科技前沿6則

信息科學

三星研制意念控制電腦

日前，三星新興科技實驗室最新研制了一款腦力控制的平板電腦，用戶可以通過意念打開應用程序，發(fā)送信息，從播放列表中選擇歌曲。

三星公司研究人員與美國德克薩斯州大學電子工程學副教授羅茲貝赫·賈法里建立合作，開發(fā)一種通過腦電圖翻譯用戶腦波的裝置，當前該技術仍處于初期階段，每間隔5秒可進行一次腦波控制，準確率達到80-95%。該裝置由一個覆蓋腦電波監(jiān)控電極的塑料帽和一部平板電腦構成，腦波-計算機交互系統(tǒng)能夠幫助人們更便捷地完成工作任務。使用腦波探測信號來控制這個系統(tǒng)，當用戶重復性接收視覺形態(tài)，研究人員可以監(jiān)控獨特的大腦活躍類型。

三星公司正在積極研制腦力控制的移動設備，其目標致力于讓所有人都能便捷使用，實現(xiàn)腦力控制計算機。

編輯圈點

意念控制電腦，聽起來仿佛天方夜譚的妄想變成了現(xiàn)實！人們在通過語音、觸摸、手勢和眼球移動來控制使用移動設備之外，可以隨心所欲了。

能源科學

新型向日葵形太陽能集中器（圖1）

科學家從向日葵身上獲取靈感，研制出向日葵形太陽能集中器。這種新型太陽能集中器利用數(shù)個反射鏡將陽光聚焦到轉換器芯片上。專家們表示這種太陽能集中器可用于為偏遠地區(qū)提供電力。這種集中器將讓太陽能領域發(fā)生革命性變化。

該集中器用于經(jīng)濟型高聚光太陽能光伏發(fā)電及光熱系統(tǒng)（HCPVT系統(tǒng)），這一系統(tǒng)的原型采用一個巨大的拋物柱面反射器（由數(shù)個小鏡構成），可以在任何缺少可持續(xù)能源、可飲用水和冷空氣的地區(qū)建造，成本只有類似系統(tǒng)的三分之一。

HCPVT系統(tǒng)的整個接收器共有數(shù)百個光電芯片，能夠提供25千瓦電量。光電芯片安裝在微結構層，微結構層負責將液體冷卻劑輸送到距離芯片只有幾十微米的位置，冷卻劑的作用是吸收熱量，效率是當前系統(tǒng)的10倍。

編輯圈點

太陽能作為清潔能源之一，潛力巨大。提高太陽能利用效率的途徑和方法花樣百出，葵花式太陽能集中器后來居上，前景看好。

材料科學

氧化鋅可轉化為穩(wěn)定p型材料

美國研究人員首次通過引入缺陷復合物，使用氧化鋅成功制造出穩(wěn)定的p型材料。新研究使氧化鋅可被廣泛用來制造性能優(yōu)異的紫外激光器、用于傳感器和飲用水處理中的發(fā)光二極管（LED）設備以及新的鐵磁設備等，破解了困擾材料學界的一個長久的難題。

為制造出激光器和LED設備，科學家們既需要n型材料，又需要p型材料。研究人員一直對用氧化鋅來制造這些設備感興趣，不僅因為氧化鋅可以產(chǎn)生紫外線，而且與其他紫外發(fā)射設備相比，用氧化鋅制造的設備內(nèi)瑕疵更少，性能更強。然而，科學家們一直不能使用氧化鋅制造出穩(wěn)定的p型材料?，F(xiàn)在，北卡羅萊納州立大學的研究人員通過采用一套獨特的生長和退火程序，朝氧化鋅內(nèi)引入了一種特殊的“缺陷復合物”，從而解決了這個問題。

該研究的負責人朱迪思·雷諾茲指出：“最新研究為一系列新的紫外激光器和LED技術打開了大門?！?/p>

編輯圈點

此項研究，猶如愛迪生在數(shù)千種材料中找到鎢絲并最終讓性能穩(wěn)定的電燈走進千家萬戶一樣重大，這種更節(jié)能環(huán)保的LED定能大規(guī)模應用，取代現(xiàn)有設備來照亮我們的生活。

