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10项最有影响新技术:可弯曲水泥韧性高

时间:2007-05-04 23:51来源:新浪科技 作者:admin 阅读:

  当今世界,科技发展日新月异,科学新概念层出不穷,新技术工艺相继闪亮登场。纳米材料、信息技术、生物制药、节能环保科技领域的创新和研发引人注目,鼓舞人心。一项新的科技发明会在不知不觉中改变我们的生活,影响社会发展的历程。

  近日,俄罗斯《大众机械》杂志撰文指出,以下科技新技术会使人类生活因此而更加完美无缺。

  相变随机闪存(PRAM)

  手机、手提电脑等移动设备对存储器的要求,与服务器和台式电脑等截然不同。长期以来,人们对这些移动设备存储器的主要性能要求是低成本、低功耗以及非易失性。

  但是,由于目前开发的各类存储器都有其自身缺陷,因而没有一款能够完全满足上述所有要求。例如,动态随机存储器成本低且能够随机访问,但遗憾的是存在易失性,即断电后会发生数据丢失;充当缓存的静态随机存储器读写速度快且能够随机访问,但缺点是成本较高;相比之下,闪存成本低且具有非易失性特点,然而苦于速度慢又无法随机访问。除此之外,目前的闪存制造技术也无法生产出存储容量超过16G的产品。

  最新兴起的相变随机闪存技术,类似于CD和CD驱动器中所采用的技术。在PRAM中,电流将硫化薄膜加热至晶态或非晶态,因两种状态下的电阻率有很大差别,从而可判读为0或1,只要在上面施加少量的复位电流就能触发这两个状态的切换。

  在现有的电子产品中,广泛使用的非易失性闪存有NOR和NAND两种:NOR闪存适合直接运行软件,但它的速度较慢,而且造价昂贵;NAND闪存容易大规模制造,更适合存储大容量文件,如MP3音乐文件等。PRAM闪存则采用垂直二极管和三维晶体管结构,不需要在储存新数据前擦除旧数据,因而是非易失性的,也就是说,在电子设备关闭时仍能保存数据。

  目前,三星公司在PRAM领域的研发处于世界领先水平,2006年已经展示了它的初级产品,这些新产品比现有普通闪存快30倍以上。三星公司表示,PRAM产品有望在2008年上市,它极有可能将成为NOR闪存的最终替代品。

  汽车智能一体化

  近10年来,信息技术的发展为交通运输行业带来了各种机遇,智能交通系统(ITS),便是其中最典型、最活跃、最具潜力而且全面应用了信息技术的一个交通运输发展综合领域。ITS就是信息技术———主要是计算机、通讯和感应技术———在交通运输系统中的实际应用,其目标是强化对公路城市道路、公共交通等交通设施的管理,实现更安全、更便捷、更有效、与环境更协调的客货运输。

  对于广大出行者而言,一个整体化的交通信息网络意味着将来的出行会更加方便、更加省时、更加经济。它将使各种交通工具包括公共汽车、城市轨道交通、公路客运和小汽车之间全面协调运营,形成一个整体化的和谐的交通运输系统。这样,在一次出行过程中,各种交通工具之间的转换问题、绕行和换乘引起的时间改变、不同地区之间的服务标准等问题,都可望得到最合理的解决。

  美国交通部正在积极推进有关汽车智能一体化技术,有望在2007年进行测试运行。这项技术将重点开发4种产品:车内信息处理设备、故障诊断与预警设备、辅助驾驶设备和一种能自动介入的安全设备。所有这些设备将与安装在沿线交通设施上的其他装置协同工作,以确保车辆的性能和驾驶员的驾驶能力维持在最佳状态。

  在驾驶资格自动检测方面,车载装置首先会把无驾照者、身体与精神状态不合适者迅速鉴别出来,使他们根本无法进入车辆启动程序,从而在源头上杜绝了一部分

交通事故。同时,车载装置还将实时检测驾车者是否处于警觉状态,实时检测其驾驶行为是否正常和负责任。这项计划包括安装一个5.9赫兹的短距离无线通信设备,以方便司机在驾驶途中与周围车辆的司机对话;在交叉路口和直道处安装一种控制设备,汇集有关汽车的速度和位置,以及周边交通状况图和天气条件等所有动态信息,以便司机可以准确把握综合信息,远离可能出现的拥堵地点。

  可印制太阳能电池技术(PrintedSolarPanels)

