盤點2010年十大最新科技
據(jù)美國《大眾機械》網(wǎng)報道，日前，該網(wǎng)站列舉了2010年最前沿的十大科學技術(shù)，其中包括：仿真機器人、直接性碳燃料電池、DNA折紙技術(shù)等。
1、仿真機器人
無論機器人從外部特征如何近似人類，如何將機器人打開，其中一堆復雜的連線則與人體內(nèi)部有著天壤之別。來自歐洲的研究小組目前著眼于縮小機器人與人類之間的差別，意味著未來的機器人將賦予更多的人性化特征。他們研制的新型機器人的“骨骼”是由熱塑性聚合物和促動器構(gòu)成的，響應(yīng)每一塊肌肉和類似筋腱的線路的運動。他們的目標是建立更接近人類的機器人，能夠像人類一樣與所處環(huán)境作出交互反應(yīng)。
2、直接性碳燃料電池
傳統(tǒng)觀念認為，煤是一種較臟的燃料，而同時氫燃料電池卻是一種較清潔的能源。目前新一代“直接性碳燃料電池”將向傳統(tǒng)觀念發(fā)起挑戰(zhàn)。該燃料電池并不依賴于難以生產(chǎn)的氫，而是通過氧氣和煤粉(或者其它碳來源)之間的電化學反應(yīng)獲得能量。直接性碳燃料電池的優(yōu)勢在于該碳基礎(chǔ)能源生產(chǎn)并不需要燃燒，但其效率可達到普通燃煤發(fā)電站的兩倍。
美國加利福尼亞州直接性碳技術(shù)公司預(yù)計2010年將研制生物基礎(chǔ)的10千瓦的直接性碳燃料電池原型，俄亥俄州一家名為Contained Energy的公司希望不久應(yīng)用直接性碳燃料電池為較小功率的電燈泡提供電能。最終，該公司希望生產(chǎn)可以建造在新型小規(guī)模發(fā)電站或者在現(xiàn)有發(fā)電站上添加清潔功能的模塊化燃料電池。
直接性碳燃料電池
3、人體代謝組計劃
在過去5年里，加拿大埃德蒙頓市艾伯特大學科學家一直致力于研究“人體代謝組計劃”，該計劃包含了8000個天然產(chǎn)生的代謝物數(shù)據(jù)庫(人體內(nèi)參與化學反應(yīng)的小分子)、1450種藥物、1900種食物添加劑和在尿檢和血液檢測中的出現(xiàn)的2900種毒素。
基于這些信息，研究人員能夠分析出患者體內(nèi)新陳代謝的特征，從而使他們通過血液或者尿液檢測查明是否患有危及生命的疾病�，F(xiàn)今，進行這些檢測需要數(shù)百萬美元的儀器裝置，而這些儀器僅存在在于實驗研究機構(gòu)�！叭梭w代謝組計劃”數(shù)據(jù)庫首次發(fā)布于2007年，目前該數(shù)據(jù)庫已應(yīng)用于藥物研制和疾病診斷等領(lǐng)域，能夠快速、容易地進行個體健康和醫(yī)學指導測試。
人體代謝組計劃
4、DNA折紙技術(shù)
在過去幾年，美國加利福尼亞理工學院的科學家在顯微鏡下將DNA折疊成有趣的外型。2009年夏季，這種“DNA折紙”技術(shù)獲得了新的突破，可以用于建造超小型計算機芯片。
目前，美國加利福尼亞理工學院和IBM公司研究人員協(xié)作一起研究“DNA折紙技術(shù)”，比如：他們研制出用于微芯片的三角形狀的硅晶體。可使研究人員利用DNA串像錨定點一樣用于微型計算機芯片元件，這些芯片直徑僅有6納米，但與當前的45納米標準相比是顯著的提高。
DNA折紙技術(shù)
5、壓電顯示屏
長期以來科學家一直對壓電材料的性質(zhì)產(chǎn)生濃厚興趣，這些材料可以將電能轉(zhuǎn)化成為物理壓力，反之亦然。但如果利用該特性建造電子顯示屏，可研制出能改變形狀或者質(zhì)感的顯示屏。
今年，這項技術(shù)有望應(yīng)用于主流消費制造領(lǐng)域，可潛在用于制造移動手機的屏幕，當關(guān)機時屏幕能夠變硬起到一定的保護作用，開機時形成一種可按電式觸摸屏。
壓電顯示屏
6、假肢骨整合技術(shù)
