第17章
◆太陽能熱水器
熱水器是太陽能利用中商業化程度最高、應用最普遍的技術。據統計，1998年世界太陽能熱水器的總保有量約5400萬m2。塞浦路斯和以色列人均使用太陽能熱水器麵積並列居世界首位，分別為1m2/人。日本和以色列太陽能熱水器戶用比例分別為20%和80%。21世紀熱水器將仍然是太陽能熱利用的最主要市場之一。雖然目前在許多國家太陽能熱水器都得到了較普遍應用，但世界太陽能熱水器的平均用戶比例還偏低，約1%～2%，同日本的20%和以色列的80%相比，相差很遠。此外，服務業、旅遊業、公共福利事業等中低溫熱水應用市場也非常大。1997年世界太陽能熱水器的市場約7億美元。2015年世界人口約70億，如果熱水器用戶比例達到20%（日本今天的水平），社會經濟和環境效益將非常顯著。
◆太陽能建築
80年代國際能源組織（IEA）召集15個國家的專家對太陽能建築技術進行聯合攻關，歐美發達國家紛紛建造綜合利用太陽能示範建築。試驗表明，太陽能建築節能率大約為75%左右，已成為最有發展前景的領域之一。建築能耗更是占世界總能耗的1/3，其中空調和供熱能耗占有相當大的比例，是太陽能熱利用的重要市場。太陽能建築的發展不僅要求建築師和太陽能專家互相密切合作，而且要求在概念、技術上相互融合、滲透、集成一體，最終形成新的建築概念和設計。目前太陽能建築在國際上不僅要求有高性能的太陽能部件，同時要求高效的功能材料和專用部件，如隔熱材料、透光材料、儲能材料、智能窗（變色玻璃）、透明隔熱材料等，這些都是未來技術開發的重點內容。
◆太陽能熱發電
地球所接受的太陽能功率，平均每平方米為1353千瓦，這就是所謂的“太陽常數”。換句話說，太陽每秒鍾照射到地球上的能量約為500萬噸煤當量。這些能量為目前全世界人類的能耗量的3.5萬倍。很久以來，人們不同程度地利用著太陽能量，近年來，溫水器的直接利用，空調、太陽能電池的電力供給以及太陽能住房等方麵都有了很大發展。
太陽能轉換為電能有兩種基本途徑：一種是把太陽輻射能轉換為發電用熱能，即“太陽熱發電”；另一種是通過光電器件將太陽光直接轉換為電能，即“太陽光發電”。
太陽熱發電，全世界以以色列的技術最為先進。吸取加州的技術，巴西、印度、摩洛哥正在計劃進行設備的建設，世界銀行已開始提供資金給開發中的國家。
入射到地球表麵的太陽能是廣泛而分散的，要充分收集並使之發揮熱能效益，就必須使用一種能把太陽光發射並集中在一起，進而變成熱能的係統。一種方法是采取一種能把太陽光反射並集中加熱，轉換成為高溫水蒸氣，以蒸汽渦輪機變換為電。也可以通過拋物麵型的聚光鏡將太陽熱集中，使用計算機讓聚光鏡追隨太陽轉動。後者的熱效率很高，將引擎放置在焦點的技術發展的可能性最大。
除了太陽熱發電技術外，目前人類社會也在大力開發太陽光發電技術。太陽輻射的光子帶有能量，當光子照射半導體材料時，光能便可轉換為電能，這個現象叫“光生伏打效應”。太陽電池就是利用光生伏打效應製成的一種光電器件。
太陽電池與普通的化學電池（幹電池、蓄電池）完全不同，是一種物理性質電源。雖然太陽光一照射，太陽電池就能發電，但它與一般的發電機的原理相去甚遠，它無旋轉和磨損，能靜悄悄地發電。
人類直接利用太陽能有三大技術領域，即光熱轉換、光電轉換和光化學轉換。此外，還有儲能技術。
太陽能化學轉換包括：光合作用、光電化學作用、光敏化學作用及光分解反應，目前該技術領域尚處在實驗研究階段。
太陽光電轉換，主要是對各種規格類型的太陽電池板和供電係統的應用。
太陽電池是把太陽光直接轉換成電能的一種器件。
太陽電池的光電效率約１０～１４％，其產品類型主要有單晶矽、多晶矽和非晶矽。國內產品（指光電裝置全部費用）價格約６０～８０元／峰瓦。
