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半島家園：[數(shù)碼 IT] > 哪些技術(shù)未來(lái)值得關(guān)注？

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字體大?。?a style="cursor:pointer" onclick="$Obj('cmt1').style.fontSize='12px'">小中大發(fā)表于：2011-08-03 09:31

哪些技術(shù)未來(lái)值得關(guān)注？

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，從DNA“折紙術(shù)”到骨整合技術(shù)，一系列“大想法”受以媒體越來(lái)越多的關(guān)注，未來(lái)我們將有機(jī)會(huì)觸摸壓電顯示器，也有機(jī)會(huì)購(gòu)買自己的第一輛超級(jí)電容動(dòng)力汽車。　　　1.仿人機(jī)器人　　<IMG src="/UpFile/Attach/201108/2011030915041114453.jpg">　　不管機(jī)器人在外表上與人類如何相似，一旦揭去它們的外衣，你所能看到的不過是一堆堆雜亂的電線，與我們的體內(nèi)環(huán)境毫無(wú)相似之處可言。歐洲的一組科學(xué)家正致力于縮小機(jī)器人與人類之間的這種差距。他們研制的防人機(jī)器人原型能夠高度模擬人類的身體結(jié)構(gòu)。在這種仿人機(jī)器人體內(nèi)，有一副由熱塑性聚合物打造的骨架，與每一塊肌肉相對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)裝置以及類似肌腱的線路。歐洲科學(xué)家的目標(biāo)是研制出與人類更為接近的機(jī)器人，能夠像人類一樣與環(huán)境發(fā)生相互作用并作出反應(yīng)。　　　　2.直接碳燃料電池　　<IMG src="/UpFile/Attach/201108/2011030915041114454.jpg">　　傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，煤炭是一種破壞環(huán)境的“骯臟”能源，而氫燃料電池則是一種清潔能源，但新一代直接碳燃料電池卻向這一傳統(tǒng)觀點(diǎn)發(fā)出挑戰(zhàn)。這種燃料電池并不是借助難于獲得的氫，而是通過氧與煤粉(或者生物量等其他碳源)之間的電氣化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生能量。　　直接碳燃料電池的優(yōu)勢(shì)在于，碳基能源生產(chǎn)并不需要燃燒，效率可達(dá)到傳統(tǒng)煤電站的兩倍左右。據(jù)美國(guó)加利福尼亞州的直接碳技術(shù)公司預(yù)計(jì)，他們可在 2010年研制出一個(gè)使用生物量并且裝機(jī)容量達(dá)到10千瓦的原型。俄亥俄州的Contained Energy公司則希望在不久后利用這項(xiàng)技術(shù)為小型燈泡供電。兩家公司的最終目標(biāo)都是研制出模塊式直接碳燃料電池，通過組裝建造一種新型小規(guī)模發(fā)電站或者為現(xiàn)有發(fā)現(xiàn)站增加清潔能源發(fā)電裝機(jī)容量。　　　　3.代謝組學(xué)　　<IMG src="/UpFile/Attach/201108/2011030915041114455.jpg">　　過去5年時(shí)間里，加拿大埃得蒙頓的阿爾伯特大學(xué)的科學(xué)家一直致力于“人體代謝組項(xiàng)目”的研究。這個(gè)項(xiàng)目具體是指一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，包含8000個(gè)天然產(chǎn)生的代謝物(人體內(nèi)參與化學(xué)反應(yīng)的小分子)、1450種藥物、1900種食品添加劑以及2900種在血檢和尿檢中發(fā)現(xiàn)的毒素。利用這些信息，研究人員可以對(duì)患者的代謝組學(xué)特征進(jìn)行分析，允許他們通過血液或者尿液檢測(cè)得知患者是否喜歡吃巧克力或者患上危及生命的疾病可能性。　　