最理想的假肢設(shè)計就是像人體自然生長出來的一樣，骨整合技術(shù)使得假肢能夠與患者的骨骼整合在一起，這種使用金屬鈦與骨骼細胞結(jié)合的技術(shù)并不產(chǎn)生人體排斥性。目前，這種最新骨整合技術(shù)已用于小型牙齒和面部植入手術(shù)應(yīng)用，研究人員目前已研制出全比例假肢。2008年，一只名叫“卡西迪”的德國牧羊犬成功地安裝了骨整合假肢。2010年，美國北卡羅萊納州立大學獸醫(yī)外科醫(yī)生使用骨整合技術(shù)，已對被截肢狗進行了6次假肢安裝手術(shù)，現(xiàn)在他正考慮對北卡羅萊納州公園一只截肢虎貓安裝假肢，但目前將該技術(shù)成功地應(yīng)用于人體假肢安裝領(lǐng)域仍有很大的挑戰(zhàn)。
假肢骨整合技術(shù)
7、水平鉆探井
據(jù)勘測統(tǒng)計，美國地面11000英尺以下蘊藏著數(shù)萬億立方英尺的天然氣資源，然而通過普通的鉆探技術(shù)無法獲得大多數(shù)的天然氣，密集的巖石層使天然氣流動非常緩慢。目前，科學家提出了解決方案——先垂直鉆探至頁巖床位置，然后以90度水平地鉆探頁巖沉積層。
這種解決方案并不是最新的，在更高的能源價格和更好的技術(shù)下，水平鉆探技術(shù)有了新的突破。2008年，美國切薩皮克能源公司研制14個水平鉆探井，應(yīng)用于南部海納斯維勒頁巖天然氣田，預(yù)計2010年末將部署40個水平鉆探井。
水平鉆探井
8、動能水力發(fā)電
傳統(tǒng)水力發(fā)電需要建造大壩，然而大壩的建造是一項浩大工程，將改變本地的地貌和生態(tài)系統(tǒng)。科學家提出了一種對環(huán)境影響甚微的解決方案——動能水力發(fā)電，利用河流和潮汐的自然流動驅(qū)動水下渦輪機。自2006年開始，美國綠色動力公司便在紐約東河測試6個水下渦輪，來證實動能水力發(fā)電的潛力。2010年，綠色動力公司期望獲得建造河流中建造30個水下渦輪機的審批，這些水下渦輪機可提供1兆瓦電能。目前，全球范圍內(nèi)類似其它的項目也將在不久后測試并投入全面運行，其中包括在世界最大潮汐落差的加拿大芬迪灣安裝3個水下渦輪機。
動能水力發(fā)電
9、納米紗線
自1991年碳納米管出現(xiàn)之后，納米管技術(shù)被便稱為技術(shù)研究領(lǐng)域的一項重大突破。碳納米管在強度和導熱、導電性能方面具有優(yōu)異性能，它們的強度是鋼材的100倍。但直到目前碳納米管仍不具備大批量生產(chǎn)的能力。目前，美國新罕布什爾州Nanocomp科技公司所制造的紡紗長度的納米管已投入商業(yè)應(yīng)用。近期，該公司建造完成10公里長的納米紗線，并交付至一個大型航空制造公司。去年春季，納米紗線成功地進行了防彈測試，該測試令美國五角大樓欣喜不已，納米紗線比凱夫拉爾纖維更輕、更細，可用來制造新一代防彈衣。
納米紗線
10、超級電容
電動汽車最大的問題就是能量存儲，目前的電池性能雖然有顯著提升，但價格仍十分昂貴，充電速度較慢，并且使用壽命有限。科學家提出了一種解決方案——超級電容。它們所存儲的能量不及電池(但至少達到了當前的技術(shù)標準)，但沒有像電池所具有的缺陷。這意味著超級電容的使用壽命會更長，沒有化學反應(yīng)所帶來的麻煩以及電池記憶問題，卻具有更大的耐用性。
多年以來，研究人員一直致力于將超級電容技術(shù)更加完美。目前，美國麻省理工學院正在研制納米管基礎(chǔ)的超級電容，而阿爾貢國家實驗室正在開發(fā)一種混合型“超級電容”。取得最大突破的是德克薩斯州的EEStor公司，2009年4月，該公司宣布所研制的“超級電容”已通過了關(guān)鍵性測試。EEStor公司的合作方——加拿大ZENN汽車公司宣稱，2010年“超級電容”動力汽車將問世。
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