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Monday, October 19, 2009
Sunday, June 22, 2008
日本新技术大幅提升太阳能电池光电转换率
日本研究人员通过改变有机薄膜太阳能电池的分子排列结构，大幅度提高了太阳能电池的光电转换率。
日本理化研究所近日发布新闻公报说，太阳能作为一种清洁的可再生能源吸引着全世界科研人员竞相研究相关技术。其中，成本低、质量小、面积容易延伸的有机薄膜太阳能电池更是受到关注。在这类太阳能电池的原料中，寡聚噻吩和富勒烯衍生物的混合体前景看好。
公报说，提高太阳能电池的光电转换率涉及两个关键因素，一是如何使混合体中的两类分子，即电子供体与受体处于相分离状态，二是如何扩大两者间的接触面积。为满足上述两个条件，日本科学技术振兴机构的研究人员模拟生物膜的分子结构，给寡聚噻吩添加疏水性侧链，为富勒烯添加亲水性侧链，再将这两种物质结合起来。
科学技术振兴机构、理化研究所和高辉度光科学研究中心组成的研究小组详细分析了上述合成物分子的排列结构。在合适的温度条件下经过处理后，专家借助大型同步辐射加速器发现，这种合成物的分子自发排列，形成液晶状态，疏水的寡聚噻吩部位和亲水的富勒烯部位互相分离，形成层状结构。新材料的光电转换率可增大到未添加这两种侧链时的约10倍。
日本理化研究所近日发布新闻公报说，太阳能作为一种清洁的可再生能源吸引着全世界科研人员竞相研究相关技术。其中，成本低、质量小、面积容易延伸的有机薄膜太阳能电池更是受到关注。在这类太阳能电池的原料中，寡聚噻吩和富勒烯衍生物的混合体前景看好。
公报说，提高太阳能电池的光电转换率涉及两个关键因素，一是如何使混合体中的两类分子，即电子供体与受体处于相分离状态，二是如何扩大两者间的接触面积。为满足上述两个条件，日本科学技术振兴机构的研究人员模拟生物膜的分子结构，给寡聚噻吩添加疏水性侧链，为富勒烯添加亲水性侧链，再将这两种物质结合起来。
科学技术振兴机构、理化研究所和高辉度光科学研究中心组成的研究小组详细分析了上述合成物分子的排列结构。在合适的温度条件下经过处理后，专家借助大型同步辐射加速器发现，这种合成物的分子自发排列，形成液晶状态，疏水的寡聚噻吩部位和亲水的富勒烯部位互相分离，形成层状结构。新材料的光电转换率可增大到未添加这两种侧链时的约10倍。
Saturday, April 05, 2008
采用新技术 多晶硅太阳能电池转换效率提高27%
据美国“技术评论”网站报道，麻省理工学院（MIT）科学家最近发明了可大幅提高多晶硅太阳能电池效率，同时维持低成本的方法。他们同时成立了一家名为1366的技术公司以将这项技术商业化。
伊曼纽尔·萨克斯是MIT机械工程学教授，也是1366公司的创办人之一。他的实验室研制出的大约2厘米宽的小型多晶硅太阳能电池，其光电转换效率（将定量的光能转换成电能的效率）比普通多晶硅太阳能电池提高了27%。
萨克斯采用了3项关键的发明来提高太阳能电池模型的效率。首先，在太阳能电池表面增加纹理，使硅板能吸收更多的光。当光线进入电池时，粗糙的表面使得光线发生弯曲，当光线到达电池的背面时，它不会被直接反射出去，而是被小角度反弹回，从而驻留在硅太阳能板里。光线在硅板里停留的时间越长，它被吸收而转换成电能的几率就越大。这项技术曾在单晶硅太阳能电池上使用，但此前在多晶硅电池上还很难实现。
第二项发明与采集硅板产生的电流的银丝有关。萨克斯发明了一项技术，可以制备很细的银丝 ——其直径只有太阳能电池通常使用的银丝的五分之一，而且提高了导电率。银丝越细，制造成本就越低。同普通银丝相比，细银丝可以更紧密的排列，彼此的间隔更小，这使得银丝采集电流的效率更高。
最后一项发明是使用一套宽平的金属条来汇集通过细银丝传来的电流。通常，这些金属条会阻碍光线进入太阳能电池，从而使电池效率下降。但萨克斯通过蚀刻金属条表面，使其变得像多面镜一样，从而获得了与在硅板表面增加纹理一样的效果。虽然这道工艺步骤会使生产成本增加，但银的用量减少了，二者可以抵消。
一般来说，多晶硅太阳能电池要比昂贵的单晶硅太阳能电池转换效率低，但要便宜许多。 27%的效率提升意味着可以较低的成本生产出与单晶硅太阳能电池效率相当的多晶硅太阳能电池。目前的太阳能电池每产生1瓦的电力，需要2.1美元。 1366公司正在兴建一座试验工厂，以生产完全尺寸的太阳能电池（大约15厘米宽）。萨克斯说，如果公司的放大生产能够成功，这项技术将使太阳能发电的成本大幅降低。他估计，第一批采用新技术生产的太阳能电池，其发电成本约为1.65美元/瓦，考虑到今后的技术改进，成本会降为1.30美元/瓦。但是要想和煤炭发电竞争，太阳能发电的成本必须降到1美元/瓦才行。萨克斯预测，通过改进减反射涂层和其它技术进展，在2012年左右，这个目标完全可以达到。
伊曼纽尔·萨克斯是MIT机械工程学教授，也是1366公司的创办人之一。他的实验室研制出的大约2厘米宽的小型多晶硅太阳能电池，其光电转换效率（将定量的光能转换成电能的效率）比普通多晶硅太阳能电池提高了27%。
萨克斯采用了3项关键的发明来提高太阳能电池模型的效率。首先，在太阳能电池表面增加纹理，使硅板能吸收更多的光。当光线进入电池时，粗糙的表面使得光线发生弯曲，当光线到达电池的背面时，它不会被直接反射出去，而是被小角度反弹回，从而驻留在硅太阳能板里。光线在硅板里停留的时间越长，它被吸收而转换成电能的几率就越大。这项技术曾在单晶硅太阳能电池上使用，但此前在多晶硅电池上还很难实现。
第二项发明与采集硅板产生的电流的银丝有关。萨克斯发明了一项技术，可以制备很细的银丝 ——其直径只有太阳能电池通常使用的银丝的五分之一，而且提高了导电率。银丝越细，制造成本就越低。同普通银丝相比，细银丝可以更紧密的排列，彼此的间隔更小，这使得银丝采集电流的效率更高。
