热和压缩至临界温度与临界压力以上的流体。早在1897年人们就发现，超临界流体状态的压缩气体对固体物质具有特殊的溶解能力[1]。超临界里流体之所以具有这种溶解能力是因为流体在超临界状态下具有与液体相近的密度，不但如此，超临界流体还具有与气体相当的扩散系数和较低的粘度，SCF分子扩散系数比一般液体高10-100倍，十分有利于传质和热交换。这就赋予了超临界流体对物质良好的溶解能力和与众不同的分离效果。SCF另一重要特点是可压缩性，温度或压力较小的变化可引起SCF的密度发生较大的变化。大量的研究表明，SCF的密度是决定其溶解能力的关键因素，改变SCF的密度可以改变SCF的溶解能力。利用这一性质，可以通过改变系统的温度或压力来改变SCF对物种的溶解能力，使物种分离开来，从而提高物种间的分离速度[2]。
1.2常用SCF性质
在环境保护中常用的SCF有水、CO2、氨、乙烯、丙烷、丙烯等，由于水和CO2化学性质稳定，且无毒、无臭、无色、无腐蚀性，因此是最常用的SCF。
CO2目前公认的临界压力pc=7.185Mpa，临界温度Tc=31.1℃ [3]，其相对比较容易达到，且临界温度接近室温，比较温和，所以被广泛地用作超临界萃取的溶剂。
水的临界压力pc=22.1Mpa，临界温度Tc=374℃，超临界水的性质和常温常压下水的性质有很大差别，超临界水对非极性有机物质如烃类、有机氯等具有良好的溶解能力，几乎可以完全互溶。相反，它对于无机物质的溶解能力则急剧下降，也就是说，原来溶解在水中的无机物可由水中析出。
此外，O2、N2等气体在超临界水中的溶解度空前提高，可以完全互溶而成为单一相。超临界水的粘性低和扩散性高，传输性能很好。由于超临界水的以上特点，以其为反应介质的技术被广泛地应用于环境能源的各个领域，如用超临界水氧化处理废水、以超临界水为介质对煤、重质油等矿物燃料进行转化和改质从而生产轻质清洁的液体燃料等等。
2.SFC在环境保护领域的应用现状
2.1 超临界流体萃取（SFE）技术
2.1.1 超临界流体萃取的原理
超临界流体萃取技术的原理是利用温度和压力对SCF溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将SCF与待分离的物质接触，使其有选择性地萃取其中某一组分，然后借助减压，升温的方法，使SCF变为普通流体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离净化的目的。
2.1.2 超临界流体萃取技术在环保方面应用的形式
目前，SFE技术对于废物的处理技工艺的不同主要有两种形式。一种是直接接触法，即将SCF直接与被污染物相接触除去其中的有害成分。直接接触法不仅对高浓度废水有很好的去除效果，而且对低浓度废水的净化效果也相当好。但考虑到过程的经济性，直接接触法一般适合于有机废物含量高的污水。此外，直接接触法还可用于固体污染物的处理，去除率也相当高。
另一种方法是间接接触法，即被污染的物质先与中间媒介(吸附剂)相接触使其中的污染物得到富集，然后将中间媒介在一定条件下经超临界溶剂萃取，分离出其中污染物的方法。在实际生产过程中所用的吸附剂一股为活性炭或硅胶，因此间接接触法常称为活性炭吸附再生法或硅胶吸附再生法。该法适合于较低浓度废水或废气的处理，能使含10-6和10-9级的污染物得到很高的回收率。无论是直接接触法还是间接接触法，在环境保护方面与传统的处理方法相比都是经济有效的，与传统方法的比较，采用SFE无论在投资费用，还是在操作费用方面都优于传统方法。
在传统的环境分析技术中，有许多样品的制备也是采用萃取的方法．但所用的溶剂大多有毒性．而且价格较高。 SFE由于其高效、快速、后处理简单等特点，大大减少了样品的用量，缩短了样品的处理时间，可以在数分钟或数小时内完成传统方法几十小时的工作量。
2.2. 超临界水氧化技术（SCWO）
美国学者Modell于80年代中期提出的一种以超临界水作为化学反应介质，彻底氧化破坏有机物的技术――超临界水氧化技术(SCWO)受到了广泛的重视和研究。在超临界水氧化技术中所用的氧化剂主要是氧气、空气、臭氧和过氧化氢等[4,5]。利用超临界水氧化法的过程中，可以通过控制超临界水的湿度和压力来操纵反应环境、协调反应速率、化学平衡、催化剂选择和活性等。
2.2.1 超临界水氧化的反应机理[6]
SCWO反应为自由基反应。一般情况下，O2和H2O2通过两种机理引发链反应。O2直接和废水中的有机物反应产生(R•)和(HO2•)自由基；H2O2热解形成(HO•)自由基。
RH＋O2 R•＋HO2•(1)
RH＋HO2• R•＋H2O2 (2)
H2O2＋M2HO•(3)
M为均质或非均质介质。羟基(HO•)具有很高的活性，几乎能与所有的含氢化合物反应。
RH＋HO• R•＋H2O (4)
以上各步反应过程中所产生的自由基(R•)能和氧气作用生成过氧化自由基，并进一步获取氢原子生成过氧化物。
过氧化物不稳定很快分解为小分子化合物，直至生成小分子的甲酸、乙酸等。甲酸、乙酸等小分子有机物经过自由基氧化过程最终转化为CO2和水。自由基(HO•)和(HO2•)参加的链反应实质上是通过H去除机理实现的，一般认为H去除是速率控制步骤。
R•＋O2ROO•(5)
ROO•＋RHROOH＋R•(6)
Killilea等人对超临界水中N的行为进行了研究：发现NH3_N、NO-_N、NO2-_N、以及有机N等在超临界水氧化条件下均可转化为N2或N2O，而不生成NOx,其中N2O可通过加催化剂或提高反应温度使之进一步生成N2而去除[7]。
对于有机物中含有其他的S、Cl、P等元素，在超临界水氧化中S生成硫酸盐，溶解于水中后排出，不会产生SOx;Cl生成食盐；P生成磷酸盐，它们也都溶解于水中排出；金属生成氧化物，基本上都完全分解，成为无害化的CO2和溶解性盐类[8,9]。
2.2.2 超临界水氧化在环境保护中的应用
目前国内外已对许多化合物进行了SCWO实验研究，包括酚类、醇类、醋酸、吡啶、多氯联苯、卤代芳香族化合物、卤代脂肪族化合物、硝基苯、尿素、滴滴涕、化学武器、推进剂等，结果表明这些有机物可被彻底氧化分解为CO2、N2、水和其他无毒无害小分子物质。SCWO还可以同萃取技术联用来修复受有机污染物污染的土壤。
另外，SCWO技术在固体废物的处理中也有广泛的应用。以H2O2为氧化剂对污水处理厂的剩余污泥进行了SCWO处理，得到无色、无味的液体，随温度和氧化剂量的提高，出水的TOC显著降低。研究发现SCWO技术还具有从尿液、卫生废水和冷凝水中回收可饮用水的能力。
