《技术评论》是美国专业的科技商业杂志，由麻省理工学院主办。从2001年开始，《技术评论》每年都会公布本年度10大影响未来世界的新兴技术，并预计其对人类生活和社会的重大影响。本文的笔者分析了近10年来的百项新兴技术，这些技术代表着21世纪前10年世界科技领域的热点问题，反映了世界科技的未来发展方向。
信息技术：占据主导地位，实时交互、智能、安全成为热门词汇
在《技术评论》所选定的十大新兴技术中，信息技术几乎每年都过半数，占据了半壁江山，呈现出蓬勃发展态势。赛道内存、散列缓存、概率芯片、超高密度数据存储等技术代表着电子元器件低功耗、高效能的发展方向。云分流、社会化电视、移动3D、智能软件助理、无线电源、对等网络技术、泛在无线技术、无线传感器网络、万能翻译等新兴技术体现出人类对便捷、高效、多彩生活的追求。同态加密、抗崩溃代码、通用身份认证技术、空管互联网、电力网格控制、软件可信性、量子密码、数字权利管理、生物特征识别等反映了人们为保障网络通信安全和关键系统安全所作的努力。
计算机与软件技术方面，云分流采用新的视频流压缩技术，移动设备可以作为远程终端运用图像集成软件，使在移动设备中应用高性能软件成为可能。手势界面交互技术利用三维视觉系统，帮助人们用身体控制计算机；增强现实技术将整个真实世界的数字信息量扩大几倍，使手机上显示的世界更清晰；万能翻译有助于不同文化背景的人相互沟通，将广泛应用于商务会议、文件研究、旅游业以及医疗护理、军事后勤等领域；现实挖掘技术运用数据挖掘算法推导人际关系和行为，将使自动安全设置、智能个人助理、健康状况监测成为可能。
信息网络技术方面，社会索引采用不同于以往的索引方式（如谷歌采用的数学索引）进行信息搜索，实现个性化网络服务，将改变网络格局；实时搜索技术力争在海量信息中，为用户提供某个时刻最需要的信息，将刷新信息搜索方式，网络环境将变得更便捷、简单；云编程技术采用Bloom语言追踪数据并密切监视云端动向，快速搭建云端应用，有利于充分发挥云计算所展示出的无尽可能性；软件自定义网络通过开发OpenFlow标准，使得研究人员可以自定义数据流，控制网络的布局和交通流量，从而提高网络的速度、可靠性、能效和安全性；离线Web应用程序充分发挥浏览器和桌面应用程序两者的综合优势，能充分利用用户电脑及互联网资源。
通信技术方面，微射流光纤有利于提高通信可靠性、增加通信容量和节约成本，将为加快互联网速度并为下一代光学网络的形成奠定基础；移动3D将使得智能手机成为三维市场的主流；认知无线电技术利用软件分析所处的环境，选择最佳数据传输协议和频段，共享日趋拥挤的有限频段；泛在无线技术通过开发内置无线设备和传感器，并将这些无线设备联系起来，使计算真正走进生活的各个角落；空管互联网能在没有空管人员干预下，让飞机安全地飞行；量子密码将提供理论上绝对安全的保密通信。
生物技术：在药物研制、疾病诊断和治疗方面发挥着重要作用
在历年十大新兴技术中，生物技术所占比例较多，一般为2—4项，2006年更是达到6项之多，反映出生物技术10年来迅猛发展的态势和未来广阔的应用前景。通过分析看出，生物技术在药物研究、重大疾病早期诊断和控制治疗，以及人体组织、器官修复和治疗方面发挥着重要作用，将显著提高人类健康水平。
疾病治疗方面，分离染色体采用更为精确的DNA读取方法改变疾病治疗的方式，并将对个性化药物研究造成深远的影响；合成细胞研究通过设计新型基因组，能够加速疫苗和生物燃料细菌的研发；诱导多能干细胞具有自我复制、变身为人体任何细胞类型两个特征，能够替代人类受损或者有缺陷的身体组织，将为疾病研究提供前所未有的窗口，并将改变药物研发和药物测试模式；植入式芯片采用由蚕丝和柔韧的硅电子设备合成的植入物，能减少移植手术对人体的伤害；双效抗体使一个抗体紧密地结合到两个不同的抗原上，“一箭双雕”治疗癌症，被称为 “抗体研发史上美丽的篇章”。
疾病诊断方面，100美元的基因组测序使得快速、低成本基因测序成为可能；诊断试纸作为低廉、简单易用、多功能的诊断工具，通过检测少量的尿液或血液找到传染病或慢性疾病的证据；个性化监控仪有助于解读医疗检测数据，是向精确化、自动化医疗数据诊断方向迈出的重要一步；扩散张量成像技术作为新的核磁共振成像技术，可以用来观察更清晰的大脑微观结构，研究大脑不同区域之间的联系，解释神经和精神疾病的奥秘，揭示健康大脑和患病大脑的不同结构；新陈代谢学研究可能导致新诊断工具的发现，从而使医生可以在病情尚在蛛丝马迹阶段时，就能轻而易举地进行诊断；个人基因组学研究将使得通过简单的血液测试就能决定最佳治疗方案；分子成像可以跟踪疾病的根源。
新能源技术：备受瞩目，绿色、高能效、低成本成为发展目标
