據《科學美國人》網站近日報道，世界經濟論壇近日在夏季達沃斯年會上發布了2016年（nián）度十大新興技術，這份榜單由該論壇的新興技術（shù）跨界（jiè）理事會編（biān）纂（zuǎn），與《科學美國人》雜誌合（hé）作發表。他們相（xiàng）信這十大技術展示了創新的力（lì）量（liàng），能夠改變人類的生活，以及變革工（gōng）業的麵貌並保（bǎo）護我們的星（xīng）球。
自動駕（jià）駛汽車漸入佳境
汽車（chē）的出（chū）現改變了現（xiàn）代生（shēng）活（huó）的麵貌：改變了我們的生活所在（zài）地、購買習慣、工作方式等。隨著汽車越來越普遍，它們（men）已經成為社會文化和生態不可分割的一（yī）部（bù）分。
我們正處在一個變革（gé）性的交通技術改變之巔：從有人駕駛的汽車到能夠（gòu）自動駕駛的汽車轉變，每個人都被裹挾其（qí）中。盡管（guǎn）目前自動汽車對於社會（huì）的（de）長期影響很難（nán）預測，但有一點毋庸（yōng）置疑：它將（jiāng）給我們的（de）生活帶（dài）來深刻的影（yǐng）響。
穀歌等企業多年來一直在測試自動駕駛汽車，並取得了不（bú）少成績。這些智（zhì）能車會對來自車載雷達、攝像頭、超聲測距儀（yí）、全球定位係統（GPS）以及存儲地圖的大量傳感數據進行處理（lǐ），在（zài）沒（méi）有人力幹預的情況下，暢行於日益複雜且快速（sù）變化的交通（tōng）環境（jìng）中。
不過，消費者才剛剛開始使用具備自動駕駛能（néng）力的車（chē）輛。自動駕駛的推廣將通過穩步（bù）實現傳統車（chē）輛沒有的日益智能（néng）化、安全和便利（lì）功能來逐步進行。例如，某些車型已經提供自動平行泊車、車道自動保持、緊急製動甚至半自動巡（xún）航控製等功（gōng）能。去（qù）年10月，特斯拉汽車公司推出了一（yī）款供特斯拉車（chē）主下載的軟件包，可實（shí）現有限形式的自動駕駛（shǐ）操作。特斯拉推出的自動駕（jià）駛功能可代替（tì）駕車人控製並調整方向盤角度和車輛行駛（shǐ）速度，讓車輛在原（yuán）有車道內（nèi）平穩行駛，並與前車保持安（ān）全距離。
隨著技術不斷成熟（shú），法律和監（jiān）管逐漸放開，無人駕駛（shǐ）這一（yī）趨勢可能會持續進行下去。目前，美國已有（yǒu）6個州準許無人（rén）駕駛汽車上路，更多州可能（néng）會緊隨其後。而且（qiě）汽車保險商和立法機構正在就相關事宜進行討論，比如，當自（zì）動駕駛汽車撞（zhuàng）車（chē）時（shí），責任和成本如何（hé）承擔等。盡管自動駕駛汽車被寄予厚（hòu）望，人們認為（wéi）它比現在汽車更安全，但難免（miǎn）也會發生事故。
當然，這方麵還有很多改善空間。在美國，撞車等事故（gù）每年會導致3萬人喪命、230萬人受傷。自動駕駛汽車可能也有諸多不足（zú）之處（chù），比如軟（ruǎn）件非常複雜（zá），但它（tā）們不（bú）會出現分神或冒險等行為，而這兩者是目前（qián）交通事故的“罪魁禍首”。
一旦汽車或卡車實現常規性自動駕駛，整個（gè）社會將麵臨更深遠的變（biàn）革。對很（hěn）多人來說，擁有專屬於自己的汽車將（jiāng）不再是現代生活的（de）一項必需品。共享汽車和無人駕駛出租車以（yǐ）及運載服務可能會成為常態。這種變（biàn）化將讓年老體弱者大大受益，要知道，老齡化已成為很多國家的一種趨勢。共享能編程的汽車（chē）有望降低對本地停車場的需求；通（tōng）過預（yù）防事故降低擁堵並使安（ān）全（quán）高速駕駛成為可能。