2.3 超临界流体色谱（SFC）
随着人们对环境和健康问题的日益重视，要求对环境中的化学物质进行定量检测，以监督和改善环境质量。近年来发展起来的SFC技术在分析测定有毒、有害废物方面发挥了巨大的作用。SFC是介于气相色谱(GC)和液相色谱(LC)之间的色谱技术，其操作原理与普通的气相色谱和液相色谱相同，都是利用溶解能力的不同将混合物分离，不同点在于SFC的流动相是SCF。这使SFC兼具有气相色谱的高速度、高效率和液相色谱的选择性强、分离能力强等优点[2]。在超临界流体色谱分析中使用的流动相有二氧化碳、氨气、乙烷等。
2.3.1 超临界流体色谱环保领域的应用
超临界流体色谱的运用包括多环芳烃(PAH)的分析测试、有机染料和颜料的分析测试、表面活性剂的分析测试、农药、除草剂、酚类化合物、卤代烃和多氯联苯的分析测试等等。
3. 小结
综上所述，近年来发展起来的SCF技术在环境保护的各个领域都显示出突出的了独特的优势，具有高效、快速、简便等优点。能够去除传统方法不能完全清除或难以彻底处理的污染物。但是我们也应该清醒地认识到SCF技术也并不是万能的，在应用过程中有许多技术难题有待解决；而且由于其需要高温高压的条件，对于仪器和设备也提出了更高的要求。尽管如此，随着研究的不断深入，SCF技术在环境保护方面必将得到更为广泛地应用，从而产生难以估量的经济效益和社会效益。
参考文献
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关键词 电化学微流控芯片； 微电极； 微流道
1 引 言
近年来，随着微加工技术的发展，微流控芯片的集成化和微型化正成为越来越重要的研究方向[1～3]。电化学微流控芯片将微电极集成到芯片材料上，并将溶液中的待测组分转化为电信号，具有微型化、集成化、灵敏度高和消耗低等优点，在基础研究、疾病诊断、环境监测等领域有着广阔的应用前景[4～7]。
目前，电化学微流控芯片的制备方法主要是首先分别制备微电极芯片和微流道芯片，然后将两者通过键合工艺键合成电化学微流控芯片。其中，微电极芯片的制备方法主要有光刻腐蚀法、化学沉积法、印刷法等[8～11]。光刻腐蚀法在金属薄膜表面涂覆一层光刻胶，经光刻工艺去除微电极以外的光刻胶，并利用腐蚀工艺去除微电极以外的多余金属。然而光刻和腐蚀工艺成本较高、腐蚀一致性较差、边缘不够均匀。最早用于微流控芯片微流道加工的材料主要是各种玻璃和石英材料，近年来，PDMS等聚合物材料因其具有成本低、化学性质稳定等优点正逐渐成为制作微流道的主要材料。基于PDMS材料制备微流道的方法主要有精密机械加工法、掩模光刻法、激光直接成型法、脱蜡法等[12～15]。Koesdjojo等[15]采用精密机械加工法制作铝板凹槽，将高聚物材料浇铸于凹槽表面，将凹槽图样转化为凸起的阳模，再通过浇铸PDMS转印制得微流道。但这种方法需要精密加工设备，如机床刀具等。
微喷打印技术作为一种非接触的增材式制造技术，不仅可以实现微量流体的精确控制而提高制备精度，还能够减少工艺步骤和节约材料。Lee等[16]在PET薄膜表面打印制备了一层银薄膜，并利用脉冲激光器对烧结的区域进行照射，制得了线宽为20 μm的微电极。Kim等[17]采用压电式喷墨打印机在PDMS基底表面制备了尺寸为40～90 μm的微电极，并对微电极的制备性能进行了研究。Wu等[18]对PDMS表面进行改性以提高银的粘接性能，然后在PDMS材料表面采用喷墨打印法制备了微电极。Lu等[19]在硝酸纤维素膜（NC膜）上打印制作了石蜡图案，然后加热使石蜡渗入膜内形成亲疏水相间区域，通过提拉法制得了液体阳模，经倒模工艺制得PDMS微流道。上述制备微电极和微流道的方法结合了微喷打印、光刻、腐蚀和模塑等技术，制备过程较复杂，成本较高。制备过程中使用的商用打印机和激光器r格高昂，并且打印机的微喷嘴不易拆卸与维修，一旦喷嘴被堵，会造成较大的损失。
本研究基于微流体脉冲驱动控制技术[20]，通过一种无内嵌微可动件、结构简单、以脉冲惯性力为主动力的微喷射系统，将纳米银墨水和甘油溶液分别微喷射到基底表面，形成微电极图形和液体阳模图形，分别经烧结和模塑、键合等工艺，制得电化学微流控芯片。本研究考察系统参量和制备参数对液滴成线的影响，制备了微电极和微流道，并利用制得的芯片对不同浓度的葡萄糖溶液进行了流动检测。
2 实验部分
2.1 实验材料与试剂
纳米银导电墨水（JET600C，昆山海斯电子有限公司，粘度30 cp）；甘油溶液（70%， V/V， 粘度20 cp）、葡萄糖、壳聚糖、戊二醛、磷酸盐缓冲液（上海凌峰化学试剂有限公司）；NaOH、HCl、乙烯基三乙氧基硅烷、甲醇（国药集团化学试剂有限公司）； 葡萄糖氧化酶（上海金穗生物科技有限公司）。硼硅酸盐玻璃毛细管（600 μm × 100 mm）、石英毛细管（250 μm×50 mm，北京正天易科贸有限公司）。
2.2 实验方法
图1A为微流体脉冲驱动控制技术制备电化学微流控芯片的实验系统示意图，系统主要由压电驱动控制系统和三维运动工作台构成，其中，压电致动器和微喷嘴通过微喷嘴连接件和储液池连接在一起，储液池的容积远大于单个微喷嘴的容积，与单个微喷嘴构成的喷射结构相比，具有较高的稳定性，可以极大地提高系统的稳定喷射频率和制备效率，最大可提高到60 Hz[21]。微喷嘴由硼硅酸盐玻璃毛细管首先经拉针仪拉制，再由锻针仪截断并锻制至所需的出口内径。图1B为喷嘴内液滴产生的原理图，当施加图1A所示的驱动波形时，压电致动器周期性地伸长与收缩，并且变化量与电压幅值成正比。当压电致动器伸长时，玻璃固壁和喷嘴内的边界层流向前运动，微喷嘴内的液体在液体粘性力的作用下获得向前运动的速度v。当驱动电压迅速降至零时，压电致动器收缩，喷嘴内的液体获得脉冲惯性力F1，脉冲惯性力F1的大小随驱动电压的增大而增大，当脉冲惯性力F1>液体粘性力F2时，微喷嘴内的液滴沿着运动方向喷射出来。