最后一项发明是使用一套宽平的金属条来汇集通过细银丝传来的电流。通常，这些金属条会阻碍光线进入太阳能电池，从而使电池效率下降。但萨克斯通过蚀刻金属条表面，使其变得像多面镜一样，从而获得了与在硅板表面增加纹理一样的效果。虽然这道工艺步骤会使生产成本增加，但银的用量减少了，二者可以抵消。
一般来说，多晶硅太阳能电池要比昂贵的单晶硅太阳能电池转换效率低，但要便宜许多。 27%的效率提升意味着可以较低的成本生产出与单晶硅太阳能电池效率相当的多晶硅太阳能电池。目前的太阳能电池每产生1瓦的电力，需要2.1美元。 1366公司正在兴建一座试验工厂，以生产完全尺寸的太阳能电池（大约15厘米宽）。萨克斯说，如果公司的放大生产能够成功，这项技术将使太阳能发电的成本大幅降低。他估计，第一批采用新技术生产的太阳能电池，其发电成本约为1.65美元/瓦，考虑到今后的技术改进，成本会降为1.30美元/瓦。但是要想和煤炭发电竞争，太阳能发电的成本必须降到1美元/瓦才行。萨克斯预测，通过改进减反射涂层和其它技术进展，在2012年左右，这个目标完全可以达到。
Monday, February 25, 2008
"蛾眼"启发高效太阳能电池新思路
太阳能电池的效率较低是影响其应用的关键因素之一，也是全世界科学家迫切期待解决的一道难题。华人科学家的一项最新研究，在硅材料上模拟了飞蛾眼睛不反光的结构特性，从而为解决由光线反射造成的太阳能电池效率损失开辟了新的思路。这篇题为 “Broadband moth-eye antireflection coatings on silicon”的论文发表在近期的《应用物理快报》（APL）上。
进行该项研究的是美国佛罗里达大学的Peng Jiang、Chih-Hung Sun以及波特兰州立大学的Bin Jiang。Peng Jiang表示，太阳能电池的低效率部分是由硅材料的反射性造成的，而目前的一些防反射涂层并不十分理想。在较窄的波长范围（500nm—800nm）之外，日光（波长为400nm—1400nm）的反射损失会大大增加。
研究人员的最新灵感来自于飞蛾的眼部结构——一个个“鼓包”的依序排列让整个眼睛几乎不反光。尽管这是飞蛾自然进化出的防御夜间敌人的手段，但如果将其应用于太阳能电池，就有可能会大大增强光线的吸收。研究表明，新手段可以让硅片对光线的反射少于2%，而没有涂层时，这一数字为35%—40%。
通过将悬浮有纳米颗粒的液体置于硅片上，并令硅片旋转，纳米颗粒就会按照他们构造的“蛾眼”模板分散开来。Jiang表示，“该过程中纳米颗粒的排列是自组装的。”研究人员表示，这种方法不但在技术上容易实现，而且成本较低。这是当前的防反射涂层所面临的两大主要问题。
Peng Jiang认为，下一步的方向应该是制造工艺以及设计上的改进。“新方法目前只能在单晶硅片上实现，我们希望将其扩展到多晶硅上。”（科学网 任霄鹏/编译）
（《应用物理快报》（APL），92, 061112 (2008); DOI:10.1063/1.2870080，Chih-Hung Sun, Peng Jiang, and Bin Jiang）
进行该项研究的是美国佛罗里达大学的Peng Jiang、Chih-Hung Sun以及波特兰州立大学的Bin Jiang。Peng Jiang表示，太阳能电池的低效率部分是由硅材料的反射性造成的，而目前的一些防反射涂层并不十分理想。在较窄的波长范围（500nm—800nm）之外，日光（波长为400nm—1400nm）的反射损失会大大增加。
研究人员的最新灵感来自于飞蛾的眼部结构——一个个“鼓包”的依序排列让整个眼睛几乎不反光。尽管这是飞蛾自然进化出的防御夜间敌人的手段，但如果将其应用于太阳能电池，就有可能会大大增强光线的吸收。研究表明，新手段可以让硅片对光线的反射少于2%，而没有涂层时，这一数字为35%—40%。
通过将悬浮有纳米颗粒的液体置于硅片上，并令硅片旋转，纳米颗粒就会按照他们构造的“蛾眼”模板分散开来。Jiang表示，“该过程中纳米颗粒的排列是自组装的。”研究人员表示，这种方法不但在技术上容易实现，而且成本较低。这是当前的防反射涂层所面临的两大主要问题。
Peng Jiang认为，下一步的方向应该是制造工艺以及设计上的改进。“新方法目前只能在单晶硅片上实现，我们希望将其扩展到多晶硅上。”（科学网 任霄鹏/编译）
（《应用物理快报》（APL），92, 061112 (2008); DOI:10.1063/1.2870080，Chih-Hung Sun, Peng Jiang, and Bin Jiang）
Saturday, October 20, 2007
美国研发纳米太阳能电池
美国科学家研发出一种直径仅有人类头发两万分之一的太阳能电池。这种新型电池不仅可以作为电子元件用于微型电路，还是首例能够独立完成光电转化的纳米级设备。
这种新型纳米太阳能电池由哈佛大学化学教授查尔斯·莱贝尔与同事共同完成。英国《自然》周刊18日刊登研究论文，详细介绍它的结构和工作原理。
新型电池是一种具有多层结构的纳米线，形似用于有线电视网络的同轴电缆。但它的直径只有同轴电缆的10万分之一，肉眼几乎不可见，且采用3种具有不同导电性能的光敏硅材料为主材。电池核心是直径约100纳米、覆有硼涂层的长条状硅晶体，外面包裹两层分别厚50纳米的多晶硅层，其中最外一层硅材料覆有磷涂层。
阳光照射纳米线时，带负电的电子离开硅晶体，形成正极微孔，也称空穴。电子穿过硅层向外移动，与电子数量相等但极性相反的空穴则向纳米线核心移动。当纳米线与电路接通时，电子和空穴的移动产生电流，把光能转化为电能。
