"未來的發明"急!

"1 鑽石芯片平民化

晶光閃閃、璀璨奪目的鑽石總是給人一種高高在上、遙不可及的感覺。但有沒有想過在不久的將來，鑽石也會被批量生產，而且還被用來製成電腦零件---「鑽石芯片」呢？目前各國的科學家正在大力研究如何用鑽石製造電腦芯片。

其實「人工鑽石」並不是什麼新鮮玩意兒。早在上世紀五十年代，人們就已經掌握了製造人工鑽石的秘訣。目前每年約八十噸低素質的合成鑽石被應用在像鑽機和打磨機這一類工具上。至於高品質的鑽石，科學家認為把它們用來製成珠寶和首飾似乎並不能「物盡其用」。現在他們要把鑽石運用到高科技項目上，即用鑽石芯片代替硅芯片，因為鑽石在高溫、高壓和高頻環境下比硅的性能更好。

目前由於電子晶體管的體積越變越小，數量更多的電子晶體管可以同時插到同一塊芯片上，而這些為數眾多的晶體管迅速產生的大量熱量可能會導致芯片本身因無法承受而溶化，因此如何有效散熱正日益成為工業界最急需解決的問題。而鑽石芯片在高達一千攝氏度的環境下仍能工作，但硅芯片在一百五十攝氏度以上就會溶化。而且鑽石可抵抗二百伏的高壓，比硅的大約二十伏高出十倍之多。

儘管鑽石芯片有許多優點，但以目前的技術電流還無法在鑽石中流暢地傳導，研究人員正在尋找一種能幫助電流傳導的材料應用於鑽石之中。




2電子產業的「塑料革命」

劍橋大學的里查德‧弗倫德正在研製「發光塑料」。它可能會給電子產業帶來一場革命。弗倫德認為，未來的手機、電視、手表、電腦內將可以安裝廉價的塑料芯片。早在上世紀八、九十年代，他就發現塑料能被用來製造晶體管。

此外，通用電氣正與美國能源部合作開發能照亮整間房子的塑料建築材料，以便人們可節省能源。




3 為細胞設定程序

科學家正在為細胞設定程序：把基因像電路一樣連接起來，然後把這些「基因電路」注入細菌體內。一種典型的基因電路遇到某一種化學物質後能觸發一種基因的開關，而這種基因能將細菌殺死。

這聽起來似乎複雜難懂，而且不可思議。但科學家們的確正在從事這種「駭人聽聞」的實驗。他們主要的目的是使基因治療更準確。當病人接受基因電路注射時，只要吞下一個包含啟動基因電路的化學物質的藥丸，如果發現效果不好，只要吞下一個關閉基因電路的藥丸即可。




4 荷蘭的「水上人家」

正如荷蘭的每一個家庭一樣，莫倫斯一家深切地感受到人類與大自然抗爭時的脆弱。一九九五年的一場洪水摧毀了他們的家園，然而這不是他們最慘痛的回憶。在一九五三年，兇猛的海嘯過堤岸，吞噬了一千八百人的生命。

面對洪水猛獸，勇敢而聰明的人類並不會因此束手就擒。今年荷蘭推出了一種水陸兩用房屋。這種房屋的框架是木製的，混凝土底座是中空的，因此整幢房屋可以漂浮在水面上。即使洪水來臨，它也可以「隨波逐流」，不會被大水垮。

這種房屋重量均勻，不會翻倒。一般來說，它會固定在一個地方，不會被漂走，水電都是通過一些可隨意彎曲的管道送入房屋內。

儘管這種水陸兩棲房屋並沒有應用太多的尖端技術，但它或者可以解決一個全球性的問題。聯合國預測，洪水問題會越來越嚴重。在二○五○年前，二十億人口面臨洪水的威脅。水陸兩棲房屋雖不能說是萬全之策，但至少可以減輕水災帶給人們的破壞程度。




5 超輕汽車節省能源

使用混合燃料的汽車之所以受歡迎是因為與普通汽車相比可省油達百分之五十。但如果汽車商要進一步節省汽車的燃料，就得從減少汽車重量上手。因為汽車僅百分之一的燃油是用於運送乘客，其餘的都耗費在驅動汽車本身。因此，減少汽車重量將大大地節省燃料。

其中一個可行的辦法是用碳複合材料取代鋼鐵。這種超輕材料已經被用來製作網球拍和高爾夫球桿。航空界也計劃使用這種材料來生產下一代客機。用碳複合材料製造的汽車重量比一般汽車輕一半，可省油達五成。

碳複合材料雖然輕，但堅硬度比不上鋼鐵，因而較易碎。故此，現在面臨的最大問題是要生產出重量輕而又具有高強度的汽車零件，以便在發生碰撞時能保護乘客。此外，FIBERFORGE公司主管賴特‧戴維斯說：「碳纖維在受撞擊時會碎成很小的碎片，從而緩衝了撞擊。這也是碳複合材料汽車的優點之一。」




