第一 科技百科

新型汽车

燃料电池汽车

是用燃料电池代替蓄电池产生电能，从而供电给车上的电动机，使其运转。燃料电池必须从电池外部源源不断地向电池提供天然气、甲烷、煤气等含氢化合物作为燃料。

燃料电池汽车主要以氢作为燃料，氢在汽车搭载的燃料电池中与大气中的氧发生化学反应，产生电能，来发动电动车，从而驱动汽车。

会飞的汽车

车身和一般汽车相似，但是车门的部分多了两个可折叠的翅膀。在陆地上行驶的时候，翅膀折叠起来；如果想飞行的话，翅膀就会张开。汽车如同变形金刚一样，可在很短的时间内变成一架小型飞机。会飞的汽车在陆地上行驶，最高时速能达到150千米左右，飞行时速接近200千米；每加满一次油，最多可飞行800千米。

超音速火箭汽车

通常，只有飞机或火箭的速度才能达到或超过音速。但是现今科学家成功研制了一种火箭汽车，这是世界上第一辆超音速汽车。这辆汽车呈上宽下窄的管筒形，车体长11.95米，可以折射超声冲击波，车上装有可使车体保持平衡的2.74米高的垂直尾翼，驾驶舱在尾翼下方。汽车点火开动后，速度瞬间可超过音速，目前，地面最高行驶速度为每小时1227公里。

新型火车

单轨火车

是由铝合金制成的单轨铁路火车。单轨铁路火车的车轮有动轮和导轮之分，动轮承载车体的重量，导轮用于保持车体的稳定和导向。

单轨铁路的主要结构是高架轨道，由钢或钢筋混凝土制成，应用于城市和游乐场。

电脑火车

是一种高科技的新型火车，具有高速、廉价等优点。这种电脑火车由两台电动机驱动，在高高架起的轨道上行驶，火车的速度可以达到每小时200多千米。电脑火车无人驾驶，启动、运行和行驶速度完全由电脑自动控制。它吸取了轻轨火车和高速火车的优点，既轻便快捷，又安全可靠。

行星火车

是指行驶在地下的真空磁悬浮超音速火车。要建造这种行星火车，首先要在地下深处挖一条长距离的隧道，在隧道内铺设2根或4根直径为12米的管道，然后抽出管道中的空气，使管道内部处于真空状态。行星火车最高时速为22500千米，横穿美国大陆只需21分钟，而喷气式飞机则需5小时。

铁路公路两用车

这种火车除了具有能在铁轨上运行的钢制车轮外，还装有在公路上使用的橡胶轮胎，当需要在公路上运行时，橡胶车轮降下，钢制车轮收起。两用火车可以把货物直接运送到不通火车的目的地，不需要中途转运，因此大大方便了货物运输。同时，它还有投资少、运营成本低、适用面广等多种优点。现在，很多国家和地区都有这种车行驶于公路和铁路之间。

新型飞机

塑料飞机

即用塑料制造的飞机。这种飞机的机体全部用塑料制造，大大减轻了飞机的重量，而且生产成本低、绝缘性能好、抗腐蚀能力强。美国有一架塑料飞机，重仅1.7吨，它与金属制造的同类飞机相比，重量减轻45％，汽油节省50％。

微波动力飞机

是以微波能来开动的飞机。微波动力飞机不带燃料，只有一台直流电动机和微波接收整流装置。飞机起飞时由蓄电池为电动机供电，升空后蓄电池关闭，由地面的微波发生器通过锅形天线发射微波，飞机上的特殊天线把接收到的微波变成直流电，驱动由电动机带动的飞机螺旋桨做动力飞行。

空天飞机

也叫航空航天飞机，是既具有高超音速运输功能，又具有在天地间往返运输功能，并能重复使用的飞行器。

它像普通飞机一样起飞，但以高超音速在大气层内飞行，在30千米至100千米高空的飞行速度为12倍至25倍音速，并且直接加速进入地球轨道，成为航天飞行器；返回大气层后，能像飞机一样在机场着陆。

氢燃料飞机

是以氢为燃料，既节能又无大气污染的一种新型燃料飞机。这种飞机不排放导致全球变暖的二氧化碳，几乎完全没有噪音。

氢燃料是一种最理想的飞机燃料。虽然蕴藏在水中的氢在地球上的储量非常丰富，但要把氢从水中分离出来却非常困难。只有随着制氢技术的发展，当廉价的氢燃料容易获得时，氢燃料飞机的推广方能成为现实。

交通设施

公路

英国人别出心裁地制成一条可以移动的公路。它是用铝合金板连接而成的，装在专用的平板卡车上，可以随便移动，能通过60吨的载重汽车。这条公路可以伸缩，哪里的公路坏了，马上就把移动公路搬到那里临时应急。

