據《科學美國人》網站近日報道，世界經濟論壇近日在（zài）夏季（jì）達沃斯年會上發布了2016年度十大新興技術，這份（fèn）榜單由該論壇的新興技術跨界理事會編（biān）纂，與《科學美國人》雜誌（zhì）合作發表。他們相信這十大技術展示了創新的力量，能夠（gòu）改變人類的生活（huó），以及變革工（gōng）業的麵貌並保護我們的星球。
自動（dòng）駕駛（shǐ）汽車（chē）漸（jiàn）入佳境
汽車的出（chū）現改變了現代（dài）生活的麵貌：改變了我（wǒ）們的生活所（suǒ）在地、購買習慣、工作方式等。隨著汽車越來越普遍，它們已經成為（wéi）社會文化和生態不可分割的一部分。
我們正處在一個變革性的交通技術（shù）改（gǎi）變之巔：從（cóng）有人駕駛的汽（qì）車到能夠自動駕（jià）駛的汽車轉變，每（měi）個人都被裹挾其中。盡管目前自動汽車對於社會的長期影響很難預測，但有一點毋庸置疑（yí）：它（tā）將給我們的生活帶來深刻的影響。
穀歌等企（qǐ）業多年來（lái）一直在測試自動駕駛汽車，並取得了不少成績。這些智能車會對來自車載雷（léi）達、攝像頭、超聲測距儀、全球（qiú）定位（wèi）係統（GPS）以及存儲地圖的大量傳（chuán）感數據進行處理，在沒有人力幹預的情況下，暢行於日益複雜且快速變化的交通環（huán）境中。
不過，消費者才剛剛開始使用具備自動（dòng）駕駛能力的車輛。自（zì）動駕駛（shǐ）的推（tuī）廣將通過穩步實現傳統車輛沒有的日益智能化（huà）、安全和便利功（gōng）能來逐步進行（háng）。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（shèn）至半自動（dòng）巡航控製（zhì）等功能（néng）。去年10月，特斯拉汽車公司推出了（le）一款供特斯拉車主下載的軟（ruǎn）件包，可（kě）實現有限形式的自動駕駛操作。特斯（sī）拉推出的自（zì）動駕駛（shǐ）功能可代替駕車人控製並調（diào）整方（fāng）向盤（pán）角（jiǎo）度和車輛行駛速度，讓（ràng）車輛在原有車道（dào）內平穩行駛，並（bìng）與前車（chē）保持安全距離。
隨著技術不斷成熟，法律和監管逐漸放開，無人（rén）駕駛這一趨勢可能會持續進行下去。目前，美國已有6個州準許無人駕駛汽車上路，更多州可（kě）能會緊隨（suí）其後。而且汽車保險（xiǎn）商和立法機構正在就相關事宜進行討論，比如，當自動駕駛汽車（chē）撞車時，責任（rèn）和成本如何承擔等。盡管自動駕駛汽車被寄予（yǔ）厚望，人（rén）們認為它比現在汽車更安全，但難免也會（huì）發生事故。
當然，這方麵還有（yǒu）很（hěn）多改善空間。在美國，撞車等事故每年會導致3萬人（rén）喪命、230萬（wàn）人受傷。自動駕駛汽車（chē）可能也有諸多不足之處，比如軟件非常複雜，但它們不會出現分神或冒險等（děng）行為，而這兩者是（shì）目（mù）前交通事故的“罪魁禍首”。
一旦（dàn）汽車或卡車實現常規性自動駕駛，整個社會將麵臨更深（shēn）遠的變革。對很多人來說，擁有專屬（shǔ）於自己的汽車將不再是（shì）現代生活的一項必需（xū）品。共享汽車和無人駕駛出租車以及（jí）運載服務可（kě）能會成（chéng）為（wéi）常態。這種變化將（jiāng）讓年（nián）老體弱（ruò）者大大受益（yì），要知道，老齡化已成為很多國（guó）家（jiā）的一種趨勢。共享能編程（chéng）的汽車有望降低對本地停車場的需求（qiú）；通（tōng）過預防（fáng）事（shì）故降低擁堵並使安全高（gāo）速駕駛成為可能。
