據(jù)美國《大眾機(jī)械》雜志網(wǎng)站報道，近日該網(wǎng)站對2010年的科技發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析，并預(yù)測了2010年或?qū)⑷〉弥卮笱芯窟M(jìn)展的十項科技產(chǎn)品或科技概念，其中包括仿人機(jī)器人、“超級電容”動力汽車等。
1. 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。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)
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。
3. 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，診療費用更低。
4. 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)”?！癉NA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。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
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)
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)
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)彎實施水平鉆探。當(dāng)然，這種思想并不是最新概念。但是，真正實施起來卻需要相當(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
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就是利用河流和潮汐的運動帶動水下渦輪機(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
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，但碳納米管確實有它的獨特之處，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×俗訌棥Ｃ绹鴩啦空J(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
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，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。
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