未来世界的100种变化-第6部分
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妥爸谩Ｔ偕茉炊�5兆瓦风力发电机就是一个典型例子，其发电容量高达5兆瓦或7000马力。一个拥有200套这样装置的风力发电站，其发电总量相当于一个大型的常规发电站。
关键技术
再生能源动力5 兆瓦发电机的转子面积达12 000平方米，几乎相当于两个足球场的面积；长达125米的扇片跨度，几乎是一个大型客机的两倍；仅用于固定转子和毂的塔头就重达120吨，装有发电机支座，驱动装置以及发电机的吊舱重达240吨，这两项的总重量相当于一辆德国ICE 3型高速列车的两倍；毂处于海面上120米处。整个装置的高度相当于德国斯图加特城市的电视塔。这么一台装置的发电容量可以满足约6000户家庭的需求，全负荷运转状态下可使100万支节能灯同时大放光芒。在风力很强的秋季和冬季，船舶和直升机有时会无法靠近风力发电装置以进行维护和修理，所以海洋风力发电站必须特别坚固可靠，以尽可能达到零维修。为此，很多核心部件在每台装置里都备有两套，诸如遥感器、控制单元和其他关键组件；监视系统可全自动观测整个装置的运行状态，通过探测温度、噪声和振动，来早期预测磨损和故障，以便及时出动相关的维修船舶或直升机，通过使用起吊机直接在装置上实现针对性的维修。此外，腐蚀保护措施也非常严格，像发电机这类敏感部件实现全密封包装，以防此大气影响。
重要意义
因为地下化石燃料储藏量有限，再生能源体系得到越来越多的重视。发电能力很强的海洋风力发电站为大规模发电提供了新的可能性。
前景预测
2004年，德国在北海和东海区域启动建造了第一套海洋风力发电站工程，德国联邦政府计划2006年实现600兆瓦的海洋风力发电容量，到2030年，德国海洋风力发电容量预计达到25 000兆瓦。
生物量——纯动植物组成的有机物质
20世纪70年代的石油危机终于使人们觉醒了：化石燃料的储藏量并不是无止境的！而要预测原材料经济的未来，首先必须回顾一下其历史。尽管各类纯植物“化学剂”早在原始时代就已形成，但它却因为独霸市场的矿物油原料更为有利可图而几乎完全被排斥在市场之外。在矿物原材料资源的储量似乎永无止境且可价廉获取的时代里，人们不会把生物量从“睡美人”状态唤醒。在石油危机随时会出现的今天，我们不得不重新开始重视到生物量的潜力。
态学知识告诉我们，要达
到“21世纪战略”所要求的环境均衡和可持续发展，则以生物量为基础的原材料的优越性会更为突出，而以化石燃料为基础的原材料的缺陷则会更为明显，因为生物量为基础的原材料具有二氧化碳中性的碳平衡，对环境和气候均有良性作用，而且降低工业发达国家对石油进口的依赖性，增加了一种原材料和能源自给自足的途径。然而，由于通过发酵和汽化过程来产生电能和热能的成本，或生产生物量燃料和以生物量为基础的能源的成本至今还非常高，所以，目前生物量对原材料和能源的贡献几乎微不足道。
关键技术
生产以生物量为基础的工业产品，既可以直接通过物理或化学手段来加工处理生物量，也可以碳水化合物为间接原材料，采用微生物和酶催化等生物技术手段来实现。以现有技术以及尚需开发的新技术为基础，可以总结出一条生态与经济方面都高效的联网加工链。只有当生物量加工成本进一步降低、加工质量进一步提高时，再生原材料（生物量）才有机会夺取石油产品的部分市场。未来生物量能源加工工厂的设计要像今天的炼油厂一样达到高度的经济价值，从而高效地生产出几乎一切生活领域里所需的商品。
重要意义
生物量能源可以满足我们很大一部分的能源需求，再生原材料将会为中、长期内解决经济、环境和社会相关问题做出贡献。生物量能源和生物量原材料的利用将加速经济循环体系的扩展，使其走向一种可持续发展的经济模式，从而真正实现社会的可持续发展。这是非常重要的！