莱贝尔说，在此之前已有科学家试图研发出纳米级光电设备。但所用材料多为有机化合物与半导体纳米结构物质的混合物，不仅能量转化效率低下，还容易在阳光照射下降解。相比之下，新型纳米太阳能电池至少有三大优点。首先，新型电池的光电转化效率较高，一般能达到3%以上，最高时能达到5%。其次，新型电池以硅材料为主材，能够承受集中光照而不受蚀分解。此外，新型电池的制作成本低廉，与其他光电设备相差无几。
而从环保角度而言，新型电池作为一种电子元件具备用能清洁、高效、可再生的优点。
莱贝尔接受法新社采访时说：“虽然单独一个纳米电子元件耗能很少，但是具备特定用途的电路需要由许多元件相互连接组成，因此即使是纳米结构，耗能也颇为可观。”这种情况下，与“笨重、昂贵、不可再生”的传统能源相比，新型电池所用能源更为先进。
与现在已有民用太阳能电池20%的光电转化率相比，新型纳米电池还存在一定差距，但是莱贝尔相信，新型电池在提高效能方面还有潜力可挖。
来源： 新华网
这种新型纳米太阳能电池由哈佛大学化学教授查尔斯·莱贝尔与同事共同完成。英国《自然》周刊18日刊登研究论文，详细介绍它的结构和工作原理。
新型电池是一种具有多层结构的纳米线，形似用于有线电视网络的同轴电缆。但它的直径只有同轴电缆的10万分之一，肉眼几乎不可见，且采用3种具有不同导电性能的光敏硅材料为主材。电池核心是直径约100纳米、覆有硼涂层的长条状硅晶体，外面包裹两层分别厚50纳米的多晶硅层，其中最外一层硅材料覆有磷涂层。
阳光照射纳米线时，带负电的电子离开硅晶体，形成正极微孔，也称空穴。电子穿过硅层向外移动，与电子数量相等但极性相反的空穴则向纳米线核心移动。当纳米线与电路接通时，电子和空穴的移动产生电流，把光能转化为电能。
莱贝尔说，在此之前已有科学家试图研发出纳米级光电设备。但所用材料多为有机化合物与半导体纳米结构物质的混合物，不仅能量转化效率低下，还容易在阳光照射下降解。相比之下，新型纳米太阳能电池至少有三大优点。首先，新型电池的光电转化效率较高，一般能达到3%以上，最高时能达到5%。其次，新型电池以硅材料为主材，能够承受集中光照而不受蚀分解。此外，新型电池的制作成本低廉，与其他光电设备相差无几。
而从环保角度而言，新型电池作为一种电子元件具备用能清洁、高效、可再生的优点。
莱贝尔接受法新社采访时说：“虽然单独一个纳米电子元件耗能很少，但是具备特定用途的电路需要由许多元件相互连接组成，因此即使是纳米结构，耗能也颇为可观。”这种情况下，与“笨重、昂贵、不可再生”的传统能源相比，新型电池所用能源更为先进。
与现在已有民用太阳能电池20%的光电转化率相比，新型纳米电池还存在一定差距，但是莱贝尔相信，新型电池在提高效能方面还有潜力可挖。
来源： 新华网
Tuesday, July 31, 2007
超高效太阳能电池转换效率达到42.8%
美国特拉华大学最新研制的超高效硅太阳能电池，在标准的陆地日光条件下，其太阳能转换效率达到创纪录的42.8%，比其他种类太阳能电池高出大约30%，是目前最好的硅太阳能电池的2倍。这项技术将在世界范围内改变电力的产生方式。
特拉华大学的艾伦·巴尼特介绍说，以前的高效太阳能电池，其聚焦装置需要一套复杂的光学跟踪系统，包括一个30.5厘米厚、桌面大小的聚焦透镜。而他们研制的电池采用了一种新型的横向光学聚焦系统，该系统将入射光分成高、中、低三个不同的能量束，分别照射到不同的感光材料上，这些感光材料总的吸收光谱则覆盖了整个太阳光谱。更重要的是，该聚焦系统包含一个静止的宽接收角光学系统，可以捕获大量的光能，而不需要复杂的跟踪装置，整个系统厚度不到1厘米。新型太阳能电池的这种超薄、没有活动部件的特性意味着它很容易被应用于笔记本电脑等便携设备。
这项名为“超高效太阳能电池（VHESC）”的研究项目由美国国防部高级研究计划局(DARPA)资助，意在开发实用的便携式太阳能电池充电器。美国杜邦公司已联合特拉华大学组成VHESC开发集团，计划将该电池从实验室产品推进到工业制造原型阶段。DARPA将继续资助下一阶段的开发，并将转换率的目标定为50%。由于美军士兵随身携带的军事装备仅电池的重量就占20%，美国军方对这种电池特别感兴趣。DARPA希望该项研究能大大缩减电池的后勤保障线，在减少电池重量的同时，提供更多电力，从而改善战场上那些严重依赖电力的技术装备的灵活性、耐受性和有效性。
来源： 科技日报
特拉华大学的艾伦·巴尼特介绍说，以前的高效太阳能电池，其聚焦装置需要一套复杂的光学跟踪系统，包括一个30.5厘米厚、桌面大小的聚焦透镜。而他们研制的电池采用了一种新型的横向光学聚焦系统，该系统将入射光分成高、中、低三个不同的能量束，分别照射到不同的感光材料上，这些感光材料总的吸收光谱则覆盖了整个太阳光谱。更重要的是，该聚焦系统包含一个静止的宽接收角光学系统，可以捕获大量的光能，而不需要复杂的跟踪装置，整个系统厚度不到1厘米。新型太阳能电池的这种超薄、没有活动部件的特性意味着它很容易被应用于笔记本电脑等便携设备。
这项名为“超高效太阳能电池（VHESC）”的研究项目由美国国防部高级研究计划局(DARPA)资助，意在开发实用的便携式太阳能电池充电器。美国杜邦公司已联合特拉华大学组成VHESC开发集团，计划将该电池从实验室产品推进到工业制造原型阶段。DARPA将继续资助下一阶段的开发，并将转换率的目标定为50%。由于美军士兵随身携带的军事装备仅电池的重量就占20%，美国军方对这种电池特别感兴趣。DARPA希望该项研究能大大缩减电池的后勤保障线，在减少电池重量的同时，提供更多电力，从而改善战场上那些严重依赖电力的技术装备的灵活性、耐受性和有效性。
来源： 科技日报
