微生物与高科技
随着科学技术的进步，人类对微生物的认识已经从认知跨越到广泛积极的开发应用，将其发展成为一项具有广泛用途和发展前景的新的科学领域。而在研究推进过程中，微生物与高科技正在发生着越来越密切的关系。
细菌与环境保护
随着工业生产的发展，进入水环境中的重金属种类和含量不断增加，对水体的污染也越来越严重。这既带来了贵重金属的浪费，也对生态环境和人体健康带来了危害。重金属在水环境中迁移转化、固液相的分布与水中的固相表面密切相关，固相表面反应决定了重金属在固液相间的分配及重金属对水环境的潜在影响。
美国国际生物化学公司有一座庞大的细菌“库”，库内保存着数千种细菌，根据不同的繁殖条件，人们可以将细菌进行分类。然后，该公司把各种细菌向社会出售，用于不同性质污水的治理。这些出售的细菌绝大多数都需要氧气，利用空气中的氧气，它们会产生二氧化碳和水。
科学家认为，厌氧细菌用污水生产沼气的效率不仅比需氧细菌要高，而且也少许多淤泥的遗留。但是，这类细菌在浓缩有机物内治理污水，必须隔绝空气。需要把它们都固定在一种压缩状的结构中，才能阻止这类性质活泼的细菌“外逃”，或者放到污水能流过的基层中，以限制细菌的活动范围。丹麦布罗卡茨生物技术公司根据这一原理，还建立了一座加热浸提器，处理一家发酵厂流出的污水。与传统处理方法相比，其效率和耗资都少，所产生的能源也能自给有余。
此外，我们知道，瓦斯的主要成分是甲烷和一氧化碳，严重威胁着煤矿井下开采，易燃易爆。细菌就能处理瓦斯：科学家发现有一种细菌能在“吃”掉瓦斯之后将其“消化”成二氧化碳和水。将这种细菌喷洒于瓦斯含量高的地方，就可以避免煤矿瓦斯爆炸事故的发生。
能源细菌
现实生活中，人们总是把细菌与疾病联系在一起。其实有很多细菌对人类还是有贡献的，比如能源细菌。
科学家在加拿大的一个咸水湖发现了一种能生产石油的细菌，这种细菌包括紫色和无色两种。紫色细菌主要是利用环境中的二氧化碳来生产更为复杂的有机分子；这些有机分子又会被无色细菌利用来生成石油。这样，聚在一起的细菌达到一定数目时，就会源源不断地供应液态燃料。
澳大利亚的科学家还发现了一种嗜油的细菌。在把油井深层分离出来的细菌培养后，它们会让其重新投入井下破坏石隙中的石油表面张力，从而使石油顺利流出。据介绍，目前全世界岩石缝隙尚有三分之二的石油深匿其中。如果这种细菌采油能够应用，那将是一项安全方便、成本低廉的好方法。
日本一位细菌学家还发现一种能够制造氢气的叫“红极毛杆菌”的细菌。试验表明，这种细菌只需用淀粉作为主要原料，再混合一些用其它营养素配制成的培养液进行培育，就能够在透光的容器中产生氢气。据估算，每消耗5毫升淀粉营养培养液，红极毛杆菌就能产生25毫升氢气。
印度科学家发现海洋细菌中喜盐细菌的细胞膜中，有一种能把阳光变成燃料或电能的紫色光合素，这很可能成为一个克服地球上能源短缺的好办法，现在科学家正在设法分离这种光合素。
作为和平利用原子能的主要原料，铀在裂变时能释放出大量的能量，但是它很难提取。通过研究，日本科学家成功地从海水中提炼出了铀，利用的就是放线菌。这种方法吸附铀的速度很快，而且作为吸着剂的放线菌是廉价的自然生成体。
虽然是小小的单细胞微生物，但酵母菌的却有很大的作用。它们可以用来代谢糖类、制造酒精。糖类是一种“再生性资源”，利用这些糖类酵母菌可制造酒精，添加到汽油中作为燃料：既能产生能量，又可以节约能源，减少空气的污染一一利用酵母菌代谢糖类产生酒精，比利用化学合成法生产酒精节省6％的能源，并且能缩短生产周期。酒精在地球上的石油逐渐耗尽之际，很可能将成为明日能源新星，而小小的酵母菌也将成为人类解决能源危机与减少空气污染的希望所寄。
新知博览——细菌电池
生物学家预言，21世纪将是细菌发电造福人类的时代。
细菌发电可以追溯到1910年，英国植物学家把铂作为电极放入大肠杆菌的培养液里，成功地制造出世界上第一个细菌电池。美国科学家在1984年，设计出一种太空飞船使用的细菌电池，宇航员的尿液和活细菌是其电极的活性物质。不过，当时的细菌电池放电效率非常低。
细菌发电直到20世纪80年代末才有了重大突破。英国化学家将细菌放在电池组里分解分子，通过释放电子向阳极运动产生电能。他们是这样做的：向糖液中添加某些芳香族化合物（诸如染料之类）作为稀释液，以提高生物系统输送电子的能力。还要在细菌发电期间向电池里不断充气，用以搅拌细菌培养液和氧化物质的混和物。据计算，每100克糖利用这种细菌电池可获得135.293万库仑的电能，效率可达40％，比现在使用的电池效率远远要高，并且还有10％的潜力可挖掘。只要向电池中不断加糖，就可以获得能持续数月之久的2安培电流。
