全球九大新興科技展望：科學家正在做什麼

央視國際 2004年02月13日 16:47

　　許多讀者十分關注並希望了解當今各國爭相研究開發的科學技術。根據最新調查，美國《技術評論》雜誌介紹了九個開拓性新興科技領域。

　　合成生物學

　　合成生物學是指人們將“基因”連接成網絡，讓細胞來完成設計人員設想的各種任務。例如，把網絡同簡單的細胞相結合，可提高生物傳感性，幫助檢查人員確定地雷或生物武器的位置；再如，向網絡加入人體細胞，可以製成用於器官移植的完整器官。

　　讓維斯是麻省理工學院計算機工程師。早在他讀研究生時就迷上了生物學，並開始為細胞“編程”，現在已成為合成生物學的領軍人物。維斯的導師、計算機工程師和生物學家湯姆奈特表示，他們希望研製出一組生物組件，可以十分容易地組裝成不同的“産品”。

　　目前，研究人員正在試圖控制細胞的行為，研製不同的基因線路——即特別設計的、相互影響的基因。波士頓大學生物醫學工程師科林斯已研製出一種“套環開關”，所選擇的細胞功能可隨意開關。加州大學生物學和物理學教授埃羅維茨等人研究出另外一種線路：當某種特殊蛋白質含量發生變化時，細胞能在發光狀態和非發光狀態之間轉換，起到有機振蕩器的作用，打開了利用生物分子進行計算的大門。維斯和加州理工學院化學工程師阿諾爾一起，採用“定向進化”的方法，精細調整研製線路，將基因網絡插入細胞內，有選擇地促進細胞生長。

　　維斯目前正在研究另外一群稱為“規則系統”的基因，他希望細菌能估計刺激物的距離，並根據距離的改變做出反應。該項研究可用來探測地雷位置：當它們靠近地雷時細菌發綠光；遠離地雷時則發紅光。

　　維斯另一項大膽的計劃是為成年幹細胞編程，以促進某些幹細胞分裂成骨細胞、肌肉細胞或軟骨細胞等，讓細胞去修補受損的心臟或生産出合成膝關節。儘管該工作尚處初級階段，但卻是生物學調控領域中重要的進展。

　　通用翻譯

　　鋻於通用翻譯在商業和國家安全領域廣闊的應用前景，IBM公司及卡內基梅隆大學等在通用翻譯研發方面投入了巨大的人力物力。

　　IBM沃森研究中心的計算機科學家高玉清在研發通用翻譯軟體方面作了大量開拓性工作。她設計的系統是幫助醫生同患者交流，也能發展成適於其他種語言的互譯系統。

　　目前人們普遍使用的是逐字翻譯系統，高玉清的研究重點則是語意分析。作為遠景計劃研究局研發計劃的一部分，高玉清研究小組研發出用於筆記本計算機的中－英文翻譯軟體，最近又開發出適用於PDA的版本。

　　在美國國防部遠景研究計劃局的另一項計劃中，SRI國際公司語言技術和研究實驗室主任波萊科達領導的研究小組已研製成更為專用的翻譯裝置——“單向對話短語”書，供在阿富汗和伊拉克美軍使用。用者只要按一下英語鍵，則可向當地居民詢問有關醫療及其他特殊問題。

　　納米導線

　　目前納米技術的研發已達到“熾熱”程度，研製納米導線是製造大多數納米器件和裝置的關鍵因素。

　　納米導線是一種又長又細的導線，通常直徑只有人頭髮絲的萬分之一。研究人員目前可以調控直徑5納米至幾百納米之間的納米線，而調控的長度可達幾百微米。對半導體硅和化學敏感的氧化錫，及像氮化鎵等發光半導體，都能製成納米導線。

　　加州大學伯克利分校楊培東在改進納米導線特性方面獲得重大進展，被公認為納米導線的先驅。為了製成納米導線，楊培東他們採用能融化金薄膜或其他金屬的特殊小室，小室中金屬形成納米尺寸的微滴，在微滴上空噴發諸如硅烷等化學蒸汽，其分子會被分解。短時間內，這些分子在融化的微滴上達到超飽和，形成納米晶體。隨著更多的蒸汽分子在金屬微滴上被分解，晶體則長成樹狀。如果在幾百萬個金屬微滴上同時發生這一過程，科學家則能形成大量的納米線。

　　楊培東等人已製成氮化鎵和氧化鋅納米線“森林”，這些納米線能發出紫外光，該特性對製造“單片實驗室”十分有用。“單片實驗室”可快速和低成本地分析醫學、環境和其他種樣品。

　　目前的難題是製成納米線和其他系統組件之間的電子連件。楊培東估計，目前全世界至少有100個研究小組正集中力量來解決上述問題。去年，英特爾公司已同哈佛大學的利伯合作，納米線成為其計算機芯片開發長期規劃的一部分。