夜光公路

在修筑公路时采用能发光的水泥划分车道、铺设人行横道线和制作各种车道标志。白天，发光水泥吸收太阳能，夜晚，它将白天储藏的能量以光的形式释放出来，形成发光的公路。

地毯公路

它并不像家庭里铺的地毯一样，而是利用聚丙烯混合制成的覆盖在光滑路面上的一条0.1米厚的带状“地毯”。这种地毯的独特之处就是它的底部会很快与路面黏合在一起，融为一体，形成一条地毯公路。这种公路寿命长、造价低、耐腐蚀，还可以减轻车轮与路面的磨损，有利于交通安全。

草坪公路

是一种经过人们特殊设计的公路，路面用混凝土铺制而成，但在路面上设有许许多多分布均匀、疏密适中的小圆洞，这些小圆洞直通路面下的土层。在气候湿润，阳光和水分都很充足的地方，在小圆洞中播种的草籽能很快就地长成绿草，绿草使公路路面一片翠绿，形成草坪公路。草坪公路不仅可以缓解司机的疲劳，还能改善城市生态环境。

新式建筑

纸屋

纸屋同普通房屋相似，有门、窗、墙和天花板，还有装饰墙纸等。它的主要材料是各种类型的波纹夹层纸板或蜂窝状夹层纸板，纸板外表有覆盖层和保护层，一层一层很像夹心饼干，一般厚度在0.05米左右，具有相当的牢固度。为了克服纸板易燃易潮的问题，科学家找到了不少有效阻燃防潮的方法，例如在纸板表面附加一层玻璃纤维与树脂复合涂层，使其更坚韧，并能防水。

塑料房屋

房屋表面材料大部分是塑料制品，屋顶由两种不同的塑料盖板覆盖，墙壁是乙烯挤压成品，具有多种颜色和形状，是通用的聚氯乙烯覆上了一层高性能的、非常严密的树脂制品。塑料房屋由大块板制成，它的最大优点是重量轻，安装简便，，构建快，还可阻燃。

生物住宅

生物住宅是完全以天然资源，即木材、黏土或砖制造的，并以无毒物质涂刷和加色。这些住房通常包含太阳能温度控制系统和绝缘保温的冬季花园。这类住宅必须禁止地下水和地球磁场的干扰。

生物住宅对于人的健康非常有利，这已被许多入住的居民所证实。但是，生物住宅的费用一般都比普通住宅要昂贵。

汽车住宅

就是将预制的房屋安装在汽车底盘上。汽车住宅的浴室、厨房、餐厅、起居室、卧室均为最小尺寸，但室内布置非常舒适，汽车住宅在设计上吸取了宇宙飞船舱体设计的优点，住宅内部装有高水平的技术设备，温度能够自动调节，以适应不同国家和地区的气候条件。

医疗技术

智能药丸

这种药丸长度不到0.25米，里面装有无线电发波器，被送入人体指定器官后会发出电波。接收器接收电波后把数据传给电脑，从而准确测定体内患疾的位置，并在指定的病灶处施药治疗。

测癌仪

通过人体耳部肿瘤特异穴位的生物电数据检测，断定体内有无肿瘤，并辨别肿瘤的所在部位及其性质。这一仪器能够分离、统计并分析血液样本中的游离肿瘤细胞，专家称之为捕捉肿瘤信息的“生物雷达”。

生理活骨术

科学家根据动静理论、生物活性原理以及工程技术中的框架结构功能，发明了一套“活性生理复骨技术”，并相应研制出一种特殊的自动加压复骨装置。治疗工作只在患者骨折处表面进行。由于是通过患者自身生理自动加压产生压力刺激和生物传导，促使骨折处较快修复，从而免受穿针、夹钢板或上石膏之苦，减少了肌肉萎缩、关节僵硬等并发症。

安在牙齿上的助听器

它包括一个负责收集声音信号的微小话筒，一个微小的天线，一个放大器和一个晶体扬声器。

助听器的话筒首先将声音转变为调频信号传递给安装在牙齿上的接收器，接收器再将这些电信号转变为声信号，由牙齿和头盖骨传递到内耳，这样人就可听到声音了。此助听器是根据人的牙齿和头盖骨具有吸收声波并向听觉神经传递声波的功能设置的。

手指血压计

是套在手指上测量血压的一种医疗设备，一般重650克左右，使用时只要套在手指上就可以了，非常方便。手指血压计通过手指基部测量人体血压和脉搏，并可连续测量，不影响患者睡眠，也不用脱衣服。手指血压计测得的数据将输入存储器，并通过显示器读出或复印出来。使用这种血压计是为了便于医师随时了解患者血压情况，以掌握投药时机。

人造视觉眼睛

是一种固定在盲人前额上的电子视觉机器，体积很小，形状如一个黑色的小盒。它是一个微型的摄影机，摄入的外界景象，经过微型电子计算机进行分析处理，再将信息输入到埋在盲人大脑视觉区的数百个特制电极，刺激视神经产生兴奋，传递到大脑皮层，最终产生视觉。