电化学微流控芯片的制备过程如图2所示。将玻璃基底放入超声清洗仪中清洗10 min并烘干。将玻璃基底放在制备系统的工作台面，调节制备系统的制备参数，使纳米银墨水均匀稳定地喷射到基底表面， 形成相应的电极图形。将载有电极图形的基底进行烧结，制得具有较高导电性能的微电极，如图2A和图2B所示。将玻璃基底放在制备系统的工作台面，调节制备系统的制备参数，使甘油溶液均匀稳定地喷射到基底表面， 形成相应的液体阳模，放入80℃的恒温干燥箱内1 min， 将甘油溶液阳模中的水蒸干，形成甘油液体阳模[22]， 将PDMS弹性体和固化剂以5∶1的比例均匀混合并抽真空，然后将PDMS液体通过注射泵以50 μL/s的速度缓慢均匀地沉积到用铝环包围的液体阳模表面，置于恒温干燥箱内， 60℃固化处理12 h，将固化后的PDMS负模从玻璃表面剥离，并切割打孔，如图2C～图2E所示。将载有微电极的玻璃基底和PDMS负模分别用无水乙醇和去离子水清洗，用氮气吹干，置于汞灯下进行表面改性，与微电极基底迅速对准贴合， 70℃保温30 min，完成键合，即可制得电化学微流控芯片（图2F）。
3 结果与讨论
影响电微流控芯片制备的主要因素有：微流体脉冲驱动控制系统的系统参量（微喷嘴内径d、驱动电压幅值U）、 液滴重叠率k、 微电极烧结条件等，其中系统参量和液滴重叠率对电化学微流控芯片的成型有显著影响，为提高制备效率，选择驱动电压频率为50 Hz。
3.1 系统参量对液滴直径的影响
实验条件：微喷射介质为纳米银墨水和甘油溶液， U的范围为20～80 V， d的范围为20～100 μm。
分别在载玻片基底表面制备7×7的纳米银墨水液滴阵列和甘油溶液液滴阵列，如图3所示，其中，驱动电压幅值为50 V，微喷嘴内径为60 μm，液滴的中心距为180 μm。分别对图中49个液滴样点的直径进行测量，结果表明，纳米银墨水液滴的平均直径为120.4 μm，标准差为3.6 μm；甘油液滴的平均直径为101.4 μm，标准差为1.5 μm。采用相对标准偏差（RSD）表征液滴直径的一致性，计算公式为：RSD=（SD/MN）×100%，其中，SD为液滴直径的标准差，MN为液滴直径的平均值。采用上式计算液滴直径的相对标准偏差分别为3.0%和1.5%。由相对标准偏差结果可知，制得的液滴阵列具有较高的一致性，系统具有较好的喷射稳定性。
U和d对液滴直径的影响如图4所示，纳米银墨水的最小喷射电压为30 V，甘油溶液的最小喷射电压为20 V，这主要是由于纳米银墨水的粘度值高于甘油溶液，因而需要的驱动力较小。制备的纳米银微液滴的最小直径为40 μm，甘油溶液微液滴的最小直径为30 μm。液滴的直径可由U和d控制，当U增大时，微喷嘴内液体获得的脉冲惯性力增大，微喷射产生的液体量增多，在基底表面形成的液滴的直径增大；当d增大时，微喷射产生的液滴量也增多，使得基底表面形成的液滴的直径也增大。
3.2 制备参数对液滴成线的影响
如图5A所示，相邻的微液滴以一定的重叠率连接成微液线，其中，D为微液滴的直径，l为相邻液滴间重叠部分的宽度，p为相邻液滴的间距。重叠率k=l/D=1-p/D。此外，微液滴的铺展性能对液滴的成线有重要影响，实验采用测量液滴接触角的方法表征液滴的铺展性能。如图5B和5C所示，纳米银微液滴在基底表面的接触角为15°，甘油溶液液滴的接触角为25°，因此，纳米银微液滴比甘油溶液液滴具有更好的铺展性能。
实验条件：微喷射介质为纳米银墨水和甘油溶液， k的范围为0～85%， D的范围为40～250 μm。
图5D为纳米银液滴在基底表面的成线影响图，其中D=50 μm。当k=0时，液滴互相分离，无法形成液线。当k=0.1时，液滴互相连接成液线，但边缘呈锯齿状。继续提高重叠率时，液线的锯齿状边缘逐渐消失，并趋于直线。当k=0.5时，可以形成形貌较好的液线。继续提高重叠率后，液线依然可以维持较好的形貌，由于液滴量的增多和表面张力的影响，液线的宽度同时随着重叠率的增大而增大。重叠率对甘油溶液液滴在基底表面成线的影响如图5E所示，当k=0.5时，可以较好地形成甘油溶液液线，继续提高重叠率可以增大液线的宽度。但是当k=0.7时，液线边缘凸起，这主要是由于甘油溶液液滴的接触角较大，铺展扩散的能力弱于{米银微液滴，导致甘油液线单位距离内的液滴数较多，出现局部凸起现象。此外，当k=0.5时，纳米银液线的宽度大于甘油溶液液线的宽度，这主要是因为纳米银液线接触角较小，扩散性能较好，形成的液线宽度较大。
通过改变液滴的重叠率和直径，可以制得不同宽度的纳米银液线和甘油溶液液线，如图6A和图6B所示。其中，纳米银液线的宽度变化范围为60～130 μm，甘油溶液液线的宽度变化范围为40～120 μm。k和D对液线宽度的影响分别如图6C和图6D所示，纳米银液线的最小线宽为45 μm，甘油溶液液线的最小宽度为35 μm。液线的宽度由k和D控制，当k和D增大时，液线的宽度也增大。
3.3 微电极的制备与性能表征
将制备有纳米银液线图形的玻璃基底置于恒温干燥箱内以140℃进行烧结，持续30 min，即可制得具有较高导电性能的微电极图形。纳米银液线烧结前后的局部显微照片如图7A和7B所示，其中，微液线的制备参数为k=0.5， D=100 μm，微液线的线宽为135 μm。由图7可知，微液线经烧结后，线宽及边缘形貌均保持了较高的一致性。图7C和7D所示为微电极层厚和表面形貌的的SEM局部图，由图可见，制得的微电极的层厚约为2.2 μm，且层厚分布均匀；微电极的导电颗粒在烧结固化的过程中互相充分连接并长大， 密集分布于整个微电极区域内。微电极的导电性能是微电极的重要性能参数，实验采用精密直流电阻测试仪和四线法测量微电极的电阻率[23]，测试结果表明，制得的微电极的电阻为5.2 μΩ・cm，约为金属银3倍，具有较高的导电性能。
3.4 微流道的制备与性能表征
实验采用白光干涉表面轮廓仪测定了微流道的三维轮廓形貌和表面粗糙度， 如图8所示，液体阳模经模塑工艺复制后得到的微流道保持了较好的形貌，微流道的边缘较直，流道的深度沿纵截面方向分布均匀，沿横截面方向先变深再变浅且基本对称。图8B和8C分别为微流道的横截面曲线图和微流道横截面的显微照片，微流道的宽度为169.7 μm，深度为16.3 μm，这表明制得的微流道深宽比为0.096。 图8D所示为微流道底部100 μm×325 μm范围内的表面粗糙度，测得微流道表面粗糙度的算术平均偏差Ra为125.1 nm，这表明实验制得的微流道表面粗糙度很小，表面光滑度较高， 有利于提高电化学检测的检测精度。
3.5 电化学微流控芯片的集成制备与测试