Tuesday, July 17, 2007
新型太阳能电池效率高达6.5%
《科学》：新型太阳能电池效率高达6.5%
最近，科学家利用新材料和制作工艺，将有机太阳能电池的效率提高到了6.5%。相关论文发表在7月13日的《科学》杂志上。
进行该项研究的是加州大学圣芭芭拉分校的诺奖得主、物理学教授Alan Heeger和同事Kwanghee Lee，以及一个韩国科学家小组。利用新的技术，他们完全在溶液中合成出一种效率更高的级联有机太阳能电池（tandem organic solar cell）。
Heeger表示，“新型太阳能电池的效率是6.5%，这是到目前为止利用有机聚合物材料所能达到的最高水平。我相信我们还能改进，使其效率达到商品的标准。”Heeger认为该技术可以在3年后进入市场。
级联太阳能电池由两个多层电池串联组成，它能够收集更多波长的太阳光。在最新的研究中，级联太阳能电池的两部分由TiOx材料分隔和连接，这是一种透明的钛氧化物，也是提高电池效率的关键。TiOx作为第一个电池的采集层（collecting layer），能传输电子，此外，它的存在还为第二个电池的装配提供了稳定的基础，从而形成整个级联结构。
除提高太阳能电池效率外，新技术还能降低制造成本。Heeger表示，在溶液中沉积电池的多层结构是降低成本的关键，这有赖于由半导体聚合物和富勒烯衍生物构成的本体异质结材料（bulk heterojunction materials）。
Heeger曾与Alan MacDiarmid和Hideki Shirakawa一道发现并研究了导电聚合物，他们也因此共同获得了2000年的诺贝尔化学奖。最近，他还因在塑料太阳能电池领域的研究成果被授予“能源与环境意大利奖”（Italian Prize for Energy and the Environment）。（科学网 任霄鹏/编译）
最近，科学家利用新材料和制作工艺，将有机太阳能电池的效率提高到了6.5%。相关论文发表在7月13日的《科学》杂志上。
进行该项研究的是加州大学圣芭芭拉分校的诺奖得主、物理学教授Alan Heeger和同事Kwanghee Lee，以及一个韩国科学家小组。利用新的技术，他们完全在溶液中合成出一种效率更高的级联有机太阳能电池（tandem organic solar cell）。
Heeger表示，“新型太阳能电池的效率是6.5%，这是到目前为止利用有机聚合物材料所能达到的最高水平。我相信我们还能改进，使其效率达到商品的标准。”Heeger认为该技术可以在3年后进入市场。
级联太阳能电池由两个多层电池串联组成，它能够收集更多波长的太阳光。在最新的研究中，级联太阳能电池的两部分由TiOx材料分隔和连接，这是一种透明的钛氧化物，也是提高电池效率的关键。TiOx作为第一个电池的采集层（collecting layer），能传输电子，此外，它的存在还为第二个电池的装配提供了稳定的基础，从而形成整个级联结构。
除提高太阳能电池效率外，新技术还能降低制造成本。Heeger表示，在溶液中沉积电池的多层结构是降低成本的关键，这有赖于由半导体聚合物和富勒烯衍生物构成的本体异质结材料（bulk heterojunction materials）。
Heeger曾与Alan MacDiarmid和Hideki Shirakawa一道发现并研究了导电聚合物，他们也因此共同获得了2000年的诺贝尔化学奖。最近，他还因在塑料太阳能电池领域的研究成果被授予“能源与环境意大利奖”（Italian Prize for Energy and the Environment）。（科学网 任霄鹏/编译）
Monday, June 04, 2007
波音公司研发出效率超过40%的太阳能电池
来自波音公司子公司Spectrolab的科学家最近宣布他们制成了发电效率超过40%的太阳能电池——这是一个里程碑，它是目前所有光电装置中的最高效率。研究结果发表在最近一期《Applied Physics Letters》上。
现在使用的传统太阳能电池，例如那些用于家庭或建筑物的，都只单一的利用了太阳自然的光强，因此在光能利用的最佳波长方面比较狭窄。而 Spectrolab小组使用了多结点集合器电池，通过透镜等装置，它能利用的光强相当于100个太阳。而且多结点电池能利用太阳光中更宽的波长范围，因此比单结电池效率高。
在具体设计中，科学家利用3个带隙亚结构来将太阳光的宽谱分解成3个部分。其中每一个亚结构可以捕获的太阳光波长范围都不一样，这保证了每个亚结构都可以有效的将光转化为电能。结果小组测量到的转化效率为40.7%，这超过了单结电池的理论转化效率极限——40%，其中主要的原因就在于它们的多结点结构。
Spectrolab的主要任务是将PV电池以及面板应用于航空航天工业（目前他们制造的大部分太阳能电池都应用于卫星上），但是公司认为这一突破同样有望应用于商业太阳能电池领域。
该研究得到了美国能源部可再生能源实验室支持，并且将在政府的下一步计划中起到重要作用。美国计划在2015年实现成本可以和传统发电机相比的太阳能。科学家预言超过3结的电池在理论上效率可达58%。
原文链接：http://www.physorg.com/news99904887.html
刘乐译自：physorg.com网站
现在使用的传统太阳能电池，例如那些用于家庭或建筑物的，都只单一的利用了太阳自然的光强，因此在光能利用的最佳波长方面比较狭窄。而 Spectrolab小组使用了多结点集合器电池，通过透镜等装置，它能利用的光强相当于100个太阳。而且多结点电池能利用太阳光中更宽的波长范围，因此比单结电池效率高。