與其他技術一（yī）樣，自動駕駛汽車也有自己的缺點和不足。未來，商業駕駛可能不再是一項穩定的職業（yè）。同時，共享汽車也提（tí）出了一些棘手的隱私和安全問題。另外，越來（lái）越多人能買得起汽車，這可能會加劇而非緩（huǎn）解（jiě）交通（tōng）擁（yōng）堵或汙染（rǎn）等（děng）問題。但（dàn）自（zì）動駕駛（shǐ）汽車帶來（lái）的好處如此不可抗拒，因此，它們的廣泛使用隻（zhī）是時間問（wèn）題，而不是能否成（chéng）真的問題。
物聯網邁向納米化
利用（yòng）廉（lián）價的微型傳感器以及微型處理器，加上微型供電裝置以（yǐ）及無線（xiàn）天線搭建起來的物聯網，正在迅速把網絡世（shì）界從計算機和移動（dòng）裝置擴展至物質（zhì）世界（jiè）中的常用物品：恒（héng）溫調節器（qì）汽車、門鎖甚至寵物跟蹤器。人們每天幾乎都會宣布推出了新的物聯（lián）網裝（zhuāng）置。分（fèn）析師們估計，到2020年，將有300億台（tái）這樣（yàng）的裝置。
互聯物品（pǐn），尤其是這些由（yóu）人工（gōng）智能係統監（jiān）控（kòng）和控製的互聯物品的爆發式發展，可能賦予普通物品令（lìng）人驚歎的功能：比（bǐ）如在認出自己的主人已經下班，正在回家的路（lù）上（shàng）時，房門會自動（dòng）打（dǎ）開；或者一款植入體內的心（xīn）髒檢測器能在器官出現異常症狀時通知醫生。
科學家們已經開始把（bǎ）傳感器的尺寸從毫米或微米級縮（suō）小到納（nà）米級（jí），小到能在生物體內循環；小到能直接混合到建築材料內，這是朝納米物聯網邁出的關（guān）鍵第一步（bù），而納米物聯網有望引領醫學及其他許多行業（yè）邁入一個全新的天地。
迄今最（zuì）先進的納米傳感器中，有些（xiē）通過使用（yòng）合成生物學工具修改單細胞的有機體，比如細菌製成，這些過程的目標是構建出簡單的生物計算機，這些計算機使用DNA和蛋白質來識別特定的化學物質；存儲幾個比特的信息；隨後再通過改變顏色或釋放出（chū）其他容易探測的信（xìn）號來報告其狀態。
而有些納米傳感（gǎn）器由非生物材（cái）料，比如碳納（nà）米管等製造而成，其能像無線納米天線一樣，感應並發送信（xìn）號。
因為這些納米傳感器如此小（xiǎo），其能從數百萬個點那兒收集信息。接著，外部設備將這些（xiē）數據整合（hé）在一起，生成詳細（xì）程度不可思議的地圖，揭示光、振動、電流、磁場、化學濃度以及其他（tā）環境最（zuì）細微的變化。
現在看來，從智能傳（chuán）感器過渡到納米物聯網這一趨勢似乎已經定局，但仍然有幾個問題需要（yào）解決。一個技術挑戰（zhàn）是（shì）將所有需要的元件整合成一個能自我供電的（de）納米設備，從而探（tàn）測到變化並將數據上載到互聯網；另一個技術（shù）障礙則包括麻煩的隱私和安全（quán）問（wèn）題（tí）。任何植入體內的納米（mǐ）設備——不管是有（yǒu）意還是無意植入，都可（kě）能有毒，也可能誘（yòu）發身體的免（miǎn）疫反應。另外，這一技術可能也會（huì）使不受歡迎的監控成為可能。因此，在使用時，首先應該將納米（mǐ）傳感（gǎn）器嵌（qiàn）入或植入簡單（dān）且風（fēng）險小（xiǎo）的（de）生物（wù）體（tǐ）內，比如嵌入植物和工業過程中用到的不會感（gǎn）染的微生物體內，以避免這些惱人的問題，並對這一技術進行進一步的驗證。
當納米（mǐ）物聯網到來時，它可能會為我們提（tí）供與城（chéng）市、房屋、工廠甚至我們身體有關的更（gèng）詳（xiáng）細、更（gèng）廉價、更新的圖（tú）像。今天，交通燈、可（kě）穿戴設備或監控（kòng）攝像頭幾乎在逐（zhú）步聯網。下一步（bù），數十億（yì）納米傳感器可（kě）能會捕獲大（dà）量實時信息並將（jiāng）其上載到雲端。
