2010十大科技猜想:超級電容動力汽車將面世

2010十大科技猜想:超級電容動力汽車將面世

　1. 仿人機(jī)器人

仿人機(jī)器人

????現(xiàn)有的機(jī)器人無論在外表上與人類有多么相似，它們體內(nèi)一堆堆雜亂的電線卻永遠(yuǎn)無法與人類體內(nèi)復(fù)雜的器官相媲美。但是，歐洲一支科學(xué)家團(tuán)隊正致力于縮小這種差距。他們所研制的一種機(jī)器人原型就已經(jīng)具備了一定的仿人功能，即這種機(jī)器人在高度模仿人類的特點(diǎn)。在這種仿人機(jī)器人體內(nèi)，有一副由熱塑性塑料所制成的骨架，有一組模仿人類肌腱的驅(qū)動器，該驅(qū)動器可以對肌肉做出反應(yīng)。2010年，科學(xué)家們的目標(biāo)是利用這個原型制造出一種更像人類的實(shí)體機(jī)器人。這種機(jī)器人可以像我們?nèi)祟愐粯訉Σ煌沫h(huán)境做出不同的反應(yīng)。

????2. 直接碳燃料技術(shù)

直接碳燃料技術(shù)

????煤碳很黑很臟，燃料電池大多都是采用氫燃料，這些傳統(tǒng)的觀念已在人們的意識中根深蒂固。但是，新一代的“直接碳”燃料電池將挑戰(zhàn)這種傳統(tǒng)觀念。在傳統(tǒng)氫燃料電池中，氫燃料的獲得過程比較復(fù)雜?！爸苯犹肌比剂想姵貏t是利用氧氣與煤粉之間的電氣化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生電量。這種技術(shù)的好處是：發(fā)電所需要的燃料(煤碳)不再需要燃燒，而且能源利用效率比傳統(tǒng)的燒煤電站高出兩倍。美國加利福尼亞州“直接碳科技公司”預(yù)計，到2010年，該公司將實(shí)現(xiàn)一個10千瓦容量的原型發(fā)電系統(tǒng)。而俄亥俄州的“包含能源公司”則準(zhǔn)備利用這種技術(shù)為一個小型燈泡提供電力。當(dāng)然，這項技術(shù)仍處于初期階段。兩家公司都希望能夠根據(jù)這些原型系統(tǒng)研制出“直接碳”燃料電池，提供一種清潔、高效的碳能源。

新陳代謝學(xué)

????在過去五年中，加拿大阿爾伯特大學(xué)科學(xué)家們一直在致力于“人體代謝組計劃”的研究，并完成了關(guān)于人類代謝組物的首個數(shù)據(jù)庫，其中包括8000余種自然代謝物，如1450種藥物、1900種食品添加劑和2900種毒素等。利用數(shù)據(jù)庫信息，科學(xué)家們可以分析出病人新陳代謝的整體輪廓，并檢測出可能致病的原因。如今，這些檢測和分析工作往往依賴于價值數(shù)百萬美元的設(shè)備，而且設(shè)備大部分都局限于研究性實(shí)驗室中?！叭梭w代謝組計劃”數(shù)據(jù)庫公布于2007年，現(xiàn)在已得到部分商業(yè)應(yīng)用，如藥品研制和疾病診斷等。如果該數(shù)據(jù)庫能夠繼續(xù)得到深入研究，未來它將可廣泛應(yīng)用于身體檢查和疾病診斷等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，而且檢測速度更快，診療費(fèi)用更低。