我们还可以利用细菌发电原理建立细菌发电站。在充满细菌培养液10立方米的立方体盛器里，就能够建立一个1000千瓦的细菌发电站，每小时耗糖量为200千克。虽然发电成本比较高，但却是一种“绿色电站”——不会污染环境。而且，还可以在技术发展后用诸如锯末、秸秆、落叶等废有机物的水解物来代替糖液。因此，细菌发电的前景是十分诱人的。
科学家还发现，细菌还能捕捉太阳能，并把它直接转化成电能。最近，在死海和大盐湖里美国科学家找到了一种嗜盐杆菌，它们含有一种紫色素，在把所接受的大约10％的阳光转化成化学物质时，就可以产生电荷。利用它们科学家们制造出一个小型实验性太阳能细菌电池，结果证明是可以用嗜盐性细菌来发电的，用盐代替糖，就大大降低了其成本。由此可见，让细菌为人类供电的设想已不再遥远。
海洋能源的发掘
浩瀚的大海中，不仅蕴藏着丰富的矿产资源，更有真正意义上取之不尽、用之不竭的海洋能源。它既不同于海底所储存的煤、石油、天然气等海底能源资源，也不同于溶于水中的铀、镁、锂、重水等化学能源资源，它有自己独特的方式与形态，就是用潮汐、波浪、海流、温度差、盐度差等方式表达的动能、势能、热能、物理化学能等能源。直接地说，就是潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能及盐度差能等。
这是一种“再生性能源”，永远不会枯竭，也不会造成任何污染。因此，海洋科学家、能源学家和环保专家都对开发海洋能源具有强烈的兴趣。
海洋能源的种类
海洋能源主要包括潮汐能、波浪能、海洋温差能、海洋盐差能和海流能等。联合国教科文组织曾做过统计，这5种海洋能的总量为766亿千瓦。广义的海洋能源还包括海洋生物质能、海洋表面的太阳能以及海洋上空的风能等。
为实现能源的可持续发展，近年来，许多国家对风能、波浪能和潮汐能等可再生能源纷纷进行尝试，海洋则是获取这些能源的天然场所。
据估测，全球潮汐能有约为30亿千瓦的理论蕴藏量。海洋很少会风平浪静，在这些波浪中都蕴藏着丰富的“波浪能”。然而，我们很难提取海洋中的波浪能，因此仅局限于靠近海岸线的地方有可供利用的波浪能资源。据估计，全世界可开发利用的波浪能达25亿千瓦。
除了潮汐能、波浪能等，海流也可以做出贡献。由于海流遍布大洋，川流不息，纵横交错，所以它们也蕴藏着相当可观的能量。例如墨西哥洋流（世界上最大的暖流），在流经北欧时为1厘米长海岸线上，提供的热量就大约相当于燃烧600吨煤。据估算，世界上可利用的海流能约为0.5亿千瓦，而且技术并不复杂。因此，要海流做出贡献还是有利可图的，不过也存在一定风险。
海洋表面和海洋深处的海水有着很大的温差，这种温差中蕴藏的能量叫“温差能”。全球温差发电的可利用功率据估计在20亿千瓦左右。江河入海口是淡水和咸水交界的地方，水的成和淡也是可以利用来发电的，而且有很多这种能量，全球“盐差能”达300亿千瓦，其中可利用的约为26亿千瓦。
此外，在江河入海口、淡水与海水之间，还有一种鲜为人知的盐度差能。全世界可利用的盐度差能约26亿千瓦，其能量甚至比温差能还要大。盐差能发电原理实际上是利用浓溶液扩散到稀溶液中释放出的能量。
由此可见，只要海水不枯竭，海洋中蕴藏着巨大的能量就生生不息。作为新能源，海洋能源已吸引了越来越多的人们的关注和兴趣。
对海洋能源的开发与利用
在陆地矿物燃料日趋枯竭和污染严重的情况下，世界上一些主要的海洋国家纷纷将目光投向了海洋，并逐渐加大投入，促进和加快了人类开发、利用海洋的步伐。
在距离苏格兰大陆最北端大约100千米的奥克尼群岛上，英国人首先启动了世界上首家海洋能源试验场——“欧洲海洋能源中心”。奥克尼群岛有着优越的自然条件，岛上最大的风速可达到190千米／时，因此在英国境内发展风能、波浪能和潮汐能最为理想。它将对新型海洋能源技术和设备进行了试验和推广，同时也寄托了科学家和能源界对未来新型能源发展的希望。
英国海洋电力输送公司设计的波浪能转换器首先在该中心进行了试验。该转换器长120米，直径3.5米，重750吨，体积相当于4节火车的车厢。这个红色的转化器在海面上漂浮，远远地看上去就像一条在海洋上浮动的巨龙。有一个学术机构中的数据中心设在岛上，监测能量转换过程中的各种信息，而在数据中心开发商也可以通过与试验床相连接的光缆对其设备的效力进行监督。另外，为了随时对海浪状况进行实时监测，能源中心还设立了气象站和中央监视系统。
