科技 | 世界经济论坛评出影响世界未来的十大新兴技术领域

来源:作者: 2021-11-23300

最新发布的《世界经济论坛10大新兴技术报告》列出了未来三到五年将影响世界的新技术领域,这是由世界经济论坛和《科学美国人》召集的专家们评出的结果,注重农业、健康、气候和太空领域的技术进步。

  最新发布的《世界经济论坛10大新兴技术报告》列出了未来三到五年将影响世界的新技术领域,这是由世界经济论坛和《科学美国人》召集的专家们评出的结果,注重农业、健康、气候和太空领域的技术进步。

  

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  以下是影响世界未来的十大新兴技术领域:

  脱碳技术

  一个世纪以来,科学家们提出地球大气中过量的二氧化碳会导致全球变暖,政府和工业界已经做出了减少碳排放的重大承诺。在未来三到五年内,实现这些承诺将需要前所未有的创新,并将新兴技术提升到工业水平,包括大规模能源储存、低碳/无碳化学源、振兴铁路运输、碳封存、低碳农业、零排放汽车、零排放电源,以及在全球范围内商定的合规监测。

  自产肥料的作物

  今天,世界每年使用超过1.1亿吨氮肥来提高作物产量。如果作物能够像大豆和大豆这样的豆类作物那样,自行捕获氮,以氨的形式“固定”到自己身上,会怎么样?作为最顶尖的新兴技术之一,研究人员现在的目标是诱使玉米和其他谷物等其他作物也能自我施肥。在一种方法中,研究人员正致力于模拟豆科植物和细菌之间的共生分子通讯,以创建豆科植物天然肥料工厂的根瘤。在另一个实验中,通常在谷类作物根上定居(但通常不会产生根瘤)的土壤细菌被教导产生固氮酶,将大气中的氮转化为与植物相容的氨的关键成分。

  呼吸诊断疾病

  很快,疾病检测就可以像呼吸一样简单了。新的呼吸传感器可以通过采集人类呼吸中800多种化合物的浓度来诊断疾病。例如,人类呼吸中丙酮含量的增加表明患有糖尿病。当呼吸化合物流过金属氧化物半导体时,传感器会寻找电阻的变化,然后用算法分析传感器数据。

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  按需生产药品

  今天的药物通常是大批量、多步骤生产的,不同的部分分散在世界各地。完成这一过程可能需要几个月的时间,涉及数百吨材料,这在一致性和可靠供应方面带来挑战。微流体技术和按需药物制造技术的进步,现在可以根据需要制造少量但数量不断增加的普通药物。这一过程也被称为连续流制造,通过管道将原料输送到小型反应室。这些药物可以在偏远地区或野战医院的便携式机器中生产,剂量可以根据患者的具体情况而定。目前面料对挑战是要降低这项新兴技术的高成本。

  来自无线信号的能量

  物联网(IoT)由数十亿个电子设备组成,利用互联网连接实现其某些功能。物联网传感器通常是报告对我们日常生活至关重要的数据的极低功耗设备,由于电池寿命有限,而且一旦部署,本地环境通常不允许物理接触,因此保持充电状态是一项挑战。

  

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  随着5G的出现,现在可以提供足够功率的无线信号,物联网传感器内的微型天线可以从这些信号中“收获”能量。

  设计更长的“健康期”

  世界卫生组织预测,从2015年到2050年,全球60岁及以上人口的比例将增加近一倍,从12%增加到22%。衰老与癌症、2型糖尿病、痴呆症和心脏病等急慢性疾病有关。研究人员对衰老的分子机制有了早期的了解,这有助于我们不仅活得更长,而且更健康。利用组学技术(例如,它可以同时量化所有基因活性或细胞中所有蛋白质的浓度)和表观遗传学的见解,研究人员可以识别生物标记物,这些生物标记物是前瞻性治疗的疾病呈现靶点的强预测因子。

  绿氨

  农作物通常需要大量氨生产的肥料。合成氨作为肥料涉及一种能源密集型方法,称为哈伯-博世法,需要大量的氢气供应。今天,许多氢是通过电解、利用电力分解水分子或碳氢化合物的高温裂解产生的。驱动这两种方法所需的能量目前导致大量温室气体的释放。随着可再生能源的普及,绿氢正在被创造出来,能够更有效地促进氨的生产。

  生物标志物设备无线传输

  许多常见的急性和慢性疾病都需要频繁抽血来监测对跟踪癌症治疗、糖尿病和其他疾病进展非常重要的生物标志物。低功耗无线通信的进步,以及采用光学和电子探针的新型化学传感技术,使关键医疗信息的连续、无创监测成为可能。100多家公司已经部署或正在开发无线生物标记物传感设备,应用范围广泛,鉴于糖尿病在全球的流行,该设备的重点是糖尿病。无线连接增加了数据即时可用的优点,如果需要,远程医疗专业人员可以进行干预。

  

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  用当地材料打印房屋

  在美国和其他发达国家,使用大规模3D打印机制作房屋已经开始。在发展中国家,有限的基础设施使材料运输成为一项挑战,最近使用3D打印机的演示取得了飞跃,使用当地来源的材料、粘土、沙子和当地纤维打印结构,消除了大约95%需要运输到建筑工地的材料。这项新兴技术可以为偏远地区居民提供住房。

  太空连接地球

  物联网(IoT)中的传感器可以记录和报告有关天气、土壤条件、湿度、作物健康、社会活动和其他有价值的数据集。随着最近在低地球轨道上出现了低成本微型卫星,能够在全球范围内捕获此类数据并进行处理,物联网将使全球对没有传统互联网基础设施的发展中地区有前所未有的了解。

  

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  来源:国际能源小数据


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