物理改变世界的七大创想.doc
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1、物理改变世界的七大创想很多同学们一定都觉得物理只是考试才会用到了,毕业后就没用了,其实物理这么学科是非常有用的,物理改变世界,下面,查字典物理学科网就为大家整理下物理改变世界的七大创想。创想1:制造可充电飞机特斯拉,普锐斯,福特。汽车工业总有许多全新的设计方案,可以减少开车对环境的影响。几十年来,航天工业一直在努力提高燃油效率,但是对于现行的飞机设计 而言,这种设计的潜力已经得到了最大挖掘。不久的将来,航天工业需要拿出一种类似汽车工业的革命性反思.这种反思最好能赶快拿出来。随着发展中国家的发展 繁荣,航空运输呈现爆炸性增长,截止到2031年,航运业将增长到现在的两倍多。航运业的这种发展会吞噬掉
2、那些通过改进汽车、改善能源网所取得的进步。解决这个问题有很多方法。美国航空航天局正在反思飞机的设计,他们赞助了一些令人瞠目结舌的设计理念,比如麻省理工学院的D系列。这一系列采用双圆柱体机 身,这样一来就可以将发动机后置,整体上节省约50%的燃料。(它的噪音也更小。)更加智能化的导航系统可以让飞机飞得更短,航线更加直接。同时,小型短 途飞机有可能最终变成电力驱动:斯洛文尼亚的蝙蝠(Pipistrel)公司已经开发出一种电动的四座飞机,续航里程是同类型飞机的两倍。美国航空航天局 航空研究部副主任大卫·辛顿说:“所有这些技术都是在开拓一种10年前无法想象的能力。”天空才是航空业的极限。
3、克莱夫·汤普森创想2:用微型机械为这个星球供能 图片:维多利亚·林哈里·格雷对电子可说是如数家珍。1982年,这位加州理工学院的化学家发现,电子可以跳过长链分子,“隧穿”蛋白质。后来人们发现,这一特性是生命的活 力源泉;它可以把能量转化成生物体可以利用的形式:比如植物能将阳光中的能量固定到他们的细胞中;再比如几乎每种生命形式都能通过燃烧葡萄糖等燃料获取能 量。电子“隧穿”是通过名为金属蛋白的杂交分子实现的。这种分子把蛋白形状的灵活可变性与金属催化化学反应的能力结合到了一起。当格雷发现电子“隧穿”的时候,他已经对太阳能发电产生了兴趣。他意识到,如果你试图
4、开发一种近乎无限可再生的能源发生器,你可以试着利用光合作用这种金 属蛋白驱动的系统。但是,这种系统本身是没用的。生物机器太脆弱,效率太低,并且每隔几分钟就要重新合成一次才能继续工作。格雷说,如果你想要一台能够稳定高效供能的分子机器,你必须自己来建造。他和他的同事们设想了一种微型电池,一端是金属氧化物,另一段是硅。微型电池的排 列就像植物细胞膜上的金属蛋白阵列。金属氧化物会吸收蓝色波段的太阳光,利用其中的能量把海水裂解成氧和质子,而硅会吸收红光,把质子和电子结合起来。这 种设计很巧妙,因为一个质子与一个电子结合后实际上就是氢原子,而氢可以被用作燃料。简短来说就是用阳光来生产氢。“我们工作的重点就
5、是找到特别稳定的分 子或者材料,”格雷说,“它们要能在太阳能燃料厂中长时间运作。”格雷他们甚至已经成功了。人工水分离器的效率已经比自然界的光合作用高出10倍以上。但是,大规模应用还是几十年以后的事情,因为研究人员在寻找新的催化 剂来驱动化学反应。(他们现在使用的怪异金属价格高昂而且有毒。)尽管如此,格雷还是很乐观。“自然界的系统需要造出一些有生命的东西,”他说。“我们所 做的一切则是为了生产燃料。”哦,还有拯救地球。托马斯·海登创想3:所有东西都“喷”上Wi-Fi热点 图片:维多利亚·林整个移动产业都建立在一个脆弱的前提上,那就是无论何时何地,只要我们想要,我们就能
6、够访问移动网络,而且连网速度会不断提高。现实并不是那么乐观:我们 已经看到,像AT&T和Verizon这样移动运营商(译者:美国的联通和移动)已经不再提供无限数据套餐了。同时,随着平板电脑和智能手机的数量持续暴 增,带宽的争夺将会更加激烈。限制访问不只是烦人,还是对实现创新的一种致命威胁。据估计,到2020年,无线技术将对全球产生4.5万亿美元的影响。但这种影响的增长取决于我们扩大网络规模的能力。我们需要一种与设备需求量相匹配的联网能力。随需即用型Wi-Fi可以帮我们解决这个问题。互联网和电话公司已经开始在人口稠密的地区部署小型基站基本上就是能提供Wi-Fi和4G服务的手机发射塔。但是
7、,这些公司没有建造大型基础设施的动力,那些大型基础设施是实现与世界各地连网所必需的。有一家公司想出了一个独特而大胆的解决方案一种能放在喷雾罐中的Wi-Fi天线。查姆泰克(Chamtech)公司已经开发出一种充满数百万“纳米电 容器”的液体,把这种液体喷在物体表面就可以接收无线电信号,效果比标准金属棒还好。通过一个路由器,查姆泰克的天线可以接入光纤网络,接收目标卫星的信 号,还可以和附近节点形成串连(译者:这里用到了“菊花链”的术语,这是一种网络拓扑结构,可以简单理解为线状或环状的串连。)。这样就有可能用低成本的 宽带Wi-Fi热点组建一个网状网络。由于这种天线可以喷涂到任何表面,所以它不会像新
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