生命科學

美發(fā)現(xiàn)8個可促進傷口愈合的基因

美國加利福尼亞大學圣地亞哥分校科學家通過果蠅實驗，識別出會在傷口附近區(qū)域發(fā)生作用的8個新基因，這些基因很可能在傷口愈合中扮演重要角色。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在調(diào)控果蠅硬質(zhì)外骨骼或外皮生物過程的基因中，有許多也控制著人類皮膚的生物過程，有望成為開發(fā)新型傷口愈合藥或皮膚病治療藥物的最佳候選。

實驗中，研究人員刺穿了果蠅胚胎的外皮和表皮，檢測到胚胎在發(fā)生愈合反應時，有84個基因被打開，78個基因被關閉。他們從這162個基因中識別出8個。在發(fā)育期的大部分細胞中，這些基因要么表達水平非常低，要么根本就不表達，但在穿刺傷口附近卻非常活躍。而且一旦果蠅的外皮或表皮被刺穿，就開始一種免疫反應，釋放出抗菌肽和其他化合物，讓胚胎嚴陣以待防備細菌或真菌從受傷部位進入。

這項研究成果有望用到現(xiàn)有人類治療手段中，促進糖尿病潰瘍或皮膚移植部位的傷口更有效愈合，也可用于治療慢性皮膚病。

編輯圈點

傷口久久不能愈合著實讓人鬧心，不僅體現(xiàn)在身體上，更體現(xiàn)在精神上。可促進傷口愈合的基因的發(fā)現(xiàn)，或使這一現(xiàn)狀得到改觀，唯愿這種改觀不是杯水車薪。

能源科學

科學家用大腸桿菌生產(chǎn)生物柴油

英國研究人員利用經(jīng)基因工程改造的大腸桿菌，成功生產(chǎn)出一種生物柴油。這種柴油與傳統(tǒng)柴油幾乎一樣，不過要實現(xiàn)商業(yè)生產(chǎn)仍面臨許多挑戰(zhàn)。

現(xiàn)有含酒精或生物柴油的生物燃料需要復雜的生產(chǎn)工藝，而且這種燃料不能與多數(shù)現(xiàn)代發(fā)動機完全兼容，滿足的只是一小部分需求。英國?？巳卮髮W的研究人員利用大腸桿菌能將植物中的糖轉化為脂肪的特性，通過合成生物學技術來制造生物柴油。他們從能發(fā)出生物冷光的發(fā)光桿菌等多種細菌中分離出代謝基因，然后利用它們來改造大腸桿菌。經(jīng)過改造的大腸桿菌能將植物中的糖轉化為一種碳氫化合物分子，這種分子在結構和化學性質(zhì)上與10種零售柴油燃料中的碳氫化合物分子相同。

研究人員表示，盡管這種柴油與傳統(tǒng)柴油幾乎一樣，市面上的發(fā)動機等無需改造就可使用，但目前還只能在實驗室中少量生產(chǎn)，他們接下來將繼續(xù)研究這種生物燃料制造方式是否可用于商業(yè)化生產(chǎn)。

編輯圈點

石油要出現(xiàn)替代品了。大腸桿菌獻身革新實驗，催生了一種無需改造發(fā)動機就能使用的生物燃料。實驗室中的小驚喜將會帶來市場上的大變化。

機械科學（Mechanical Science）

世界首款“機器蒼蠅”試飛成功（圖2）

美國哈佛大學的研究人員受蒼蠅的啟發(fā)，經(jīng)過十多年研制，并受益于在材料和加工技術的突破，日前終于開發(fā)出世界上第一款能夠像真蒼蠅一樣飛行的機器蒼蠅。

機器蒼蠅主體用碳纖維制成，體重只有80毫克，翼展3厘米。飛行時，它每秒振翅120次，頻率幾乎接近真蒼蠅，快得肉眼根本無法看清，它還能在空中盤旋并沿著預先設好的路線加速飛行。

在實驗室飛行測試中，機器蒼蠅展示了穩(wěn)定、可控的飛行性能，目前能連續(xù)飛行超過20秒。而且有趣的是，它飛行時的消耗功率大約19毫瓦，經(jīng)折算與真蒼蠅的消耗大體一致。

研究人員表示，機器蒼蠅提供了一條研究昆蟲飛行力學的新途徑，將來若電源等問題能夠解決，將可能廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測、搜救以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領域。

編輯圈點

無處不在的蒼蠅似乎從不受人待見，但它們卻是世界上頂尖的飛行高手之一。蒼蠅獨特且靈巧的飛行技藝在實驗室中得到了復制，有望商用。