◆水稻专家丁颖
丁颖(1888～1964)是我国农学家和水稻专家，生前为中国科学院生物学部委员。他运用生态学观点，对中国栽培稻种的起源演变、稻种分类、稻作区域划分、农作物品种选育及栽培技术等方面做出了重要贡献。论证了我国是栽培稻种的起源地之一。丁颖著有《中国水稻品种的生态类型及其与生产发展的关系》、《中国栽培稻种的起源及其演变》、《我国稻作区域的划分》等。晚年主编《中国水稻栽培学》。
◆微生物学家陈华癸
陈华癸是我国著名的微生物学家，中国科学院院士。1935年毕业于北京大学生物系。1939年获英国伦敦大学哲学博士学位。华中农业大学教授，中国科学院武汉病毒研究所研究员。我国土壤微生物学研究先驱者之一。从事水稻土根层营养元素的生物循环和水稻土肥力的研究，以及根瘤菌共生固氮的研究。为中国长江流域及长江以南扩大双季稻种植紫云英绿肥提供了科学基础和应用技术。
◆遗传育种专家巧生
庄巧生是我国遗传育种学家，中国科学院院士。1939年毕业于金陵大学农学院，获学士学位。中国农业科学院作物育种栽培研究所研究员。先后育成了中苏68、华北187、北京8号、北京10号、12057、丰抗号系列、北京837、北京841等冬小麦良种，至1990年累计增产小麦45亿公斤。创导复合杂交，聚合不同来源的有利基因，丰富杂种后代的遗传背景。20世纪60年代初第一次把传力概念及其在育种上的意义介绍到国内，促进了数量遗传学在中国作物育种上的应用研究。80年代初筹建为育种服务的小麦品质实验室向全国示范，并以区域试验品种开展中国小麦面包烘烤品质研究，提出一些品质指标的量化标准。
◆植物学家刘慎谔
刘慎谔(1897～1975)是我国植物学家、林学家，曾任北平研究院植物学研究所研究员、所长，中科院林业土壤研究所副所长，北京大学等6所大学的教授。他对我国植物分类和植物地理学的建立与发展、森林经营及治沙等方面做出了贡献。著有《动态地植物学》、《历史植物地理学》、《中国北部植物图志》和《东北木本植物图志》等。
◆核农学家徐冠仁
徐冠仁是我国著名的核农学家，江苏南通人。1934年毕业于国立中央大学。1946～1956年在美国学习和从事研究工作。1950年获美国明尼苏达大学博士学位。1956年回国，创建中国农业科学院原子能利用研究所，现任研究员、名誉所长。他成功地进行高梁雄性不育系的转育和辐射与同位素的研究，育出我国第一个高梁杂交种，取得显著的经济效益；利用小麦单体缺体整套材料开展遗传育种研究；主持“水上无土种植水稻”获得成功，在世界上尚属首次。在美国曾采用热中子和X射线处理小麦，成功地得到抗杆锈病突变种，为当时抗病育种指出新途径，受到国际上的重视。1986年美国明尼苏达大学授予他杰出成就奖章与奖状。
◆“杂交水稻之父袁隆平”
袁隆平1930年9月出生于北京，1953年毕业于西南农学院农学系。毕业后，一直从事农业教育及杂交水稻研究。1980～1981年赴美任国际水稻研究所技术指导，1991年受聘担任联合国粮农组织国际首席顾问。
袁隆平是世界著名的杂交水稻专家，是我国杂交水稻研究领域的开创者和带头人，为我国粮食生产和农业科学的发展做出了杰出的贡献。他的主要成就表现在杂交水稻的研究、应用与推广方面。杂交水稻的研究成果获得我国迄今为止惟一的发明特等奖，并先后荣获联合国教科文组织、粮农组织等多项国际奖。
◆农业教育家金善宝