下一代增容的電池（chí）
近年來，太陽能和風能的（de）容量已取得了兩位數的增（zēng）長，但太（tài）陽能和風能比較反複無常。盡管每年風力發電廠的規模（mó）越來越大；太陽能電（diàn）池的效率由於光伏材料的改進而不斷提高，但這（zhè）些可再生能源仍（réng）然隻（zhī）能提供全球總電力需求的5%左右。
更好的電池可能可以解決這一問題，使零排放的可再生能源發展更快，更（gèng）容易給目前沒有（yǒu）電就無法生存的12億人（rén）提供可（kě）靠的電力。
在過去幾年裏，具有足夠大的容量，可（kě）以為整個工（gōng）廠、城鎮甚（shèn）至連接孤立鄉間社區的“微型電（diàn）網”供電的新型蓄電（diàn）池得到了驗證（zhèng）。這些蓄電池是以鈉、鋁（lǚ）或者鋅為基本材料。它們不再含有傳統鉛酸電池使用的笨重金屬以及腐蝕性化學（xué）物質；而且，與目前電子設備和電動汽車廣泛使用的（de）鋰電池相比，它（tā）們更便宜、更（gèng）容易擴大規模，也更安全。這些新技術更適用於主要依靠太陽（yáng）能或風能（néng）的係統（tǒng）。
例如，去年10月（yuè）份，流體能量（Fluidic Energy）公司宣布，與印尼政府簽署了一項（xiàng）協議（yì），在500個（gè）偏遠的（de）鄉村布設35兆瓦的太陽能電池板，為170萬人提供家庭用電。為了提供可靠的電力（lì），太陽能電池（chí）係統將使用該公（gōng）司的鋅-空氣電池來存儲250兆瓦小時的能（néng）量。今年4月份，該公司與馬達加斯加簽署（shǔ）了同樣的（de）協議，為100個（gè）偏遠村莊布設太陽能電池板。
對於目（mù）前無法從（cóng）電（diàn）網獲得電（diàn）力供應（yīng）的人來說，可再生能源（yuán）發電和電網級蓄電池的結合是極具（jù）變革性的；而且，對於致力於節能減排的發達國家來說，更好的（de）電池也（yě）擁有巨大的潛力。
開放式人工智能生態係統
蘋果公司的（de）Siri、穀歌公司的OK Google、微軟（ruǎn）公司的Cortana以及亞馬遜公司的Echo等能提（tí）供極（jí）好的服務（wù），它們能使用自然語言處理程序從人們的言談中提取出問題，接著提供一些有限的幫助，比如，查找餐廳、獲得汽車的行駛線路（lù）、為聚會找一個空曠的場地或僅僅進行一次簡答的網頁搜索。但我們經常會（huì）遇（yù）到的情況是，它們對某個幫助請求給出的反饋是“對不起，我不知道”，或者“這就（jiù）是我在網上找的”，這與私人助手貼心又（yòu）溫柔的輔助真是不可同日而語。而且，這些係統都是大公司的專利產品，對（duì）於企業來說（shuō），很難給其添加新功能。
但是（shì），在過去幾年裏，多項新興（xìng）技術相互（hù）“聯（lián）姻”，讓我們能更容易製造出功能更強大、更類似人的數字助手——也就是說，更容易形成一個開（kāi）放的人工智能生態係統。這一生（shēng）態係（xì）統不僅與我們的移動裝置和（hé）電（diàn）腦相（xiàng）連，並且通過這些移動裝置和計算機（jī）訪問我們的信息、通訊（xùn）錄、財政狀況（kuàng）、日程安排以及工作文件，而且與臥室中的（de）恒溫調節器、浴室中的體重（chóng）計、手（shǒu）腕上的手環甚至馬路上的汽車相（xiàng）連。今後幾年裏，互（hù）聯（lián）網與物聯網以及你自己的個人數據（jù）的互相連接——這些連接可以在任何地方通過與（yǔ）人工智能對話立即實（shí）現——可以在未來幾（jǐ）年釋放（fàng）更高的生產率，讓數百萬人（rén）更健康和幸福。
