rss 推荐阅读 wap

青岛信息网,青岛生活网,青岛新闻网!

热门关键词:  自驾游  云南  as  代理  xxx
首页 新闻资讯 城市聚焦 理财投资 娱乐头条 体育运动 购物消费 旅游休闲 科技创新 商业营销 微商创业

放眼世界10大科技创意一起来见识下这些创意新科技!

发布时间:2019-09-11 03:22:40 已有: 人阅读

  如果不需经由电力网供应大量电力,就能从沙漠的空气中汲取水;如果不需动手术就能对疑似癌变的组织进行检查,甚至不必久候就能得知结果,会是什么样的新局面?未来几年内,实现这些梦想的技术将变得普及。Scientific American这次与世界经济论坛专家网络(World Economic Forums Expert Network)共同策划特别报导,评选出10项这样的最新科技。

  为了评选出这些最新科技,我们号召世界知名科技专家组成评选委员会,由他们提供建议并广纳各方建言,包括世界经济论坛的全球未来委员会(Global Future Councils)与专家网络、Scientific American编辑顾问,以及其他关注最新科研发展的产官学界人士。然后,委员会进一步聚焦于那些尚未普及但持续有资金投入、或有迹象显示即将迈向实用阶段的技术。这些入选技术必须能显著改善社会和经济,并且足以撼动传统社会规范。

  ■由于以太阳能汲取水、以人工光合作用生产可再生燃料等技术的进展,人们更有机会以永续方式供应不断增长的人口所需的资源。即时回馈技术有助精准农业发展,可成为有效喂养暴增人口的办法。

  ■绿色科技唾手可得:从一栋住宅拓展到零碳排放街区;氢燃料电池的新技术可望让零碳排放汽车更便宜。

  全球有数十亿人每年至少数个月、甚至终年缺乏干净饮用水,或必须远道取水。若能直接从空气中汲取水份,对这些人来说将是一大福音。但现有技术通常必须在湿度高的气候下才能运作,而且需要大量电力,代价不菲且常无用武之地。这个问题现在可望解决:功臣是研发中的强大太阳能动力系统,这类系统可以持续扩充,甚至在干旱地区运作;全世界有1/3人口住在干旱地区,往往生活贫困。

  目前用来吸附大气水份的材料(例如加湿器中的沸石)多半都有缺点,像是湿度要够高才能运作,而且必须耗费能量加热以释出吸收的水份。美国麻省理工学院(MIT)和加州大学柏克莱分校组成的研究团队,已测试一项不需要电力的做法,希望能克服上述问题。

  研究人员以称为金属有机骨架(metal-organic framework, MOF)的多孔晶体来设计系统,这种晶体是加州大学柏克莱分校化学家亚吉(Omar M. Yaghi)的团队在几年前开发出的材料。每种MOF的化学性质由其金属和有机物的特定结构决定,科学家可依需求选择合适的组合。MOF用途多样,但最大的优点是孔隙极大:晶体内部表面积几乎是多孔沸石的10倍;也就是说,一公克的MOF晶体大小约为一块方糖,内部表面积却如同一座足球场。

  2017年4月,亚吉的团队和MIT机械工程师王宁怡(Evelyn Wang)发表了一款原型设备,使用称为MOF-801或反丁烯二酸锆(zirconium fumarate)的高亲水性材料。这种材料可把空气中的水分吸入巨大孔隙中,并利用阳光的低能量便轻易把水份送进收集器。这种设备只需使用一公斤MOF,就能在相对湿度只有20%、类似沙漠的环境下,每天吸水2.8公升(亚吉表示,每人一天至少要喝355毫升的水,相当于一瓶罐装饮料);此外该设备也不需其他能量。研究人员认为系统还有更多改进空间,包括试验不同成份以降低MOF的成本(目前每公斤锆为150美元)、增加每单位材料吸水量,以及让科学家为不同微气候量身订制MOF。

  位于美国亚历桑那州斯科次达市的新创公司「零质量水」(Zero Mass Water)采取另一种策略,他们开始贩售一种不需连接电力网或既有供水系统的太阳能动力系统。该系统以太阳能电池板供应能量,驱动空气通过专利吸水材料,把汲取的水分冷凝成液体;没有阳光时,则改由一组小型锂电池来供电。该公司表示,一个太阳能电池板单元每天能产出2~5公升水,贮存在30公升的储水槽,并添加钙和镁以兼顾口感及健康。

