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全球高新技術醞釀密集突破(pò) 納米可(kě)能(néng)引領(lǐng)一場革命(mìng) (2005-03-04)

發布時間:2007-12-04 作者(zhě): 來源:?望新聞周刊 瀏覽:890
  當(dāng)前世界科技正處於前所未有的創新(xīn)密集時(shí)代。科技發展並(bìng)不囿(yòu)於單一技術或單(dān)一產業,而是表現為新的技術群與產業群(qún)多頭並(bìng)進的態勢。其中,信息(xī)技術、生物技(jì)術和納米技術等高新技術是當前(qián)世界各國科技發展的重點。這些技術的發展對推(tuī)動經濟發展和社會進步(bù),維護國家安全(quán)都將產生深遠的影響。   信息技術(shù)領域孕(yùn)育(yù)創新浪潮   信息技術還未達到發展(zhǎn)的頂峰,目前正孕育著新的(de)創新浪潮,但其未來主導地位越來(lái)越受到生物技術和納米技術的挑戰。   納(nà)米半導體技術醞釀新突破。美國英特爾公司宣布,將從2005年起用65納米工藝生產芯片,到2009年進一步提高至(zhì)35納米。35納米的半導體一旦問世,意味著在大規模生產的微處理器中,將(jiāng)會有(yǒu)約43億個功能被集成在一個芯片上。對小批量、高性能的芯片而言,則意味著200億個功能(néng)被集成在(zài)一個芯片上。這將會促使計算機處理能力(lì)大幅提高,並引起信息技術領域一係列連鎖反應。   高性(xìng)能計算機研製多路並進。超大規模計算機、網格計算機和DIY超級計(jì)算機成為開發熱點(diǎn)。美(měi)國IBM公司最新研製的“藍(lán)色基因/L型”超(chāo)級計(jì)算機(jī),理論上最高運算(suàn)速(sù)度超過每秒360萬億次浮(fú)點,在整套係統尚未最終完成的情(qíng)況下,仍(réng)然達到了每秒70.72萬億次浮點。而每秒1萬億次(cì)浮(fú)點的運算速度已相當於目前最強大台式機運算能力的100倍以(yǐ)上。歐洲科學家(jiā)計劃用(yòng)網格技術將4台超級計算機連接在一起,其運算能力預計將排名世界第四。   網絡技術發展(zhǎn)日新月異。一方麵,現有網絡的(de)容量、速度不斷提升。德國西門子(zǐ)公司通過將智能天線係(xì)統與OFDM(正交頻分複用)技術相結合,成功(gōng)地(dì)使無線傳輸(shū)速度(dù)提高一倍(bèi),達每秒1兆(zhào)比特。美、歐、亞科學家在匹茲堡和洛杉磯之間,以每秒101兆比特(tè)的(de)速度創下(xià)網絡(luò)數據傳輸新紀錄,該速度相當(dāng)於在15分鍾內傳輸(shū)整座美國國會(huì)圖書館中的藏書內容。另一方麵,新一(yī)代因特網(wǎng)正(zhèng)在醞釀之(zhī)中。第6版本因(yīn)特(tè)網網(wǎng)址協議(IPv6)從上世紀90年代提出至今,主要(yào)協議已經成熟,並形成了RFC(請求注解)文本(běn)。與現有的IPv4相比,IPv6采用128位地址長度,在(zài)地址空間、端到端連接、服務質量、安全性、移動性、即插即用和多播功能等方麵都有(yǒu)明顯優勢。  生物技術(shù)加速產業化發展   加速發展的基因(yīn)組學技術、蛋白質組技術、生物信息(xī)技術、生物芯片、幹細胞組織工程以及日益成熟的轉基因技術、克隆技術等關(guān)鍵技術,推動生物技術產業成為新世紀最重要的產業之一。   基因組研究縱深(shēn)拓展。繼人類基因組計(jì)劃之後,美國、英國、日本、加拿(ná)大和中國的科學家又共(gòng)同發起(qǐ)和(hé)參與了人類基因組單體型圖計劃。作為人類基因組研究(jiū)領域(yù)又(yòu)一重大戰略目標,人(rén)類基因組單體型圖計劃將通過整合基因組(zǔ)測序成果,從基因組水平檢測多個不同族群(qún)樣品的單核苷酸多態性(SNP)位點,繪製(zhì)人類基因組中獨(dú)立遺傳(chuán)的DNA“始祖板塊”及其SNP標簽的完整目錄,從而建立人類遺傳的群體信息資源,為21世(shì)紀的“個人醫學(xué)”奠定基礎。除人類基因組之外,科學家(jiā)在病毒、細菌及高等動植物基因組研究方麵(miàn)也取得了豐碩成果。   醫藥研究(jiū)借勢破題(tí)。現代生物(wù)技術成果有相(xiàng)當一部分應用到了醫藥工(gōng)業,用以(yǐ)開發(fā)特(tè)色新藥或對傳統醫藥進行改良,由此引起了醫藥工業的重大變革,也日益影響(xiǎng)和改變著人們的生產(chǎn)和生活(huó)方式(shì)。