通過集中使用匿名的健（jiàn）康數據並向個人提（tí）供個性化的健康建議，這樣的係統應該可以在（zài）健（jiàn）康方麵取得顯著成效並降低醫（yī）療保健的成本。人工智能在金融服務領域的應用應（yīng）該能（néng）夠減少錯誤，為上年紀的人提（tí）供新的保護。
這一技（jì）術的核心機密是情境（jìng）。直到現在，機器一直不太（tài）注意（yì）我們的工作、身體（tǐ）以及生活的細節。一名人類私人（rén）助理知道你何時能打擾、何時感到壓力、何時煩躁、何時感到饑餓、何時覺得（dé）累；它也知（zhī）道什麽人、什麽事對你（nǐ）很重要；什麽人或事你想避開。人工智能（néng）係統也在慢慢學習並獲得這些技能。盡管剛一開始，它們可能沒有（yǒu）人類那麽多才（cái）多藝，但（dàn）它們將會變得很有用，至少價格上占據絕對優勢地位。
目前，已有數家公司（sī）研製出了這樣（yàng）的係統並進行了展示。比如，微軟公司的科學家建造了一個係統，能夠知道你何時（shí）很（hěn）忙因此沒法打電話，並在你合適的時候安排會麵。而一些公司能基於簡單的英語提問，為你搜尋適合自己偏好的航班信息。
光遺傳學“照亮”臨床神經科學
大腦，即使（shǐ）相對來說（shuō）像（xiàng）老鼠那樣比較簡單的大腦，其功能都非常複雜。神經科學家們（men）和心理學家們能觀（guān）測（cè）大腦（nǎo）對不同刺激的反應，他們甚至標識出了大（dà）腦的基因如何被表達，但無法控製個（gè）體神經元和其他類型的大腦細胞何時（shí）關閉（bì）和打開。因此，很難解釋大腦的工作原（yuán）理，並最終（zhōng）治愈帕（pà）金森症和抑鬱等疾病。
那麽，神經科學家如何通過測量大腦（nǎo）中的信息流來了解大腦的功（gōng）能呢？傳統的方法是用電（diàn）極記錄和測量神（shén）經元的活動，但（dàn）電（diàn）極會刺（cì）激周圍的每個神（shén）經元且無法區分不（bú）同的大腦細胞，因此，這是一個比較粗糙（cāo）也不精（jīng）確的方法。
2005年，神經科學家們展示了一項新技術（shù），借用遺傳（chuán）工程方法讓神經細胞對（duì）特定顏色的光做出反應，這一技（jì）術就是（shì）所謂（wèi）的光遺傳學技術，這一技術（shù）基於科（kē）學家（jiā）們在上（shàng）世紀70年代對色素（sù）蛋白（bái），也就是所謂的視紫紅質進行（háng）的（de）研究。沒有眼睛的微生物在視紫紅質（zhì）（由視蛋白編碼）的幫助下從入射光那兒獲取能量和信（xìn）息。
通過插入一個或者多個視蛋白基因進入老鼠特定的神經元內，生物學（xué）家們現在能夠使用可見光來隨意地將（jiāng）特定神（shén）經元打開或者（zhě）關閉。過去（qù）幾年，科學家們（men）已經定製了不同版本的這（zhè）些（xiē）蛋白，能夠對不同的顏色做出反應（yīng），從深紅（hóng）色到綠色再到藍色。通過將不同的基因放（fàng）入不同的細（xì）胞（bāo）內，他們使用不同顏色的光（guāng）脈衝，采用精確地時（shí）間順序，激活一（yī）個神（shén）經元和其幾（jǐ）位鄰居。
這是一個至關重要的進展，因為在生物體的大腦內，時間就意味著一切（qiē）。
光遺傳技術的出現顯著（zhe）加快了腦科學領域的進步（bù）。但由於將光遞送到腦組織內部是一件難事，因此，實驗受限。現在，科學家們正在對超薄的柔性微芯片（“塊頭”還沒有一個神經元大）進行測試，此類設備作為可注射設備，將神經（jīng）置於無線控製之下。它們（men）能夠被插入腦部深處，而對周圍組織幾乎不造成任何損害。