  该系统由零质量水创办人、亚利桑那州立大学的材料科学家福瑞森(Cody Friesen)开发,目标是使该系统在任何地方都能永续且方便运作。一组配备一个太阳能电池板的系统在美国售价约3700美元,定价中10%做为资金,用于降低在缺乏水资源基础设施的地区安装的费用。福瑞森指出,这类系统能减少美国人对瓶装水的需求,也能供水给缺乏干净饮用水的学校,使孩子「能够去上学而不会生病」。

  福瑞森说,过去一年他们在美国西南部及墨西哥、约旦和阿拉伯联合大公国等国装设了这种系统;最近则在美国国际开发署资助下,把太阳能组件送往黎巴嫩,为叙利亚难民提供饮水。福瑞森补充道,大多数人想到太阳能,「多半只想到电力,但未来人们会想到丰沛的水资源。」(林慧珍译)

  人造叶片的想法意义重大。天然的叶片能运用太阳能把二氧化碳转换为碳水化合物,供植物细胞活动使用。数十年来,科学家一直想设计出类似光合作用的过程,制造可储备的燃料。该技术能解决太阳能和风力发电的一项主要挑战,也就是在没有阳光和风时储备能源。

  许多研究人员花费数年开发人造光合作用装置:藉由光催化剂分解水分子以产生氢和氧元素,供广泛的永续科技使用。在天然的光合作用中,氢会参与把二氧化碳转换成碳氢化合物的还原反应。这套系统就和真正的叶片一样,以二氧化碳、水和阳光就能制造出燃料。

  这将是性的成就,研究人员创造出一个封闭系统,可以把燃烧释出的二氧化碳又转化回燃料,而不会增加大气中的温室气体。

  许多位科学家正朝着这个目标努力。近年一个团队已证实,可把水的分解以及二氧化碳转化成燃料这两个过程,高效率整合在一个系统。2016年6月,美国哈佛大学的诺塞拉(Daniel G. Nocera)和席佛(Pamela A. Silver)等人在《科学》期刊发表了能制造出液态燃料(特别是杂醇油)的方法,效率远胜于把二氧化碳转换成碳氢化合物的天然叶片。植物仅能把接收到的阳光1%的能量转化为葡萄糖,而人造叶片把二氧化碳转换成燃料的能量使用效率大约为10%,相当于转换180公克二氧化碳来产生一度(千瓦小时)的电力。

  科学家把无机的、利用太阳能的水分解技术(仅使用生物相容性材料,避免制造出有毒化合物)与经基因改造可生产燃料的微生物整合在一个容器。值得一提的是,这些执行特殊代谢功能的细菌,即使在二氧化碳浓度较低的环境,仍可产生各种燃料及化学物质。

  这套方法已准备扩大规模,使用便宜且容易取得的金属做为催化剂,但研究人员仍需大幅增加燃料的产量。诺塞拉表示,他们团队正努力制作原型产品,也与几家公司讨论合作生产。

  诺塞拉对这项基础技术有更大的愿景:除了以永续方式生产富含氢和碳的燃料,他也证实,若搭配采取不同代谢方式的细菌,便可制造出适合土壤的氮基肥料,有助于不易取得传统肥料的地区提高作物产量。

  该系统中的细菌能使用氢和二氧化碳来生成生物塑胶,做为燃料来源。一旦微生物拥有足够的塑胶,就不需要以日照供应能量,整套系统便可埋入土壤。细菌从空气中汲取氮之后,会利用塑胶中的能量和氢气制造肥料。若萝卜在含有这类微生物的土壤中生长,重量会比使用化学肥料多出一半。

  诺塞拉承认,他进行肥料生产测试,一开始只是想看看这个点子是否可行。然而,他也预期有一天细菌会「呼出从水分解出的氢」,并采取不同代谢方式吸入,利用这些氢制造出燃料、肥料、塑胶和药物。

最火资讯

首页 | 新闻资讯 | 城市聚焦 | 理财投资 | 娱乐头条 | 体育运动 | 购物消费 | 旅游休闲 | 科技创新 | 商业营销 |免责声明

Copyright2008-2020 青岛信息网 www.myxxg.net 版权所有 业务QQ:17468920 Power by DedeCms 京ICP备13004639号

电脑版 | wap