與其他（tā）技術（shù）一樣，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。同時，共享汽車也提出了（le）一些（xiē）棘（jí）手（shǒu）的隱（yǐn）私和安全問題。另外，越來越多（duō）人能買得起汽車，這可（kě）能會加劇而非緩解交通擁堵或汙染等問（wèn）題。但自動駕駛汽車帶來的好處（chù）如此不（bú）可抗拒，因（yīn）此，它們的廣泛使用隻是（shì）時間問題，而不是能否（fǒu）成真的問題。
物聯網邁（mài）向納米化
利（lì）用（yòng）廉價的微（wēi）型傳（chuán）感器以（yǐ）及微型處理器，加上微型供電裝置以及無線天線搭建起來的（de）物聯網，正在迅（xùn）速把網絡（luò）世界從計（jì）算機和（hé）移動裝置擴（kuò）展至物質（zhì）世界中的常用物（wù）品：恒溫調節（jiē）器（qì）汽車、門（mén）鎖甚至寵物跟蹤（zōng）器。人（rén）們每天幾（jǐ）乎都會（huì）宣布推出了新的物聯網裝置。分析師（shī）們估計（jì），到2020年，將有300億（yì）台這樣的（de）裝置。
互聯物品，尤其是（shì）這些由人工智能係統監控和控製的互聯物品的爆發式（shì）發展，可能賦予普通物品令人驚歎的功（gōng）能：比如在認（rèn）出自己的（de）主人已（yǐ）經下班，正在回家的路（lù）上時，房門會自動打開；或者一款植入體內（nèi）的心髒檢（jiǎn）測器能在器官出現異常症狀（zhuàng）時（shí）通知醫生。
科學家們已經開始把傳感器的尺寸（cùn）從毫米或微米級縮小到納米級，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（cháo）納米物聯（lián）網邁（mài）出（chū）的關鍵第（dì）一步，而納米物聯網有望引領醫學及其他許多行（háng）業邁入一個全新的天地（dì）。
迄今最先進的納米傳（chuán）感器中，有些通過使用合成生物學工具修（xiū）改單細胞的有機體，比（bǐ）如細菌製成，這些過程的目標是構建出簡單的生物（wù）計算機，這些計算機使用DNA和蛋白質來（lái）識別（bié）特定的化學（xué）物質；存儲幾個（gè）比特的（de）信息；隨（suí）後再通過改變顏色或釋放（fàng）出其他容易探測的信（xìn）號來（lái）報告其狀態。
而有些納米（mǐ）傳感器由非生物材（cái）料，比如碳納米管等製造而（ér）成，其能像無線納米天線一樣，感應並發送信號。
因（yīn）為這些納米傳感器如（rú）此小（xiǎo），其能從數百萬個點那兒收集信息。接著，外部設備將（jiāng）這些（xiē）數據整合在一起，生成詳細（xì）程度不可思議的（de）地圖（tú），揭示光、振動（dòng）、電流、磁場、化學濃度（dù）以及其（qí）他環境最細微的變化（huà）。
現在看來，從智能（néng）傳感器過渡到納米（mǐ）物聯網這一（yī）趨勢似乎已經定局，但仍然有幾（jǐ）個問題需要解決。一個技術挑戰是將所有需要的元件整合（hé）成一個能自我供電的納米設備，從而（ér）探測到變化並（bìng）將數據上載到互聯網；另一個（gè）技術障礙則包（bāo）括麻煩的隱私和安全問題。任何植入體內的納米設備——不管是有意還是無（wú）意植入，都可能（néng）有毒，也（yě）可能誘發身體的免疫反應。另（lìng）外，這一技術可能也（yě）會使不受歡（huān）迎的監控（kòng）成為可能。因此，在使用時，首（shǒu）先應該將納米傳（chuán）感器嵌入或植入簡單且（qiě）風險小的生物體內，比如嵌入植物和工業過（guò）程中用（yòng）到的不會感染的微生（shēng）物體內，以避免這些惱人的問題，並對這（zhè）一技術進行（háng）進一步的驗證。
當納米物聯網到來時，它可能會為我們提供與城市、房屋、工廠甚至我們身體有關的更詳（xiáng）細、更廉價（jià）、更新的圖像（xiàng）。今天，交（jiāo）通燈、可穿戴設備或監控（kòng）攝像頭幾乎在逐步聯網。下一步（bù），數十億納米（mǐ）傳感器可能會捕（bǔ）獲大量實時信（xìn）息並將其上載到雲端。