光（guāng）遺傳技術已經為帕金森症震顫、慢性疼（téng）痛、視力損傷和抑鬱等大腦疾病打開了新大門（mén）。大腦神經化學顯然與某些大腦（nǎo）疾病存在重要關（guān）聯，這便是藥物可在一（yī）定程度上幫助改善症狀（zhuàng）的原因。但在大（dà）腦的高速電路同時受到擾亂（luàn）的區域（yù），光遺傳學研究——尤其是在（zài）新興無線微芯片技術的支持下——可提供（gòng）新治療途徑。例如，最新研究表明，在某些案例中，關閉特定神經元的非侵入性光療法可以治療慢性疼痛，從而為現有（yǒu）疼（téng）痛（tòng）療法提供了一種替代治療方案。
芯片器（qì）官帶來生物學新視野
很多重要的生物學（xué）研究和實用藥物（wù）測試（shì）隻能通（tōng）過（guò）研究某個器官在工作時的“一舉一動”才能進行，一項新技術能在微（wēi）芯片上（shàng）培育功能（néng）性的人類器官模塊，這種（zhǒng）“芯片器官”或許可滿足這一需要，使科學家能以前所未有的方式研究生理學機製和行（háng）為，為藥物研（yán）發提供機（jī）會。
2010年，哈佛大學（xué）威斯研究所的唐納德·因格（gé）貝爾利用微芯片製造技術與組織工程技術，將人類細胞與真空芯片結合，製造出“一片”能自由呼吸的（de）“芯片肺髒”，這是第一款芯片器官。
私人企業聞風（fēng）而動。由因格貝爾和（hé）威斯研究所（suǒ）其他同事領導的（de）“模擬（Emulate）”公司與研究機構、業內公司和（hé）包括美國國防部先（xiān）進研究計劃局（jú）（DAPRA）在內（nèi）的（de）政府部門締結（jié）了合作關係。迄今為止，已有（yǒu）多個組織報告成功製造出肺、肝、腎、心髒、骨（gǔ）髓（suǐ）以及眼角膜等“芯（xīn）片器官”。此外，源自英國牛津大學的CN Bio機構研製出名為量子-B的肝髒芯片，可幫助科研人員找到治愈乙肝的方法。
每個芯片器官的尺寸（cùn）大約與USB存儲器相仿。它由柔韌、半（bàn）透明的（de）聚合物製成。在芯片內部存在布局複雜的微流體管道，每根微流體管（guǎn）道的直徑不（bú）到1毫米，布滿取自目標器官的人類細胞。當營養物、血液及實驗藥物等測試用混合物被泵（bèng）入管道時，這些細胞會複製活體器官的某些關鍵功能。
芯片（piàn）內部的小室可以模擬某一器官組織的特殊結構，例如肺部微（wēi）小的氣（qì）囊；然後非常精（jīng）確地模擬人類的呼吸，讓空氣通過（guò）氣道。與此同時（shí），可以將（jiāng）混合著細菌的血液泵入其他管（guǎn）道，科學家就（jiù）可以觀察細胞如何（hé）對感染做出反應（yīng）。這項技術將使科學家看到以前從未看到過的生物機製和生理行為（wéi）。
由於（yú）“芯片器（qì）官”裝置對諸如（rú）細菌以及空氣汙染產生的（de）反應和（hé）活體器（qì）官相似，在未來將有可能會被用來測試藥（yào）物安全以及人體對環境的（de）反應。若獲得監管部（bù）門批準，這些裝置能大大減少製藥（yào）檢查方麵對活體動物實驗的依（yī）賴，同時也能減少（shǎo）製藥成本、縮短藥物推向市場的時間。
軍隊和生物防禦研究人員也（yě）看到了芯片器（qì）官以不同方式挽救生命的潛力。模擬肺髒和其他類似的設備或許可以用於測（cè）試器官對生物、化學或放（fàng）射武器的反應。但（dàn）因（yīn）為倫理問題，目前還（hái）無法進行類似的測試。
鈣鈦礦太陽能電池效率（lǜ）大增
目前支配世界市場的矽基太陽能電池麵臨著三（sān）個瓶（píng）頸。利用鈣鈦礦來替代矽這種新的製（zhì）造高效太陽能電池的方法，或許能一次解決（jué）這三個問題並且從陽光中獲（huò）得更多能量。
矽基光伏電池的第一個局限性在（zài）於：它們由一種很少（shǎo）在自然界中找到純淨（jìng）成分的元素製成，盡管氧化（huà）矽並（bìng）不短缺，但是，將其中的氧氣去除從而獲（huò）得純淨的矽（guī）會耗費（fèi）大（dà）量（liàng）能量。一般（bān）來說，製造（zào）商們（men）在一個電弧爐內將氧化矽在（zài）1500到2000攝氏度融化，此過程會排放不少溫室氣體，因此，製造（zào）矽基光（guāng）伏電池的成本相對來說就比較高。