在具体设计中，科学家利用3个带隙亚结构来将太阳光的宽谱分解成3个部分。其中每一个亚结构可以捕获的太阳光波长范围都不一样，这保证了每个亚结构都可以有效的将光转化为电能。结果小组测量到的转化效率为40.7%，这超过了单结电池的理论转化效率极限——40%，其中主要的原因就在于它们的多结点结构。
Spectrolab的主要任务是将PV电池以及面板应用于航空航天工业（目前他们制造的大部分太阳能电池都应用于卫星上），但是公司认为这一突破同样有望应用于商业太阳能电池领域。
该研究得到了美国能源部可再生能源实验室支持，并且将在政府的下一步计划中起到重要作用。美国计划在2015年实现成本可以和传统发电机相比的太阳能。科学家预言超过3结的电池在理论上效率可达58%。
原文链接：http://www.physorg.com/news99904887.html
刘乐译自：physorg.com网站
Monday, April 30, 2007
俄罗斯《大众机械》推荐最有影响10大新技术
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（Vehicle Infrastructure Integration）
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（Printed Solar Panels）
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，Body Area Network）
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（PlasmaArcGasification）
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：Video on the Net）
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（bendable concrete）
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。
此外，ECC的抗压强度类似于混凝土，抗压弹性模量较低，但受压变形能力比普通混凝土大很多。此外，ECC的耐火性和耐久性也被证明超过普通混凝土。
美国密执安州一座桥梁的延伸工程就使用了ECC水泥；日本横滨在一次大地震后用于加固一座41层楼的支柱也采用了ECC水泥。但专家认为，ECC水泥用于普通建筑工程估计还需要数年时间。
聪明药丸（SmartPill）
近年来，对智能药丸的研究如火如荼。
其实，美国智能药丸公司研制的聪明药丸SmartPill并不是为了治病，吃了它也不能使你变得更聪明。它实际上只是一种在医疗上起着内窥镜检查作用的感应器或者摄像头，当患者把这个维生素颗粒大小的小球吞下去后，它将会自动探测患者消化道内的压力、pH值和温度等指标信号，并把探测结果发射到体外的接收器上，医生通过接收到的信号和图像，就可对患者的胃肠性疾病进行诊断。
使用聪明药丸可以检查到一些胃镜无法到达的位置，同时也能避免患者做胃镜检查时的痛苦。目前，聪明药丸已经获得美国食品与药品管理局的批准，可以在美国销售使用。
以色列格温?艾梅格公司也开发出了类似的胶囊式内窥镜聪明药丸———“PillCam” （即为英文的“药丸”和“摄像机”两个词组成）。近年来，这类药丸纷纷亮相：有能完成定点给药的遥控释放药丸；还有能在消化道内采样的药丸；韩国研制的药丸式机器人能在体外遥控下完成药物释放、图像采集和手术治疗等多种任务。不过，这样的全能药丸目前仍处于样机阶段。
研制胶囊式内窥镜的想法最早产生于1981年，是由以色列一名导弹专家根据智能导弹上的遥控摄像装置技术研制而成的。有关专家认为，聪明药丸将有非常广泛的应用前景。
数据云技术（date cloud）
在当今的数字化时代，你会经常将需要的数据拷贝到可重写光盘、闪存设备上，或者在这些存储器之间互相转存，或者通过电子邮件传送。有时你会感觉到，由于操作步骤繁多，实在很麻烦。
正在开发中的数据云技术，将使你能通过互联网迅速链接和同步共享大量数据，你的所有资料和信息财富，无论是占用空间有限的文本文件还是海量收藏的音乐作品，都将能够很方便地存储在网上，或者能从任何地方获得，并能发送到任何地方。
比如，麦拓公司（Maxtor）正在研发一种网络硬盘技术。它是一块专属的存储空间，用户通过上网登录网站的方式，可以方便地上传和下载文件，其独特的分享、分组功能，更突破了传统存储的概念。
与其他同类产品相比，网络硬盘综合了各种优点，是一种功能强大、操作便捷、大容量、异步的存储工具。有了它，你不必再为如何在办公场所、学校、网吧以及家里之间共享个人文件而犯愁。只要你能上网，你就可以用有效账户进行登录，对自己的文件夹和文件进行管理，还可以同用户及所有网民共享相册与视频文件。
与电子邮件不同的是，网络硬盘更侧重于个人文件的存储、共享、发送等各式网络文件管理，这样，就可以突破电子邮件附件对文件大小的限制。
据悉，谷歌公司正在研制的Gdrive项目也属于数据云技术。有关专家指出，无限量的数据存储正在变得越来越现实，也必将改变计算机发展的面貌。
来源：科技日报
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（Vehicle Infrastructure Integration）
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（Printed Solar Panels）
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，Body Area Network）