太陽電池的應用範圍也很廣。例如人造衛星、無人氣象站、通訊站、電視中繼站、太陽鍾、電圍杆、黑光燈、航標燈、鐵路信號燈等。
太陽光熱轉換技術的產品最多。例如熱水器、開水器、幹燥器、采暖和製冷、溫室與太陽房、太陽灶和高溫爐、海水淡化裝置、水泵、熱力發電裝置及太陽能醫療器具。
科海拾貝篇
◆電磁波可激發動物的免疫係統
俄科學院細胞生物物理學研究所的專家研究表明，頻率為８．１５～１８千兆赫，功率在０．３～１微瓦之間的電磁波可以激發動物的免疫係統工作。
據該所所長費先科介紹，正常情況下動物的免疫係統，會使動物體內保持一定含量的腫瘤壞死因子。當動物體內出現毒素、發生細胞變異或外界的病原侵入動物體內時，動物的免疫係統會針對這３種物質製造出不同的抗體，以對其進行抵禦。俄專家以對付上述３種物質的抗體和腫瘤壞死因子的含量為檢測對象，對電磁波與動物免疫係統之間的聯係進行了研究。
俄羅斯的專家們每天用頻率為８．１５至１８千兆赫，功率在０．３至１微瓦之間的電磁波對實驗鼠連續輻射１．５小時，如此一連持續了３５天。３５天內科研人員定期檢查了老鼠的免疫係統。根據統計結果俄專家發現，與未接受輻射前相比，３５天中健康老鼠的腫瘤壞死因子含量增加約１．５倍。當老鼠被移植了癌細胞後，接受電磁輻射的老鼠相與未接受輻射的老鼠比，上述因子含量要高得多。抗體總含量化驗結果顯示，免疫力弱的老鼠在接受電磁輻射後，其對付毒素、細胞變異和病原的抗體總含量可上升約１倍。免疫力正常的老鼠經電磁輻射後，上述抗體的總含量變化卻不大。
俄專家表示，與電磁波輻射實驗相關的３個問題目前科研人員暫時仍無法解答。一、頻率為８．１５至１８千兆赫，功率在０．３至１微瓦之間的電磁波在激發動物免疫係統時是否會對動物的健康產生不利影響；二、在上述頻率和功率以外的電磁波是否會產生同樣的效應；三、電磁波究竟是如何激發免疫係統的。專家指出，如果能證明電磁輻射確實可以安全激發動物的免疫係統，那麼上述發現將對開發出電磁波免疫療法有顯著幫助。
◆用聲音誘殺蟑螂
俄羅斯“生物複合體”科學生產企業的專家發現蟑螂對聲音信號反應相對敏感。利用這一發現，科研人員正在研製可驅趕甚至誘殺蟑螂的聲學裝置。俄專家用配有高靈敏度麥克風的錄音裝置，記錄下了蟑螂所發出的多種聲音信號。當蟑螂在正常行走時，它的腳爪會依次勻速運動，發出輕微的“沙沙”聲。對於這種聲音，其它蟑螂不會作出任何反應。但是，當蟑螂發現體積較大的食物後，它就會停在食物的旁邊，並用最後一對腳爪與物體用力地磨擦，發出強度較大的聲響。這樣，以該蟑螂為中心約５０厘米以內的其它同伴便會循聲而至，共同搬運食物。
不同的昆蟲會通過肢體或器官的振動發出不同的聲音。俄專家發現，蟑螂會根據上述聲音的頻率和強度來判斷附近的昆蟲是否會對自己構成威脅。當感受到頻率為５至８赫茲、強度在３５到５０分貝之間的聲音信號時，蟑螂會異常恐慌並迅速逃跑。
目前，俄科研人員正依據上述發現開發新型聲學裝置以將蟑螂誘至毒餌附近，或使其遠離民宅和倉庫。
◆激光診斷器診病
美國研究人員研發了一種“激光診斷器”，病人隻要對其呼出一口氣，儀器就可從其中所含的分子數量判斷患了哪種疾病，日後還可追蹤服藥效果。
據發明這種診斷器的俄克拉荷馬大學電機係教授麥侃介紹，精神分裂症病人的呼吸中二硫化碳分子特別多，當測試樣本裏麵該分子數量達到某一程度，就表示樣本的主人確實患有精神分裂症。
此激光診斷器也能測出氣喘病人呼吸中所含氧化亞氮數量。麥侃表示希望不久可將該儀器應用於肺癌、乳癌、二型糖尿病、肝功能、腎功能等疾病的診斷。
該儀器也可測出藥物所含分子，因此可追蹤藥效。精神分裂症病人服藥一段時間後用這種儀器進行測試，如果二硫化碳分子數目減少了，表示服藥生效。