目前，進(jìn)行這些檢測(cè)需要借助價(jià)值數(shù)百萬(wàn)美元的設(shè)備，而這些設(shè)備通常只有研究實(shí)驗(yàn)室才有。人體代謝組項(xiàng)目的數(shù)據(jù)庫(kù)于2007年第一次對(duì)外公布，現(xiàn)已得到商業(yè)應(yīng)用，用于進(jìn)行藥物研發(fā)和疾病診斷，讓快速而便利地進(jìn)行個(gè)體健康狀況檢測(cè)和提供醫(yī)學(xué)指導(dǎo)成為一種可能。　　　　4.DNA“折紙術(shù)”打造微型電腦芯片　<IMG src="/UpFile/Attach/201108/2011030915041114456.jpg">　　過去幾年來(lái)，美國(guó)加利福尼亞州理工學(xué)院的科學(xué)家一直將顯微鏡下才可觀察到的DNA串折疊成各種有趣的形狀，也就是所謂的DNA“折紙”。 2009年夏季取得的一項(xiàng)研究突破顯示，折疊的DNA串可用于制造超小型電腦芯片。在此之后，加州理工學(xué)院的科學(xué)家便與IBM的研究人員合作，共同致力于 DNA“折紙術(shù)”研究。根據(jù)他們的研究，三角形等特定形狀的DNA串能夠像硅片一樣在微芯片制造中扮演重要角色。DNA串可以充當(dāng)一個(gè)錨定點(diǎn)，用于錨定微小的電腦芯片組件。這些芯片組件最小只有6納米，與當(dāng)前的45納米這一標(biāo)準(zhǔn)相比可謂是一項(xiàng)巨大進(jìn)步。　　　　5.壓電顯示器　　<IMG src="/UpFile/Attach/201108/2011030915041114457.jpg">　　科學(xué)家長(zhǎng)久以來(lái)就已了解天然產(chǎn)生的壓電材料的屬性，即可以將電能轉(zhuǎn)化成物理性應(yīng)力，反之亦然。如果將這種特性應(yīng)用到電子顯示器上，便可研制出能夠改變形狀的顯示器。2010年，這項(xiàng)技術(shù)有望應(yīng)用到主流消費(fèi)品制造領(lǐng)域，讓移動(dòng)設(shè)備擁有非比尋常的顯示屏。關(guān)機(jī)時(shí)，屏幕可以變硬從而起到保護(hù)作用；開機(jī) 時(shí)，屏幕又會(huì)變軟，形成一個(gè)可按壓的觸摸屏。　　　　6.骨整合技術(shù)　　<IMG src="/UpFile/Attach/201108/2011030915041114458.jpg">　　最理想的假肢在活動(dòng)時(shí)能夠像人體自然生長(zhǎng)出的肢體一樣。骨整合技術(shù)的目標(biāo)就是將假肢與患者的骨骼完美結(jié)合在一起，充分利用骨細(xì)胞與鈦相容而不是排斥這一優(yōu)勢(shì)。目前，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到小型牙齒和面部植入手術(shù)。研究人員正加緊研究，希望這項(xiàng)技術(shù)能夠在安裝假肢方面得到應(yīng)用。　　2008年，德國(guó)牧羊犬“卡西迪”(Cassidy)接受了一次成功的假肢(左腿)植入手術(shù)。美國(guó)北卡羅萊納州大學(xué)的獸醫(yī)外科醫(yī)生計(jì)劃在 2010年利用骨整合技術(shù)再為截肢狗實(shí)施6次假腿植入手術(shù)?，F(xiàn)在，他們正考慮對(duì)北卡羅萊納州公園的一只虎貓實(shí)施這種手術(shù)。但與動(dòng)物相比，將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到人類肢體上勢(shì)必面臨更為巨大的挑戰(zhàn)。　　　7.水平鉆探技術(shù)　　<IMG src="/UpFile/Attach/201108/2011030915041114459.jpg">　　在美國(guó)地下1.1萬(wàn)英尺(約合3352米)的頁(yè)巖層內(nèi)蘊(yùn)藏著數(shù)萬(wàn)億立方英尺天然氣。由于密集的巖石導(dǎo)致天然氣流動(dòng)異常緩慢，大部分天然氣根本無(wú) 法借助普通鉆井鉆取。