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（PlasmaArcGasification）
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：Video on the Net）
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（bendable concrete）
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。
此外，ECC的抗压强度类似于混凝土，抗压弹性模量较低，但受压变形能力比普通混凝土大很多。此外，ECC的耐火性和耐久性也被证明超过普通混凝土。
美国密执安州一座桥梁的延伸工程就使用了ECC水泥；日本横滨在一次大地震后用于加固一座41层楼的支柱也采用了ECC水泥。但专家认为，ECC水泥用于普通建筑工程估计还需要数年时间。
聪明药丸（SmartPill）
近年来，对智能药丸的研究如火如荼。
其实，美国智能药丸公司研制的聪明药丸SmartPill并不是为了治病，吃了它也不能使你变得更聪明。它实际上只是一种在医疗上起着内窥镜检查作用的感应器或者摄像头，当患者把这个维生素颗粒大小的小球吞下去后，它将会自动探测患者消化道内的压力、pH值和温度等指标信号，并把探测结果发射到体外的接收器上，医生通过接收到的信号和图像，就可对患者的胃肠性疾病进行诊断。
使用聪明药丸可以检查到一些胃镜无法到达的位置，同时也能避免患者做胃镜检查时的痛苦。目前，聪明药丸已经获得美国食品与药品管理局的批准，可以在美国销售使用。
以色列格温?艾梅格公司也开发出了类似的胶囊式内窥镜聪明药丸———“PillCam” （即为英文的“药丸”和“摄像机”两个词组成）。近年来，这类药丸纷纷亮相：有能完成定点给药的遥控释放药丸；还有能在消化道内采样的药丸；韩国研制的药丸式机器人能在体外遥控下完成药物释放、图像采集和手术治疗等多种任务。不过，这样的全能药丸目前仍处于样机阶段。
研制胶囊式内窥镜的想法最早产生于1981年，是由以色列一名导弹专家根据智能导弹上的遥控摄像装置技术研制而成的。有关专家认为，聪明药丸将有非常广泛的应用前景。
数据云技术（date cloud）
在当今的数字化时代，你会经常将需要的数据拷贝到可重写光盘、闪存设备上，或者在这些存储器之间互相转存，或者通过电子邮件传送。有时你会感觉到，由于操作步骤繁多，实在很麻烦。
正在开发中的数据云技术，将使你能通过互联网迅速链接和同步共享大量数据，你的所有资料和信息财富，无论是占用空间有限的文本文件还是海量收藏的音乐作品，都将能够很方便地存储在网上，或者能从任何地方获得，并能发送到任何地方。
比如，麦拓公司（Maxtor）正在研发一种网络硬盘技术。它是一块专属的存储空间，用户通过上网登录网站的方式，可以方便地上传和下载文件，其独特的分享、分组功能，更突破了传统存储的概念。
与其他同类产品相比，网络硬盘综合了各种优点，是一种功能强大、操作便捷、大容量、异步的存储工具。有了它，你不必再为如何在办公场所、学校、网吧以及家里之间共享个人文件而犯愁。只要你能上网，你就可以用有效账户进行登录，对自己的文件夹和文件进行管理，还可以同用户及所有网民共享相册与视频文件。
与电子邮件不同的是，网络硬盘更侧重于个人文件的存储、共享、发送等各式网络文件管理，这样，就可以突破电子邮件附件对文件大小的限制。
据悉，谷歌公司正在研制的Gdrive项目也属于数据云技术。有关专家指出，无限量的数据存储正在变得越来越现实，也必将改变计算机发展的面貌。
来源：科技日报
Tuesday, April 24, 2007
新型塑料太阳能电池创造了转化效率的世界纪录
Wake Forest大学的科学家的最新研究成果使得人类在寻找能源问题解决方案上迈出了一大步，该校纳米技术和分子材料中心的科学家将塑料太阳能电池的效率提高到了超过6%。
在最新一期的《Applied Physics Letters》上将要发表的文章中，科学家描述了他们是如何实现这一创纪录的效率的。通过使用类似树叶纹路的光吸收塑料，他们制成了纳米细丝。小组在电池中应用了更厚的吸收层，这能捕捉更多的太阳光。
由于价格低廉，而且很轻，所以高效的塑料太阳能电池很受青睐，特别是和传统的硅太阳能电池相比。传统电池又重又大，而且只能将收到的光的12%转化为电能。科学家多年来一直在寻找能卷曲、覆盖的柔性有机太阳能电池。
在2005年前，塑料太阳能电池的最高效率只是3%，而之后Wake Forest纳米中心主任David Carroll宣布他们将这一数字提高到了5%。然后大约一年后，Carroll表示他的小组超越了6%关口。
Carroll说：“在两年时间内，我们使效率翻了一倍多。我期待在接下来的两年内能实现更高的效率，能使塑料装置成为真正的选择之一。”为了达到商业化的要求，太阳能必须有至少8%转化为电能。Wake Forest大学的小组希望在接下来的一年内达到10%效率。
由于可折叠，因此塑料太阳能电池可替代屋顶材料，并结合到墙体中。它们还可以用于汽车，塑料电池质量更轻，因此不需要额外的支持设备。
原文链接：http://www.physorg.com/news96200990.html
刘乐译自：physorg.com网站 2007年4月19日
在最新一期的《Applied Physics Letters》上将要发表的文章中，科学家描述了他们是如何实现这一创纪录的效率的。通过使用类似树叶纹路的光吸收塑料，他们制成了纳米细丝。小组在电池中应用了更厚的吸收层，这能捕捉更多的太阳光。
