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观众参观“科技前沿”主题展。

俄罗斯科学家研制的医药领域生物芯片。CFP

“科技前沿”主题展示场。(图为生物芯片)

“科技前沿”主题展披露尖端领域新突破

　　科技的发展日新月异，科学家的想象力和创造力也往往令人叹为观止，正所谓“只有想不到，没有做不到”。目前，生命科学、环境科学、海洋科学、新能源、新材料、先进制造技术、航空航天技术、物理等科技领域有哪些尖端发展？近日，广东科学中心推出的大型免费展览——“科技前沿”主题展，详细介绍了上述科技领域的最新发明和研究成果。

　　文/记者黄蓉芳 通讯员吴晶平

　　图/记者王维宣(署名除外)

　　通过脑-芯片联结的技术，不但可完成在科幻电影中的人机对话，还可能让盲人重见光明。未来当脑际接口和人工智能技术发展到肯定程度后，可治疗抑郁症和帕金森氏病，也可能用来改变正常人的一些脑功能和个性，以至移植记忆，“盗取”梦想等。

　　移植记忆盗取梦想不是梦

　　人类可以运用意识来操纵电脑和其他生物，这已经不是梦。记者从“科技前沿”主题展上获悉，美国斯坦福大学的研究人员结合遗传工程与光来操作鼠的个别神经细胞，称之为光遗传学(optogenetics)。运用这项技术，可以随意控制鼠的运动方向，并有助于发展一系列脑相关失调的新疗法。

　　据介绍，通过一种脑-芯片联结的技术，不但可以完成在科幻电影中的人机对话，更重要的是，有可能让盲人重见光明。

　　利用这种技术，还可以通过计算机来模拟人脑神经网络，使计算机变得智慧，以至使未来的智能机器人可以超过人类的智能。

　　据介绍，未来当脑际接口和人工智能技术发展到肯定程度后，将不但能修复残疾人的受损功能，也能增强正常人的功能。例如治疗抑郁症和帕金森氏病，也可能用来改变正常人的一些脑功能和个性，以至移植记忆，“盗取”梦想等。

　　蛋白质分子制成生物芯片

　　据悉，清华大学最近研制出了一种全自动生物芯片扫描仪，该仪器可以控制生物芯片上样品和试剂的自动进给、反应和检测，具备普通大型生化分析仪所具备的全部功能。

　　据介绍，某些有机物中的蛋白质分子像开关一样，具有“开”与“关”的功能。因此，人类可以利用遗传工程技术，仿制出这种蛋白质分子，用来作为元件制成生物芯片。而生物计算机是人类期望在21世纪完成的伟大工程之一。这种计算机是以生物芯片取代在半导体硅片上集成数以万计的晶体管制成的计算机。

　　研究者表示，生物计算机芯片运算速度要比当今最新一代的计算机快十万倍，而能量消耗仅相当于普通计算机的十亿分之一，存储信息的空间仅占百亿分之一；而且，生物芯片具有生物活性，一旦出现故障，可以进行自我修复；生物计算机还能够与大脑和神经系统相连，直接接受大脑的综合指挥，成为人脑的辅助装置或扩充部分，并能由人体细胞吸收营养补充能量，不需要外界能源。

　　光学计算机问世指日可待

　　2010年7月27日，英特尔公司公布了一项重大技术进步，运用光束替代电子在计算机内部及周边进行数据传输。与目前的铜缆技术相比，它可以完成更长距离的数据传输以及数倍的速度提升，每秒可传输高达50GB的数据——相当于一部完整的高清电影。

　　英特尔公司在《自然》杂志上发表的文章宣称，他们已经运用硅材料创造了雪崩光电二极管(APD)的性能世界纪录，频率高达340GHz。这意味着他们在通往光学计算机的道路上又近了一步。

　　据介绍，光学计算机是用光代替电子驱动的电子学装置元件，以光子代替电子，光硬件代替电子硬件，光处理信息代替电处理信息，且用砷化镓光学开关。其处理数据的功能要比电子计算机大1000多倍，处理信息的速度为每秒10亿次，接近人脑的思维能力。

　　在光脑中，输送信息的是光子，运动速度相当于光速度(每秒30万千米)，要比电子运动速度快得多。而且，光子携带和传递信息的能力也远远强于电子。

　　而光学计算机的长处，首先是光比电更加节能。光在传输的过程中，损耗是很小的。而电在导体中传输会受到电阻的影响， 一部分电会转换为热能；其次是，光有颜色之分。光不像电子一样有正负之分。白光有7种原色：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。它们能表达的信息肯定比电更加丰富。

　　世界真奇妙

　　有种合金材料有“记忆”

　　在材料的发展上，各种形形色色的新材料更让人眼花缭乱。有一种叫做形状记忆合金的材料尤其奇特。据专家介绍，这种材料变形成另一种形状后，经过热、光、电等物理刺激或化学刺激又可以恢复成初始形状的材料。

　　以热刺激为例，这种具有单程记忆效应的形状记忆材料在低温变形后加热可恢复到高温时的形状，但再冷却时不能恢复到低温时的形状。而具有双程记忆效应的材料不但在低温变形后加热可以恢复到原来高温时的状态，再次冷却时还能恢复到低温时的形状。

　　如果用在航天上，可以利用形状记忆合金在高温环境下制作天线，再在低温下把它压缩成一个小球，使它的体积缩小到原来的千分之一，这样很轻易运上太空，运到太空后由于太阳强烈的辐射使它恢复原来天线的形状，按照需求向地面发回宝贵的信息。

　　而在日常生活中，由记忆乳胶材料制成的枕头和记忆纤维材料制作的衣服，可以防止变形；而由记忆合金材料制作的灯罩可在亮灯时自动开启，灯灭时自动关闭。

　　奇特小分子可控心脏发病

　　小分子RNA是近些年人类最重要的发现之一，它是一种具有19～24个核苷酸的非编码RNA，可以直接调控某些基因的开关，从而控制细胞的生长发育并决定细胞分化。

　　小分子RNA在动物和植物的发育过程中发挥着关键的作用，在两种植物牵牛花和金鱼草中，miRNA突变则导致花瓣变成了花蕊。

　　科学家还发现，小分子RNA还可以调节干细胞分化和自我更新，不同的小分子RNA控制了干细胞不同的分化方向，使有的干细胞分化成血细胞，有的分化成神经细胞。让人吃惊的是，这种奇特的小分子RNA还可控制心脏多种病理发生。

　　杀死癌细胞的细菌可人造

　　美国加州大学研究者最近想象了一种可以侵入并杀死癌细胞的细菌，他们向细菌中引入了多条基因线路，使得细菌可以探测外界的环境，当细菌遇到肿瘤细胞时，将表达透明质酸酶，从而杀死癌细胞。

　　据介绍，这种技术叫合成生物学。利用合成生物学原理，还可以想象出用于降解毒性废物、垃圾和产生生物燃料的未来细菌。未来，合成生物学可以让新的生命体在实验室里“被创造”，而不是肯定要通过进化来完成。

　　利用这种技术，可以想象出微生物计算机，解决一些电子计算机不能完成的问题；在微生物植入光敏感系统，还可以使微生物可以具有类似“底片”的成像功能。

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