除了人造视觉眼睛，还有人造听觉“眼睛”和人造激光“眼睛”。人造眼睛的运用是盲者的福音。

喷水手术刀

科学家研制成一种用于肝脏手术的喷水手术器械。肝脏手术常常造成大量出血，有了这一发明，医生不再用传统的手术刀，而用低压喷水手术刀来冲刷肝组织，使血管和胆结构暴露出来，医生就知道怎样进行手术了。这种方法不用切割肝组织，通过使用一些止血药物，手术过程中的流血量可保持在最低限度。喷水手术不但花钱少而且容易操作。

吞服式温度计

这种温度计从外观上看很像个胶囊，但它的内部构造却相当复杂，有微型电池、温度传感器、向外发射电信的装置等。它被吞入肚内后，会不停地把感觉到的温度发送出来，外面的信息接收机接收到信号之后，就能知道人体内的温度。这种温度计外表加一层橡胶膜，在胃部停留一段时间后就会经由小肠、大肠，最后从肛门排出体外。

现代农业

现代农业

是广泛应用现代科学技术、现代工业提供的生产资料和科学管理方法进行的社会化农业生产方式。其基本特征是：一整套建立在现代自然科学基础上的农业科学技术的形成和推广，使农业生产技术由经验转向科学。如育种、栽培、饲养、土壤改良、植保畜保等农业科学技术迅速提高和广泛应用。

绿色农业

是指将农业与环境协调起来，促进可持续发展，增加农户收入，保护环境，同时保证农产品安全性的农业。主要以“绿色环境”、“绿色技术”、“绿色产品”为主体，促使过分依赖化肥、农药的化学农业向依靠生物内在机制的生态农业转变。绿色农业是灵活利用生态环境的物质循环系统，实践农药安全管理技术、生物学技术和轮耕技术等，从而保护农业环境的一种整体性概念。

物理农业

物理农业这个概念起源于植物生理学、农业物理学、生物物理学和物理农业。它是物理技术和农业生产的有机结合，是利用具有生物效应的电、磁、声、光、热、核等物理因子操控动植物的生长发育及其生活环境，促使传统农业逐步摆脱对化学肥料、化学农药、抗生素等化学品的依赖以及自然环境的束缚，最终获取高产、优质、无毒农产品的环境调控型农业，是属于高投入高产出的设备型、设施型、工艺型的农业产业。

休闲农业

是建立一种综合性的休闲农业区，主要利用农业景观资源和农业生产条件，发展观光、休闲、旅游，也是深度开发农业资源潜力，调整农业结构，改善农业环境，增加农民收入的新途径。游客不仅可以观光旅游、体验农作、了解农民生活、享受乡间情趣，而且可以住宿、度假、游乐。休闲农业的基本概念是充分利用农村的设施与空间、农业生产场地、农业自然环境、农业人文资源等。

工厂化农业

是采用类似工厂的生产方法，通过现代化生产设备、先进技术和管理手段，组织安排农、畜、禽等产品生产的农业经营方式。

工业化农业是现代农业的高级层次，它综合运用了机械化、自动化技术高度密集型生产，能够在人工创造的环境中进行全过程的连续作业，从而摆脱自然界的制约。

工厂化农业现已应用于蔬菜、花卉、养猪、养禽、养鱼，乃至多年生果树栽培等许多领域，并达到高效率、高产值、高效益的良好效果。

特色农业

以追求最佳效益为目的，依据区域内整体资源优势及特点，突出地域特色，坚持以科技为先导，以某一特定生产对象或生产目的为目标，形成规模适度、特色突出、效益良好，且产品具有较强市场竞争力的非均衡农业生产体系。特色农业的发展适应了社会消费的需求，并且与世界经济一体化，同时也为全球农业市场细分奠定了基础。

观光农业

是指在保护、改善农业生态环境的前提下，遵循生态学、生态经济学规律，运用系统工程方法和现代科学技术，集约化经营的农业发展模式，是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。观光农业解决了农业发展的部分问题，提供了大量就业机会，为农村剩余劳动力解决了就业问题，改变了农村面貌，为解决我国“三农问题”提供了新的思路。

基因科技

基因诊断

指通过使用基因芯片对基因或基因组进行直接分析，从而找出致病遗传基因。医学和生物学研究人员将能在数秒钟内，鉴定出最终会导致癌症等的突变基因。该诊断通常使用基因本身或紧邻的DNA序列作为探针，以探查基因有无突变、缺失等异常现象，它适用已知基因异常的疾病。

基因调控

是生物体内控制基因表达的机制。基因表达的主要过程是基因的转录和信使核糖核酸的翻译。

基因调控的研究有广泛的生物学意义，是发生遗传学和分子遗传学的重要研究领域。通过基因调控，微生物可以避免过多地合成氨基酸、核苷酸之类物质。在遗传工程中应用基因调控的原理可使外源基因表达，所以基因调控的理论探讨还具有生产实践意义。