依据上述方法分别制备微电极和微流道，然后将制备有微电极的玻璃基底和含有微流道的PDMS负模采用可逆封装工艺进行键合，制得电化学微流控芯片。为增大芯片检测池中液体与电极的接触面积从而提高电化学反应效率和灵敏度，微电极采用并行排列并沿微流道分布的结构，制得的两排电极分别作为工作电极和对电极，对电极兼作参比电极，建立两电极电化学检测系统。本实验利用制得的两电极电化学检测系统，对葡萄糖溶液进行流动检测。将葡萄糖溶液流经固定有葡萄糖氧化酶的酶反应器，产生的过氧化氢在芯片的电极电压下发生电化学氧化反应，产生响应电流，从而测定出葡萄糖溶液的浓度。图9所示为电化学微流控芯片实验系统，主要包括电化学微流控芯片、电化学工作站、注射泵和待测溶液等，其中微流道的宽度为400 μm，微电极的宽度为70 μm。
首先依次用乙醇和去离子水冲洗石英毛细管内壁，去除通道内的有机物和杂质；然后将1 mol/L的NaOH溶液通入毛细管并静置12 h；接着依次用1 mol/L HCl溶液和去离子水冲洗毛细管内壁，随后将10%的乙烯基三乙氧基硅烷的甲醇溶液通入毛细管后， 将柱端封死，置于90℃加热2 h，进行硅烷化处理。将0.5%戊二醛溶液缓缓注入毛细管，持续2 h，然后通入蒸馏水冲洗干净。注入5 mg/mL 葡萄糖氧化酶和0.5%壳聚糖混合物，室温下孵育12 h，使酶固定在壳聚糖分子上。以磷酸盐缓冲液冲洗毛细管，即可制得固定有葡萄糖氧化酶的酶反应器[24]。
在注射泵上固定装有葡萄糖溶液的注射器，通过内径为300 μm的细塑料管将将固定有葡萄糖氧化酶的石英毛细管和注射器连接，接着再通过细塑料管将石英毛细管和微流道芯片微流道的入口连接，构成电化学检测装置。分别对pH=7.0的磷酸盐缓冲液和0.05 mol/L H2O2溶液进行循环伏安扫描，如图10A所示，磷酸盐缓冲液没有氧化峰，而H2O2出现了氧化峰，并且当工作点位为0.65 V时，氧化电流值最大。将酶反应器与微流控芯片连接，选择0.65 V工作电位，分别通入不同流速的葡萄糖溶液，响应电流与流速的关系如图10B所示，当流速在1～4 μL/min范围时，由于较大流速加强流体介质的传递，使反应效率更高，响应电流随浓度增大而增大，当流速大于4 μL/min时，由于过大的流速使得反应接触时间变短，反应不充分，响应电流随流速增大而下降。因此，实验选择4 μL/min为最佳流速。分别通入不同浓度的葡萄糖溶液，氧化电流的电流值（I）与葡萄样溶液的浓度（c）关系如图10C所示，当葡萄糖溶液的浓度在0.2～8.0 mmol/L的范围内时，萄糖溶液的浓度与响应电流具有较高的线性关系，线性方程为I=0.272c+0.721， r=0.997，检出限为0.15 mmol/L。结果表明，本实验中设计和制备的电化学微流控芯片两电极电化学检测系统可以对一定浓度范围内的葡萄糖溶液进行定量检测。
采用相同的制备方法制备10个电化学微流控芯片，分别构建检测系统，对5 mmol/L葡萄糖溶液进行检测。如图11所示，不同的电化学微流控芯片对于相同浓度葡萄糖溶液的检测结果没有明显差异， 表明采用相同的制备参数制得的不同批次的电化学微流控芯片具有较高的一致性。选择其中一个电化学微流控芯片，分别对0.5、1.0、1.5、3.0和6.0 mmol/L的葡萄溶液各进行10次测试，结果如表1所示。可见不同浓度葡萄糖溶液的10次测试结果，其响应电流的相对标准偏差较小，表明本方法制得的芯片具有较高的检测重复性。
4 结 论
研制了基于微流体脉冲驱动控制技术的电化学微流控芯片制备系统，考察了微喷嘴出口内径和电压幅值对液滴产生的影响，分析了液滴直径和重叠率对微电极和微流道液体阳模成线的影响，对制得的微电极和微流道进行了导电性能和表面形貌的检测。使用制备系统制得了电极宽度为70 μm、流道度为400 μm的电化学微流控芯片，进行了葡萄糖浓度的电化学流动检测，葡萄糖的浓度与响应电流具有良好的线性关系，可以对一定浓度范围内的葡萄糖溶液进行定量检测。本方法微喷度高、重复性好，制备系统结构简单、成本低廉，可用于不同喷射介质的微喷射成型，通过调整控制参数和进行基底的表面处理，可在不同的基底表面制备微电极等印制电子元件以及用于PDMS微流道倒模工艺的各种阳模，本方法有望用于生物芯片、生物传感器的制备以及微电化学分析等领域。
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原告：昆明迈思特流体技术有限公司。
法定代表人：陈智勇，执行董事。
被告：昆明市工商行政管理局五华分局。
法定代表人：赵明才，局长。
2000年6月30日昆明市工商局五华分局接消费者杨璇投诉后，前往白建坤住处莲花池正街18号进行调查，在调查中发现白建坤冒用公司名义从事经营活动，故以五工商消扣字（2000）第005号扣留（封存）财物通知书及清单扣留白建坤现金25000元（人民币，下同）及相关物品。同日昆明迈思特流体技术有限公司从其华夏银行园通支行的账户上支取现金25000元。昆明迈思特流体技术有限公司不服，向昆明市五华区人民法院提起行政诉讼。
原告昆明迈思特流体技术有限公司（以下简称迈思特公司）诉称：1999年5月其与白建坤建立厂委托关系，并将“昆明迈思特流体技术有限公司财务章”提供给白建坤用于采购商品时使用，2000年6月30日原告委托罗永军携带现金支票找白建坤加盖财务专用章并提取25000元现金，现金提取后白建坤将25000元现金放人随身携带的黑色提包中，后因白建坤涉嫌冒用公司名义从事经营活动，此25000元现金被被告扣留，后又用于对白建坤的罚款上缴国库。被告的处罚行为侵害了原告的合法财产权益，故诉请判令撤销被告所作的五工商经处字（2000）第136号行政处罚决定书中侵害原告财产权益的部分。
被告昆明市工商行政管理局五华分局答辩认为：其作出的处罚决定是对白建坤处以罚款25000元，与原告无关，故请求驳回原告的诉讼请求。
「审判
昆明市五华区人民法院经审理认为：被告于2000年6月30日对白建坤依法实施了扣留25000元现金的行政强制措施，并已告知了白建坤对此措施如有异议可在60日内向昆明工商行政管理局申请复议，但具体行政行为相对人白建坤在此期间并未申请复议。此外原告在知悉了这一情况后，在被告对其进行的多次调查和原告向被告递交的多份书面材料中，均未主张被告扣留25000元现金属其所有。且人民币现金属种类流通物，并非特定物，原告所举华夏银行对账单仅能证明其白银行支取现金25000元的事实，并不能证明被告扣留的25000元现金与原告到银行支取的25000元现金具有同一竞合性，因此原告的主张不能成立。依照《中华人民共和国行政诉讼法》第五十四条和最高人民法院《关于执行{中华人民共和国行政诉讼法）若干问题的解释》第五十六条第（四）项之规定，该院于2001年2月1日作出判决：
