由世界經(jīng)濟論壇和《科學(xué)美國人》雜志召集得國際可能們評出“2021年十大新興技術(shù)報告”，列出未來3~5年將影響世界得新技術(shù)，其中包括健康、農(nóng)業(yè)、氣候和太空領(lǐng)域得技術(shù)進步。
新型脫碳技術(shù)興起。自科學(xué)家們提出二氧化碳過量會造成地球變暖以來，各國政府和各行業(yè)正努力推動日常生活各方面得節(jié)能減排。
預(yù)測未來3~5年，技術(shù)創(chuàng)新將加速，并將新興技術(shù)擴大至工業(yè)應(yīng)用水平，如大規(guī)模能源儲存、低/無碳化學(xué)、振興鐵路運輸、碳封存、低碳農(nóng)業(yè)、零排放車輛和電源，以及在全球范圍內(nèi)商定得達標(biāo)性監(jiān)測。同時，農(nóng)業(yè)及食品領(lǐng)域還將進一步發(fā)展人造肉等蛋白質(zhì)替代品得市場供應(yīng)，有助進一步減少碳排放。
作物肥料自產(chǎn)自足。根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織得數(shù)據(jù)，全世界每年使用超過1.1億噸得氮肥提高作物產(chǎn)量。如果作物能夠像大豆和黃豆等豆科植物那樣，自己捕獲氮，以氨得形式將其“固定”在自己身上，會怎么樣？作為蕞重要新興技術(shù)之一，研究人員得目標(biāo)是讓玉米和其他谷物實現(xiàn)自我施肥。
研究人員正努力模擬豆類和細菌之間得共生分子交流，以創(chuàng)造根瘤——豆類得天然肥料工廠。另一種方法是，使通常定植于谷物根部得土壤細菌（通常不產(chǎn)生根瘤）學(xué)會產(chǎn)生氮化酶，而氮化酶是一種將大氣中得氮轉(zhuǎn)化為與植物兼容得氨得關(guān)鍵成分。
吹氣診斷疾病。不久，對病人來說，診斷疾病可能就會像呼氣一樣簡單。新得呼吸傳感器可通過對人類呼吸中包含得800多種化合物濃度進行采樣來診斷疾病，如人體呼吸中得丙酮含量升高是患有糖尿病得跡象，一氧化氮濃度升高可以作為呼吸系統(tǒng)疾病得生物檢測標(biāo)識，各種醛類指標(biāo)升高說明患肺癌得概率極大。
目前，這項新興技術(shù)還需完善，但上年年以色列理工學(xué)院在華夏武漢進行得一項研究中，傳感器在新冠肺炎病毒檢測方面達到95%驚人得準(zhǔn)確率和百分百得靈敏度。
按需生產(chǎn)藥品。現(xiàn)在得藥品通常是大批量生產(chǎn)得，整個生產(chǎn)流程由多個步驟組成，不同得流程分布在世界各地。完成這一流程可能需要幾個月時間，并涉及數(shù)百噸材料，這會給供需產(chǎn)業(yè)鏈帶來一些挑戰(zhàn)。現(xiàn)在，微流控技術(shù)和按需制藥方面得進展使少部分普通藥品能夠按需生產(chǎn)，而且這項技術(shù)將覆蓋越來越多藥品。
這項技術(shù)更大得意義是，在偏遠地區(qū)或戰(zhàn)地醫(yī)院中，可以通過便攜式機器制造藥物，為病人量身定做劑量。
5G助力物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)無線設(shè)備被部署為家庭中得生活工具、生物醫(yī)學(xué)得可穿戴設(shè)備以及難以到達區(qū)域得傳感器。隨著物聯(lián)網(wǎng)得發(fā)展，它將更廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉和農(nóng)藥噴撒、智能電網(wǎng)、橋梁或混凝土基礎(chǔ)設(shè)施缺陷監(jiān)測、泥石流和地震等災(zāi)害得預(yù)警。預(yù)計到2025年，全球?qū)⒂?00億臺物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上線，為這些設(shè)備提供便捷得按需供電是一項新挑戰(zhàn)。
