另外,常規汽車的空調、動力轉向、油泵、風扇等裝置,一般由汽油機直接供給動力,而大型復合動力車將電池與低成本的新型電子裝置結合起來,運行這些全電氣高效率部件。在夏天,比起發動機驅動的空調裝置,由電動機供電的空調消耗的能量要少20%.目前,研究人員還在進行插入式復合動力車的研究,這種動力車融合了最佳電力與復合動力驅動技術,能夠以電動方式或復合動力方式發揮作用,大大減少廢氣排放量,節省更多燃油。與傳統的復合動力車一樣,插入式復合動力車也能燃燒液體燃料,以快速加油的方式來保證長途行駛,而且不會比現有復合動力車更復雜、更重或更貴。
此外,插入式復合動力車還能運用一種由15%汽油和85%生物燃料組成的混合燃料運行,例如纖維素乙醇就是一種生物燃料。用4升汽油混合20升乙醇,車輛便能行駛超過800千米,并因此構成一種長期戰略,以應對全球油價的上漲。
插入式復合動力車還有一些優點。因為它們能接入電網,所以可使用非峰值電力,電價遠遠低于居民用電。插入式復合動力車能在夜間充電,并在白天的峰值功率時間為電網提供電壓調節服務,將電功率反饋給電網。
英特爾公司最新推出的處理器,使用了新的硅激光技術。資料圖片
千核處理器在硅基光學中運行
芯片制造商夢想著在電腦內安置成百上千個處理器。
但是作為連接介質的銅線,卻是這一夢想變為現實的最大障礙。多處理器同時工作時,需要大量的電信號交流,而銅線根本無法滿足這一要求。
不過,光連接卻可改變這一局面。光連接所能承載的信息量,遠遠超過銅線的承載量。今天,光學硅基調制器已經作為遠程信息輸送設備而得到了廣泛的商業化應用,但是制造它的原料卻異常昂貴,普通電腦用戶根本承擔不起。
常見的激光材料,處于激發態時能夠高效發光;發出的光子又會“刺激”其他原子釋放更多光子,最終放大成激光。硅的兩個固有性質:自由載流子吸收和復合過程,是硅發出激光的絆腳石。前者降低了硅晶體發生受激輻射的效率,后者則會讓高能電子將更多的能量轉化為熱量消耗掉。
不過,最近研究人員也找到了一些繞開絆腳石的方法。
利用一種被稱為量子限域的現象,就能增強硅輻射光子的能力。如果,一個電子在各個方向上都受到約束,那么它就處于一個量子牢籠之中,牢籠的尺寸越小,電子就越加“躁動不安”。這種情況可以大大提高硅半導體的發光效率。
當然,為了給硅建造量子牢籠,研究人員還可以制作一片硅石玻璃薄膜,并將硅晶體的細微顆粒植入其中。
最近,美國布朗大學的一個科研小組觀察到,在-230℃的低溫下,一片納米結構硅材料發出了激光。而英特爾公司的研究人員開發了一款迄今運行速度最快的硅基光學調制器,能將一束激光分割成一系列脈沖,產生光學數字信號1s和0s.如果將這款調制器放入電腦,主機內的數十塊芯片就能實現光連接,大幅提升計算機的運算能力。
微型能源改變生活方式
因為有了納米技術,電池使用范圍也越來越廣泛,甚至連嗜好汽油的汽車也成了“電池”的俘虜。中國科學院國家納米科學中心唐智勇研究員表示,國內納米電池技術正在各種科研機構內開展。
納米電池微小、環保、未使用時不會喪失電能。它保持休眠狀態至少15年之久,并隨時被喚醒。有了納米電池,電源最終能與其他電子元件一起微型化,添加到各種設備的芯片上。
電池實質上就是化學反應器。一次性電池的陽極和陰極浸泡于電解質溶液中。
組成這兩個電極的化合物通過電解質相互發生反應,從而產生電子。不過,即使在電池未與設備連接時,這些電化學反應也會發生。因此,在未使用時,這種普通電池的電量損耗一年高達7%—10%. 2004年9月,科技人員在實驗室里制造一些硅柱,進行發電試驗。為了產生電能,研究人員還采用一些普通堿性電池中使用的化合物,將鋅作為陽極材料,二氧化錳作為陰極材料。不久,這些研究人員研制出第一批重新設計的樣品。研究人員預計在3年內將產品樣本送到首批潛在使用者手中。
對于納米電池的出現,唐智勇也是滿懷著信心。在他看來,納米電池的出現與目前節能的要求相吻合。在能源日益緊張的現代社會里,科研人員被賦予的重任便是盡早開發出節約能源、找到汽油等不可再生能源的替代產品。由此,納米電池被科研人員視為救星。“不過,我們都知道,國外節能的口號提出的要比我們早得多,他們再此方面的研究也要早于我們開展。”唐智勇指出國內至少要在30年后才能在消費者手中見到這個目前只處于理論研究階段的納米電池。
數字記憶備份人生
通過上面的圖片,我們可以看到在“數字記憶”技術的幫助下,一個家庭一天的生活。也許有人會認為這樣的描述荒誕不經。
然而科學家們已經畫出了這樣的藍圖,并且頗有信心地認為,30年以后,這樣的生活就會出現在人們的視野之中。科學技術的發展很快就將讓這一切變成現實。
在人的記憶力有限的情況下,新一代數字技術將為我們解決記憶難題,留住人生的所有過往。近年來,微軟研究部的開發團隊著手用數字手段,按時間順序逐一記錄個人生活的方方面面。這項研究課題名為“My LifeBits”(我人生的每一刻),它為打造終生數字檔案提供了必要工具。在圖像和聲音的配合下,數字記憶能讓往事浮現在人們的腦海中,加深人們對事件的感受。
更為方便的是,電腦還能分析數字記憶,幫助人們合理安排時間。如果我們為重要事項安排的時間不足,電腦就會無情地給予提醒。電腦還可以每隔一段時間就記下我們當時的位置,制作一幅記錄行程的活動地圖。
數字記憶的另一功能還是我們健康的衛士。其中,便攜式傳感器可以測量各種人體狀況指標和環境參數,例如血氧濃度、大氣二氧化碳含量等。電腦通過檢視測量數據找出規律,比如確定什么樣的環境狀況會導致兒童的哮喘病惡化。
傳感器還可以記下每一次心跳(普通人一輩子的心跳次數大約為30億次),電腦再結合其他生理指標,判斷我們的心臟功能是否正常。這些信息為醫生準備了一份詳細的個人健康狀況手冊。
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