預計此診斷儀年底可在一家醫院正式啟用，每測試一次費用約為１０到２０美元。
◆首次發現三種具有抗癌作用海洋生物
在我國，海洋藥物學家們已經發現在葉托馬尾藻、鐵釘菜和藍斑背肛海兔等三種海洋生物中，含有多種具抗癌活性的化合物。
我國科研人員的這一發現，是三年艱苦努力的結果。研究人員從我國東南沿海數十個海港、上百個島嶼，采集３００多份標本進行抗腫瘤藥物成分的篩選，發現屬於１５個科２３種海洋生物具有不同程度的抗腫瘤活性。其中，葉托馬尾藻、鐵釘菜和藍斑背肛海兔的抗癌活性，比另外２０種海洋生物更為明顯。
據了解，這三種海洋生物在我國東南沿海有十分廣泛的分布，其中藍斑背肛海兔是我國的特有品種。有關資料反映，民間一般用葉托馬尾藻治療氣管炎、甲狀腺腫大等；用鐵釘菜治療喉炎、淋巴結炎、甲狀腺腫等。該研究中心先後從這三種海洋生物中分離出近１００種化合物，並對其中５６個化合物的化學結構進行了鑒定，其中１１個為新化合物或新天然產物，３３個為首次從這些海洋生物中獲得。
經試驗表明，經過鑒定的５６種化合物絕大部分有顯著的抗腫瘤活性。第二軍區大學藥學院海洋藥物研究中心主任易楊華教授介紹，這三種海洋生物的生物活性和化學成分研究，為我國研究新的抗腫瘤藥物，如抗甲狀腺腫瘤、喉癌、淋巴瘤等的藥物，提供了有價值的先導化合物，同時為進一步開發利用海洋生物提供了科學依據。
◆用抗氧化製劑可以治療老年性白內障
俄羅斯國立醫學大學的生物物理學家認為，老年性白內障的主要病因是眼球的晶狀體細胞膜被自由基逐漸氧化，因此使用以肌肽為原料的抗氧化製劑可以治療老年性白內障。
自由基是人體內活性很強的原子或原子團，能夠對人體內其它物質進行氧化。俄專家指出，眼球晶狀體的表麵覆蓋著上皮細胞，其中抗氧化劑含量很高，能夠抵禦自由基的侵害。但是進入老年之後，隨著部分人晶狀體上皮細胞中的抗氧化劑含量的逐漸減少，自由基便可通過細胞間的物質交換，與晶狀體細胞膜發生氧化反應，使晶狀體日漸渾濁。
目前白內障治療方法主要是使用藥物對白內障的發展進程盡量延緩，待白內障發展到一定程度時，再通過手術將其清除。但是，這種方法並不能使所有白內障患者的眼球完全複明。
俄專家在研究中發現，鳥類的眼球中含有一種類似於肌肽的物質。鳥類幾乎不得白內障，便是這類物質作用的結果。根據這一線索，科研人員以動物肌肉中的肌肽為原料製成了名為NACA的抗氧化製劑。這種抗氧化製劑的有效成分可以穿過眼球的角膜，抵達晶狀體，抵禦自由基。此外，該抗氧化製劑中的保護成分可使抗氧化物質在人體的消化道和血液中穩定存在。因此，專家還將這種抗氧化製劑製成了可以內服的藥片。
實驗結果顯示，在白內障發展的最初階段，這種抗氧化製劑中的有效成分可阻止白內障的進一步發展。對於中晚期白內障，該抗氧化製劑可使晶狀體完全變渾濁的時間推遲數年。目前，俄專家正在對抗氧化劑遏製白內障發展的機理進行繼續研究，以期增強此類藥物的療效。
◆新型“幹性”燃料電池
目前，燃料電池的工作溫度或者過低，或者過高。如今，美國研究人員發明了一種能在適度溫度下工作的“幹性”燃料電池，而且成本低、易於製造、燃燒產物隻有水。
美國加州理工學院研究人員發明，這種燃料電池能在攝氏１６０度環境裏工作。這種電池實際上是由銫、氫、固體硫酸構成的“三明治”，其催化劑為鉑。當研究人員用泵將氫氣壓入電池中時，他們發現電池能夠產生持續數天少量電流，反應產物隻有水。
這種新型電池之所以被稱為“幹性”電池，是因為它隻靠氣體來產生電力，電解質也是固體硫酸。而低溫燃料電池通常是靠水和乙醇等液體材料來幫助電解質產生電流。
研究人員表示，這種燃料電池的缺點是產電量不大，持續時間不長，而且電池材料在極端環境下性能不穩。專家指出，隻有通過極端溫度的考驗，這種燃料電池才能具備實用價值。
◆“水滴彈珠”