下一代增容的電池
近年來，太（tài）陽能和風能的容量已取得了兩位數的增長，但太陽能和風能比較（jiào）反（fǎn）複無常。盡管每年風力發電廠的規模越（yuè）來越大；太（tài）陽能電池的效率由於光伏材料的改進而不斷提高，但這些可再生能源仍然隻能（néng）提供全球總電力需求的5%左右。
更好的電池可能可以解（jiě）決這一問題，使（shǐ）零排放的可再生能（néng）源發展更快（kuài），更容易（yì）給目前沒有電（diàn）就無法生存的12億人提供可（kě）靠的電力。
在過去幾年裏，具有足夠（gòu）大（dà）的容量，可以為整個工（gōng）廠、城鎮甚（shèn）至連接孤立鄉間社區的“微型電網（wǎng）”供電的（de）新型蓄電池得到了驗證。這些蓄電池是以鈉、鋁或（huò）者鋅為基本材料。它們（men）不再含有傳統鉛酸電池使用的笨重金屬以及腐蝕性化學物質；而且，與目前電子（zǐ）設備（bèi）和電動汽車廣泛使（shǐ）用的鋰電池相比（bǐ），它們更便（biàn）宜、更容易擴大（dà）規模，也更安全。這些新技術更適用於主要依（yī）靠太陽能或風能（néng）的（de）係統。
例如，去年（nián）10月份（fèn），流體能量（Fluidic Energy）公司宣布，與印尼政府簽署了一項（xiàng）協議，在500個（gè）偏遠的鄉村（cūn）布設（shè）35兆瓦的太陽能（néng）電池板，為170萬人（rén）提（tí）供家庭（tíng）用電。為了提供（gòng）可靠的電力，太陽能電池係統將使用該公司的鋅-空氣電池來存儲250兆（zhào）瓦小時的能量。今年4月（yuè）份，該公（gōng）司與馬達加斯加簽署了（le）同樣的協議，為100個偏遠村莊布設太陽能電池板（bǎn）。
對於目前無法從電網獲得電力供（gòng）應的人來說，可再生能源發電和電網級蓄電池的結合是極具變革性的；而且，對於致力於節能減排的（de）發達（dá）國家來說，更好的電池也擁有（yǒu）巨大的潛力。
開放式人工智（zhì）能生態係統
蘋（píng）果公司的Siri、穀歌公司的OK Google、微軟公司的Cortana以及亞馬遜公司的Echo等能提供（gòng）極好的服（fú）務，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（yī）些有限的幫助，比（bǐ）如，查找餐廳、獲得汽車的行駛線（xiàn）路、為（wéi）聚會找一個空曠的場地或（huò）僅僅進行一次簡答的網頁搜索。但我們經常會遇到的情況是，它（tā）們對某個幫助請求給出的反饋是“對不起，我不知道”，或者“這就是我在網上找的”，這與私人助手貼心又溫柔的輔助真是不可同日而語。而且，這些（xiē）係統都是大公司的專利產品，對（duì）於企（qǐ）業來說，很難給其添加新（xīn）功能。
但是，在過去幾年裏（lǐ），多項新興（xìng）技術相互“聯姻”，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（gèng）容易形成一（yī）個開放（fàng）的人工智能（néng）生態係統。這一生態係統不僅與我們的（de）移動裝置和電腦相連，並且通過這些移動裝置和計算機訪（fǎng）問我們的信息、通訊錄、財政狀況、日（rì）程安排以及工作文（wén）件，而且與臥室中的恒溫調（diào）節器、浴室中的體重（chóng）計（jì）、手腕上的手環甚至馬路上的汽車（chē）相連。今後幾年裏，互聯網與物聯網以及（jí）你自己的個人數據的互相連接（jiē）——這些連接可以在任何（hé）地方通過與人工（gōng）智能對話立即實現——可以在未來幾年釋放（fàng）更高的生產率（lǜ），讓數百萬人更健康和幸福。