基因芯片

指通过微加工技术，将数以万计，乃至百万计的特定序列的DNA片段，有规律地排列固定于2平方厘米的硅片、玻片等支持物上，构成的一个二维DNA探针阵列。因与计算机的电子芯片十分相似，所以被称为基因芯片。该技术是顺应基因组序列数据迅速增长的科学发展要求的产物。

基因武器

运用先进的遗传工程这一新技术，用类似工程设计的办法，按人们的需要通过基因重组，在一些致病细菌或病毒中接入能对抗普通疫苗或药物的基因，或者在一些本来不会致病的微生物体内接入致病基因而制造成生物武器。基因武器可以用人工、导弹或火炮等方式投入城市或交通要道，让人患上一种无法治疗的疾病，使其在无形战场上静悄悄地丧失战斗力。

基因疗法

主要是利用健康的基因来填补或替代基因疾病中某些缺失或病变的基因。从患者身上取出一些细胞，然后利用对人体无害的逆转录病毒当载体，把正常的基因嫁接到病毒上，再用这些病毒去感染取出的人体细胞，让它们把正常基因插进细胞的染色体中，使人体细胞获得正常的基因，以取代异常基因。

美国医学家安德森等人于1990年9月14日，对一例患有腺苷脱氨酶缺乏症（ADA缺乏症，自身不能生产ADA）的4岁女孩进行基因治疗，是世界上第一个基因治疗的成功范例。

基因环保

基因芯片可高效地探测到由微生物或有机物引起的污染，能够帮助研究人员找到并合成具有解毒和消化污染物功能的天然酶基因，也能够通过大规模的筛选寻找保护基因，制备防治危害的基因工程药品或能够治理污染源的基因产品。

这种基因一旦被发现，研究人员便把它们转入普通的细菌中，然后用这种转基因细菌清理被污染的河流或土壤。

基因识别和亲子鉴定

基因识别主要利用生物学实验等手段识别DNA序列上的具有生物学特征的片段。识别的对象主要是蛋白质编码基因，也包括具有一定生物学功能的因子，如DNA基因和调控因子。由于人类基因具有唯一性（双胞胎除外），法医学上普遍应用的是个体识别和亲子鉴定，DNA分析为法医物证检验提供了科学、快捷的手段。

基因检测

是通过血液、其他体液或细胞对DNA进行检测的技术。基因检测可以诊断疾病和预测疾病风险。应用最广泛的基因检测是新生儿遗传性疾病的检测、遗传疾病的诊断和某些常见病的辅助诊断。检测时，把受检者的基因从细胞中提取出来，然后用有特殊标记物的突变基因探针方法判断基因是否存在突变或敏感基因型。

纳米技术

纺织方面

在纺织和化纤制品中添加纳米微粒，可以除味杀菌。化纤布非常结实，但有烦人的静电现象，加入少量金属纳米微粒就可消除静电现象。由于真丝和羊毛在不改变其性能的情况下能防水和防污，而且能够使衣服更长时间地保持清洁和鲜艳。而衣料表面带有大小在100纳米以内的微型结构，能吸收空气分子并形成覆盖层，使衣料防水防油。

建材方面

纳米技术的运用，可使墙面涂料的耐洗刷性提高10倍。玻璃和瓷砖表面涂上纳米薄层，可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖，根本不用擦洗。含有纳米微粒的建筑材料还可以吸收对人体有害的紫外线。由于纳米超细粉末尺寸非常小，而且具有吸收电磁波的性能，对不同波长的雷达波和红外线具有很强的吸收作用。因此，被纳米颗粒改性后的涂料可成为军事上使用的隐身涂料。

食品方面

纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装用品已经面世。人工制造的纳米粒子可用作包裹食物配料和食物添加剂，以掩盖食物配料和食物添加剂的不良气味和味道，防止包封的食物配料变质等。

医疗方面

利用纳米技术制成的微型药物输送器，可携带一定剂量的药物，在体外电磁信号的引导下准确到达病灶部位，有效地起到治疗作用，并减轻药物的不良反映。用纳米制造成的微型机器人，其体积小于红细胞，通过注射进入血管中在人的操控下能疏通脑血管的血栓。用纳米技术制成的新型诊断仪器，只需检测少量血液，就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病。利用纳米级荧光微粒接上抗体，就能进行免疫学的间接凝集试验。0.5克金便可制备10000毫升纳米金溶胶，作为妊娠试剂可验孕10000人次，诊断快速可靠。

纳米级测量技术

新的测量技术能够将纳米材料的电气和机械特性表示为施加探针压力的函数，为人们揭示之前无法看到的纳米现象，包括纳米级精度的尺寸和位移的测量，纳米级表面形貌的测量。纳米级测量技术主要有两个发展方向，一是光干涉测量技术；二是扫描探针显微测量技术。