在100项新兴技术中，新能源技术数量不多，但备受瞩目，主要有固态电池、太阳能燃料、光捕捉式光伏发电、液态电池、行波反应堆、纤维素酶、纳米充电太阳能、纳米太阳能电池等。其中，太阳能电池技术尤其引人关注，代表着可再生能源的发展方向，绿色、高能效、低成本成为新能源技术发展的共同目标。太阳能、生物燃料、核能的快速发展，为缓解全球能源危机提供了可能，有利于逐渐突破化石能源的束缚，并可能引起能源结构的变革。
太阳能电池技术方面，光捕捉式光伏发电技术利用等离子体效应，能大幅提高光电转化效率，其大规模应用将改变太阳能电池技术领域的平衡，加速太阳能取代传统化石燃料能源的步伐；纳米充电太阳能电池将使光伏太阳能电池能效达到42％（目前硅基电池能效为31％），最终可使太阳能发电的成本与煤发电的成本相抗衡，帮助人们摆脱化石能源；纳米太阳能电池有望使太阳能电力作为替代电力被广泛应用并实现低成本生产。
电池研究方面，固态电池旨在研发不需要额外部件的高性能电池，不仅节省了空间和原材料，缩小了体积，而且能够存储更多能量，大大降低电力汽车成本；液态电池以熔融金属为电极，以熔盐为电解质，可快速吸收大量电子，提高了效能，且成本不及现今最好电池的1／3，使用寿命也大大延长，有利于大规模储存电力，使得太阳能发电大有用武之地。
新材料技术：受到关注，碳纳米管、石墨烯、超材料成为研究热点
在100项新兴技术中，直接以新材料命名的技术2013年不多，主要包括石墨烯晶体管、超材料隐身、绿色混凝土、可伸展的硅、纳米线等，但许多新兴技术中都包含着新材料的身影，如超高密度数据存储、量子导线、纳米收音机中的碳纳米管，可移植芯片中的生物材料，赛道内存中的磁性材料，液态电池中的活性材料，纳米压电传感器中的氧化锌纳米线，纳米充电太阳能中的半导体量子点材料，纳米太阳能电池中的镉碲化物，以及微光子学中的光子晶体，等等。总体来看，纳米材料（包括碳纳米管、石墨烯、纳米线、量子点等）、超材料成为研究热点，新材料在支撑电子信息、能源动力、资源环境、生物医药等领域中发挥着物质基础和先导作用。
碳纳米管研究方面，“悬浮碳纳米管”存储有望实现超高密度数据存储，将成为下一代超大、低功率存储信息系统。基于碳纳米管的“量子导线”，重量轻、强度高，且具有超导体的功能，又不需要高价冷却系统，可高效输电，代表着将会使输电网出现全面改观的新型导线的第一步；美国加州大学伯克利分校利用单碳纳米管制作出一个纳米收音机。石墨烯研究方面，美国佐治亚理工学院研制成功石墨烯晶体管，将应用于超高速通信芯片和计算机处理器，可能会导致更为快速、紧凑计算机处理器的问世。超材料研究方面，美国杜克大学利用超材料实现了可见光隐身，超材料还能大幅提高信息存储量、信息传输速度和太阳能利用效率，将引发通信、数据存储和太阳能等方面的革命；光子晶体能够提供制造光学电路和其它小型、便宜、低功率装置的手段，可以实现光速运载、运送和数据处理。
纳米技术：无处不在，渗透到信息、生物、能源、材料等诸多领域
在100项新兴技术中，纳米技术不仅体现在纳米压电传感器、纳米收音机、纳米充电太阳能、纳米癒合治疗、纳米医学、纳米生物力学、纳米线、纳米太阳能电池、纳米印刷光刻等直接以“纳米”命名的技术中，而且支撑着光捕捉式光伏发电、赛道内存、石墨烯晶体管、新型激光聚焦技术、超材料隐身、超高密度数据存储、量子导线等技术的研究，反映出当前纳米技术快速、融合发展的态势和作为技术源泉的重要地位。总体来看，纳米技术已渗透到信息、生物医学、能源、新材料等诸多领域，在提高信息存储容量和信息处理速度、提高能源转换和利用率、提高药物效能和改变疾病治疗方式等方面发挥了巨大作用，对于推动信息革命、解决能源危机、提高生命健康水平具有重要意义。
在提高信息存储容量和处理速度方面，赛道内存利用U型磁纳米线阵列存储信息，理论上能存储比闪存芯片晶体管多100倍的数据；石墨烯晶体管信息处理速度将比硅晶体管快100多倍。
在提高能源转换和使用效率方面，光捕捉式光伏发电技术利用薄膜太阳能电池表面的纳米银粒子，使光子在薄膜电池内部来回反射，其光电转化效率比普通薄膜太阳能电池高30％左右；纳米充电太阳能利用半导体量子点新技术，将大幅度提高光伏太阳能电池的效能（能效可达42％）；纳米太阳能电池利用新型纳米棒材料——镉碲化物，可以被铺展、喷射或打印甚至涂敷在材料表面；纳米压电传感器利用氧化锌纳米线的纳米级压电效应，制成纳米电源或自带电源的纳米压电元件，使得纳米压电元件从外接电源的桎梏中解放出来；由碳纳米管编织的量子导线将实现高效输电，量子导线制成的电缆可承受比铝电缆高10倍的输电量；纳米线器件将可能最终发展成为高效能源，从汽车废热或太阳热量中产生电能。
(作者：沈雪石等，来源：科技日报)