通過（guò）集中使用匿名的健康數據並向（xiàng）個人提（tí）供個性化的健康建議，這樣的係統應該（gāi）可以在（zài）健康方麵（miàn）取（qǔ）得顯著成效並降低醫療保健的成本。人工智能在金融服務領域的應用應該能夠減少錯誤，為（wéi）上年紀的人提供新的保（bǎo）護。
這一技術的核心機密是情境。直到現在，機器一直不太注意（yì）我們的工（gōng）作、身體以及生活的細節。一名人類私人助理知道你（nǐ）何（hé）時能打擾、何時（shí）感（gǎn）到壓力、何時煩躁、何時（shí）感到饑餓、何（hé）時覺得累；它也知道什麽人、什麽事對你很重要；什麽人或事你想避開。人工智能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（méi）有人類那麽多才多藝，但它們將會變（biàn）得很有用，至少價格上占據絕對優勢地位。
目前，已有數家公（gōng）司研製出了這樣的係統並進行了展示。比如，微軟公司的科學（xué）家建造（zào）了一個係統，能夠知道你何時很忙因此沒法打電話，並在你合適（shì）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（sōu）尋適合自己偏好的航（háng）班信息（xī）。
光遺傳學“照亮”臨床神經科學
大腦，即（jí）使相對來說像老鼠那樣比較（jiào）簡單的大腦，其（qí）功能都非常複雜（zá）。神經科學家們和心理學家們能（néng）觀測大腦對不同刺（cì）激的反應，他們甚至標識出了（le）大（dà）腦的基因如何被表達，但無法控（kòng）製個（gè）體神經元和（hé）其他類型的大腦細胞何時（shí）關閉和打開。因此，很難解釋大腦的工作原理，並最終治愈帕金森症和抑鬱等疾病。
那麽，神經科學家如何通過測量（liàng）大腦中的信息流來了解大腦的功能呢？傳統的方法是用電極記錄和測量神經元的活動，但電極會刺激周圍的每個神經元且無法區分不同的大腦細胞，因此，這是一個比較粗糙也不精確的方法。
2005年，神經科學家們展示了一（yī）項新技術，借用遺傳工程方法讓神（shén）經細（xì）胞對特定顏色的光做出反應，這一技（jì）術就是所謂的（de）光遺傳學（xué）技（jì）術（shù），這一技術基於科學家（jiā）們在上世紀70年代（dài）對色素蛋白，也就是所謂的視紫紅質進行的研究。沒有眼睛的微生物在視紫紅質（由視蛋白編碼）的幫（bāng）助下從入射光那兒（ér）獲取能量和信息。
通過插（chā）入一（yī）個或者多個視蛋白基因（yīn）進入老鼠特定的神經元內，生物（wù）學家們（men）現在能夠（gòu）使用（yòng）可見光來（lái）隨意（yì）地將特定神經元打開或者（zhě）關閉。過去幾年，科學家們已經定製了不同版本的這些蛋白，能夠對不同的（de）顏色做出反應，從深紅色到綠色再到藍色。通過將不同的基因放入不同的細胞內，他們使用不同顏色（sè）的光（guāng）脈衝，采（cǎi）用精確地時（shí）間順序（xù），激活一個神經元和其幾（jǐ）位鄰居。
這是一個至關重要的進展，因為在（zài）生物體的大腦內，時間就（jiù）意味著一（yī）切。
光遺傳（chuán）技術的出現（xiàn）顯著加快了腦科（kē）學領域（yù）的進步。但由（yóu）於將光遞送到腦組織內部是一件難（nán）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（yī）個神（shén）經元大）進（jìn）行測試，此類設備作為可注射設備，將神經置於無線控（kòng）製之（zhī）下。它們能夠被插入腦部深處（chù），而對周圍組織幾乎（hū）不造成任何損害。
光遺傳技術已經為帕金森症震顫、慢性疼痛、視力（lì）損傷和抑鬱等大腦疾病（bìng）打開了新大（dà）門。大腦神經化學（xué）顯（xiǎn）然與某些大腦（nǎo）疾病（bìng）存在重要關聯，這便是藥物可在一（yī）定程度上幫助改善症狀的原因。但在大腦的高速電路同時受到擾亂的區域，光遺傳學研究——尤其是在新興無線微芯片技術的支持下——可提供新治療途徑。例如，最新研（yán）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（yǐ）治療慢性疼痛，從而為現有疼痛療法提供了一種替代治療方案。