鈣鈦礦是一類範圍廣泛的（de）材料，其主要由碳和氫製成（chéng）的有機分子結合鉛等金屬以及氯等鹵族元素（sù）采用三（sān）位晶體結（jié）構製成（chéng），其製造成本更加低廉而且溫室（shì）氣體排放更少（shǎo）。製造商們可以將很多液態溶液混（hún）合，然後沉積出鈣鈦礦薄膜，不需要電弧爐，薄膜（mó）本身也非常輕。
這些屬性因此消除了矽太陽能電池的第二個限製（zhì）：堅硬且笨（bèn）重。平的以及大塊板狀的矽基光伏電池表現最出（chū）色，但是，這些太陽能電池板使得大規模安裝非常昂貴。
傳統矽基太陽（yáng）能電池的第（dì）三（sān）個主要限製在於其能源轉化（huà）效率，15年來，其能效一直（zhí）卡在（zài）25%。當鈣鈦礦首次問世（shì）時，其能效比矽基太陽能電（diàn）池更低。2009年，由鉛（qiān）、碘化物以及銨製成的鈣鈦礦太陽能電池隻能（néng）將4%的太陽光轉化為電能（néng），但是，鈣（gài）鈦礦太陽能電池的發展勢頭非常迅猛，部分原（yuán）因在於鈣鈦礦有數千種不同的組成（chéng）。
到2016年，鈣鈦礦太陽能電池的能效已經超過20%，7年之內提高了4倍，而且，過去兩年更（gèng）是令人驚歎地翻了（le）一番。它們目前在商業上與光伏（fú）電池展開競爭，且可能遠遠沒有達到效率極限。雖然矽基太陽能電池技術已經非常（cháng）成熟，但鈣鈦礦太陽能電池在不斷優化。
不過，我們也不能（néng）急著向它“托付終身”，想（xiǎng）要實現鈣鈦礦電池的巨大商業價（jià）值（zhí），目前還有3個難題急需解決：首先鈣鈦礦有毒。鈣（gài）鈦礦電池材料含有鉛，這是一種對人體和環境有極大危害的元素。美國西北大學（xué）已研發出一種用錫代替鉛的鈣鈦（tài）礦太陽能電池，但轉換效率還（hái）隻有6%。這種電池（chí）還處於研發初級階段，效（xiào）率在未來還有提升空間（jiān）；第（dì）二，鈣鈦礦電池中的鉛容易氧化揮（huī）發，而當晶體遇水時則易分解。如果我們使（shǐ）用鈣鈦礦電池發電，它很有可能滲出流到屋頂或（huò）土壤中，對環境產生（shēng）威脅（xié）；第三，鈣鈦礦電池壽命不長。目前，壽命最（zuì）長的鈣鈦礦太（tài）陽（yáng）能電池可達到1000小時，而傳統晶矽（guī）電池（chí）壽命一般可達到25年。
盡管（guǎn）鈣鈦礦的未來依舊困難重重，但（dàn）在（zài）能源緊缺的（de）今天，人們不會放棄任何產生新能源的機（jī）會。與其他新興的電池技術攜手，鈣鈦礦太陽能電池或（huò）許也（yě）能改善缺乏可靠電力的12億人的生活水平（píng）。
係統代謝工程學變微生物為工（gōng）廠
跟蹤我們每天購買和使（shǐ）用的產（chǎn）品，從塑（sù）料、衣物到（dào）化妝品和燃料，追本溯源，你將發現它們（men）大都由（yóu）來自於地下深處的物品製（zhì）成。製造這些產品的工廠也或多或少由各種化學物質組成。而且，這些化學（xué）物質來自於主要由化石燃料提供能量的工廠，這些工廠能將石化產品變成其他各種化學物品（pǐn）。
用活的有機物代（dài）替石油化學產品、天然氣和煤來製造我們日常生（shēng）活中所用（yòng）的產品不僅對氣候和（hé）環境（jìng）有（yǒu）利（lì）；對（duì）全（quán）球經濟來說也是一件好事。我（wǒ）們（men）已經在農業領域使用這種方式（shì）。從長期來說，在製造擁有（yǒu）很多屬性的廉價材料方麵，微生物擁有很大的潛力。我們可以摒棄目前從地（dì）下挖取（qǔ）原材料的方式，代之以在充滿了活體微生物的（de）巨大生物反（fǎn）應器（qì）內“孵化”出這些（xiē）材料。
