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▲以色列新型纳米飞船。CFP

▲太阳能充电树。CFP

  新的一年,哪种新科技能吸引世界的目光?哪种新技术在未来最具潜力?

  世界经济论坛(WEF,达沃斯论坛)对2012年十大新兴技术方向进行了预测。科学家们和相关业内人士认为,这十大领域出现的新兴科技不仅会让人们的生活更加便捷,也将带来巨大的商业利益。

  他们建议:学校可以据此调整课程设置,政府可以进行产业结构调整、优化和升级,企业可以选择蓬勃发展的朝阳产业投资,而科学家们应该合理分配现有资源。

  高附加值的信息学

  现在我们在生活中能接触的多元化的信息量远比人类历史上任何一个时刻都高,并且信息产生的速度也在不停地成倍增长。然而,所有信息正处于即将“爆炸”的危险之中,原因在于目前生产出的“垃圾信息”远大于有价值信息;同时,有效信息的利用也受到了一定的限制。因此,信息组织、搜索、开发和处理方法上的创新,对过滤出“垃圾信息”以及利用这些信息来解决人类面临的新挑战具有关键意义。信息学要帮助我们从庞杂无序的信息狂潮中,提取有用及有价值的信息,从而解决摆在我们面前的各种挑战。

  合成生物学和代谢工程学

  自然界是一个以遗传密码为核心,多种生物体共同组成的奇妙世界。自然界中的生物蕴藏着巨大能量,生物学家在合成生物学和代谢工程学上取得的重要进展,让开发自然界的新能源不再困难。我们可以开发新的生物、创造新的生物反应链条等,提供具有特殊用途的稀有资源。比如将生物量(一切直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有机物质)转化成化学物质、燃料或者其余材料;生产研发新的药物,保护人体免受伤害。

  二氧化碳资源化

  碳是地球上生命的核心,然而,控制二氧化碳排放是我们在社会、政治和经济领域面临的最大的挑战。在二氧化碳处理方法中,将二氧化碳转变成一种资源是进步与创新。以纳米结构材料为基础制成的新型催化剂,有可能将二氧化碳转变成烃类和其他含碳的分子。因此,这种催化剂可以在化学工业中充当清洁剂的作用。对于石化行业来说,无论是从资金还是技术上,使用催化剂进行二氧化碳处理也比其他措施更容易接受。

  绿色农业

  人造化肥是人类在现代化学方面取得的主要成就之一,它创造了农作物产量史无前例的增长。但是,人类对健康和食物日益增长的需求已经开始威胁到能源、水和土地资源。通过整合生物和生物科学的先进技术,新兴的绿色革命在确保粮食产量增长的同时,减低对环境的破坏,减少对能源和水源的依赖,降低碳排放。

  纳米级设计

  我们对自然资源的需求正在不断增长,因此,如何提高资源利用率就成为了一个难题。纳米架构的物质是在分子比例的基础上设计完成的,有着符合其性能要求的特性。这些物质已经开始出现的异常、独特的特征,它们将引领我们走进下一个清洁能源的革命,减少我们对不可再生资源的依赖,并提高机械制造和加工效率。也能将我们从庞杂无序的信息狂潮中,提取有用及有价值的信息,从而解决摆在我们面前的各种挑战。

  “无线”电力传输和使用

  当今社会,人们深深依赖着电力——我们拥有越来越多的电子产品,越来越要靠充电来支持它们的成功运转。现在,我们还不得不依靠电线将设备介入电网之后才能对电池频繁充电,但新兴的“无线”电力传输技术可以使电子设备随时随地充电,让它们不必依靠电线和插头就能正常工作。比如,我们在户外用无线局域网的时候,就可以不用再面临笔记本的电池突然没电的尴尬了。

  系统生物学和计算机化制作模型

  要想通过刺激生化系统来提高医疗和生物型生产,首先要明白生物化学是如何搭配在一起的。系统生物学及其计算机化制作模型,在设计治疗方案中扮演着很重要的角色。计算机的使用,可以让物质加工在更有效率地实现其设计目标的同时,对人体和环境有最小限度影响。

  个性化治疗和保健

  全球人口已经突破70亿,每个人都希望能健康长寿。但人们对资源的需求日益增多,不仅导致物价飞涨,也让那些原本站得住脚的传统保健方法不再可靠。不过,基因组学、蛋白质组学和代谢组学正在为我们打开个性化医药、营养品定制和疾病防控的大门。这些学科与合成生物学和纳米技术一起,为未来医疗保健的革命奠定基础。依靠这些技术,未来医药资源的紧张现象会得到缓解,医疗保健也将更加个性化。

  高能量、高密度能源系统

  要想实现清洁能源技术,性能更优异的电池必不可少。科学家们认为,综合几个目前已经比较成熟的技术,就可以为先进电力能源贮备和使用奠定基础。其中包括纳米架构的电极、固态电解液和炭性纳米物质的超级电容器的高速传递。这些技术所具有的能源密度和能量可以支持超负荷清洁能源技术。

  提高教学技术

  我们需要新技术应对青少年教育中出现的问题和挑战,让他们了解必备的知识和技能。这对当今快速发展的和日益全球化的社会尤为重要。在教学中,个性化网络技术使用越来越普遍,由此实现以学生为中心、培养批判性思考方式和富有创造性的教学。社交网络的飞速发展,开放式教育软件和网络的触手可及加速了课堂外学习和社会教育的发展。