由于价格低廉，而且很轻，所以高效的塑料太阳能电池很受青睐，特别是和传统的硅太阳能电池相比。传统电池又重又大，而且只能将收到的光的12%转化为电能。科学家多年来一直在寻找能卷曲、覆盖的柔性有机太阳能电池。
在2005年前，塑料太阳能电池的最高效率只是3%，而之后Wake Forest纳米中心主任David Carroll宣布他们将这一数字提高到了5%。然后大约一年后，Carroll表示他的小组超越了6%关口。
Carroll说：“在两年时间内，我们使效率翻了一倍多。我期待在接下来的两年内能实现更高的效率，能使塑料装置成为真正的选择之一。”为了达到商业化的要求，太阳能必须有至少8%转化为电能。Wake Forest大学的小组希望在接下来的一年内达到10%效率。
由于可折叠，因此塑料太阳能电池可替代屋顶材料，并结合到墙体中。它们还可以用于汽车，塑料电池质量更轻，因此不需要额外的支持设备。
原文链接：http://www.physorg.com/news96200990.html
刘乐译自：physorg.com网站 2007年4月19日
Friday, April 20, 2007
新型太阳能电池可全天候工作
太阳能电池通常在中午发电效率最高，因为此时太阳正处于最高点，可以90度的角度直射电池。但是，美国佐治亚技术研究所的研究人员日前研制出的一种新型电池却恰恰相反——电池在全天大部分时候都能以较高效率运行，而每天早晨和下午的工作效率最高。这种利用纳米技术开发出的电池，与以前的太阳能电池相比，尺寸、重量、机械结构的复杂度都较小。
据美国佐治亚技术研究所网站4月11日报道，目前这种电池的实验室原型只有2英寸大小，但每平方厘米电池包含了4万个纳米管“塔”，每座塔高100微米，底座为边长40微米的正方形，每座之间间隔10微米。每座塔包含数百万个垂直排列的碳纳米管。
这种微型纳米管塔类似城市街道网格中的高层建筑，其独特的三维构造使它可以捕捉各个角度的光线，提高发电效率。传统的平板太阳能电池只能反射部分光线，吸收能量较少。而在网站的动画显示中可以看出，光线照射在纳米塔上之后会在相邻的塔上作多次反射，增加光线的吸收率。即使在太阳光没有90度照射时，它也可以保持高效率。美国佐治亚技术研究所光电系统实验室高级工程师Jud Ready说：“当太阳直射时，交互的区域只限于塔顶和下面的‘街道’。但是有角度时，光线有机会在塔的侧面反射。”
同时，这种三维电池提高了“量子效率”——电池把吸收的光子转化为电子的效率。在传统平板太阳能电池中，光电涂层必须足够厚才能捕获到光子，随后电子从涂层材料中释放产生电流。然而，电子移动后会在身后的原子矩阵中留下一个“空洞”。电子从材料中出来的时间越长，越有可能和空洞重组，减少电流。而由于三维电池比传统电池吸收了更多光子，其涂层相应较薄，电子可以更快出去，减少了重组几率。
据介绍，纳米塔最底层是硅晶片，在其之上研究人员用照相平版技术涂抹了一层薄薄的铁，放入熔炉加热至780摄氏度。碳氢化合物气体通入熔炉后会分离成碳和氢。经过化学蒸气沉积过程，碳元素在晶片铁涂层上沉积，生长成多层的碳纳米管塔。之后，研究人员再在碳纳米管塔上覆盖一层碲化镉和硫化镉——它们负责发电。最终，再涂抹氧化铟锡——一种导电材料——作为电极。因此，纳米管在电池中既作为三维结构的支持架，又作为连接光电材料和硅晶片的导体，负责把电子传导至电极。
在应用方面，Ready首先把目光放在了航天飞机和卫星的电能提供上，因为这种电池不需要使用专门机械工具移动方位，使其保持面对太阳，减少了重量和复杂性。“机械工具容易损坏，在太空中，是极其难以修理的。”Ready说。
据美国麻省理工学院《技术评论》（Technology Review）杂志4月17日在线报道，当太阳90度角照射时，这种三维电池模型只有3.5%的发电率。但是，当光线从其他角度照射时，发电率都更高，特别是45度时，发电率最高，达到7%。也就是说，电池在全天大部分时候都能以较高效率运行，每天有两次机会达到极值——早一次，晚一次。
但是，这个效率对于商业化使用而言还是太低了。Ready表示，在未来两年中，他将提高模型的尺寸，进行一系列测试以保证电池可以在火箭发射和太空的恶劣环境中工作。Ready还想研究出最理想的塔高和塔距，以及它们之间的位置和光线照射的角度。他也将尝试用其他半导体材料取代碲化镉，因为后者被认为具有毒性，不适合广泛的商业使用。选择针对不同应用的最佳光电材料也是研究目标之一。如果一切顺利，Ready估计，5到10年之内，这项技术的某些版本就有可能实现商业应用了。
“我们的目的是要获得每粒电池可用的光子。”Ready表示，由于可以捕获更多光线，电池尺寸可以减小，在卫星或者航天飞机上，这种新型电池将减轻重量、占用更少空间。增加了发电效率之后，可以改变现有太阳能电池的使用方式，用于更广泛的领域。
来源：科学时报 发布时间：2007年4月20日
据美国佐治亚技术研究所网站4月11日报道，目前这种电池的实验室原型只有2英寸大小，但每平方厘米电池包含了4万个纳米管“塔”，每座塔高100微米，底座为边长40微米的正方形，每座之间间隔10微米。每座塔包含数百万个垂直排列的碳纳米管。
这种微型纳米管塔类似城市街道网格中的高层建筑，其独特的三维构造使它可以捕捉各个角度的光线，提高发电效率。传统的平板太阳能电池只能反射部分光线，吸收能量较少。而在网站的动画显示中可以看出，光线照射在纳米塔上之后会在相邻的塔上作多次反射，增加光线的吸收率。即使在太阳光没有90度照射时，它也可以保持高效率。美国佐治亚技术研究所光电系统实验室高级工程师Jud Ready说：“当太阳直射时，交互的区域只限于塔顶和下面的‘街道’。但是有角度时，光线有机会在塔的侧面反射。”
