2007最令人怦然心动的十大新兴技术，对等网络居首

    6.超材料让隐身成为现实

    超材料将引发通信、数据存储和太阳能等方面的革命。

    我就站在你面前，你却看不见我。这样的隐身衣不再是科幻故事的专利，科学家利用超材料已经将这种隐身衣变成了现实。

    美国杜克大学的大卫?史密斯科研小组于2006年11月展示了这种隐身衣的雏形。他们利用包裹在玻璃纤维内的金属和线缆，设计并制成了“超材料”中的同心环部件，让微波辐射沿最内圈弯曲，就像水绕开石块儿流动那样。与通常的材料相比，这种新型圆环吸收或反射的微波量更少。科研小组表示，“我们的材料已经能减少了物体产生的反光和影子，彻底消灭反光和影子正是隐身衣必须具备的重要特征。”

    超材料科学专门研究具有不同于自然原子光学特性的人工原子。全球从事超材料研究的权威专家认为，利用超材料实现隐形，这是光学材料领域的一个全新概念。超材料的薄层能够让光线绕过物体，从而使物体隐形。它就像一扇大门，可以将人们引入一个看似虚幻无比，却又真实存在的神奇世界。

    史密斯小组表示，制备这种超材料并不容易，需要使材料组份小于10—20纳米。目前可以预计的超材料用途包括：利用超材料可以在很大程度上自由地设计用于隐形的材料；开发能使光线传输更集中的材料等。实际上，很多研究小组正在开发这种材料，一旦开发成功，超材料制成的CD或DVD所存储的信息量将倍增，同时在光纤通信领域超材料能起到加速信息传输和降低能耗的作用。另一方面，在能源收集方面，超材料制成的太阳能板可以吸收来自各个方向的光束，不必局限于直射的太阳光，这将大幅度地提高太阳能的利用效率。

    7.数字压缩成像让拍照效果更好

    数字压缩成像技术能够让照相机和医疗扫描仪更有效地抓取高质量的图像。

    目前的数字式照相机就像一台微型摄像机，400万像素的照相机在工作状态时，每个成像传感器都要工作，但是实际上后来上传到计算机时，却丢失很多信息，而且整个拍照过程耗能很大。对此，美国莱斯大学电气和计算机工程系的巴拉尼克与凯利教授给人们带来有关数字成像的新思路，他们相信从软件和硬件方面，可以将照相机做得更小、拍照速度更快，而且图像效果更好。

    两位教授表示，他们开发出一种新型照相机，这种照相机利用单个图像传感器收集光学信息，并利用新的软件算法重新构建高清晰度的图像。照相机的核心采用压缩感应新技术，收集只相当于目前照相机感应的一小部分的光学数据。但是，相关软件却可以将这一小部分视频数据放大，并利用计算机将其重新还原成高清晰度的图像。

     2004年，研究人员首次提出了压缩成像这一概念。专家认为，未来两年内这一技术及其产品将有实际应用。在医学核磁共振系统中，它拍照的速度将是目前的10倍。未来5年—10年内，新技术能装载到微型手机等电子消费品上。

    8.个性化监控仪成为病人与医生的好帮手

    让计算机帮助解读医疗检测数据，医疗诊断和预警正朝个性化方向发展。

    医疗行业是对专家的依赖程度最高的行业，需要专家分析大量的检测数据，从而诊断出患者的病情。美国麻省理工学院电气工程和计算机系的教授戈特奇设想：能否让计算机承担一部分数据分析工作？在某种程度上说，计算机能够帮助医生更高效地解读各类医疗检测数据，甚至还能提供更为准确、更个性化的检测分析结果。

    戈特奇的科研小组为此进行了有关计算机解读人体内电信号数据的工作，并开发设计出了个性化的癫痫症探测器。目前，许多病人采用一种能刺激其迷走神经的植入性仪器来控制癫痫症状，但这种仪器没有任何灵活性，不管病人是否愿意，仪器每隔几分钟都会工作。为了克服这一缺陷，戈特奇设计一种非侵入性、由软件控制的传感器来测量病人脑电波，使仪器在特定情况下开始工作。这些传感器无须植入病人体内，除了待命工作外，甚至就可以帮助病人在癫痫症出现之前，提醒他们到安全地点休息等，在现实生活中，这种提前预警功能可以拯救很多患者的生命。