纳米测量工具主要包括原子力显微镜、多模式扫描探针显微镜、各种参数测试仪、高灵敏度纳伏/毫欧表、各类高精度分析仪和微阵列等。

纳米材料

当物质达到纳米尺度以后大约是在0.1纳米至100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种拥有特殊性能的材料，即为纳米材料。纳米金属材料是20世纪80年代中期研制成功的，后来相继问世的有纳米半导体薄膜、纳米陶瓷、纳米瓷性材料和纳米生物医学材料等。

纳米生物学

是以纳米尺度研究细胞内部各种细胞器的结构和功能，研究细胞内部、细胞内外之间以及整个生物体的物质、能量和信息交换。纳米生物学发展到一定技术水平时，可以用纳米材料制成具有识别癌细胞能力的纳米生物细胞和能吸收癌细胞的生物医药，杀死癌细胞。

激光及其技术应用

激光

1916年，激光被著名物理学家爱因斯坦发现，但直到1960年才首次制造成功。它的亮度为太阳光的100亿倍。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，去获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的发展。因此，激光被誉为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。

激光技术

激光具有单色性好、方向性强、亮度高等特点。激光技术的核心是激光器，激光器的种类很多，可按工作物质、激励方式、运转方式、工作波长等不同方法分类。广泛应用的单元技术有共振腔设计与选模、倍频、调谐、Q开关、锁模、稳频和放大技术等。

激光打孔技术

激光打孔技术具有精度高、通用性强、效率高、成本低和综合技术经济效益显著等优点，已成为现代制造领域的关键技术之一。目前使用的激光器多以YAG激光器、二氧化碳激光器为主，还有准分子激光器、同位素激光器和半导体泵浦激光器。激光打孔技术主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。

激光雕刻

是以数控技术为基础，激光加工为媒介。加工材料在激光照射下瞬间发生熔化和汽化的物理变性，达到加工的目的。

激光雕刻可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到亚微米量级，对产品的防伪有特殊意义。激光雕刻已广泛用于微电子工业和生物工程等领域。

激光打标技术

它是利用激光打标机产生的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法。其工作原理是由激光发生器生成高能量的连续激光光束。当激光作用于承印材料时，处于基态的原子跃迁到较高能量状态；处于较高能量状态的原子会很快回到基态，这时就会以光子或量子的形式释放出额外的能量，并由光能转换为热能，使表面材料瞬间熔融，甚至汽化，从而形成图文标记。

激光手术

指用二氧化碳发光管射出高功率光线作用于病理组织，能使炎症吸收破坏肿瘤，低功率可以祛斑美化皮肤。激光手术有准分子激光角膜表面切削术、准分子激光原位角膜磨镶术、准分子激光上皮下原位角膜磨镶术几种类型。

激光能产生高能量和聚焦精确的单色光﹐具有一定的穿透力，作用于人体组织时能在局部产生高热量。激光手术就是利用激光的这一特点，去除或破坏目标组织，达到治疗的目的。激光手术主要包括激光切割和激光换肤。

激光切割

该技术采用激光束照射到钢板表面时释放的能量来使不锈钢熔化并蒸发。激光源一般用二氧化碳激光束，工作功率为500至2500瓦。该功率的水平比许多家用电暖气所需要的功率还低，但是，通过透镜和反射镜，激光束可聚集在很小的区域。能量的高度集中能够迅速局部加热，使不锈钢蒸发。此外，由于能量非常集中，所以，仅有少量热传到钢材的其他部分，所造成的变形很小或没有变形。利用激光可以非常准确地切割复杂形状的坯料，所切割的坯料不必再做进一步的处理。

激光光谱

激光光谱是以激光为光源的光谱技术。激光光源具有单色性好、亮度高、方向性强、相干性强等特点，是用来研究光与物质的相互作用，从而辨认物质及其所在体系的结构、组成、状态及其变化的理想光源。激光的出现使原有的光谱技术在灵敏度和分辨率方面得到很大的改善。由于已能获得强度极高、脉冲宽度极窄的激光，对多光子过程、非线性光化学过程以及分子被激发后的弛豫过程的观察成为可能，并分别发展成为新的光谱技术。激光光谱学已成为与物理学、材料科学等密切相关的研究领域。

激光器

是能发射激光的装置，按工作介质，可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器四大类。

现今，由于激光器具备的种种突出特点，因而被很快运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与信息处理、医疗、军事等各方面，并在许多领域引起了革命性的突破。而随着人类对激光技术的进一步研究和发展，激光器的性能将进一步提升，成本将进一步降低，但是它的应用范围还将继续扩大，并将发挥出越来越巨大的作用。

光纤激光器

是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器。光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来，在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”，当适当加入正反馈回路便可形成激光振荡输出。按照光纤材料的种类，光纤激光器可分为晶体光纤激光器、非线性光学型光纤激光器、稀土类掺杂光纤激光器和塑料光纤激光器。