随着对波浪能利用技术的逐渐成熟，这一新兴能源正稳步向商业化应用发展，且在降低成本和提高利用效率方面仍有很大的技术潜力。
因为海洋不仅能够为人类提供生存空间、食品、矿物、运输及水资源等，还将在新能源开发上扮演重要角色。科学家们预言，21世纪是海洋的世纪。据估算，全世界海洋能总量约为700多亿千瓦，仅各国尚未利用的潮汐能就要比目前全世界全部的水力发电量大一倍。因此，海洋被称为未来的“能量之源”。
延伸阅读——主要国家海洋能源开发现状
英国：为了鼓励发展包括海洋能源在内的可再生能源，从20世纪70年代以来，就陆续制定了能源多元化的政策。为实现对资源和环境的保护，1992年联合国环境发展大会后，英国进一步加强了对海洋能源的开发利用，把波浪发电研究放在新能源开发的首位，曾因投资多而且技术领先，并在苏格兰西海岸兴建了一座固定式波力电站，装机容量2万千瓦。英国在潮汐能开发利用方面，也进行了大规模的可行性研究和前期开发研究，已具有建造各种规模潮汐电站的技术力量和市场应用前景。
美国：美国政府制定各种优惠政策，把促进可再生能源的发展作为国家能源政策的基石，增加投资力度。目前美国经过长期发展，已成为世界上开发利用可再生能源最多的国家，其中尤为重视海洋发电技术的研究。1979年，美国在夏威夷岛西部沿岸海域建成一座称为温差发电站。
日本：在海洋能开发利用方面日本也十分活跃，从事波浪能技术研究的科技单位就有十多个。它还成立了海洋温差发电技术研究所，在海洋热能发电系统和换热器技术上已领先美国。
法国：法国在1966年就投巨资建造了世界最大的朗斯潮汐发电站（至今仍是），采用灯泡贯流式水轮发电机，装机容量为24万千瓦，年发电量约为5.5亿千瓦时。朗斯潮汐电站至今正常运行，并有着良好的效益。
加拿大：加拿大在1984年建成了装机容量为1.9万千瓦的安纳波利斯潮汐试验电站，采用新型全贯流式水轮发电机组，减少投资20%，取得良好的经济效益，并证明了在芬迪湾站坎伯和科别库依德建设大型潮汐电站是可行的。
俄罗斯：前苏联在1968年建成了基斯洛试验潮汐电站，装机容量400千瓦。采用浮运预制沉箱法施工获得成功，节约了资金和工期。
印度：在对海洋能源的开发利用上，印度也逐渐加大投入，印度1994年引入了美国技术，在泰米尔纳德邦近海投资5亿美元，建设了一座10万千瓦的海洋温差发电装置。
印尼：印尼于1988年在挪威的帮助下，在巴厘岛建造了一座1500千瓦的波力电站，并制定了一个发电计划——建造数百座波力电站并联网。
有数字显示，目前有139座潮汐电站在13个国家运行、在建、设计、研究及拟建。其中，英、加、俄、印、韩等在规划设计和进行技术经济论证的10多座潮汐电站，都是10～100万千瓦级的大型电站，其中一些计划电站总装机容量超过1000万千瓦。据预测，到2020年，在英、加、俄、印等国将会有100万千瓦级的潮汐电站建成。
激光击毁目标之谜
“用光杀人”在我国古代传说中就有记载。《封神演义》中的“哼”“哈”二将，还能用鼻孔中喷出的光来使敌人丧命；科学幻想中也早就有“魔光”、“死光”的说法。然而直到1960年出现激光后，这些幻想才成为现实。
激光及激光武器
20世纪以来继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明是激光，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”，它是太阳光亮度的100亿倍。早在1916年着名的物理学家爱因斯坦就发现了它的原理，但激光被首次成功制造要到1958年。激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的，它一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展。激光的发展，不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。
20世纪60年代末期，激光技术被应用到军事领域。激光在军用技术上的应用，可分为两大类：一是用激光直接摧毁目标，如激光武器；二是用激光提高现代武器威力或创新军事装备，如激光测距、激光制导、激光雷达、激光通信等。