6太空蔬菜商業化

在未來的超市裡，我們將會看到壘球大小的西紅柿、壘球棒那麼長的黃瓜、兩米高的棉花植株。這些「未來蔬菜」是中國科學家用曾經發射到太空的種子培育而成的。這些種子曾暴露在七種外太空條件下，如失重、粒子輻射。當這些種子回到地球後，按照體型、外觀、營養等因素進行篩選，並且培育出了性質穩定的品種。

儘管科學家們還沒有搞清楚種子的「太空之旅」是如何改變種子的基因狀態，但他們發現這類種子不僅改變了物種的體型，還增加了它們的營養。例如，用太空種子培育出來的西紅柿所含的貝塔胡蘿蔔素比普通西紅柿多百分之二十七。

中國一家知名的蔬菜種植公司董事長童一朝(譯音)說：「一位科學家一生中最多只能成功研製三種新的蔬菜品種。但我們用太空種子進行培育，自一九九九年以來已經研製出五十個新品種。」目前，數十家中國公司都很願意把各種植物送入太空，儘管每克高達四萬五千美元。他們的目的是要培育大體型的蔬菜品種，以養活更多的人和幫助瀕臨滅絕的植物品種。




7電腦替你「開車」

當汽車超速時，「電腦駕駛員」會幫你把車速調回到正常的速度；當喝得醉熏熏的司機把方向盤弄得左搖右擺的時候，「電腦駕駛員」會自動控制方向盤；甚至當汽車在黑暗中行駛，電腦駕駛員也會預先提醒可能出現的障礙物，從而避免發生碰撞事故---這種安全系數極高的智能汽車會在不久的將來誕生，對於廣大駕駛人士來說無疑是一個好消息。

雖然目前已能利用電腦監控汽車內的所有設備，但汽車工程師們要進一步發掘電腦的潛能，令電腦「升級」為駕駛員。這種智能汽車與傳統汽車一樣，都具有方向盤、油門和剎車踏板，不同的是這套駕駛系統將會與電腦芯片連在一起，由電腦控制和調整。

現在寶馬、佳士拿、通用汽車等行業巨頭在研製這種智能汽車方面展開了激烈的競爭。相信在不遠的將來，「電腦駕駛員」將伴我們上路。




8坐「電梯」上太空

在一八九五年，俄國數學家齊奧爾科夫斯基從法國的埃菲爾鐵塔得到一個靈感：在一個巨型高塔與地球軌道的一個太空站之間架起一條電纜，而人類並不需要坐火箭，只要坐「太空升降機」沿電纜便可進入太空。估計大多數人都會覺得這根本就是「痴心妄想」。但自從一九九一年日本發現了一種比鋼的強度要大數倍的碳納米管後，這種「痴心妄想」竟然有了變成現實的希望。

美國太空總署在一九九九年撥了五十萬美元給物理學家布萊德里‧愛德華，讓他開發「太空升降機」。愛德華的設想是這樣的：一個太陽能機器人以每小時一百九十公里的速度坐寬一米的太空升降機登上太空。如果真的成功，送物資到太空的成本將會由現在每公斤四千五百美元下降到四百五十美元。而且愛德華更「口出狂言」---太空升降機在二十年後誕生。

儘管立下雄心壯志，但要建造這種超級升降機實際上面臨重重困難。目前還不能將碳納米管製造成高強度複合材料。地面的閃電和颶風以及太空中的碎片也會構成威脅。




9嵌入人腦的「記憶芯片」

南加州大學生物醫學家特德‧伯格通過顯微鏡觀察老鼠大腦切片，同時通過電極收聽神經細胞之間的「竊竊細語」。他想了解細胞間進行交流的「語言」，因為他立志要設計出一種能增強人腦記憶的「芯片」。

最大的受益者將是中風和老年痴呆等患者。伯格設計的計算程序能模仿神經細胞的行為。今年初，他展示了一個芯片，能夠取代老鼠神經回路中的腦細胞。他希望三年內能在活老鼠身上測試這種芯片，並最終在人腦中試驗。




10利用「昆蟲的嗅覺」找人

加州理工大學生物教授邁克爾‧迪金森是世界果蠅飛行力學領域方面的著名專家。多年來他一直在研究果蠅飛行的「奧秘」。但現在他對果蠅那驚人的嗅覺本領產生了濃厚的興趣---果蠅能在一個空曠的教室裡迅速地找到一個裝酒的杯子並準確地陸在酒杯的邊緣。

昆蟲能在一公里以外的地方通過追蹤氣味而找到目標。這種神奇的本領早已引起昆蟲學家們的注意。但迪金森卻提出一個大膽的構想：利用昆蟲的嗅覺原理設計出一種飛行器。這種飛行器對人類呼出的二氧化碳特別敏感，從而幫助警察準確而迅速地在森林中找到失蹤的人。但迪金森也承認，要成功研製出這樣一種仿昆蟲的尋人飛行器還需要相當長的時間，畢竟昆蟲世界的許多秘密還有待我們進一步去發掘。 (圖片取自美國《新聞周刊》)

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