要想基於生物的化學產品真正成（chéng）為主流（liú），它必須能（néng）在價格與性能方（fāng）麵，與傳統的化學產品相媲美。隨著係統代謝工程學技術的不斷進步，這一目標目（mù）前（qián）似乎可以實現。代謝（xiè）工程學的基本宗旨是改變微生物的生物化學屬性，使其大部分能量和資源能被合成有用的化學產品。有時候，修改包（bāo）括改（gǎi）變（biàn）有機物的遺傳組成；有時候，修改包括改（gǎi）變微生物的（de）代謝機製，這一點相比前者更加複雜（zá）。
隨（suí）著合成生物學（xué）、係統生物學和進化工程學取得進展，代（dài）謝工程學現在能創造出生物係（xì）統，製造以（yǐ）常規手段難以製取（因而十分昂貴）的化學物質。在（zài）最近一次成功（gōng）的演示活動中（zhōng），經特殊設定的微生物（wù）生成了一種（zhǒng）可植入、能生物降解的（de）聚合物PLGA，可用於（yú）外科縫合、移植和修（xiū）複，也可以用作治療癌（ái）症和（hé）感染的藥物輸送材料。此外，係統代謝（xiè）工程學也被用來製造酵母菌株。
使用新陳代謝工程學能（néng）夠製造的化學物質範圍逐年加大（dà）。盡管這一技術目前還不能製造出所有石化產品製造（zào）的產品，但它有可能製造出無法用石油廉價製造的新奇化學物質，尤其是複雜（zá）的有機化合物（wù），這些材料目前必須從（cóng）植物（wù）或者動物（wù）中提取，因此“身價（jià）”很高、產量很小。
與化石燃料不同，由（yóu）微生（shēng）物製造的化學物（wù）質可回收且幾乎（hū）不會釋放溫室氣體，而且，有些物質甚至有潛力通過吸收二氧化碳或甲烷（wán）並將其整合成最終可（kě）被作為固體廢物埋掉的產品，從而減少大氣（qì）中二氧化（huà）碳的含量。
區塊（kuài）鏈為數據“保駕護航”
數字貨幣比特幣背（bèi）後的（de）區塊鏈技術是一種分（fèn）散式的公共交易分類賬，它不被任何企業或個人擁（yōng）有或控製。任何（hé）用（yòng）戶都可以讀取完整的區塊鏈。借用編製密碼的數字手段，資金每次從一（yī）個賬戶轉至另一個（gè）賬（zhàng）戶都會以（yǐ）一種安全和可證實的方式記錄（lù）下來。由於區塊鏈的眾多副（fù）本散布在全球各地，它被認為能夠有效防止（zhǐ）篡改。
比特幣對執法（fǎ）和國際現金控製提出的挑戰已引發各界人士的廣泛討（tǎo）論，但是，區塊鏈分類賬的用（yòng）途已經超出簡單的（de）金錢交易範疇。
與互聯網一樣，區塊鏈是一個基於其他技（jì）術和應用的開放式全球基礎設施；而（ér）且（qiě），與互（hù）聯（lián）網一樣，區塊（kuài）鏈使得交易能（néng）夠摒棄傳（chuán）統的中（zhōng）間人，降低甚至消除交易（yì）成本。
通過使（shǐ）用（yòng）區塊鏈，個人不需要銀行賬號就能安全地交換金（jīn）錢或者購買（mǎi）保險，甚至能跨（kuà）越國境。區塊鏈（liàn）技術也讓陌生人能夠不通過律師就簽（qiān）署簡單且可實（shí）施的（de）合同。它使得人們可以直接出售房產、票務（wù）、股票以及（jí）其他資產而無需任何中間商（shāng）。據估計，到2022年，區塊（kuài）鏈技術（shù）每年可（kě）為銀行節約200多億美元的成本（běn）。
大約50家銀行已經宣布了區（qū）塊鏈項（xiàng）目。去年，投資人向那些利用區塊鏈做生意的初創公司砸下了（le）10億美金。包括微軟、IBM以及穀歌在內的技術巨頭們都有各自在進行的區塊鏈項目（mù）。很多公司著迷於區（qū）塊鏈技（jì）術在解（jiě）決互聯網（wǎng）商業中的兩大頑疾（jí）——隱私和（hé）安全問題等方麵的潛能。
