最“酷”的发明[文档资料]

最 “ 酷 ” 的发明 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 透视眼 谁会拒绝试试真正的 x 光眼镜的机会呢？你所看到的一切不一定总能让你开心，但有了这种超人般的视力，你将可以看透坚固的墙壁，窥视自己的邻居或是密切留意楼上的孩子在做什么。 与可见光不同，无线电波能穿透固体材料。英国剑桥顾问公司的工程师们于 2006 年宣布，他们制造出一套只有公文包大小的装置，它可以通过发射超高频雷达脉冲并收听回音来探测墙壁另一侧的人。 该公司负责人 表示，这些脉冲可以穿透约 40 厘米厚的建筑材料，并发现最远 15 米范围内的活动。该装置可以用来跟踪被扣为人质者的活动。然而，它的致命缺点是，只能探测到正在活动的人。 德国慕尼黑理工大学的埃尔温 比布尔教授的研究小组发明的装置，可以探测到一墙之隔的呼吸甚至心跳等细微动作。该研究小组利用多普勒效应探测到了心脏或肺部活动引起的亚厘米级变化。 解放双手的治疗 如今的手机能做的事情可比电影星际迷航记里的发报机更多，但电影里麦科伊医生使用的那种能迅速发现体内伤势的便携式医学扫描仪还要更 长的时间才能在现实世界里现身。不过当它问世时可能会走得更远。工程师们正在开发一种便携式扫描仪，它不仅能发现动脉破裂等体内受伤的情况，还能在一瞬间治愈伤口。这种装置的秘密是高频超声波。医生目前正利用这种超声波检查胎儿。 华盛顿大学的劳伦斯 克拉姆教授已经证实，高强度的超声波能够烙灼流血的动脉。他所在的超声波技术公司已经开发出一种手持设备，外科医生可以用它来切割血管密集的器官，同时烙灼切口。克拉姆希望在 2009 年对该设备进行人类实验。 较弱的超声波可用于检测血液的快速流动，这是血管破裂的特征 。美国国防部高级研究计划局出资支持的一个项目把两种理念合二为一，该项目旨在研发一种便携装置，利用超声波查找并修复破裂的血管。 蜘蛛与壁虎 彼得 帕克在屋顶上的表演看上去容易，复制起来却很难。问题很简单：蜘蛛人穿戴的手套和鞋子必须能够支撑一个普通人的重量。当然，手脚还必须活动方便，强力胶水可做不到。 研究人员灵机一动把目光从蜘蛛转向了壁虎。 2003年，英国曼彻斯特大学的安德烈 海姆模仿壁虎脚上的细毛，设计出一种带微细毛发的材料。在极小范围内发生作用的分子间范德瓦尔斯力使每根细毛紧 贴在墙上，由于壁虎脚上有数百万根这种细毛，因此能产生强大的吸力。如果在一个垂直表面上用力按压，海姆发明的这种材料能把 1 公斤重量吸附在 1 平方厘米的面积上。 如果要把这些材料扩大到可以利用的大小，可能并非那么简单。例如，如果要支撑一个人的重量，需要把这些细毛加长，产生足够大的面积，但变长后它们可能缠在一起。意大利都灵理工大学的尼古拉 普尼奥找到了答案。他于2007 年提出一种杉树式设计，以较长的碳纳米管为主干，较短的碳纳米管为分支。目前普尼奥已经研制出每只能承受 10公斤重量的手套。 你的电力 手机是当今时代的一个奇迹。然而，无论你的手机有多么高级，一旦没电了，也派不上任何用场。不过，如果你可以不用电池，从自己周围就能收集这个小玩意儿需要的能量，那应该很不错吧？ 首先，你可以把它塞进衬衫里。 2008 年，佐治亚理工学院的王中林发明了一种氧化锌纳米线织物，这种材料发生弯曲或挤压时会产生微小的电流。王中林与他的研究小组发现，他们可以通过给每根纤维涂上金属层的方式来收集这些电。 像起搏器这种植入人体内的装置可以由本人提供能量一样，斯坦福大学的戴维 德兰发明了一种由心脏提供动力的发电器。它通过使一小块磁体在一个微型线圈上来回移动产生电。磁体被装在一个充满液体的硅树脂管里，管子两端各有一个气球。整个装置放在心脏上，当心脏跳动时，两个气球轮流受到挤压，使液体和磁体在管内来回运动。 另外美国得克萨斯大学的亚当 赫勒发明了一种燃料电池，它可以被放进动脉，利用血液中的葡萄糖作为燃料。 喷气式飞行背包 个人飞行器在梦想世界里占据了不同寻常的位置。因为数十年来，工程师们一直在制造并放飞它们。更准确地说，它们应当被叫做 “ 火箭背带 ” 。