????4. DNA結(jié)構(gòu)微型芯片

DNA結(jié)構(gòu)微型芯片

????多年來，美國加州理工學(xué)院的科學(xué)家們一直致力于DNA結(jié)構(gòu)的研究并發(fā)明了一種所謂的“DNA折紙術(shù)”。“DNA折紙術(shù)”就是將天然DNA單鏈中的長鏈進(jìn)行反復(fù)折疊，并用短鏈加以固定，由此就能繪出方形、星形等一系列對稱的DNA圖形。關(guān)于“DNA折紙術(shù)”的應(yīng)用，此前一直都很少有人問津。直到IBM公司宣布將與加州理工學(xué)院的科學(xué)家合作，雙方共同研制基于“DNA折紙術(shù)”的人工DNA納米結(jié)構(gòu)微處理器芯片，人們才知道這種所謂的折紙術(shù)還有真正的用途。這是半導(dǎo)體行業(yè)中利用生物分子處理數(shù)據(jù)的首個案例。DNA之類的生物結(jié)構(gòu)，實(shí)際上提供了一些循環(huán)重復(fù)的模式，半導(dǎo)體行業(yè)恰好可以利用這一點(diǎn)。據(jù)了解，在IBM未來利用DNA分子結(jié)構(gòu)研制的芯片上，電子線路間的距離將僅僅為6納米左右，比目前的45納米的標(biāo)準(zhǔn)取得了大幅的改進(jìn)。利用這種技術(shù)，IBM公司將研制出更小、更便宜的微處理器芯片。

5. 壓電顯示器 壓電顯示器 很久以前，科學(xué)家們就已經(jīng)掌握了現(xiàn)有壓電物質(zhì)的屬性。這種物質(zhì)可以將電能轉(zhuǎn)化為物理應(yīng)力，反之亦然。如果將這種特性應(yīng)用到電子顯示器上，那么就能夠生產(chǎn)出可以變形的顯示器屏幕。2010年，這種技術(shù)或?qū)⒊蔀橹髁黠@示器產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)，比如應(yīng)用于手機(jī)屏幕上。當(dāng)手機(jī)關(guān)機(jī)時，屏幕可以變硬從而起到保護(hù)作用；當(dāng)開機(jī)時，屏幕可以變軟，形成一個可按壓的觸摸屏。

　6. 骨整合技術(shù) 骨整合技術(shù) 最理想的假肢就是它使用起來能夠像人體自然生長的肢體一樣。骨整合技術(shù)的目標(biāo)就是將假肢與人體現(xiàn)有的殘肢實(shí)現(xiàn)完美的結(jié)合。所謂的骨整合是指在體內(nèi)埋植的種植體與組織之間不存在結(jié)締組織的結(jié)合。一些植入材料具有良好的生物相容性，如純鈦、生物惰性陶瓷、生物活性陶瓷等。如今這項技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于一些小型手術(shù)，如牙齒整形和面部整形方面。研究人員計劃將它全面應(yīng)用于肢體修復(fù)手術(shù)。2008年，研究人員成功地為一只德國牧羊犬實(shí)施了小腿骨整合手術(shù)。2010年，美國北卡羅萊納州立大學(xué)將對幾只殘廢的狗和動物園中的虎貓實(shí)施骨整合手術(shù)。隨著成功的案例越來越多，骨整合技術(shù)必將應(yīng)用于人體之內(nèi)。