芯片器官帶來生物學新視（shì）野
很多重要的生物學研究和實用藥（yào）物測試隻能通過研究某（mǒu）個器官（guān）在工作時的“一舉一動”才能進行，一項新技術能在微芯片上培育功能性的人類器官模塊，這種“芯片器官”或許可滿足這一需要，使科學家能（néng）以前所未有的方式研究生理學機製和行為，為（wéi）藥物研發（fā）提供（gòng）機會。
2010年，哈佛大學威斯研究所的唐納德·因格貝爾利（lì）用微芯（xīn）片製造技術與組織工程技術，將（jiāng）人類細胞與（yǔ）真空芯片結合，製造出“一片”能自由呼吸的“芯片肺髒”，這是第一款芯片器官。
私人企業聞風而（ér）動。由因格貝爾和（hé）威斯（sī）研究（jiū）所其他同事領導的“模擬（Emulate）”公司與（yǔ）研究機（jī）構、業內公司和包（bāo）括美國國防部先進研究計劃局（DAPRA）在內的政府部門締結了合作關係。迄今為止，已有多個組織報告成功製造出（chū）肺、肝、腎、心髒、骨髓以（yǐ）及（jí）眼角膜等（děng）“芯片器官”。此外，源自英國牛津大（dà）學的CN Bio機構研（yán）製出名（míng）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大約與USB存儲器相仿。它由柔韌、半透明的聚合物製成。在芯片內部存（cún）在布局複雜的（de）微流體管道，每根微流（liú）體管道的直徑不到1毫米，布滿取（qǔ）自目標器官的人類細胞。當營養物、血（xuè）液及實驗藥物等測試用混合物被泵入管道時（shí），這些細胞會複製活體器官的某（mǒu）些關鍵功能。
芯片內部的小室可以模擬某一器官（guān）組織（zhī）的特殊結（jié）構，例如肺（fèi）部微小的氣囊；然後非常精確地模擬人類的（de）呼（hū）吸，讓（ràng）空氣通過氣（qì）道。與此同時（shí），可以將混合著細菌的血液泵入其他管（guǎn）道，科學家就可以觀察細胞如（rú）何對感染做出反應。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（lǐ）行為。
由於“芯（xīn）片器官”裝置對諸如（rú）細菌以及空氣汙染產生的反應和活（huó）體器官相似，在未來將有可能（néng）會被用來測試藥物安全以及（jí）人體對環境的反應。若獲得（dé）監管部門批準，這些裝置能大大減少製藥檢（jiǎn）查方麵對活體動物實驗（yàn）的依賴，同時也能減（jiǎn）少（shǎo）製（zhì）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看到了芯片（piàn）器官以不同方式挽救生命的潛（qián）力。模擬肺髒和其他類似的（de）設備或許可以用於測試器官（guān）對生（shēng）物（wù）、化學或放射武器的反應。但因為倫理問題，目前還無法進行類似的測試（shì）。
鈣鈦礦太陽能電（diàn）池效率大增
目前支配世界市場的（de）矽基太陽能電池麵臨著三個（gè）瓶頸。利用鈣鈦礦來替代矽這（zhè）種（zhǒng）新的製造高效太陽能電池（chí）的方法，或許能一次（cì）解（jiě）決（jué）這三（sān）個問題並（bìng）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於（yú）：它們由一種很少在自然界中找到純淨成分的（de）元素製成，盡管氧化矽並不短缺，但是，將（jiāng）其中的（de）氧氣（qì）去（qù）除（chú）從而獲得純淨的矽會耗費大量能（néng）量。一般來說，製造商們在一個電弧爐內將氧化矽在1500到2000攝氏度融化，此過程會排（pái）放（fàng）不少溫室氣體，因（yīn）此，製造矽基光伏（fú）電池的（de）成本相對來說就比較高。
