图片:科学美国人网站
今日观点
实习记者胡定坤
日前，著名科普杂志《科学美国人》公布了2019年十大突破性技术榜单。有“高深莫测”的新核反应堆和DNA存储，也有“平易近人”的新化肥和食品包装。日报记者梳理后发现，这十大技术可以分为清洁环境、创新能源、健康促进、便捷生活、颠覆性创新五大类。
清洁环境技术
生物降解塑料和智能肥料技术可以使环境更加清洁。
塑料垃圾不仅可以在环境中存在数百年，还会释放有毒化合物。以前用玉米、甘蔗或地沟油生产的生物降解塑料的性能很难和普通塑料相比。现在，英国伦敦帝国理工学院，芬兰Metgen生物技术公司等。正在研究利用低成本的离子溶剂和生物酶处理纤维素或木质素生产新型生物降解塑料，有望帮助解决塑料垃圾问题。
农业肥料中的氮会在大气中形成温室气体，而磷会进入河流，导致藻类和其他生物过度生长。海发集团、ICL特肥等公司利用先进的材料和制造技术，对胶囊缓释肥料的外壳进行改良，使其成为一种“智能肥料”，可以根据土壤温度、酸度或养分改变释放速度。相对于所谓的需要人工智能、数据分析和大量传感器的“精准农业”，这种方法更容易普及。
创新能源技术
新型核能和大规模储能技术有望带来一场新的能源革命。
几乎所有现有的商用核反应堆都使用核燃料棒，铀芯堆叠在锆合金中。锆如果过热，会和水反应产生氢气，发生爆炸。这个问题导致了美国三岛和日本福岛的核事故。正在开发的“第四代”核反应堆将使用液态钠或熔盐代替水来传递热量，避免产生氢气。美国提议建造一个小型模块化反应堆来提高安全性。新燃料和小型模块化反应堆有望带来核能的复兴。
风能和太阳能是主要的可再生能源，但需要大规模的储能技术来储存“备用能量”，以备夜间或无风时使用。此前主要的储能方式是抽水蓄能和锂电池，分别存在成本高、储能时间短的缺点。美国、韩国、中国、日本等国家正在开发大规模液流电池和氢燃料电池，有望解决上述问题。
健康促进技术
癌症和阿尔茨海默病治疗的新靶点，先进的食品跟踪和包装技术可以让人们更健康。
近年来，科学家发现了一种特殊的蛋白质，叫做“必需紊乱蛋白”。一旦它不能正常工作，就会导致癌症或神经退行性疾病。随着科学家对IDP研究的深入，业界开始关注针对IDP的治疗方法。IDP、Graffinity、Cantabio等药企。都在研究相关药物，这将为癌症、老年痴呆症等疾病的治疗带来新的手段。
据世界卫生组织统计，全球每年约有6亿人食物中毒，其中42万人死亡。新技术可以有效缓解这个问题。IBM Food Trust是IBM基于区块链技术的云平台，可以帮助食品行业快速追踪有毒食品，而TimeStrip UK和Vitsab International等公司开发的带有传感器的食品标签可以帮助人们确定食品是否储存在适当的温度下，是否开始变质。
便捷生活技术
人类的生活会因为社交机器人和远程协同演示技术而更加便利。
人工智能技术使工程师能够将心理学和神经科学转化为算法，使机器人能够识别声音、手势、眼睛和情绪，以满足人们的需求。软银机器人公司(Softbank Robotics)开发的人形机器人Pepper可以识别人脸和基本情绪，并已被用于提供酒店登记、机场客服，以及通过“胸部”触摸屏对话充当购物助理。此外，越来越多的智能治疗机器人和玩具机器人对老人和孩子也有吸引力。
网真技术可以让不同地方的人跨越空之间的障碍，近距离接触。增强现实、虚拟现实和5G通信技术的发展使之成为可能。“X奖”基金会推出了1000万美元的“ANA Avatar”大奖赛，旨在“将人的感情、行动、存在实时传递到遥远的地方，从而拉近世界”。微软等公司也在进行相关研究。未来3-5年，远程协同演示技术将迎来突破。
创新技术
由金属制成的微透镜和基于DNA的数据存储技术是榜单中最具颠覆性的技术创新。
当人们想到镜头材料时，首先想到的是玻璃。谁能想到金属？然而，传统的玻璃切割和玻璃弯曲技术难以制造微透镜，限制了光学产品的小型化。现在，科学家用金属代替玻璃制作镜片，发现金属镜片可以消除色差，而且没有层次感。在解决散光等导致图像失真和模糊的像差问题上也有所突破。金属透镜使微光学器件的设计和制造成为可能。
人类正面临着一个严峻的数据存储问题。到2020年，全球每年将需要4180亿个1TB硬盘来容纳所有数据。相比之下，一个边长约1米的DNA立方体就足以容纳同样数量的数据。其实DNA数据存储技术并不遥远。2017年，哈佛大学的研究人员将一只手的图像记录到了大肠杆菌的基因组中。华盛顿大学和微软研究院的研究人员开发了一种全自动系统，用于编写、存储和读取DNA编码的数据。