前景预测
要从生物量原料中提取基本化学剂，包括液体燃料和发动机燃料，并能够源源不断地提取出价廉物美的特种化学剂还需要科技界投入大量的人力、物力和财力。令人欣慰的是，对于未来的展望非常振奋人心。据美国专家预测，到2020年，目前以化石为基础的有机基本能源中将有四分之一，石油和发动机燃料中将有10％（以1995年为基数）会以再生能源原料（生物量）为基础，并采用生物提炼技术来提取。生物量这一“睡美人”在不远的将来就会醒来了！
第六部分：能源和环境技术五颜六色的环保漆
过去，汽车上漆的全部流程中伴随着油漆废料、溶剂散发等污染以及高度的能源消耗，环保者对此虎视眈眈。自20世纪90年代初，特别是有害物质最高允许值新规定实施以后，发生了一场深刻的变革。如今，上漆流程已完全自动化，速度更快、效率更高、环保效益得到改善。在先进的汽车生产线上，通过采用“集成上漆体系”，油漆消耗量降低了20％；通过采用无铅浸入上漆工艺，污水负担大大降低；通过引进一套崭新的上漆流程，溶剂散发和能源消耗亦大大降低了。
关键技术
汽车上漆流程从预处理开始，车身首先要穿过一个喷射－浸入装置，以除去油脂和磷酸酯，这一预处理过程已被优化，达到了无镍、无氮化物、无铬的要求；接着采用阴极浸入法上底漆，达到防锈的目的，通常采用无铅漆，以便尽可能降低对环境的污染。第二层漆由两种水基漆组成：一种是为了抗石击，另一种是为了定色，尽管两种水基漆不是同时上，但因其具有双重功能，人们通常称它为“集成漆”。此外，现代水基漆不含溶剂，对环境影响较小。第三层漆也是最外层漆，它是一种光亮漆，称为“粉末液”，是一种溶化在水中的微细粉末漆，也几乎不含溶剂，采用静电法上漆。
重要意义
上述新颖的汽车上漆体系的核心优越性是连续上所有的三层漆，也就是说，上完第一层漆后无需干燥流程即可上第二层漆，直至上完第三层漆，中间完全省略了耗能的干燥流程。底层使用的无铅防腐蚀保护漆和第二层使用的水基漆大大降低了有害垃圾、有毒气体以及漆污泥中的危险重金属铅的含量，过去常用的金属漆含有73％的溶剂，而如今的水基漆中含70％水，只含10％溶剂。此外，最外层漆具有抗摩擦、抗石击特性，最终给每个客户带来实惠。
太阳能制冷
“热浪滚滚、火炉告急，意大利面临严重的供电、供水危机！”2003年夏季，这类报纸新闻把意大利的供电紧张原因归结为空调设备的使用。在意大利及其他气候变暖且富裕的国家里，越来越多的大汗淋淋的居民们开始安装空调。空调装置不仅直接导致季节性供电紧张，同时也间接导致空气中二氧化碳废气含量上升，尽管所采用的新型冷却物质（FCKW替代物）不会破坏臭氧层，但它仍然对气候有不良影响。
阳当头照时也是对室内空调需求最高之时，同时也是太阳能
利用具有最大潜力之时。利用太阳能制冷已不是什么新概念，然而，要进一步提高效率则有待于新技术的开发。
用水储热、储冷
现代建筑设计为节约室内制冷能源消耗提供了各种可能性，诸如通风控制、建筑结构以及绝热的改善都是能源节约的良好措施。此外，还有被动冷却技术，比如地热交换器或水蒸气冷却法。特别值得指出的是，再生能源的有效利用将大有前景，比如太阳热收集器驱动冷却的方法尤其大有前途，是属于一种未来的冷却法。在低压下，无害固体吸附剂颗粒，如沸石或硅胶具有吸附水蒸气的功能，能导致水持续蒸发，从而产生冷却效应，再通过热交换器即可冷却室内空气。太阳能收集器的热量用来实现吸附剂的再生（也就是说，使吸附剂脱水）。
以吸附材料的作用为基础的开放式冷却法还可以降低空气湿度，这一点在热带地区尤其重要，因为高湿度热空气更加使人感觉难受。太阳能收集器所提供的低温热能可成为这类系统的驱动源。