生物技术

基因工程

是指在基因水平上，按照人类的需要进行设计，然后按设计方案创建出具有某种新的性状的生物新品系，并能使之稳定地遗传给后代。

基因工程采用与工程设计十分类似的方法，明显地既具有理学的特点，同时也具有工程学的特点。

细胞核移植技术

细胞核移植技术又叫克隆技术，是指用机械的办法把一个被称为“供体细胞”的细胞核移入另一个除去了细胞核被称为“受体”的细胞中，然后这一重组细胞进一步发育、分化。核移植的原理是基于动物细胞的细胞核的全能性。

对细胞核移植的研究，不仅在探明动物细胞核的全能性、细胞核与细胞质关系等重要理论问题方面具有重要的科学价值，而且在畜牧业生产中也有着非常重要的经济价值和应用前景。

细胞工程

细胞工程是根据细胞生物学和分子生物学原理，采用细胞培养技术，在细胞水平进行的遗传操作。细胞工程大体可分为染色体工程、细胞质工程和细胞融合工程。

当前细胞工程所涉及的主要技术领域有细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等方面。可生产有用的生物产品或培养有价值的植株。

细胞培养技术

细胞培养技术是细胞工程的基础技术。所谓细胞培养，就是将生物有机体的某一部分组织取出一小块进行培养，使之生长、分裂的技术。

在体外细胞培养中，供给离开整体的动植物细胞所需营养的是培养基，培养基中除了含有丰富的营养物质外，一般还含有刺激细胞生长和发育的一些微量物质。培养基一般有固态和液态两种，它必须经灭菌处理后才可以使用。此外，温度、光照、振荡频率等也都是影响培养的重要条件。

细胞融合技术

是指在离体条件下，利用融合诱导剂，把相同或不同物种的体细胞人为地融合，形成杂合细胞的过程。这是一种新的获得杂交细胞以改变细胞性能的技术，是细胞遗传学、细胞免疫学、病毒学、肿瘤学等研究的一种重要手段。

从20世纪70年代开始，已经有许多种细胞融合成功，有植物间、动物间、动植物间，甚至人体细胞与动植物间，成功融合的新杂交植物，如“西红柿马铃薯”、“拟南芥油菜”和“蘑菇白菜”等。

发酵工程

现代的发酵工程又叫微生物工程，指采用现代生物工程技术手段，利用微生物的某些特定的功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程。

发酵工程在医药、食品、农业、冶金、环境保护等许多领域都得到广泛应用。

酶工程

指利用酶、细胞或细胞器等具有的特异催化功能，借助生物反应装置和通过一定的工艺手段，生产出人类所需要的产品。这是酶学理论与化工技术相结合而形成的一种新的应用技术。

酶工程可以分为两部分：生产酶和应用酶。现今已有数十个国家采用固定化酶和固定化细胞进行工业生产，产品包括酒精、啤酒、氨基酸、有机酸以及药品等。

蛋白质工程

蛋白质工程是指在基因工程的基础上，结合蛋白质结晶学，计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识，通过对基因的人工定向改造等手段，对蛋白质进行修饰、改造和拼接，以生产出能满足人类需要的新型蛋白质的技术。它是在深入了解蛋白质空间结构与功能，在掌握基因操作技术的基础上，用人工合成生产具有新的结构与功能的蛋白质分子。

机器人

施肥机器人

农业机器人研制成功后发展很快，其后又出现了各类农业机器人。美国明尼苏达州一家农业机械公司的研究人员推出的施肥机器人，会从不同土壤的实际情况出发，适量施肥。它的准确计算合理地减少了施肥的总量，降低了农业成本。由于施肥科学，使地下水质得到了改善。

移动机器人

是工业机器人的一种类型，它由计算机控制，具有移动、自动导航、多传感器控制、网络交互等功能。它可广泛应用于机械、电子、纺织、卷烟、医疗、食品、造纸等行业的柔性搬运、传输等，同时可用作车站、机场、邮局的运输工具。

点焊机器人

点焊机器人具有性能稳定、工作空间大、运动速度快、负荷能力强等特点，焊接质量明显优于人工焊接，大大提高了点焊作业的生产率。点焊机器人主要用于汽车整车的焊接工作。

随着汽车工业的发展，焊接生产线要求焊钳一体化，重量越来越大。我国经过优化和性能提升的第二台机器人完成并顺利通过验收，整体技术指标已经达到国外同类机器人水平。

激光加工机器人

激光加工机器人是将机器人技术应用于激光加工中，通过高精度工业机器人实现更加柔性的激光加工作业。

激光加工机器人通过示教盒进行在线操作，也可通过离线方式进行编程。该系统通过对加工工件的自动检测，产生加工件的模型，继而生成加工曲线，也可以利用CAD数据直接加工。

纳米机器人

纳米机器人的研制属于分子仿生学的范畴，它以分子水平的生物学原理为设计原理，设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。

纳米生物学的近期设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人。用不了多久，个头只有分子大小的纳米机器人将源源不断地进入人类的日常生活。它们将为我们制造钻石、舰艇、鞋子、牛排和复制更多的机器人。