解決之道是：首先垂直向下鉆進(jìn)巖層，而后逐漸進(jìn)行90度水平轉(zhuǎn)彎，穿過頁(yè)巖天然氣藏。這并不是一個(gè)新鮮的想法，但在更高的能源價(jià)格以及更先進(jìn)的技術(shù)促使下，能源公司突然之間開始聚焦這項(xiàng)技術(shù)。2008年，美國(guó)切薩皮克能源公司在南部海納斯維勒頁(yè)巖天然氣田部署了14個(gè)水平鉆井。根據(jù)他們的預(yù)計(jì)，水平鉆井?dāng)?shù)量有望在2010年年末增至40個(gè)。　　　8.動(dòng)能水力發(fā)電　　<IMG src="/UpFile/Attach/201108/2011030915041114460.jpg">　　傳統(tǒng)的水力發(fā)電需要建大壩，而建造水壩往往是一項(xiàng)規(guī)模龐大的工程學(xué)項(xiàng)目，將改變當(dāng)?shù)氐牡孛埠蜕鷳B(tài)系統(tǒng)。動(dòng)能水力發(fā)電是一個(gè)對(duì)環(huán)境影響較小的解決之道，利用河流與潮汐的自然流動(dòng)驅(qū)動(dòng)水下渦輪發(fā)電。自2006年以來(lái)，美國(guó)Verdant Power公司便一直在紐約的東河(位于羅斯福島東部)測(cè)試6個(gè)水下渦輪，以證明這項(xiàng)技術(shù)擁有發(fā)展?jié)摿?。這家公司希望在2010年獲得批準(zhǔn)，在東河部署 30個(gè)大型水下渦輪，為美國(guó)電網(wǎng)輸送1兆瓦特電力。全球其他類似項(xiàng)目也將在不久后完成測(cè)試并開始投入全面運(yùn)轉(zhuǎn)，其中包括在世界上潮差最大的加拿大芬迪灣安裝的3個(gè)水下渦輪。　　　9.納米紗線　　<IMG src="/UpFile/Attach/201108/2011030915041114461.jpg">　　自1991年問世以來(lái)，人們便一直用“偉大”二字形容碳納米管。碳納米管之所以擁有吸引力應(yīng)歸功于它們的強(qiáng)度(可達(dá)到鋼鐵的100倍)和出色的導(dǎo)熱導(dǎo)電性能。但直到現(xiàn)在，我們?nèi)詻]有大批量生產(chǎn)碳納米管的能力。所幸的是，事情正發(fā)生改變。美國(guó)新罕布什爾州Nanocomp科技公司正將納米管織成紗線并在商業(yè)上得到應(yīng)用。最近，這家公司將長(zhǎng)度超過6英里(約合10公里)的納米紗線交付給一家大型航空公司。2009年春季，納米紗線進(jìn)行了一次成功的防彈測(cè)試，令五角大樓興奮不已。由于比凱夫拉爾纖維(纖維B)更輕更細(xì)，納米紗線可用于制造下一代防彈衣。 　10.超級(jí)電容　　<IMG src="/UpFile/Attach/201108/2011030915041114462.jpg">　　發(fā)展電動(dòng)汽車面臨的最大挑戰(zhàn)就是如何儲(chǔ)存能量。電池性能雖然大幅度提高，但價(jià)格仍較為昂貴，充電速度也較慢同時(shí)使用壽命較短。超級(jí)電容可能成為一種解決之道，雖然所含電量不及電池(至少當(dāng)前的超級(jí)電容技術(shù)如此)，但它們沒有與電池一樣的任何缺陷。也就是說(shuō)，超級(jí)電容壽命更長(zhǎng)，沒有化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的污染和電池記憶問題，同時(shí)還具有更大的耐用性。　　多年來(lái)，研究人員就一心要讓汽車超級(jí)電容技術(shù)趨于完美。目前，美國(guó)麻省理工學(xué)院正在研究基于納米管的超級(jí)電容，阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室則在探索采用電池 -超級(jí)電容混合動(dòng)力的可行性。相比之下，德克薩斯州公司EEStor在這條道路上的步伐邁得更快一些。這家公司在4月宣布其鈦酸鋇設(shè)計(jì)已經(jīng)通過關(guān)鍵測(cè)試。雖然EEStor宣布的消息引發(fā)質(zhì)疑，但他們的合作伙伴、加拿大ZENN汽車公司已開始展開宣傳大戰(zhàn)，宣稱超級(jí)電容動(dòng)力汽車將于2010年問世。