驳回原告昆明迈思特流体技术有限公司的诉讼请求。
一审宣判后，迈思特公司不服向昆明市中级人民法院提起上诉称：一审判决认定事实不清，举证责任倒置，判决显失公平，被上诉人处罚程序违法，请求依法撤销原审判决，判令被上诉人立即返还属于我公司的财产：一、二审诉讼费由被上诉人承担。
被上诉人答辩称：我方已举证处罚白建坤的25000元属白建坤个人所有，且上诉人无充分证据反驳我方主张，因此，上诉人的上诉请求不能成立，请求法院予以驳回。
昆明市中级人民法院经审理认为：根据《中华人民共和国行政诉讼法》第四十一条关于提起行政诉讼应符合法定条件及最高人民法院《关于执行{中华人民共和国行政诉讼法）若干问题的解释》第二十七条关于证明起诉符合法定条件的举证责任应由原告承担的相关规定，本案上诉人迈思特公司所举证，未能证明其与被上诉人工商五华分局作出的五工商经处字（2000）第136号行政处罚决定存有行政法上的利害关系；本案被上诉人的上述处罚决定中罚款25000元是针对白建坤所作，并非迈思特公司，上诉人迈思特公司为此向法院提起的诉讼，不符合行政诉讼起诉的法定条件，人民法院应依法不予受理或驳回起诉。原审法院对上诉人的起诉受理后经审理已明确原告与被告的行政处罚欠缺行政法的利害关系，作出实体判决不当，本院依法予以纠正。本案上诉人迈思特公司的起诉，依法应予驳回。依照《中华人民共和国行政诉讼法》第四十一条第（一）项、第七十四条，最高人民法院《关于执行{中华人民共和国行政诉讼法）若干问题的解释》第六十二条第一款、第二十七条第（一）项、第四十四条第一款第（二）项、第七十九条第（一）项、第六十三条第一款第（二）项的规定，该院于2001年6月12日作出裁定：
一、撤销五华区人民法院（2000）五法行初字第20号行政判决；
二、驳回原审原告昆明迈思特流体技术有限公司的起诉。
「评析
本案主要涉及以下问题：
一、原告举证责任问题
举证责任是特定的诉讼当事人根据法律规定对一定的待证事实提出证据并加以证明的责任。我国《中华人民共和国行政诉讼法》第四十一条规定，提起诉讼应当符合四个条件：一是原告是认为具体行政行为侵犯其合法权益的公民、法人或其他组织；二是有明确的被告；三是有具体的诉讼请求和事实根据；四是属于人民法院受案范围和受诉人民法院管辖。以上四个条件都必须同时具备，缺少其中任何一个条件，即视为起条件不具备。最高人民法院《关于执行{中华人民共和国行政诉讼法）若干问题的解释》（以下简称《解释》）第二十七条第（一）项规定，证明起诉符合法定条件的举证责任应由原告承担。这是对原告在行政诉讼中举证责任的具体规定。法律明确规定举证责任的意义在于这种设定能引起相应的法律后果。本案原告认为被告所作处罚决定侵害其财产权益，向法院提起行政诉讼，依法向法院提交了用于证明其符合起诉条件的证据材料。经法院对原告所举证据审查后认为，均不能证明其与被告所作处罚决定存有行政法上的利害关系，且被告作出处罚决定中罚款25000元是针对白建坤，并非原告。因此，从举证责任的层面上来看，原告所举证据均不能证明其符合起诉条件，故原告未完成举证责任。人民法院应依法裁定不予受理或驳回起诉。
1流媒体技术的应用现状
现在，流媒体已经逐渐发展成为一个朝阳产业。有专家预言，流媒体将成为未来因特网上应用的主流，实现沟通和传播的多向性，使传播不再受到时间和空间的限制。流媒体技术广泛用于新闻出版、证券、娱乐、电子商务、远程培训、视频会议、远程教育、远程医疗等互联网信息服务的方方面面，总结起来有三大应用。
1.1网络视频直播目前，流媒体技术作为第四代媒体技术中的一种，很多大型的新闻娱乐媒体，如中央电视台和一些地方电视台等，都在互联网上提供基于流媒体技术的节目，目前流媒体的视频直播应用突破了网络带宽的限制，实现了在低带宽的环境下的高质量影音传输，其中的智能流技术保证不同连接速率下的用户，使得用户可以随时随地应用流媒体技术在网络上观看多媒体信息。
1.2远程教育Internet的使用开创了远程教育的里程碑，它促进了远程教育中的教学传递日趋现代化，这种教育形式能跨越校界、区界甚至国界。流媒体技术应用突破传统的远程教育以文本为主、没有声音和视频，解决了教学模式单
一、交互性差的问题。教学模式多样化体现在教师的在线直播授课和授课视频观看，学员可以由针对性的选择想要学习的章节和内容，极大的提高了学习的效率节省时间。此外，流媒体技术也使远程教育的交互从单向通信的方式，如通过Email、在线聊天、BBS等。采用流媒体技术，把流式视频、音频加入答疑系统将提高它的完整性和交互能力。流媒体的VOD技术还可以进行交互式教学，达到因材施教的目的。像Flash、Shockwave等技术就经常应用到网络教学中。学生可以通过网络共享学习经验。大型企业可以利用基于流媒体技术的远程教育对员工进行培训。
1.3视频点播及电视电话会议视频会议系统指互联网上或者其它数据网络上开展的一种交互式多媒体通信业务。视频会议系统与流媒体技术应用相结合，利用流媒体技术的良好的可访问性、可扩展性和对带宽的有效利用性，实现视频会议内容的广播和录播，并且由于流媒体终端播放软件大多是免费的，因此利用流媒体机制：点对点(unicast)、多址广播(Multicast)和广播(Broadcast)可以很好地满足视频会议的如上需求：首先可以使大量的授权流媒体用户参加到视频会议中，扩大了会议的规模和覆盖面；而且利用流媒体技术的记录功能，视频会议在召开完以后可以实时存储，流媒体用户就可以通过点播的方式来访问会议的内容。
流媒体进行PHP的通信，最常见的就是可视电话。只要两端都有一台接入Internet的电脑和一个摄像头，在世界任何地点都可以进行音视频通信。此外，大型企业可以利用基于流媒体的视频会议系统来组织跨地区的会议和讨论。
2流媒体技术的研究现状
目前，流媒体技术主要表现在三个方面：分别是编码器（编码技术）、播放器（播放支持）和流服务器，三者缺一不可。在数据网络上传输流媒体，需要解决从音/视频源的编码/解码、存储，到网络端的媒体服务、媒体流传输，到用户端的播放一系列问题。
怎样使较好质量的流媒体实时播放，需要考虑媒体流传输的各个环节。其中，影响传输质量的三个最关键的因素是：编码和压缩的性能、媒体服务器的性能、媒体流传输的质量控制。
2.1编码及压缩：流媒体文件需要在网络上实时传输，因此必须考虑传输中数据丢失对解码质量的影响。针对这个问题，采用先进的编码技术，例如错误弹性编码(ErrorResilientEncoding)：在编码中通过适当的控制使得发生数据丢失后能够最大限度地减少对质量的影响。此外，媒体流的压缩/编码还需要考虑速率调节的能力，网络的拥塞状况是实时改变的，流媒体的编码应该最大限度适应网络速率的变化。