  目前,大规模使用太阳能电池所遇到的最大困难,是硅太阳能电池成本太高,制造工艺复杂。它需要在高度真空的环境下生产,以避免微型尘埃和空气中的微粒对产品产生不良影响。

  但近年来,科学家发明的一种太阳能电池技术正日益受到人们的关注,这种技术是利用纳米技术,将太阳能光电转换电路印制在可卷曲的薄膜材料上。

  这一新技术不仅使大大提高了太阳能电池的生产速度,而且印制的电路线宽仅有头发直径的十万分之一,因此,制成的太阳能电池片可以收集更多的太阳能转换为电能。也就是说,纳米太阳能电池片的发电能力比传统的硅材料太阳能电池片更强。而且,这种新型的纳米太阳能电池片是可以卷曲的,比传统的硅材料电池片更轻也更有弹性,携带当然也更加方便。

  例如,美国加利福尼亚州一家名为“纳米太阳能”的公司研制出的铜铟镓二硒电池,使用了低成本基板,该基板的加工不需要真空沉积。同时,采用了纳米结构的“墨水”,直接在基板上印制半导体太阳能发电板。这样生产出的太阳能电池具有成本低廉、制造容易、重量轻和易弯曲等特点。

  目前,纳米太阳能公司已筹集到500万美元的风险资金,用于建设世界上最大的太阳能电池板厂。预计该厂投产后,一年所生产的太阳能电池可达430兆瓦,这个数字是美国现有利用太阳能电池发电量的2倍。

  美国科纳卡公司研发的有机太阳能材料,也能够印制或喷涂在各种柔性基质上,并且整个生产成本也非常低廉。与传统的以硅为基质的太阳能材料相比,这种有机太阳能材料具有重量轻、柔韧性好、用途更广泛等特点。

  有关专家因此指出,未来最有希望的太阳能装置,是导电塑料和纳米材料的混合产品,这两种材料的混合溶液能以类似于喷墨打印的方式生产出太阳能电池。

  护照电子保护

  从今年起,美国政府颁发的所有新护照都增加了一块射频频率识别(RFID)芯片。该芯片上储存了持有者的姓名、出生日期和地点、性别、护照号码、颁发的时间以及截止日期等个人信息。更重要的是,芯片中还包含一张护照持有人的脸部数码相片,目的在于防止伪造护照。

  RFID电子护照采用了EPCGen2RFID芯片,此芯片符合ISO180006-C标准,具有6米的识别距离。RFID芯片内含有一个ID卡号,卡号数据与美国海关和边境保护局的数据库相连接。海关设置的读写器可以一次最多处理8本护照的信息,从而大大加速了通关的速度。另外,每个RFID标签芯片都设置了防护措施,以防止其中的信息被盗取。因此,这种高科技含量的新护照很难伪造。

  但是,仍有一些专家对RFID标签的保密性和安全性表示质疑。

  在一次展示会上,德国一家电脑安全公司的顾问格伦沃尔德现场展示了RFID技术存在的安全隐患。他利用一台价值仅200美元的RFID读卡器和一台并不先进的智能卡烧录机,将一本英国电子护照中的信息克隆到一张空白的芯片中,又嵌入到一张智能卡中,这样就等于是伪造了一本护照。由于RFID芯片可以从一段距离外鉴别携带人的身份,有人担心,它可能会被恐怖分子用作炸弹袭击的触发器。

  人体局域网(BAN,BodyAreaNetwork)

  试想这样一幕,你衣服口袋里的手机贴着皮肤发出一个微弱的感应电流,于是,你的手就会非常神奇地变成一把全能钥匙:当你摸到汽车时,车门就会自动打开;握住鼠标时,个人电脑就会自动开启。

  听起来这好像是在做梦,但这却是德国一家名为“ImCoSys”公司通过智能手机来实现的人体局域网技术。当然,证实这些设想尚需要有与BAN计划相配套的设备,相应的智能手机还没有被商用研发出来。

  BAN是以人体周围的设备例如随身携带的手表、传感器以及手机等,以及人体内部(即植入设备)等为对象的无线通信专用系统。目前,BAN所使用的频带尚未确定,但400兆赫兹频带以及600兆赫兹频带已被列入议程。