自主型机器人

指在设计制作之后，无需人的干预，能够在各种环境下自动完成各项拟人任务的机器人。自主型机器人的本体上具有感知、处理、决策、执行等模块，可以像一个自主的人一样独立活动和处理问题。全自主移动机器人的最重要特点在于它的自主性和适应性。自主性是指它可以在一定的环境中，不依赖任何外部控制，完全自主地执行一定的任务。

护理机器人

能用来分担护理人员繁重琐碎的护理工作。新研制的护理机器人将帮助医护人员确认病人的身份，并准确无误地分发所需药品。将来，护理机器人还可以检查病人体温、清理病房，甚至通过视频传输帮助医生及时了解病人病情。

浙江大学软件学院发明的智能卫生护理机器人，能帮助老年人、残疾人和短期行动不便病人自动清理大小便，而且还能进行按摩护理，有局部的，也有全身的。通过推、拉、揉、捏等动作，防止病人皮肤溃烂，长褥疮。

智能机器人

智能机器人是指有相当发达的“大脑”的机器人。在脑中起作用的是中央计算机，这种计算机跟操作它的人有直接的联系。最主要的是这样的计算机可以进行按目的安排的动作。智能机器人具备形形色色的内部和外部信息传感器，如视觉、听觉、触觉、嗅觉。它还有效应器，作为作用于周围环境的手段，这就是筋肉，或称整步电动机，它们能使手、脚、鼻、触角等动起来。

传感型机器人

机器人的本体上没有智能单元，只有执行机构和感应机构，它具有利用传感信息进行传感信息处理、实现控制与操作的能力。这种类型的机器人受控于外部计算机，在外部计算机上具有智能处理单元，处理由受控机器人采集的各种信息以及机器人本身的各种姿态和轨迹等信息，然后发出控制指令，指挥机器人的动作。目前机器人世界杯的小型组比赛使用的机器人就属于这样的类型。

防化机器人

有“百毒不侵”之称，盔甲密封性也很好。有一种用于防化侦查和排除污染的机器人，能感受到万分之一盎司的化学毒剂。还能自动分析、探测毒剂的性质和来源，并向指挥员提出防护和清除污染源的措施。在机器内部有一个小小的核探测仪，只要在事故现场转一圈，周围核辐射的情况都能灵敏地测量出来，还能画出一幅辐射分布图，并从中找到辐射强度最大的地方，那可能就是辐射源或是辐射的泄漏点。

救护机器人

这种机器人能够将受伤人员转移到安全地带，它装有橡胶履带，目前最高时速为4000米每小时。它不仅有信息收集装置，如电视摄像机、易燃气体检测仪、超声波探测器等。还有机械手，可将受伤人员举起并送到救护平台上，为他们提供新鲜空气。

空间机器人

是用于空间探测活动的特种机器人。它可在行星的大气环境中导航及飞行。空间机器人的体积比较小，重量比较轻，抗干扰能力比较强。其特点是智能程度比较高，功能比较全。空间机器人消耗的能量要尽可能小，工作寿命要尽可能长，而且由于是工作在太空这一特殊的环境之下，因此对它的可靠性要求也比较高。

海洋技术

深海探测

深海是指深度超过6000米的海域。海洋深处存在着大量的矿产资源、石油资源和深海生物，这些资源及生物有着巨大的科研和经济价值。因此，深海探测对于深海生态的研究和利用、深海石油资源和矿产资源的开采以及深海地质结构的研究，具有非常重要的意义。

海洋遥感技术

海洋遥感技术是以光、电和声波为信息载体的遥感监测技术，是海洋环境监测的重要手段。海洋遥感系统观测频率高，具有同步、大范围、实时获取资料的能力；能够全天时、全天候工作和穿云透雾的能力；具有一定的透视海水的能力。

海洋声学遥感技术

海洋声学遥感技术是采用水声学方法监测和研究海洋现象的一项新兴科学技术，是探测海洋的一种十分有效的手段。利用声学遥感技术，可以探测海底地形，观测海洋动力现象，进行海底地层剖面探测，为潜水器提供导航、避碰、海底轮廓跟踪的信息。这些技术能解决许多传统的监测方法所不能解决的问题，对海洋科学和海洋开发具有重要意义。

海水淡化

海水淡化就是利用海水脱盐生产淡水，是实现水资源利用的开源增量技术。这一技术可以增加淡水总量，并且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业用水等稳定供水。现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法等。其中反渗透法的应用最广泛。

宇宙飞船

单舱型宇宙飞船

从构型上讲，宇宙飞船先后发展了3代，即单舱型、双舱型和三舱型。单舱型最为简单，只有宇航员的座舱。美国第一个宇航员格伦就是乘单舱型的“水星”号飞船上天的。它也是目前世界上唯一使用过的单舱型飞船。