鈣鈦礦是一類範圍廣（guǎng）泛（fàn）的材料，其主要由碳（tàn）和氫製成的有（yǒu）機分子結合鉛等金屬以及氯等鹵族元素采用三位晶體結構製成，其製造成（chéng）本更加低廉而且溫室氣體排放更少。製造商們可以將很多液態溶液混合，然後（hòu）沉積出鈣鈦礦薄膜，不需要電弧爐，薄膜本（běn）身也（yě）非常輕（qīng）。
這些屬性因此消除（chú）了矽太陽能電池的第（dì）二個限製：堅硬且（qiě）笨重。平的（de）以（yǐ）及大塊板狀的矽基光伏電池表現最（zuì）出色，但是，這些（xiē）太（tài）陽能電池板使得大規模安裝（zhuāng）非常（cháng）昂貴。
傳統（tǒng）矽基太陽能電池（chí）的第三個主要限製在於（yú）其能源轉化效率，15年來，其能效一直卡在25%。當鈣鈦礦首次問世時，其能效比矽基太（tài）陽能電池更低。2009年，由鉛、碘化物以及銨製成的鈣鈦礦太陽能電池隻能將4%的（de）太陽光（guāng）轉化（huà）為電能，但是，鈣鈦礦太陽能電池的（de）發展勢頭非常迅猛，部分原因在於鈣鈦礦有數千種不同的（de）組（zǔ）成。
到2016年，鈣鈦礦太（tài）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（liǎng）年更是令人驚歎地翻了一番。它們目前在商業上與（yǔ）光伏電池展開競爭，且可能遠遠沒有達到效率（lǜ）極限（xiàn）。雖然矽基太陽能電池技術已經非常成熟，但鈣鈦礦太陽能電池在不斷優化。
不過，我們也不能急著向它“托付終身”，想要（yào）實（shí）現鈣鈦礦電池的巨大商業價值，目前還有3個難題急需解決：首先鈣鈦礦有（yǒu）毒。鈣鈦礦電池材料含有鉛，這是一種對人體和環境有極（jí）大危害的元素。美（měi）國西北（běi）大學已研發出一種用錫代替鉛（qiān）的鈣鈦礦太陽能電池，但轉換效率還隻有6%。這種電池還處於研發初級階（jiē）段（duàn），效率在未來還有提升空間；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（men）使（shǐ）用鈣鈦礦電池發電，它很有（yǒu）可能滲出流到屋頂或土壤中，對環境產生威（wēi）脅（xié）；第三，鈣鈦（tài）礦電池壽命不長。目前，壽命最長的鈣鈦礦太陽能電池可達到1000小時，而傳統晶矽電池壽命一般可達到25年（nián）。
盡管鈣鈦礦的未來依舊困難重重，但在能源緊缺的今天（tiān），人們不會放棄任何產生新能源的機會。與其他新興的電池技術攜手，鈣鈦礦太陽能電（diàn）池或許也能改善缺乏（fá）可靠電力的12億人的生活水平。
係統代謝（xiè）工（gōng）程學（xué）變微（wēi）生物為工廠
跟蹤我們每天購買和（hé）使用的產品，從塑料、衣物到化妝品和燃（rán）料，追本溯源，你將發現它們大都由來自於地下深（shēn）處的物品製成。製造這些產品的（de）工廠也或（huò）多或（huò）少由各種化學物質組成。而且，這些化學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（jiāng）石化產品變成其他（tā）各種化學物品。
用活的有機物代替石油化學產（chǎn）品、天然氣和煤來製造我們日常生活中所（suǒ）用（yòng）的產（chǎn）品不僅對氣候和環境有利；對全球經濟來說也是一件好事（shì）。我們已經在農業領域（yù）使用這種方式。從長期來說，在製造擁有很多屬（shǔ）性的（de）廉價材料方麵，微生物（wù）擁有很大（dà）的潛力。我們可以摒（bìng）棄目前從地下挖取原材料的方式，代之以在充滿了活體（tǐ）微生物的巨大生物（wù）反應器內“孵化”出這些材料。