2004年美國研究人員采用DNA片段,開發出一種能有效阻止非典病毒在鼠體(tǐ)內複製的疫苗。日英聯合小組發現了人體內一類能警戒流感病毒(dú)和艾滋病病(bìng)毒入侵的蛋白質(zhì)??TLR7。美國(guó)科學家用抗生素抑製Myc。蛋白(bái)質的增加(jiā),找到了基因治癌新方法。從未來生物醫藥的發(fā)展趨勢(shì)看,疫苗、單克隆抗體、重組人體蛋白、基因治療、細胞療法和幹擾素將(jiāng)是研發最為集中的領域,但克隆技術(shù)和幹細胞研究依然麵臨來自社會倫理和法律方(fāng)麵的巨大阻力。   轉基因技術在監控狀態下擴大應用(yòng)。一方麵,轉基因技術與農業相結合,能培育出大批抗逆、抗病的高產作物和動物,帶動農牧業和相(xiàng)關產業的發展,創造巨大的經濟效益和社(shè)會效(xiào)益(yì),因此,各國的農業轉基因生物技術發展很快(kuài),應用(yòng)也日趨普遍。另一方麵,現代生物技術可(kě)使基因在人、動物、植物和(hé)微生物之間進行人(rén)為的相互轉移,而目前(qián)人類對這種(zhǒng)基因調整後(hòu)的結果尚無法完全把握,因此(cǐ)轉基因技術有可能對人類健康、生態環境和生(shēng)物(wù)多樣性造成危害,各國政府正采取措(cuò)施,加強監控。  納米技術可能引領(lǐng)一場革命(mìng)   納米技術是新世紀(jì)科技(jì)發展的製高點,新工業革命的主導技術,對社會發展、經濟振興、國家(jiā)安全乃至人民生活(huó)水平的提高具有深遠的影響。   帶(dài)動相關領域技術進步。納米技術之所以備受(shòu)重視(shì),主要在於它的發展能(néng)帶動能源、電子、通信及醫療等多個領域的進步。如在環境和能源方麵(miàn),可製造高靈敏的(de)環(huán)境監測傳感器;在電(diàn)子方麵(miàn),可製造更節能、更便宜的微處理器,使計算機效率(lǜ)成百萬倍提高;在生物和農業方麵,可製造新的化學藥品,利用納米陣列(liè)測試DNA,了解生物(wù)的基因和基因表達;在軍(jun1)事領域,大小僅為幾十到100納(nà)米的微粒(lì)將在未來軍事應用中起核心作用。   創造巨大(dà)市場(chǎng)價值(zhí)。納米技術市(shì)場(chǎng)潛力巨大,美國國家科學基金會預計,到(dào)2015年納米技術將在全球創造價(jià)值達萬億美元。而據美國風險企業公司預測,納米技術的發展可能會經曆5個階(jiē)段(duàn)。當2010年(nián)前到達第三階段,即大(dà)量製造複(fù)雜的納米結構物質成為可能時,市場規模可達100億至1000億美元。當到達第五階(jiē)段,即科學家研製出能製造動力源與程序自律化的元件和裝置時,市場規(guī)模(mó)將高(gāo)達6萬億(yì)美元。   成為各國關(guān)注焦點。美國不惜斥巨資用於納米技術的研發,過去4年內,納米技術研(yán)發經費遞(dì)增了83%,接近8.5億美元。2003年底,國會授權聯邦政府從2005財(cái)年開始(shǐ)的4年中用於納米技術的研發經費更高達(dá)37億美(měi)元。歐盟在第(dì)6個框架研發計(jì)劃中,為納米技術研究撥款13億歐元。   研究成果距實際應用仍然遙遠。未來20年內,以納米技(jì)術為代表的新材(cái)料技術還不可能成為新的主(zhǔ)導(dǎo)產業。原因之(zhī)一(yī),納米技術(shù)的發展還潛藏著風險。首(shǒu)先,納米材料甚小,它們有可能進入人體中那些大顆粒材料所不能抵達的區域(yù),如健康細胞。其次,在納米量級上,材料的性質會有不同的表現。目前,研究人員並不知道如何將納米材料從人體中清除,也不知道它(tā)們會在人體中降解還是沉積。在治療人類疾病時,納(nà)米材料能夠進入細胞和跨越血液與大腦間障礙的能力,可能會導致有害(hài)於人體健康和環境的後果。原因之二,各國對納米技術的研發投入還很(hěn)低,特別是對相關負效應的研究投入明顯不足。以美國為例,雖然納米技術得到的研發預算增速很快,2004年(nián)比(bǐ)2003年增長了10%,但每年數億(yì)美元的規模在總(zǒng)額1000多億美元的聯邦研發預算中仍然隻占很(hěn)小的(de)比例。用於納米技術對環境影響的研究經費更是少之又少,2003年還不到50萬美元。
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