重要意义
可用优化后的新型吸附热交换器来建造坚固的小型冷却机，采用市场上普通的太阳能收集器作为驱动源，便可实现室内的高效率制冷。
前景预测
如今，人们已经掌握了用太阳热作为驱动源来实现室内空调或制冷应用的相关技术。这种装置可采用市场上的通用零部件组装而成。然而，要全面推广这类太阳能驱动制冷装置还必须要开发新颖的系统技术和控制工程，以保证所有部件能最优化地和谐运作。
第七部分：生命科学和健康改进的药物治疗（图）
关于永远年轻的梦想 人对药物的反应是因人而异的，药物有时候不会让人感到任何不适而有时候会产生副作用。但是如果事先不知道哪种药品对病人是适用的，那么医生除了尝试之外别无选择。到目前为止，医生只能通过粗略的标准，如重量、肝肾功能来决定药物剂量。药物遗传学家试图解决这个弊端，他们想建立一个数据库，这个数据库包含大约150种物质通过离体和活体实验研究获得的基因表达数据。
关键技术
生物芯片是这项技术的基础，它使得迅速精确的基因分析成为可能。生物芯片的原理是“锁…匙原则”，该原则认为只有特殊的分子才能作为与之结合的生物大分子的敏感部件。这样，复杂的互相作用的基因便可以获得表征。为了分析药物或化学药物中的成分，研究人员必须确定不同的步骤，看这些成分是怎样和细胞相互作用的，因为每个细胞都含有整个生物体的DNA信息。目前，科学家们正在研究常用处方药的不同成分。为了测量基因表达（基因对不同物质的反应），首先要在肝脏、心脏、肺和肾脏细胞中进行离体和在体实验，结果表明这些器官是可能受到副作用的损害的。测量的数据包括加入药物6、12、48、72小时后的数据。剂量分为3个档次：最低剂量，相当于在用于治疗人时的药物浓度；最高剂量是通过毒理动力学研究导出的，并在动物实验中会引起动物器官损坏的剂量。另外，数据库还包含从已知有毒化合物实验获得的基因表达特性。这样就有可能将实验数据和检验物质进行比较。
重要意义
借助这种新的研究技术，可以获得高度复杂的多达百万的基因表达数据。这样高的数据密度只能通过新开发的算法来进行处理。分析数据后可以找到药物的作用与失调基因的模式分析之间的联系，这样通过数据库就有可能对药物的安全性进行可靠的预测。不同的生物、化学物理信息以及生物系统（植物、动物和人） 借助于数据库互相联系起来，并且可以得到关于不同物质间相互作用的知识。
前景预测
该项研究的目标是弄清楚常见的药物和化学药剂中的成分是怎样和人作用的。这样就可以避免药物副作用，甚至可以测试个体对药物的兼容性。在开发新药时，一方面人们可以及早排除可能有问题的物质，另一方面也不能停止对仅在少数情况下表现出危险作用的物质的研究。数据库是一个能加速药物的市场引入同时提高其安全性的有力工具。
利用生物芯片进行细胞操纵
生物学家和医生在开发药物或诊断方法和研究细胞生物技术的问题时，需要对细胞进行操纵和表征。目前细胞的操纵方法是以使用微毛细管为基础的。它有两个严重的缺点：第一，微毛细管的接触会对细胞产生很强的压力，有时会导致细胞死亡。第二，这种接触必须由有经验的人来操作，因此自动化的难度很大。“芯片实验室 ” （lab…on…chip） 提供了一种很有前途的自动化、非接触操纵细胞的方案。
关键技术
高频电磁场会导致生物体的细胞发生极化。根据细胞的可极化性，科学家研制了一个向场强增加方向的力——正介电电泳，或者向场强减小方向的力——负介电电泳。负介电电泳允许非接触的细胞操作。借助微结构化的电极布局可以产生足够大的梯度，从而使得细胞或亚微米级的病毒微粒以微流体的形式转移或保持在某个位置。
阻止关节的分离
风湿性疾病日渐流行，影
![[未来]异能世界封面](http://www.nstxt.com/cover/1/1249.jpg)