2.2服务器的性能提高：流媒体应用规模和范围的扩大，流媒体服务器的性能也成为制约流媒体服务扩展能力的重要因素。提高服务器的性能包括CPU能力提高，I/O总线带宽和传输速度，存储带宽扩展等。
2.3媒体流传输的质量控制：由于流媒体传输对网络带宽、延迟、丢失率等都有很高的要求，提高流媒体系统的整体扩展性和降低单个服务器性能要求是未来发展的趋势。
此外还有流媒体技术研究还有流媒体传输协议和流媒体文件格式的兼容和压缩的研究上，流媒体在网络上传输需要合适的协议，TCP需要较多的开销，故不太适合传输实时数据，流媒体一般采用HTTP/TCP来传输控制信息，而用RTP/UDP来传输实时多媒体数据，流媒体中协议有三种：实时传输协议RTP与RTCP；实时流协议RTSP；资源预订协议RSVP。流媒体文件的格式主要有三类：RealSystem的RealMedia文件格式；微软高级流格式ASF简介；QuickTime电影(Movie)文件格式。针对流媒体传输协议的研究和文件格式的转换上也是当前研究的一个方向。
起落架接地点参数设计
起落架接地点的设计要根据飞机的重量、重心包线、几何外形、执行任务等来确定。在给定输入条件后，要使得接地点的设计满足飞机结构、漂浮特性和使用特性的需求。
1起落架布局形式
现代民用航空运输飞机大多选用“前三点”式起落架布局形式。与“后三点”式起落架布局形式相比，这种布局形式可以使得飞机在地面状态时，客舱基本呈水平状态，有利于改善驾驶员视界，减小起飞滑跑初期的高阻力。由于主起落架在飞机重心之后，飞机在刹车、地面操纵时具有很好的稳定性，同时在飞机着陆时，主起落架会产生一个使飞机低头的力矩，帮助飞机减小着陆攻角，有利于减小着陆场长。该种布局的缺点主要集中在主起落架接地点的选取，即如何处理好在最大限度满足各种使用特性的前起下，使得主起落架在收藏空间、结构形式上合理、可行。
2起落架接地点参数设计
起落架接地点的设计原则是在满足飞机使用安全性的前提下，依据飞机的重量重心、几何外形等特征参数，最大限度地满足飞机在滑跑、起飞和着陆阶段的使用要求。同时，还要考虑飞机系列化发展的需求。
2.1主起落架纵向接地点设计
(1)飞机起降特性限制
主起落架纵向接地点参数包含接地点的纵向站位（用%MAC表示）和接地点距飞机客舱地板高度的距离。其参数的选取主要受到飞机起降所需求的迎角θ的限制。为了满足飞机的正常起降要求，飞机的起飞迎角要求不小机的着陆迎角，对于干线飞机，一般在8°～10°。同时，要重点考虑飞机单发起飞时的极限迎角需求，一般是在正常起飞迎角的基础上增加1°左右。
在初始设计阶段，如果有足够的数据支持，也可以通过计算分析的手段，将飞机腾空时的迎角θLOF作为输入条件，其计算公式如下：其中，αLOF为正常起飞时预期的最大迎角，VLOF为正常腾空时空速，CLLOF为对应VLOF的升力系数，为升力线斜率。l1和l2参数如图2所示，分别表示主起落架全伸长状态接地点与飞机尾擦点连线与停机状态地面线相交的两段线长度。对于干线客机，飞机抬头率一般取4°/s。此外，还需要考虑飞机系列化发展的需求，给系列化家族中的加长型飞机在起落架布置上留有必要的空间。对于干线客机，基本型飞机最终确定的起降迎角一般是在其起降需用迎角的基础上增加2°～4°，要视客舱增加长度和机身后体修行的具体情况进行分析确定。
(2)飞机结构设计限制
现代民用运输机大多采用高气动效率的超临界机翼，其外形的一个显著特点是后缘部分收缩剧烈，这就给下单翼布局形式飞机的主起落架收藏带来了较大的空间限制。另外，采用较后的主起落架接地点，可能会出现主起落架的转轴较长，主支柱后倾角较大，主起落架转轴偏角较大等设计情况，这些都会造成主起落架重量和寿命上的损失。所以在设计之初，要依据飞机的结构特点，主起落架的接地点不能过于靠后。
(3)翼下吊大涵道比发动机限制
现代民机的另外一个特点就是普遍采用油耗小、噪声小的大涵道比喷气发动机，而随着民航业环保、节能要求的提高，发动机会采用更大的涵道比，其对应的短舱直径也有较大增加。目前下一代新研发的发动机涵道比已经增大到12左右。为了满足短舱与地面的间隙要求，就需要起落架有一定的长度来支撑飞机。对于翼吊布局的飞机，其短舱与地面的最小间隙为458mm（18in）。
(4)地面维修高度限制
飞机机体表面设有许多检查、维护口盖，根据机场现有的维修程序和维修设备的需要，同时考虑人机工效学，需要对飞机的高度有一定的限制。
(5)主起落架纵向接地点参数选取限制
基于上述分析，可以绘出主起落架纵向接地点参数选取区域限制图，如图3所示。对于采用放宽静稳定技术的飞机，其重心后限位置较后，在考虑加长型发展空间的基础上，基本型飞机不可能在狭小的参数选择区域内选取到防倒立角大机擦地角的主起落架纵向接地点位置，这也是现代民机主起落架布局设计的一大特点。在可选域的参数选取中，要考虑在最严重的重量、重心组合的情况下，使得选取参数对应的飞机防倒立角能尽可能的比飞机运营过程中起降的最大迎角θ大。
2.2主起落架横向接地点设计
主起落架横向接地点即表示飞机的主轮距（用%SPAN表示），其参数的选取也受到多重因素的制约，如图4所示。
(1)主起落架收藏空间的限制
在选取主起落架纵向接地点参数后，就需要开展主起落架横向接地点的设计，即在飞机上进行合理的空间布置，满足主起落架对收藏空间的需求。
在起落架收藏的概念设计中，需要考虑轮胎的膨胀、膨胀轮胎与收藏路径上各种结构件的间隙等影响主起落架收藏的主要因素。轮胎主要考虑充气膨胀间隙和由转动引起的形变间隙，在名义轮胎尺寸的基础上，加上这两部分间隙变化尺寸，构成起落架收藏设计中的“协调用轮胎”尺寸。由于“协调轮胎”所考虑的膨胀和转动形变间隙均为最小间隙，加之飞机后继机对特殊机场适应性要求的需要，因此对于“协调用轮胎”在径向方向与收藏路径上各种结构件的间隙就需要留有足够的空间。
(2)主起落架转轴结构布置空间限制
主起落架的展向位置设计被限制在机翼后部由后梁和襟翼辅助梁所形成的“三角区”，如见图5所示，主起落架过分的沿展向靠外布置，会过分挤压起落架转轴的布置空间，给起落架转轴设计增大难度。其具体限制条件可依据机翼后梁走向、机翼kink位置、主起落架接头形式、襟翼舱布置空间、管线布置空间需求等确定，见图4中条目2。
(3)侧风与单发着陆限制