因為區（qū）塊鏈交（jiāo）易（yì）被公鑰和私鑰記錄，這些密鑰都是一些普通人難以理解的長字符，當允許第三方核驗他們（men）的數（shù）字交（jiāo）易時，人們能選擇保持匿名。而且，除了個人，機構也能使用區塊鏈存儲公共記錄以及有約束力的承諾（nuò）。例如（rú），英國劍橋大（dà）學的研（yán）究人員已經證明，如何要求製藥（yào）公司將臨床藥（yào）物測試中必要而詳細的描述添加到區塊鏈上。這將阻止該公司在測（cè）試沒（méi）有獲得預期效果的情況下改變條件，這是製（zhì）藥公司的一個常用伎倆。
二維材料能提供科研新工（gōng）具
新材（cái）料能（néng）改變（biàn）世界。現在，一類具有巨大潛力的由單層原子構成的新材料正如雨後春筍般湧現。這個被稱為二（èr）維材料的新型材料家族（zú）在過去幾年間不斷壯大，現已包（bāo）括了呈網格狀的（de）碳（石墨烯）、硼（硼墨烯）、六方（fāng）氮化硼（白色石墨烯）、鍺（zhě）（鍺烯）、矽（矽烯）、磷（黑磷）以及錫（錫烯）等。更多（duō）二維材料已被證明在理論上是可行的，但迄今尚未被合成出來（lái），比如由碳合成石墨（mò）炔（Graphynes）等。每一種材料都有令人興奮的特性，而且可以像搭樂高那樣組合（hé）起來形成更（gèng）多的新材料。
二維材料領域的革命始於2004年。那一年，英國（guó）曼切斯特大學的科學家安德（dé）烈·蓋姆和科斯提亞·諾沃謝（xiè）夫用透明膠帶撕出來石墨烯，讓全世界的科學家頂禮（lǐ）膜拜，而這（zhè）兩位科學家也因此榮膺2010年諾貝爾獎。
石墨烯比鋼還堅固（gù），比鑽石硬，非常輕、透明、柔（róu）軟，且擁有超高的導電性，因此，在（zài）量子計算、生物計算、光計算、碳納米管等矽計算替代者（zhě）中脫穎而出（chū）。
盡管剛開（kāi）始石（shí）墨烯比黃金還貴，但由於生產技術的不（bú）斷改（gǎi）進，石墨烯的價格已大幅下降。石墨烯現在（zài）非常便宜，可以（yǐ）將其整合到濾水設備內，從而使水脫鹽和汙水處理更便宜。隨著成（chéng）本不斷降低（dī），石（shí）墨烯能被添加到用於鋪路的混合物或水泥內來清理城市，除了其堅固耐用之外，它也能從大氣中吸收一氧化碳和氧化氮。
其他二維材料可能也將跟隨石墨烯的發展步伐，隨著成本的不斷（duàn）降低，用在（zài）包括電子設備在內的多個領域。例（lì）如，石墨（mò）烯已被用來製造能被縫入服裝內的柔性傳感器。當（dāng）被添加到聚合物內時，石墨烯能（néng）夠（gòu）提供（gòng）更輕（qīng）質的機翼以（yǐ）及汽（qì）車（chē）輪胎。
六方氮化（huà）硼已與石墨烯和氮化硼（péng）“聯姻”來改善鋰電池和超級電容的性能。通過將更多能量包裹於更小的空間內，這一材料能夠降低充電時間；延長電池的壽命並（bìng）且（qiě）降低智能手機和電動（dòng）汽車的重量（liàng）。
不管（guǎn）什麽新材料進入環境，其是否有毒一直是人們關注的重點（diǎn）。當然，我們必（bì）須非常謹慎。科學（xué）家們已經對石墨烯是否有毒進行了長達10年的研究，目前為（wéi）止，還沒有任何證據表明其對人們的（de）健康或者環境有害，但是，研究仍在持續進行。
二維材料的（de）發明為技術專家們製造出（chū）了多個功能強大的工具。科學家們和（hé）工程師們可以將光學、力學和電學屬性各異（yì）的材料（liào）混合在一起（qǐ），製造（zào）出擁有更多功能的產品（pǐn）。20世紀的（de）創造基石（shí）—鋼鐵和矽與這（zhè）些新型（xíng）材料相比（bǐ）也相形見絀。
東（dōng）莞市長安創威電子設備製造廠專業生產：
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