要想基於生物的化（huà）學產（chǎn）品真（zhēn）正（zhèng）成為主流，它必須能在（zài）價格與性能方（fāng）麵，與傳統的化（huà）學產（chǎn）品相媲美。隨著係統代謝工程學技術（shù）的不斷進（jìn）步（bù），這一目標目前似乎可以實現（xiàn）。代謝工程（chéng）學的基本（běn）宗旨是改變微生物的生（shēng）物化學屬性（xìng），使其大部分能量和資源能被合成有用的化學產品。有時候，修改包括改變有機物的遺傳組成；有時候（hòu），修改（gǎi）包括改變微生（shēng）物的代謝機製，這一點相比前者更（gèng）加複雜。
隨著（zhe）合成生物學、係統生物學和進（jìn）化工程學取得進展，代謝工程學（xué）現在能創造出（chū）生（shēng）物係統，製造以常規手（shǒu）段（duàn）難以製取（因而十（shí）分昂貴）的化學物質。在最近（jìn）一次成功的演示活動中，經特殊設定（dìng）的微生物生成了一種（zhǒng）可植入、能生物降解的聚合物PLGA，可用於外科（kē）縫合、移植和修（xiū）複，也可以用（yòng）作治療癌症和感染的藥物輸送材料。此外，係統代謝工程學也被用來製造酵母菌株。
使（shǐ）用新陳代謝（xiè）工程（chéng）學能夠製造的化學物（wù）質範（fàn）圍逐年加大。盡管這一技術目前還不（bú）能製（zhì）造出所有（yǒu）石化產品製造的（de）產品，但（dàn）它（tā）有可（kě）能製造出無法用石油廉價製造的（de）新奇化學物質，尤其是複雜的（de）有（yǒu）機化合物，這些材料目前必須（xū）從植物或者動物中提取，因此“身價”很（hěn）高、產量很小。
與化（huà）石燃料不同，由微生物製造的化學物（wù）質可回收且幾乎不會釋放溫室（shì）氣體，而且，有些（xiē）物（wù）質甚至有潛力通過吸收二氧化碳或甲烷並將其整合成最終可被作為固體廢物埋掉的產（chǎn）品，從而減少大氣中二氧化碳的含量。
區塊（kuài）鏈為數據“保駕護航”
數字貨幣比特幣背後的區塊鏈技術是一種（zhǒng）分散式的公共交易分類賬，它（tā）不被任何企業或個人擁有或控製（zhì）。任何用（yòng）戶都可以讀取完整的區（qū）塊（kuài）鏈。借（jiè）用編製密碼的數字手段，資金每次（cì）從一個賬戶轉至另一個賬戶都會以一種安全和可證實的方式記錄下來。由於區塊鏈的眾多副本散布在全（quán）球各地，它（tā）被認為能夠（gòu）有效防止篡改。
比特幣對執法（fǎ）和國際現金控製提出的挑戰（zhàn）已引發各界人（rén）士（shì）的廣泛（fàn）討論，但是（shì），區塊鏈分（fèn）類賬的用途已經超出簡單的金錢交易（yì）範（fàn）疇。
與互聯網（wǎng）一樣，區塊鏈是一（yī）個基於其他技術和應用的開放式全球基礎設施；而（ér）且，與互聯網一樣，區塊鏈使得交易（yì）能夠（gòu）摒（bìng）棄傳統的中間人，降低（dī）甚至消（xiāo）除交易成本（běn）。
通（tōng）過使用區（qū）塊鏈，個人不需（xū）要銀行（háng）賬號就能安全地交（jiāo）換金錢或者購（gòu）買保險，甚至（zhì）能跨越國境（jìng）。區塊鏈技術也讓陌生人能夠（gòu）不通過律師就簽署簡（jiǎn）單且可實施的合同（tóng）。它使得人們可（kě）以直接出（chū）售（shòu）房產、票務、股票以及（jí）其他（tā）資產而無需任何中間（jiān）商。據估計，到2022年，區塊鏈（liàn）技術每年（nián）可為銀行節約200多億（yì）美元的成本。
大約50家銀行（háng）已經宣布了區塊鏈項目。去（qù）年，投資人向那些利用區塊鏈做生意的（de）初創公司砸（zá）下了10億美金。包括微軟、IBM以及穀歌在內的（de）技術（shù）巨頭們都有（yǒu）各自在進行的區塊（kuài）鏈項目。很多（duō）公司著迷於區塊鏈技術（shù）在解決互聯網商業中的（de）兩大頑疾——隱私和安全問題等方（fāng）麵的潛能。
