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全球九大科技前沿技术已经从概念进入初步应用 – 微米纳米网
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微米和纳米科技材料

全球九大科技前沿技术已经从概念进入初步应用

1微电子光刻技术

全球九大科技前沿技术已经从概念进入初步应用

从1958年世界第一块平面集成电路到2012年04月24日英特尔在北京天文馆正式发布核心代号为Ivy Bridge的第三代酷睿处理器—英特尔首款22纳米工艺处理器,短短五十多年,微电子技术一直遵循着摩尔定律,发展势头迅猛。微电子技术工艺基础——微光刻与微/纳米加工技术,是人类迄今为止能够达到纳米级精度的加工技术,其加工设备和加工工艺也在不断发展以满足芯片加工从微米到纳米尺度的需求。一旦将电子元件作到纳米量级,其芯片的运行速度和内存都将大幅度提高,从而为未来的单电子计算机或纳米计算机的设计与实现开辟一条新的途径。

2能上网的隐形眼镜

全球九大科技前沿技术已经从概念进入初步应用

到你能想象有一天上网只有眨一下眼睛那么简单吗?帕尔维兹教授目前正在研究的一款隐形眼镜或许会让你明白一切皆有可能。这种新式的隐形眼镜上排列着一个LED集合。帕尔维兹表示:“这些LED组合可以在眼前形成各种图像。这种眼镜的大部分材料半透明,人们可以戴着它自由活动。这种眼镜还将识别人的面部特征,并显示所见者的生平,还能将一种语言翻译成另一种语言,这样人们就可以看懂镜片上显示的字幕。 也许准备参加期末考试的学生们会是这种隐形眼镜的首批顾客,相信它也同样会受到科幻迷们的喜爱。

3量子通信卫星

全球九大科技前沿技术已经从概念进入初步应用

2016年8月16日凌晨,人类历史上第一颗用于量子通信研究的量子科学实验卫星“墨子号”在酒泉发射升空,为建立覆盖全球、天地一体化的量子通信网络奠定了技术基础,也拉开了量子通信时代的帷幕。半个世纪前,物理学家基于量子理论,研制出了晶体管和激光器,催生了第一次信息革命,让计算机、智能手机和互联网重塑了人类世界;今天,量子信息技术的高速发展,则在催生第二次信息革命。以“量子密钥分发”和“量子态传输”为代表的量子通信技术,以超高计算能力为特征的量子计算机,必将在未来再次重塑人类世界。

4读心术

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目前的技术可以实现往中风瘫痪的患者的大脑中植入芯片,并将这个芯片同笔记本电脑连接。这些患者最终将学会如何利用意念编辑电子邮件、玩视频游戏和上网。凯伊正在编订一本“意念词典”,他已经研发出了一个可以破解脑电波信号的电脑程序。他说:“从一大堆影像中识别出患者看到的特定影像将成为可能,而且仅仅通过检测其大脑的活动,就能够将这一影像还原。日本的本田公司曾制造了一个机器人,戴着头盔的员工可通过意念控制机器人的活动。

5最大口径球面射电望远镜

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2016年9月25日,500米口径球面射电望远镜(FAST)在中国贵州省平塘县正式启用,一举超过350米口径的阿雷西沃射电望远镜,成为世界最大的单口径射电望远镜。FAST的天线面积相当于30个足球场,巨大的接收面积使其具有极高的观测灵敏度。而且,FAST镜面由许多的三角形反射板组成,每一块都可以移动,从而可以让天线调节形状,观测不同方向的天体。因为这些独特的设计,FAST能够捕捉到来源极为遥远的电磁信号,观测范围可达可观测宇宙边缘。借助这只巨大的“天眼”,天文学家将能窥探星际之间互动的信息,观测暗物质,测定黑洞质量,甚至搜寻可能存在的地外文明。

6人类与机器人融合

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未来的几年,机器人可能拥有与老鼠、猫或狗甚至猴子一样的智力。到那个时候,有人觉得机器人可能很危险。有人建议我们应该在它们的“大脑”中植入芯片,这样一旦当它们产生了恶念,就可以将它们关闭。但是也有人说,为什么不与机器人融合呢?而这正是布鲁克斯的想法,他曾是麻省理工学院人工智能实验室的负责人。

7海上火箭回收

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2016年4月9日凌晨,美国太空探索技术公司SpaceX的“猎鹰9号”运载火箭发射升空后,在大西洋的海上回收平台成功着陆。在经历了4次失败尝试后,SpaceX首次成功实现海上火箭回收,这是该公司在2015年底成功进行陆上火箭回收之后又一个里程碑。相比于陆上回收,海上回收的难度更高,但也具有前者不可比拟的优势:在一些飞行任务中,受剩余燃料所限,火箭不具备飞回陆地着陆场的条件,而海上回收则可以直接自然降落。这两次火箭回收试验的成功意味着运载火箭不再是一次性用品,可重复利用的火箭将使火箭发射成本降低30%,大大提升火箭发射效率,这也标志着,商业航天将进入新的阶段。

8星际飞船

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恒星离我们太远了,就连最近的恒星也需要我们的火箭花费7万多年才能到达。但是佩克相信,第一艘星际飞船会是一个微型的电脑芯片,只有指甲盖大小。即使只有少量的芯片到达了恒星,这就足以发回有价值的信息。佩克博士的设想是,向木星周围发射数百万的芯片,这样木星周围强大的磁场将能够将它们加速到“每秒上万公里”,而且他认为这一速度还可以无限增加直至接近光速。

9引力波

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爱因斯坦创立广义相对论后不久,就预言弯曲的时空会产生水波一样的“涟漪”——也就是引力波。在这之后的100年中,尽管天文学家曾根据一些观测数据,间接证明了引力波的存在,但始终没有直接探测到这一现象,直到2016年2月11日:这天,激光干涉引力波天文台(LIGO)宣布,LIGO的两台探测器捕捉到了30多亿光年外的两个黑洞在合并时产生的引力波。作为近年来最重要的物理学成就之一,LIGO的这一发现不仅再次证实了广义相对论,还开辟了引力波天文学的新时代——通过探测引力波,天文学家可以更好地认识遥远的天体和广袤的宇宙。

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