  专家认为,BAN技术将在医疗中得到广泛应用。

  近年来,随着微电子技术的发展,可穿戴、可植入、可侵入的服务于人的健康监护设备已经出现:如穿戴于指尖的血氧传感器、腕表型血糖传感器、腕表型睡眠品质测量器、睡眠生理检查器、可植入型身份识别组件等。假如没有BAN,这些传感器和促动器则都只能独立工作,要自带各自的通信部件,因此通信资源不能有效利用。

  目前在日本,关于信息通信技术在医疗领域的应用研究相当活跃。此外,BAN技术在音乐方面也大有前途,韩国厂商对该领域的应用表现出了强烈兴趣。

  

等离子电弧汽化技术

  等离子电弧汽化技术的基本原理是,将电流和气体(如氩、氮)通入用水冷却的特种喷嘴内,造成强烈的压缩电弧而形成温度极高的等离子流。利用这样的高温等离子流,可以切割用普通氧气切割法所难以切割的金属,如不锈钢、镍基合金、铝和铜等。

  近年来,随着等离子体物理学研究的逐步深入及进展,它的应用范围从以前的物理学、工业、军事等行业,已经扩展到医学、生物学等众多领域。

  利用等离子电弧汽化技术,把垃圾加热到6000摄氏度,就可以使垃圾变废为宝。美国佛罗里达州一家正在建设中的垃圾处理厂,就是计划采用这种技术来处理垃圾。预计该厂每天可以将3000吨垃圾变为热蒸汽供应给附近的工厂,还可用于发电120兆瓦特,垃圾处理过程中产生的软化残渣还可用于建筑施工。另外,非常重要的是,整个处理过程几乎不产生有害物质。预计该工厂到2009年能够投入使用。

  网络视频技术(VoN:VideoontheNet)

  第一次利用网络视频技术召开的会议出现在1998年。但随着计算机网络的发展,在普通用户的电脑上观看视频的技术近期才逐渐走向成熟。一方面,它具备了以往硬件视频会议系统的音视频交互的优势;另一方面,与计算机及网络技术充分结合,把各种数据协作、工作协同等功能应用得更加彻底,同时还避免了硬件视频会议昂贵的网络及设备投资,系统也更加方便和易用。

  例如,苹果电脑公司研制的iTV流媒体机顶盒预计将在今年推出,使用这种技术,就能非常方便地在网上观看视频。2006年,谷歌公司以16.5亿美元的价格收购了视频网站YouTube.com,这预示着,网络视频技术将有很大的经济价值。

  网络视频技术是随着计算机技术和网络通讯技术的发展,综合了计算机、通讯技术、电视技术而迅速新兴的一门综合性技术。同传统电视行业相比,网络视频具有更加灵活多样的表现形式,比如及时发布信息、自主选择频道等。它彻底改变了过去收看节目的被动方式,实现了节目的按需收看和任意播放,集动态影视图像、静态图变、声音、文字等信息为一体,为用户提供实时、交互、按需点播等服务。而视频网站的兴起,不仅仅是完善了整个互联网行业的产业链,还使网民的选择更加多样化,体验更加直观。

  从传播学的角度来看,视频行业作为一种交互式媒体,它的发展必将带来大众传媒的分流走势与传播途径的一次深远变革。

  可弯曲水泥

  美国密歇根大学采用高性能纤维增强水泥砂浆,研制出一种新型水泥,俗称为工程黏性水泥(简称ECC)。其生产工艺类似于纤维混凝土,但不使用粗骨料,纤维体积含量一般不超过2%。

  由于ECC是基于微观层面的纤维增强机理,采用的是极细的高性能乙烯(PVA)纤维和聚乙烯(PE)纤维,基于材料微观力学设计理论和技术增强水泥砂浆,因此极大地改善了拉伸延性。它甚至具有类似金属材料的拉伸强化现象,其极限拉伸应变可达5%—6%,几乎相当于钢材的塑性变形能力,是一种具有像金属一样可变形的混凝土材料,因此,被俗称为可弯曲水泥。

  ECC是一种具有高韧性的延性混凝土,它具有很大的吸收能量的能力,因此可以显著改善混凝土结构的抗震性能,可用于抗震结构、抗冲击结构、结构裂缝控制和耐损伤工程结构。

  由于ECC具有相当于钢材的变形能力,因此可用于混凝土结构中一些塑性变形较大的构件和部位,如在塑性铰区使用ECC,可在很大的塑性变形阶段保持塑性铰的完整性。

(责任编辑:泉水)
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