同时，这种三维电池提高了“量子效率”——电池把吸收的光子转化为电子的效率。在传统平板太阳能电池中，光电涂层必须足够厚才能捕获到光子，随后电子从涂层材料中释放产生电流。然而，电子移动后会在身后的原子矩阵中留下一个“空洞”。电子从材料中出来的时间越长，越有可能和空洞重组，减少电流。而由于三维电池比传统电池吸收了更多光子，其涂层相应较薄，电子可以更快出去，减少了重组几率。
据介绍，纳米塔最底层是硅晶片，在其之上研究人员用照相平版技术涂抹了一层薄薄的铁，放入熔炉加热至780摄氏度。碳氢化合物气体通入熔炉后会分离成碳和氢。经过化学蒸气沉积过程，碳元素在晶片铁涂层上沉积，生长成多层的碳纳米管塔。之后，研究人员再在碳纳米管塔上覆盖一层碲化镉和硫化镉——它们负责发电。最终，再涂抹氧化铟锡——一种导电材料——作为电极。因此，纳米管在电池中既作为三维结构的支持架，又作为连接光电材料和硅晶片的导体，负责把电子传导至电极。
在应用方面，Ready首先把目光放在了航天飞机和卫星的电能提供上，因为这种电池不需要使用专门机械工具移动方位，使其保持面对太阳，减少了重量和复杂性。“机械工具容易损坏，在太空中，是极其难以修理的。”Ready说。
据美国麻省理工学院《技术评论》（Technology Review）杂志4月17日在线报道，当太阳90度角照射时，这种三维电池模型只有3.5%的发电率。但是，当光线从其他角度照射时，发电率都更高，特别是45度时，发电率最高，达到7%。也就是说，电池在全天大部分时候都能以较高效率运行，每天有两次机会达到极值——早一次，晚一次。
但是，这个效率对于商业化使用而言还是太低了。Ready表示，在未来两年中，他将提高模型的尺寸，进行一系列测试以保证电池可以在火箭发射和太空的恶劣环境中工作。Ready还想研究出最理想的塔高和塔距，以及它们之间的位置和光线照射的角度。他也将尝试用其他半导体材料取代碲化镉，因为后者被认为具有毒性，不适合广泛的商业使用。选择针对不同应用的最佳光电材料也是研究目标之一。如果一切顺利，Ready估计，5到10年之内，这项技术的某些版本就有可能实现商业应用了。
“我们的目的是要获得每粒电池可用的光子。”Ready表示，由于可以捕获更多光线，电池尺寸可以减小，在卫星或者航天飞机上，这种新型电池将减轻重量、占用更少空间。增加了发电效率之后，可以改变现有太阳能电池的使用方式，用于更广泛的领域。
来源：科学时报 发布时间：2007年4月20日
Wednesday, April 04, 2007
新型合成染料技术使太阳能电池更有效率
由Massey大学纳米科学研究中心的科学家发明的太阳能电池技术能让新西兰人获取更加廉价的太阳能，价格约为目前硅质光电太阳能电池的1/10。
中心的Wayne Campbell博士以及其它科学家发明了一系列用于染料太阳能电池的新型染料。这些合成染料由简单的有机化合物制成，这和大自然中存在的物质非常类似。例如绿色染料就是Campbell从植物用于光合作用的叶绿素中获取的。其它色素还包括基于血红素的种类。
Campell表示，不像目前市场上的硅太阳能电池，这种10*10cm大小的绿色电池能在低光条件下产生足够一个小型风扇运转的电力——这在多云条件下非常理想。这些色素同样还可以结合到窗户内来捕捉阳光发电。他说绿色太阳能电池相比硅电池更加环保，因为前者由二氧化钛制成——这是可循环，无毒而且在新西兰储量非常丰富的物质。
Campbell说：“纯硅的提取非常昂贵且耗能，而且硅电池需要阳光直射，但我们的电池在低光条件下也适用。预计这一电池的成本是硅电池的1/10，这对于家庭用户非常合适。”
中心主任Ashton Partridge教授表示，他们现在拥有最有效的色素，中心计划在将产品市场化之前进一步提高电池的性能。他说：“下一步可以将色素结合到屋顶和墙体材料中，目前已经有数家公司对此表示出兴趣。”科学家的最终目标在于利用纳米技术将尽可能多的太阳光转化为电能。
原文链接：http://www.physorg.com/news94916884.html
刘乐译自：physorg.com网站 2007年4月4日
中心的Wayne Campbell博士以及其它科学家发明了一系列用于染料太阳能电池的新型染料。这些合成染料由简单的有机化合物制成，这和大自然中存在的物质非常类似。例如绿色染料就是Campbell从植物用于光合作用的叶绿素中获取的。其它色素还包括基于血红素的种类。
Campell表示，不像目前市场上的硅太阳能电池，这种10*10cm大小的绿色电池能在低光条件下产生足够一个小型风扇运转的电力——这在多云条件下非常理想。这些色素同样还可以结合到窗户内来捕捉阳光发电。他说绿色太阳能电池相比硅电池更加环保，因为前者由二氧化钛制成——这是可循环，无毒而且在新西兰储量非常丰富的物质。
Campbell说：“纯硅的提取非常昂贵且耗能，而且硅电池需要阳光直射，但我们的电池在低光条件下也适用。预计这一电池的成本是硅电池的1/10，这对于家庭用户非常合适。”
中心主任Ashton Partridge教授表示，他们现在拥有最有效的色素，中心计划在将产品市场化之前进一步提高电池的性能。他说：“下一步可以将色素结合到屋顶和墙体材料中，目前已经有数家公司对此表示出兴趣。”科学家的最终目标在于利用纳米技术将尽可能多的太阳光转化为电能。
原文链接：http://www.physorg.com/news94916884.html
刘乐译自：physorg.com网站 2007年4月4日
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