    除了开发癫痫诊断探测仪外，戈特奇小组现在还针对心脏病进行类似的研发。他们与心脏病学专家合作，在研究大量的有关心脏病数据的基础上，建立了有关心脏病监测和预警的模型，进而开发相关软件和仪器。   

    上述两种诊断仪器的研发代表医学发展的一种新潮流。美国西奈山医院医疗信息学中心负责人凯瑞教授说，戈特奇小组的工作很有应用前景，是向精确化、自动化医疗数据诊断方面迈出的重要一步。

    9.光天线让激光与DVD容量突破极限

    高聚光性的纳米光天线，突破激光应用的极限，可在一张DVD盘中容纳数百部电影片。

    在过去数年中，科研人员一直尝试制造一种容量可与计算机芯片相当、像素能与光学显微镜相媲美的高性能DVD，但总因碰到衍射极限这样的难题而失败。如今，哈佛大学的科研小组开发出一种简单的新工艺———他们研制的“光天线”，可使激光等高集聚性光突破这一技术瓶颈，得到更广泛的商业应用。

    物理学上的衍射极限，是指镜头很难将直射光束聚焦成一个直径小于该光束波长一半的亮点上。由于这一技术瓶颈，激光应用受到限制。由电气工程师科吉尔和克帕森领导的小组，采用金元素制成了纳米级的“光天线”，通过将“光天线”应用激光上，他们将红外线聚焦在直径仅40纳米宽的亮点上，这一直径仅是红外线波长的二十分之一，进而突破了衍射极限的限制。

    科研小组认为，利用这样的光天线，在未来激光读取储存的能力将使DVD光盘能够存储3600千兆字节的数据，其容量相当于750盘现今容量为4700兆的DVD盘。目前，小组已经展示了各种激光器模型，并就此发明开始与一些存储公司进行协商。

    除了能够提高激光读取储存能力之外，光天线还能用于图片的平板印刷，特别是用于硅芯片制造方面，有望突破目前激光在芯片上进行刻蚀的极限。不过，研究人员表示，在此应用之前，还需要制造出只有50纳米长的天线。一旦商业化试验成功，光天线将引发从超高密光存储到超高清晰度光学显微镜等方面的技术革命。

    10.单细胞分析可明察疾病原因

    探测到单个细胞瞬间的变化，不仅有助于了解生命的过程，而且可以改善医学测试和治疗手段。

    为了更好地了解和治疗诸如癌症、糖尿病等人类疑难病症，科学家总是希望在上百万个细胞中，了解典型的、致病的细胞的行为和状态，特别是单个细胞的差异。

    单细胞分析是分析化学、生物学和医学之间渗透发展形成的跨学科前沿领域。在过去几十年中，已有一些方法帮助科学家了解单个细胞的行为差异，但它们仍有很大的局限性。利用这些方法，科研人员只能研究目前已知的细胞，但难以研究大多数目前未知的细胞。美国华盛顿州立大学的诺尔曼?道奇科研小组的单细胞分析成果，则成为探索单细胞活动的有力帮手，他们以超灵敏的技术分离了单细胞，并能揭示其中未知的分子活动情况。

    目前，道奇小组利用单细胞分析技术从事食道癌和肺癌方面的研究，他们在识别由单个癌症细胞主导的蛋白质变异方面取得了成功。小组还在研究，癌症扩散是否是由细胞中蛋白质不断分化所造成。这一问题一旦得到证实，细胞间活动的差异就能显示疾病是否在传播。这样的技术可以使医生尽早地了解癌症发病情况，以及尽早采取措施。

    密西根大学的肯尼迪教授曾通过分析单细胞的胰岛素，揭示出了多种糖尿病的病因。他对此评论说，道奇小组的新技术可以揭示细胞活动的差异。这样的新技术实现大规模的商业化还需要10年到20年的时间，不过一旦成熟的话，将能很好地造福人类。 
 

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