因為區塊鏈交易被公鑰和私鑰記錄（lù），這些密鑰都是一些普通人難以（yǐ）理解的長字符，當允許第三方核（hé）驗他們的數字交易時，人們能選擇保持匿名。而且，除了個人，機構也能使用區（qū）塊鏈（liàn）存儲公（gōng）共記錄以及有約束力的承諾。例如，英國劍橋大學的研究人員已經證明（míng），如何要求製藥公司將臨床藥物測試中必要而詳細的描（miáo）述添加到區（qū）塊鏈上。這將阻止該公司在測試沒有獲得預（yù）期效果的情況下改變條件，這（zhè）是製藥（yào）公司的一個常用伎倆。
二（èr）維材料能提供科研新（xīn）工具
新材料能改變世（shì）界。現在，一類具有巨大潛（qián）力的（de）由單層原子構成的新材料正如雨後（hòu）春筍般湧現。這個被稱為二（èr）維材料的新型材料家族在過去幾年間不斷壯大，現已包（bāo）括（kuò）了呈網格狀的碳（石墨烯）、硼（硼墨（mò）烯）、六方氮化硼（白色石墨烯）、鍺（鍺烯）、矽（guī）（矽烯）、磷（lín）（黑磷）以及錫（錫烯）等。更多二維材料已被證明在理論上是可行的，但迄今尚未被合成（chéng）出來，比如由碳合成石墨炔（quē）（Graphynes）等。每一種材料都有令人（rén）興奮的特性，而且可以像搭樂高那樣組（zǔ）合起來（lái）形成更多的新材料。
二維（wéi）材料領域的革命始於2004年。那一年（nián），英國曼切斯特大學的科學（xué）家安德烈·蓋姆和科斯提亞·諾沃謝夫用透明膠帶撕（sī）出來石墨烯，讓全世界的科學家頂禮（lǐ）膜拜，而這兩位科學家也因此榮（róng）膺（yīng）2010年諾貝爾獎。
石墨烯比鋼還堅固，比鑽石硬，非常輕、透明、柔軟，且擁有超高的（de）導電性，因此，在量子計算、生物計算、光計算（suàn）、碳納米管等矽（guī）計算替（tì）代者中脫穎而出。
盡管剛開始石墨烯比黃金還貴，但由於（yú）生產技術的不斷改進，石墨（mò）烯的價格已大幅下降。石墨烯現（xiàn）在（zài）非常便宜，可以將其整合到濾水設備內，從而使水脫鹽和汙水處理更便宜（yí）。隨（suí）著成（chéng）本不斷降低，石墨烯能被添加到用於鋪路的混（hún）合物（wù）或（huò）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（de）發展步伐，隨著成本的不斷降低，用在包括電子設備在內的多個領域。例如，石墨烯已被用來製造能被縫入服裝內（nèi）的柔（róu）性傳感器。當被（bèi）添加到聚合物內時，石墨（mò）烯（xī）能夠提供（gòng）更輕質的機（jī）翼以及汽車輪（lún）胎。
六方氮化硼（péng）已與石（shí）墨烯（xī）和氮化硼“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（nèi），這一材料能夠降低充電時間；延長電（diàn）池的壽命並且降低智能手機和（hé）電動汽車的重量。
不管什麽（me）新材料進（jìn）入環境，其是否有毒一直是人們關注的重（chóng）點（diǎn）。當然，我們必須非常謹慎。科學家們（men）已經對石墨烯是否有毒進行了長達10年的研究，目前為止（zhǐ），還沒有任何證據表明其對人（rén）們的健康或者環境有害，但是，研究仍在持續進行。
二維材料的發明為技術專家們製（zhì）造出了多個（gè）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（shǔ）性各（gè）異的（de）材料混合在一起，製造出擁有更多功能的產品。20世紀的創造（zào）基石—鋼鐵和矽與這些新型材料相比也相形見絀。
東莞市長安創威電（diàn）子（zǐ）設備製造廠專業生（shēng）產：
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