双舱型宇宙飞船

双舱型宇宙飞船由座舱和提供动力、电源、氧气、水的服务舱组成，极大地改善了宇航员工作和生活的环境，世界第一个男女宇航员乘坐的前苏联“东方”号飞船、世界第一个出舱宇航员乘坐的前苏联“上升”号飞船以及美国的“双子星座”号飞船均属于双舱型。

三舱型宇宙飞船

是在双舱型飞船基础上或增加一个轨道舱，用于增加活动空间、进行科学实验等，或增加一个登月舱，用于在月面着陆或离开月面的宇宙飞船。俄罗斯的“联盟”系列和美国“阿波罗”号飞船是典型的三舱型。“联盟”系列飞船至今还在使用。

“东方号”宇宙飞船

“东方号”宇宙飞船由乘员舱、设备舱及末级火箭组成，总重6.17吨，长7.35米。乘员舱呈球形，直径2.3米，重2.4吨，外侧覆盖有耐高温材料，能承受进入大气层时因摩擦产生的5000摄氏度左右的高温。

“东方号”宇宙飞船乘员舱只能载一人，有3个舱口，一个是宇航员出入舱口，另一个是与设备舱连接的舱口，再一个是返回时乘降落伞的舱口，宇航员可通过舷窗观察或拍摄舱外情景。宇航员的座椅装有弹射装置，在发生意外事故时可紧急弹出脱离危险。

“上升号”宇宙飞船

飞船重5.32吨，球形乘员舱直径与“东方号”飞船大体相同，改进之处是提高了舱体的密封性和可靠性。宇航员在座舱内可以不穿宇航服，返回时不再采用弹射方式，而是随乘员舱一起软着陆。“上升”号载3名宇航员，在太空飞行24小时17分钟；“上升”2号载两名宇航员，在太空飞行26小时2分钟。

“联盟号”宇宙飞船

“联盟号”宇宙飞船由轨道舱、指令舱和设备舱3个部分组成，总重量约6.5吨，全长约7米。宇航员在轨道舱中工作和生活；设备舱呈圆柱形，长2.3米，直径2.3米，重约2.6吨，装有遥测、通信、能源、温控等设备；指令舱呈钟形，底部直径3米，长约2.3米，重约2.8吨。

“联盟号”宇宙飞船在返回大气层之前，会自动将轨道舱和设备舱抛掉，然后由指令舱装载着宇航员返回地面。

从“联盟10号”飞船开始，前苏联的宇宙飞船转到与空间站对接载人飞行，把载人航天活动推向了更高的阶段。

“水星号”飞船

是美国的第一代载人飞船，总共进行了25次飞行试验，其中6次是载人飞行试验。

“水星号”飞船计划始于1958年10月，结束于1963年5月，历时4年8个月。

“水星号”飞船计划的主要目的是实现载人空间飞行的突破，把载一名航天员的飞船送入地球轨道，飞行几圈后安全返回地面，并考察失重环境对人体的影响和人在失重环境中的工作能力。重点是解决飞船的再入气动力学、热动力学和人为差错对以往从未遇到过的高加速度和零重力的影响等问题。

“双子星座号”飞船

是美国载人飞船系列。从1965年3月至1966年11月共进行了10次载人飞行。该系列飞船的主要目的是在轨道上进行机动飞行、交会、对接和航天员试做舱外活动等。飞船重3.2吨至3.8吨，最大直径3米，由座舱和设备舱两个舱段组成。

飞船座舱分为密封和非密封两部分，前端还有交会用的雷达和对接装置，座舱底部覆盖再入防热材料。设备舱分上舱和下舱，内壁还有许多流动冷却液的管子，因此，设备舱又是个空间热辐射器。

“阿波罗号”飞船

美国实施载人登月过程中使用的飞船。“阿波罗”11号飞船于1969年7月20至21日首次实现人类登上月球的理想。飞船由指挥舱、服务舱和登月舱3个部分组成。其中指挥舱是全飞船的控制中心，也是航天员飞行中生活和工作的座舱。服务舱采用轻金属蜂窝结构，周围分为6个隔舱，容纳主发动机、推进剂贮箱和增压、姿态控制、电气等系统。服务舱前端与指挥舱对接，后端有推进系统主发动机喷管。登月舱由下降级和上升级组成。

自动运载飞船

是国际太空站的实验性设备以及向空间站运输食物、空气和水的货运飞船，由欧洲空间局建造。它载着货物从圭亚那开云发射场起飞，前往距离地球400千米的轨道，然后在导航系统引导下，到达国际空间站后将自动与俄罗斯服务舱对接。作为驻地的舱组，自动运载飞船在国际空间站停靠6个月，并在回程中处理地球的大气燃烧——6.4吨国际太空站废物。

“约翰内斯·开普勒号”飞船

是欧洲航天局发射的第二艘货运飞船。它以德国宇航员约翰内斯·开普勒的名字命名，全长约10米，最大直径4.5米，体积与英国伦敦双层公共汽车差不多，于2011年2月15日从库鲁航天中心发射。