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盘点2010年十大最新科技
    时间:2010-9-7     点击率:27222

  据美国《大众机械》网报道,日前,该网站列举了2010年最前沿的十大科学技术,其中包括:仿真机器人、直接性碳燃料电池、DNA折纸技术等。

1、仿真机器人
  无论机器人从外部特征如何近似人类,如何将机器人打开,其中一堆复杂的连线则与人体内部有着天壤之别。来自欧洲的研究小组目前着眼于缩小机器人与人类之间的差别,意味着未来的机器人将赋予更多的人性化特征。他们研制的新型机器人的“骨骼”是由热塑性聚合物和促动器构成的,响应每一块肌肉和类似筋腱的线路的运动。他们的目标是建立更接近人类的机器人,能够像人类一样与所处环境作出交互反应。


仿真机器人

2、直接性碳燃料电池
  传统观念认为,煤是一种较脏的燃料,而同时氢燃料电池却是一种较清洁的能源。目前新一代“直接性碳燃料电池”将向传统观念发起挑战。该燃料电池并不依赖于难以生产的氢,而是通过氧气和煤粉(或者其它碳来源)之间的电化学反应获得能量。直接性碳燃料电池的优势在于该碳基础能源生产并不需要燃烧,但其效率可达到普通燃煤发电站的两倍。
  美国加利福尼亚州直接性碳技术公司预计2010年将研制生物基础的10千瓦的直接性碳燃料电池原型,俄亥俄州一家名为Contained Energy的公司希望不久应用直接性碳燃料电池为较小功率的电灯泡提供电能。最终,该公司希望生产可以建造在新型小规模发电站或者在现有发电站上添加清洁功能的模块化燃料电池。


直接性碳燃料电池

3、人体代谢组计划
  在过去5年里,加拿大埃德蒙顿市艾伯特大学科学家一直致力于研究“人体代谢组计划”,该计划包含了8000个天然产生的代谢物数据库(人体内参与化学反应的小分子)、1450种药物、1900种食物添加剂和在尿检和血液检测中的出现的2900种毒素。
  基于这些信息,研究人员能够分析出患者体内新陈代谢的特征,从而使他们通过血液或者尿液检测查明是否患有危及生命的疾病。现今,进行这些检测需要数百万美元的仪器装置,而这些仪器仅存在在于实验研究机构。“人体代谢组计划”数据库首次发布于2007年,目前该数据库已应用于药物研制和疾病诊断等领域,能够快速、容易地进行个体健康和医学指导测试。


人体代谢组计划

4、DNA折纸技术
  在过去几年,美国加利福尼亚理工学院的科学家在显微镜下将DNA折叠成有趣的外型。2009年夏季,这种“DNA折纸”技术获得了新的突破,可以用于建造超小型计算机芯片。
  目前,美国加利福尼亚理工学院和IBM公司研究人员协作一起研究“DNA折纸技术”,比如:他们研制出用于微芯片的三角形状的硅晶体。可使研究人员利用DNA串像锚定点一样用于微型计算机芯片元件,这些芯片直径仅有6纳米,但与当前的45纳米标准相比是显著的提高。


    DNA折纸技术

5、压电显示屏
  长期以来科学家一直对压电材料的性质产生浓厚兴趣,这些材料可以将电能转化成为物理压力,反之亦然。但如果利用该特性建造电子显示屏,可研制出能改变形状或者质感的显示屏。
  今年,这项技术有望应用于主流消费制造领域,可潜在用于制造移动手机的屏幕,当关机时屏幕能够变硬起到一定的保护作用,开机时形成一种可按电式触摸屏。


压电显示屏

6、假肢骨整合技术
     最理想的假肢设计就是像人体自然生长出来的一样,骨整合技术使得假肢能够与患者的骨骼整合在一起,这种使用金属钛与骨骼细胞结合的技术并不产生人体排斥性。目前,这种最新骨整合技术已用于小型牙齿和面部植入手术应用,研究人员目前已研制出全比例假肢。2008年,一只名叫“卡西迪”的德国牧羊犬成功地安装了骨整合假肢。2010年,美国北卡罗莱纳州立大学兽医外科医生使用骨整合技术,已对被截肢狗进行了6次假肢安装手术,现在他正考虑对北卡罗莱纳州公园一只截肢虎猫安装假肢,但目前将该技术成功地应用于人体假肢安装领域仍有很大的挑战。


假肢骨整合技术

7、水平钻探井
  据勘测统计,美国地面11000英尺以下蕴藏着数万亿立方英尺的天然气资源,然而通过普通的钻探技术无法获得大多数的天然气,密集的岩石层使天然气流动非常缓慢。目前,科学家提出了解决方案——先垂直钻探至页岩床位置,然后以90度水平地钻探页岩沉积层。
  这种解决方案并不是最新的,在更高的能源价格和更好的技术下,水平钻探技术有了新的突破。2008年,美国切萨皮克能源公司研制14个水平钻探井,应用于南部海纳斯维勒页岩天然气田,预计2010年末将部署40个水平钻探井。


水平钻探井

8、动能水力发电
  传统水力发电需要建造大坝,然而大坝的建造是一项浩大工程,将改变本地的地貌和生态系统。科学家提出了一种对环境影响甚微的解决方案——动能水力发电,利用河流和潮汐的自然流动驱动水下涡轮机。自2006年开始,美国绿色动力公司便在纽约东河测试6个水下涡轮,来证实动能水力发电的潜力。2010年,绿色动力公司期望获得建造河流中建造30个水下涡轮机的审批,这些水下涡轮机可提供1兆瓦电能。目前,全球范围内类似其它的项目也将在不久后测试并投入全面运行,其中包括在世界最大潮汐落差的加拿大芬迪湾安装3个水下涡轮机。


动能水力发电

9、纳米纱线
  自1991年碳纳米管出现之后,纳米管技术被便称为技术研究领域的一项重大突破。碳纳米管在强度和导热、导电性能方面具有优异性能,它们的强度是钢材的100倍。但直到目前碳纳米管仍不具备大批量生产的能力。目前,美国新罕布什尔州Nanocomp科技公司所制造的纺纱长度的纳米管已投入商业应用。近期,该公司建造完成10公里长的纳米纱线,并交付至一个大型航空制造公司。去年春季,纳米纱线成功地进行了防弹测试,该测试令美国五角大楼欣喜不已,纳米纱线比凯夫拉尔纤维更轻、更细,可用来制造新一代防弹衣。


纳米纱线

10、超级电容
  电动汽车最大的问题就是能量存储,目前的电池性能虽然有显著提升,但价格仍十分昂贵,充电速度较慢,并且使用寿命有限。科学家提出了一种解决方案——超级电容。它们所存储的能量不及电池(但至少达到了当前的技术标准),但没有像电池所具有的缺陷。这意味着超级电容的使用寿命会更长,没有化学反应所带来的麻烦以及电池记忆问题,却具有更大的耐用性。
  多年以来,研究人员一直致力于将超级电容技术更加完美。目前,美国麻省理工学院正在研制纳米管基础的超级电容,而阿尔贡国家实验室正在开发一种混合型“超级电容”。取得最大突破的是德克萨斯州的EEStor公司,2009年4月,该公司宣布所研制的“超级电容”已通过了关键性测试。EEStor公司的合作方——加拿大ZENN汽车公司宣称,2010年“超级电容”动力汽车将问世。


超级电容