火箭背带第一次起飞是在 40 年前，但 所有这些机器的命运都是相同的，也受到同样的致命限制。 火箭背带通过催化过氧化氢分解为迅速膨胀的蒸气和氧气来产生推力。问题在于，每台机器只能携带维持飞行 30 秒的推进剂。 新西兰马丁飞机公司 2008 年 7 月推出了一种完全不同的飞行背包。这种机器的动力来自两台涡轮喷气发动机，而不是火箭发动机。 这两台发动机推动两个垂直安装的水平旋翼使飞机上升。该装置使用标准汽车燃料，一个油箱能维持飞行 30 分钟，约 50 千米。它还装备了一个紧急情况下可使用的降落伞。 缺点是它们造价高达 10 万美 元，相当于一台高级轿车。该公司已经在接受订单，希望在 2009 年下半年交付第一批产品。 个人宇宙飞船 失重状态的自由感和从自己的宇宙飞船里观看日落的感觉一定很棒吧？随时冲进太空的想法或许将不像看上去那么滑稽。 最大的障碍是找到一种可以把飞船送进太空的在经济上可承受的办法。通常的办法，特别是把一根金属管填满高能燃料并把一端点燃，每次需要 亿美元。减少费用的方法之是给它装上翅膀，翅膀产生的升力可以帮助飞船在大气层中上升，减少所需燃料的量，从而减少飞船重量。 维尔京银河航天公 司和 XCOR 航空航天公司正是采用了这种理念，为那些自费太空游的乘客开发宇宙飞船。 那么，为什么不能完全放弃机载燃料呢？工程师莱克 迈拉博说，个人太空飞船可以通过一束从地球向上照射的微波飞入轨道。迈拉搏 10 年来一直在研究利用地面激光推动的小型宇宙飞船。光束在击中飞船底部时可产生一个爆炸性等离子区，产生推动飞船上升的推力。他目前已设计出一种可在 2025 年将轻型飞船带入低环地轨道的系统。迈拉博预计这种方式所需的成本是传统飞船发射方式的 1%。 水下呼吸 即使有了水下呼吸器，你在水下停留的时 间也只能受制于自己携带的氧气多少。然而，海洋中存在氧气，我们为什么不能像鱼儿那样游来游去，从水中获得我们需要的氧气呢？ 2002 年，一名潜水员用 “ 人工鳃 ” 从水中提取氧气，在一个游泳池内潜水 30 分钟。这种装置是由日本富士系统公司利用高科技硅膜制成的。只有气体能从这些膜中渗透进来，液体无法渗透，因此，氧气从水中扩散进来，二氧化碳被释放出去就像鱼鳃一样。然而，简单渗透装置的产氧量较低，这是很危险的。 以色列发明家阿兰 博德纳尝试利用 “ 香槟效应 ” 解决这一问题：当压力下降时，气体溶于水泡。然而， 我们需要大量的氧气， 1 升海水中溶解的氧气是有限的。因此，无论提取手段多么有效，我们都只能抽取大量海水来获得足够的氧气。 不过， “ 人工鳃 ” 可能在其他应用中有着更广阔的前景。使用燃料电池的水下机器人可以通过 “ 人工鳃 ” 获得氧气。它们还可以帮助潜水艇和水下居住舱排出二氧化碳，或许还能同时增加氧气供应。 你说话，它翻译 美国军人在伊拉克使用的一种装置可能成为一位万能翻译。 由加州斯坦福研究院开发的这款机器，是一台装有语音识别和翻译软件的小型电脑。当你用阿拉伯语对着话筒说话时， 软件会把语句转化为阿拉伯书面语，再把它们翻译成英语。当你结束讲话后，电脑将读出翻译内容。宾夕法尼亚州卡内基 梅隆大学也开发出一种类似系统，该系统基于一台掌上电脑运行。 但目前不要对这些机器能进行流畅的翻译寄予厚望。美军在伊位克使用的翻译机，之所以能有效工作的原因，是它只针对士兵们用得到的约 5 万个单词。主题越宽泛，软件识别同一个单词在不同语境中的不同含义就越困难。但斯坦福研究院的克丽斯廷 普雷科达教授表示： “ 我们一定能继续改进它。 ” 嗅觉电影 不管是烤肉大餐的诱人香气，还是女人身 上醉人的香水味，抑或是硝烟弥漫的战场上的火药味，气味都是一种强大的力量。因此，如果电视和电子游戏的场景能伴着气味出现，那将是怎样的情景？ 嗅觉电影的目的在于：使电视机产生与正在播出的画面一致的气味。最近的科学进步意味着，嗅觉电影可能在我们还没有完全理解嗅觉原理之前变为现实。 一家从 20 世纪 90 年代末开始开发嗅觉电影技术的公司已经制造出一种模型装置。它能产生大多数日常的气味。这些气味并非是与现实气味一模一样的复制品，但可以被辨别出来。 虽然这项工作已