飞机在侧风或单发着陆的过程中，会带有一定的滚转角Φ，一般在5°～8°。在主起落架横向接地点位置选取时，就需要考虑由机带滚转角着陆，发动机短舱与地面之间的最小安全间隙，一般要大于152.4mm（6in），见图4中条目3。
(4)机场使用限制
飞机机场适应性所包含的内容很广，其中有一条是根据机场的不同分类对飞机的几何参数进行限制，具体限制如表1所示。
2.3前起落架接地点设计
(1)操纵稳定性限制
前起落架和主起落架的接地点构成一个平面，有效地支撑住飞机的重量，当飞机的重心及主起接地点确定后，需要合理的选取前起落架接地点的位置，以确保飞机在侧风及地面转弯时的稳定性，一般用侧翻角Ψ表示，如图5所示。对于民用飞机，该角度不应大于63°。
(2)载荷分配限制
合理地选取前起落架的接地点位置，能较好地分配起落架所承受的载荷。一般情况下，前起落架的载荷系数为8%～15%，见图5。当前起落架接地点过于靠前，前起落架的载荷较小，会使得飞机在小重量状态下，前轮丧失部分或全部操纵性。相反，当前起落架接地点过于靠后，前起落架的静态载荷较大，在刹车产生的附加载荷作用下，很可能超过前起落架的设计强度。因此，需要合理地安排前起落架接地点的位置。
(3)结构设计考虑
起落架上的载荷需要传到飞机机身，为了减少飞机重量，需要使载荷的传力路径最短，最合理的方式是在靠近加强框的位置进行布置。
(4)飞机停机角设计考虑
由机在停机时其重量、重心会有不同的组合，因此飞机的停机角是一个范围，目前民用飞机的停机角范围是-1°～1°。可以根据停机时客舱地板水平或是有轻微低头的需要来选择前起落架的长度。
飞机地面180°转弯检查
飞机起落架接地点确定后，在地面操纵时，除了要满足之前所述的安全性、稳定性和操纵性要求之外，还需要满足在预期的最低运营机场跑道宽度的条件下，实现飞机180°转弯的要求，如图6所示。对于超大型民用客机，会对飞机的接地点设计产生一定的影响。ICAO附件14卷Ⅰ中机场跑道宽度要求和起落架距跑道边界安全间隙要求分别见表2和表3。式中，b表示飞机的前主轮距，t表示飞机的主轮距，β表示飞机前起落架的转弯操纵角，s1表示主起落架图6飞机地面180°度转弯外侧双轮间距，s2表示前起落架外侧双轮间距。
当选定最低跑道宽度和对应的安全间隙后，根据公式（2）计算出前起落架转弯操纵角β。一般情况下，还需要考虑轮胎的侧滑现象，即在求出的前起落架转弯操纵角β上加3°～5°，该值以不大于45°为宜。
【关键词】流媒体 启动延时 RTP
自互联网产生以来，受网络带宽的限制，互联网上的信息都以文字、图片等静态数据为主，而音频、视频数据则难以在网上。随着ADSL、视迅宽带、FDDI网的出现，网络带宽得到很大的改善，可以达到100M以上的传输速率，但仍无法满足高质量的多媒体信息传输的需要，这就要从数据的传输方式上着手来解决问题。由此，流媒体技
术应运而生。
一、流媒体技术概述
流媒体（Streaming）技术是指在发送端和接收端之间以独立于网络负载的以给定速率传输音频、视频信息的一种传输技术。流媒体具有隐含的时间维、传输的实时性和等时性、高吞吐量等特点。目前因特网由于存在带宽不足、服务质量控制机制较弱等局限性，难以满足流媒体的实时性要求，为此因特网工程任务组（IETF）制定了一系列支持流媒体实时传输和服务质量控制的协议，如 RTP、RSVP、RTCP等。其中，RTP是所有这些协议的基础。在网络上传输音频或视频等多媒体信息，目前主要有下载回放和流式传输两种方案。下载回放方式时间长、占的内存多，要求用户等到整个文件全部下载完毕才能回放。流式传输中声音、影像等通过网络向用户计算机进行连续、实时传送，用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过几秒或十几秒的启动延时即可进行观看。
流媒体技术是一种使用流式传输连续的时基媒体的技术。流式传输方式是将视频、音频等其他媒体压缩为一个个压缩包，由视频服务器向用户计算机连续、实时传送，只需要在用户端缓存足够可播放的视频容量就可以开始播放。
二、流媒体系统的组成
1、编码工具。即用于创建、捕捉和编辑多媒体数据，形成流媒体格式。利用媒体采集设备进行流媒体的制作。它包括了一系列的工具，从独立的视频、声音、图片、文字组合到制作丰富的流媒体。这些工具产生的流媒体文件可以存储为固定的格式，供服务器使用。
2、流媒体数据。即媒体信息的载体。常用流媒体数据格式有.ASF、.RM等。
3、服务器。即存放媒体数据。由于要存储大容量的影视资料，因此该系统必须配备大容量的磁盘阵列，具有高性能的数据读写能力，可以高速传输外界请求数据并具有高度的可扩展性、兼容性，支持标准的接口。这种系统配置能满足上千小时的视频数据存储，实现片源的海量存储。
4、网络。即适合多媒体传输协议甚至是实时传输协议的网络。流媒体技术是随着互联网络技术的发展而发展起来，它在现有互联网络的基础上增加了多媒体服务平台。
5、播放器。即供用户欣赏网上媒体的软件。流式媒体系纺支持实时音频和视频直播和点播，可以嵌入到流行的浏览器中，可播放多种流行的媒体格式，支持流媒体中的多种媒体形式，如文本、图片、Web页面、音频和视频等集成表现形式。在带宽充裕时，流式媒体播放器可以自动侦测视频服务器的连接状态，选用更适合的视频以获得更好的效果。目前应用最多的播放器有美国Real Networks公司的Real Player、美国微软公司的Media Player、美国苹果公司的Quicktime三种产品。
目前，Real System 被认为是在窄带网上最优秀的流媒体传输系统，其允许的带宽限制从28.8kbps的拨号上网到10M 的局域网，允许点播的人数从 100 流到 1000 流甚至无限流。Real System 系统由三部分组成。一是媒体内容制作工具Real Producer。主要是用于压缩制作多媒体内容文件，实时压制现场信号并传送给Real Server进行现场直播；也可以把其他音频、视频和动画等多媒体文件格式转换成Real Server支持并进行流媒体广播的 Real格式。二是服务器引擎 Real Server。它是目前国际上最强力的因特网和Intranet上的流传播服务引擎，利用该服务引擎用户可以在客户端无须等待数据全部下载完毕即可实时收看直播节目。三是客户端播放软件 Real Player。用来向服务器发出请求，接收并回放从 Real Server传送的媒体节目。
三、流式传输协议