7. 水平鉆探技術(shù) 水平鉆探技術(shù) 在美國，在深達(dá)大約3000多米的巖層之下，蘊(yùn)藏著數(shù)萬億立方英尺(1萬億立方英尺約合283億立方米)的天然氣。然而，面對儲量如此巨大的天然氣資源，美國人卻往往有遠(yuǎn)水解不了近渴的感覺。普通的鉆井根本無法鉆出大量的天然氣，因為密集的巖石阻礙了天然氣的流動。解決辦法就是沿著巖層進(jìn)行水平鉆探，即首先鉆出垂直鉆井，到達(dá)天然氣層后再90度大轉(zhuǎn)彎實(shí)施水平鉆探。當(dāng)然，這種思想并不是最新概念。但是，真正實(shí)施起來卻需要相當(dāng)高的技術(shù)支持。美國第三大天然氣生產(chǎn)商切薩皮克能源公司計劃到2010年底將水平鉆井?dāng)?shù)量提高到40個。 8. 移動水電站 移動水電站 傳統(tǒng)的水電項目需要大壩，而水電大壩的建設(shè)往往會破壞當(dāng)?shù)氐淖匀痪坝^和生態(tài)系統(tǒng)。于是，就有科學(xué)家提出了一種小動作的水電建設(shè)技術(shù)，即可移動的水電站。這種可移動水電站的原理其實(shí)就是利用河流和潮汐的運(yùn)動帶動水下渦輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。早在2006年，美國綠色能源公司就已經(jīng)開始在紐約東河試驗這種技術(shù)，當(dāng)時他們在水下共安裝了6臺試驗渦輪機(jī)組。2010年，該公司計劃進(jìn)行全面建設(shè)，在東河中安裝30臺渦輪機(jī)組，為美國電網(wǎng)輸送1兆瓦特的電力。世界各地也有許多類似的項目計劃于2010年實(shí)現(xiàn)大規(guī)模建設(shè)，如加拿大芬迪灣的潮汐渦輪機(jī)組。芬迪灣是世界上潮汐落差最大的海灣。

9. 納米織物 納米織物 1991年，當(dāng)碳納米管剛剛問世時，曾被吹捧為“新一代的偉大發(fā)明”。先不論這種說法是否有些夸張，但碳納米管確實(shí)有它的獨(dú)特之處，如強(qiáng)度以及導(dǎo)電和導(dǎo)熱能力，它的強(qiáng)度甚至要超過鋼鐵的100倍。然而，直到現(xiàn)在，碳納米管的實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)品仍不多見。不過，尷尬的碳納米管技術(shù)或?qū)⒂瓉碚嬲拇禾?。美國新罕布什爾州納米復(fù)合材料科技公司準(zhǔn)備將碳納米管織成細(xì)紗或布料，并計劃投入商業(yè)應(yīng)用。近日，該公司已經(jīng)向一家生產(chǎn)航天器材的公司提供了長達(dá)6英里(約合9.7公里)的納米線。美國國防部也對這種材料很感興趣。在一次試驗中，由這種材料制成的防彈衣成功地?fù)踝×俗訌?。美國國防部認(rèn)為，這種材料將可能成為下一代防彈衣的主要布料，而且它比現(xiàn)有的防彈衣材料凱夫拉爾(即纖維B)織物更輕、更薄。

　10. 超級電容

超級電容 現(xiàn)在的電動汽車所面臨的最大挑戰(zhàn)就是蓄電池問題。無論是鉛酸電池、鋰電池還是氫燃料電池都具有相似的缺點(diǎn)，如成本高、壽命短、存在安全隱患、報廢后易形成二次污染等。正是這些瓶頸制約著電動汽車的發(fā)展，很難在短時間內(nèi)得到大規(guī)模商業(yè)推廣。于是，就有科學(xué)家提出了一種“超級電容”技術(shù)。與普通蓄電池相比，“超級電容”壽命更長，持久力更強(qiáng)，沒有化學(xué)反應(yīng)所帶來的污染，沒有蓄電池的記憶問題?？茖W(xué)家們?yōu)檫@種目標(biāo)已經(jīng)進(jìn)行了多年的研究，美國麻省理工學(xué)院正在研制一種基于納米管技術(shù)的“超級電容”，而美國阿爾貢國家實(shí)驗室研究的則是一種混合“超級電容”。不過，取得最大研究進(jìn)展的還是美國德克薩斯州的埃斯托(EEStor)公司。今年4月，該公司宣布他們所研制的“超級電容”已經(jīng)通過關(guān)鍵測試。盡管人們?nèi)詫@種“超級電容”的真正性能持懷疑態(tài)度，但是該公司的合作方、加拿大ZENN汽車公司已經(jīng)開始通過廣告大肆宣傳稱，2010年“超級電容”動力汽車即將面世。