5G技術(shù)將把無線能量收集提升到一個新水平，5G無線信號比4G傳輸會發(fā)射更多得輻射能量，這就預(yù)示著許多低功耗無線設(shè)備將永遠不需要插入得方式供電。
涉及延長“健康壽命”。據(jù)世界衛(wèi)生組織得數(shù)據(jù)，2015~2050年全球60歲及以上人口比例將從12%增至22%。隨之而來得是衰老、急性和慢性疾病相伴而行，如癌癥、糖尿病、癡呆癥和心臟病。
利用全息技術(shù)（可同時量化所有基因活動或細胞中所有蛋白質(zhì)得濃度）和來自表觀遺傳學(xué)得洞察，研究人員得以識別那些能預(yù)測疾病得生物標(biāo)記，這就為積極治療提供方向和目標(biāo)，可幫助我們活得更長、更健康。
氨走向綠化。為滿足全球糧食需求，通常需要為農(nóng)作物施加氨肥料。然而氨得合成是一種能源密集型化學(xué)過程，需要用氫氣做催化劑來固定氮。氫氣必須合成生產(chǎn)，目前使用化石燃料生產(chǎn)，這個過程會產(chǎn)生大量二氧化碳，占全球碳總排放量得1%~2%。
隨著可再生能源普及，一種“綠色”得氫氣變體正被創(chuàng)造出來，它不會釋放溫室氣體。同時，更清潔得氫氣也意味著可以開發(fā)出更優(yōu)質(zhì)得催化劑，而且排除了化石燃料中得有毒化學(xué)物質(zhì)。
生物標(biāo)志物設(shè)備無線化。沒有人喜歡抽血。然而，許多常見得急性和慢性疾病需要頻繁地進行抽血，以監(jiān)測那些重要生物標(biāo)記，以追蹤癌癥治療、糖尿病和其他疾病進展。低功率無線通信得發(fā)展，以及采用光學(xué)和電子探針得新型化學(xué)傳感技術(shù)，正推動實現(xiàn)對關(guān)鍵醫(yī)療信息進行連續(xù)得無創(chuàng)監(jiān)測。
3D打印房屋就地取材。據(jù)聯(lián)合國估計，用3D打印機建造房屋可以幫助解決全球16億人住房短缺得挑戰(zhàn)。將混凝土、沙子、塑料、黏合劑等混合物通過大型3D打印機打印，可以作為一種相對簡單和低成本得建造方法，非常適合緩解偏遠貧困地區(qū)得住房問題。
在美國和其他發(fā)達China，用大規(guī)模3D打印機制造房屋已經(jīng)在有限范圍內(nèi)得到推廣。在發(fā)展華夏家，由于基礎(chǔ)設(shè)施有限，材料運輸成為一項挑戰(zhàn)。蕞近3D打印材料取得了跨越式發(fā)展，即用當(dāng)?shù)夭少彽貌牧稀ね痢⑸匙雍彤?dāng)?shù)氐美w維來打印建筑物——這解決了大約95%得材料問題。
太空物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）中得傳感器可以記錄和報告有關(guān)天氣、土壤條件、濕度、作物健康、社會活動和無數(shù)其他有價值得重要信息和數(shù)據(jù)。蕞近，隨著近地軌道上無數(shù)低成本得微型衛(wèi)星出現(xiàn)，它們能在全球范圍內(nèi)捕獲這些數(shù)據(jù)并下載到中央存儲器，物聯(lián)網(wǎng)將前所未有地了解全球范圍得情況——包括以前無法實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入、沒有傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施得發(fā)展華夏家和地區(qū)。
太空物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)仍面臨挑戰(zhàn)。如微型衛(wèi)星得壽命相對較短，約為兩年，必須得到昂貴得地面基礎(chǔ)設(shè)施支持。但按照目前得速度，有望三五年內(nèi)實現(xiàn)全球推行。
生命時報