流媒体协议是流媒体技术的一个重要组成部分，也是基础组成部分。因特网工程任务组的主要工作是设计各种协议来规范与发展世界标准化组织，现已设计出几种支持流媒体的传输协议。
1、RSVP（资源预留协议）。该协议促使流数据的接收者主动请求数据流路径上的路由器，并为该数据流保留一定的资源（即带宽），从而保证一定的服务质量。RSVP是一个在IP上承载的信令协议，它允许路由器网络任何一端上终端系统或主机在彼此之间建立保留带宽路径，为网络上的数据传输预定和保证服务质量。
（1）RSVP协议中涉及到发送者和接收者的概念，这两个概念是在逻辑上进行区分的。发送者指发送路径消息的进程，而接收者是指发送预留消息的进程，同一个进程可以同时发送这两种消息，因此既可以是发送者也可以是接收者。
（2）资源预留的分类。专用预留：它所要求的预留资源只用于一个发送者，即在同一会话中的不同发送者分别占用不同的预留资源。共享预留：它所要求的预留资源用于一个或多个发送者，即在同一会话中的多个发送者共享预留资源。
（3）RSVP提供两种发送者选择方式。通配符方式：默认所有发送者，并通过预留消息中所携带的源端地址列表来限制通配符滤波器。显式指定方式：滤波器明确指定一个或多个发送者来进行预留。
2、RTP（实时传输协议）。用于Internet上针对多媒体数据流的传输。RTP协议为数据提供了具有实时特征的端对端传送服务，如在组播或单播网络服务下的交互式视频音频或模拟数据。应用程序通常在UDP上运行RTP以便使用其多路结点和校验服务。RTP可以与其他适合的底层网络或传输协议一起使用。如果底层网络提供组播方式，那么RTP可以使用该组播表传输数据到多个目的地。
3、RTCP（实时传输控制协议）。实现通过客户端对服务器上的音视频流做播放、录制等操作请求。该协议通过RTSP协议实现了在客户端应用程序中对流式多媒体内容的播放、暂停、快进、录制和定位等操作。RTP和RTCP一起提供流量控制和拥塞控制服务。
4、RTSP（实时流协议）。建立并控制一个或几个时间同步的连续流媒体，如音频和视频。尽管连续媒体流与控制流交叉是可能的，但RTSP 本身并不发送连续流，换言之，RTSP充当多媒体服务器的网络远程控制。RTSP 提供了一个可扩展框架，实现实时数据（如音频与视频）的受控、按需传送。数据源包括实况数据与存储的剪辑。RTSP 用于控制多个数据发送会话，提供了选择发送通道（如UDP、组播UDP与TCP等）的方式，并提供了选择基于RTP的发送机制的方法。
总之，随着流媒体技术的不断发展以及网民对流媒体的需求的增加，流媒体技术将会日臻成熟并稳步发展。
（注：本文为项目“多媒体CAI应用在高等职业教育中的教学结构模型研究”的研究成果。）
【参考文献】
[1] 肖金秀、蔡均涛：多媒体技术及应用[M].冶金工业出版社，2006．
[2] 郑丽娜：网络流媒体技术及其应用[J].山东通信技术，2005（2）．
1.1流式传输基本原理
在进行远程教学的时候，让远程的学生端顺利接收到源于教师端的信息是最基本的要求之一。事实上，教师端传来的信息具有一定的多样性，包括：图片、视频、文本、音频等等。从基本上说，网络传输速度极其不稳定的主要原因在于：学生采用的上网设备和网络带宽存在着一定的差异性。一般来说，在网络带宽十分有限的前提下，远程教学所需解决的实际难题是：确保一端能够顺利接收到另一端的信息。实践证明，流式传输是较为明智的选择之一。
1.2流媒体工作方式
采用流式传输的方式，对多媒体信息数据进行有序传输被称为流媒体技术。在开始播放之前，无需下载全部多媒体文件。在经过特殊的压缩处理之后，将最开始部分的影像和声音分成压缩包，并且在流媒体技术的服务器中放置压缩包。另外，也可以将缓冲区创建在相关终端上，这些终端包括：学生所使用的电脑、移动手机等等。一般来说，在开始播放文件之前，终端播放器会先对一部分信息进行下载，当成缓存信息。在绝大多数学生对缓存信息进行播放的过程中，后台会对文件剩余部分继续下载。在终端缓冲区里面的绝大部分多媒体信息会通过播放器持续向学生进行播放。终端缓冲区会持续不断地接收到来自后台服务器的文件剩余部分，达到对多媒体文件边播放边下载的预期成效。
2流媒体技术在新校区融合网络中的应用
对流媒体及其相关技术原理进行较为细致地阐述之后，接下来，针对流媒体技术在新校区融合网络中的应用，谈谈自己的认识和体会，希望能够达到流媒体技术在新校区融合网络中应用研究的预期效果。
2.1课件点播
对于相当一部分教材来说，网上课件是其十分重要的组成部分。很明确地说，超媒体结构在网上课件中得到了较为广泛的应用。毫无疑问，课件点播具有一定的优势。这些优点主要表现为：学生能够有选择性地进行观看、跳着看课件，并且具有较好的示范性、交互性、及时性。资料表明，网上课件的主要服务对象为学生，能够顺利开展个性化学习。换句话说，为了最大程度地满足不同层次学习者的实际需求，网上课件的教学内容越来越丰富，表现形式越来越多样化。另外，交互式教学，不容忽视。
2.2讲座直播
实践证明，在讲座直播的过程中，流媒体技术起到至关重要的作用。从严格意义上说，即使处于低带宽的环境，科学、合理地应用流媒体技术，就能确保音视频信息的质量。换句话说，即使广大学生的连接速率不同，科学、合理地应用流媒体技术，就能够取得高质量、令人满意的音视频效果。从某种意义上说，讲座直播能否顺利开展，很大程度上取决于能否高效处理网络带宽难题。事实上，科学、合理地应用流媒体技术，有利于最大程度地节约带宽，有利于最大限度地降低服务器端的负荷。随着流媒体技术水平的大幅度攀升、宽带网的广泛应用，绝大部分学生能够在网上随时随地直接收看各类讲座。新校区的重要资讯和定期举办的大型活动会在网上直播，并且取得了预期的宣传效果。
2.3视频点播
通常来说，视频点播是一种交互式多媒体视频点播技术，它对计算机技术、电视技术和通讯技术进行了十分高效的融合。事实上，绝大多数人们收看传统的电视节目具有一定的被动性。我们可以这么说，只要选择采用网络技术和视频技术，就能达到按照个人喜好收看电视节目，并且任意进行播放的目标。调查显示，现有的网络技术和视频技术，能够将动态影视图像、文字、动态图片、声音结合成为有机联系的统一整体。换句话说，只有科学、高效、合理地应用网络技术和视频技术，才能为广大用户提供优质的实时、交互服务，尽可能满足相关用户的实际需求。
3结语
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