金善宝是我国著名的农业教育家、农学家和小麦专家，中国现代小麦科学主要奠基人。他为我国培养了几代农业教育、科研和生产管理人才。早期育成的“南大2419”、“矮立多”等小麦优良品种，最大年种植面积达7000多万亩，为我国小麦增产做出了重大贡献。后又发现并定名了我国独有的普通小麦亚种——云南小麦。他主编了《中国小麦栽培学》、《中国小麦品种志》、《中国小麦品种及其系谱》和《中国农业百科全书——农作物卷》等专著。其中《中国小麦品种及其系谱》(1983)总结了中国小麦育种的成功经验并加以系统化，对指导小麦育种有重要意义，获1986年农牧渔业部科技进步一等奖。
◆农作物遗传育种专家傅廷栋
傅廷栋是农作物遗传育种专家，中国工程院院士。一东省郁南人。1965年，在华中农学院研究生毕业。1981～1982年在原西德进行油菜合作研究，任华中农业大学教授。在国际上他首次发现“第一个有实用价值”的波里马油菜胞质雄性不育类型，并进行系统研究。到1994年，在国外育成、注册的12个油菜三系杂种中就有9个是利用他发现的波里马不育材料育成的。在国内，首次育成甘蓝型油菜自交不亲和系及其杂种；育成我国第一个通过审定的低芥酸油菜三系杂种“华杂2号”；后又育成低芥酸、低硫苷油菜三系杂交种“华杂3号”等三个品种，均已通过省级品种审定。“油菜波里马雄性不育系及其优质杂种的研究，选育与利用”获1996年国家科技进步一等奖。另有两项成果分别获省部级科技进步一等奖。著有《杂交油菜的育种与利用》等专著。
工业知识
在20世纪的基础科学、新兴技术和边缘学科指导下，为了适应社会高速发展的需要，科学家开始寻求具有独特性的先进材料，从而为材料科学开拓了新的发展方向。这些新型材料被成功地应用于相应的行业，又大大加快了社会前进的步伐。从此，人类社会的物质文明走向电子信息时代，宇宙与海洋的开发时代，各种能源综合利用的时代。现代工业的技术积累导致传统产业如石油、钢铁、化工、机械、汽车制造发生了质的飞跃。在更加先进的技术领域，例如光电导体、有机发光二极管、光数据储存、光电池及太阳能电池、非线性光学器件、开关、导体、传感器、晶体管和有机激光器等方面有着巨大的应用潜力。科学家们竭尽全力探寻万物之理的法则，研究造化之炉的奥秘，破译生命之谜，构建新的自然图景，创造前所未有的业绩，推动了科学技术在20世纪突飞猛进的发展。今天，科学文明已渗透到世界每一个角落，影响着人们生活的方方面面。
◆金属新材料——锂
锂是瑞典科学家阿尔弗德松于1817年发现的，直到20世纪中期才受到普遍重视。20世纪80年代以来，锂的新用途被不断发现，其用量的增长率每年都保持在10%以上。锂是最轻的金属，有人形容，如果用锂制作一架飞机，两个人就可以把它抬走。利用锂做成的锂合金，具有重量轻、强度高、耐高温、耐冲击的优点，还有阻止高速辐射粒子穿透的能力。因此，锂是研制人造天体的理想材料。
◆镍——钛合金材料
20世纪60年代初，美国科学家偶然发现镍－钛合金具有形状记忆效应。在一定的温度下，给它一个固定的形状，当温度下降时，很容易把它变为另外一种形状；当回到原来温度时，它又会自动地恢复原来的形状，好像它能“记住”自己原来的形状。目前已发现具有“记忆”功能的合金多种，其中以1∶1的镍与钛组成的“镍钛诺”合金应用最广。美国海军把“镍钛诺”记忆合金用在飞机液压系统的接头上，尽管价格较昂贵，但从未发生过漏油或破损现象，效果很好。
◆精密陶瓷
精密陶瓷属于无机非金属新材料，又叫精细陶瓷、特种陶瓷等。日用陶瓷主要是用粘土、硅石熔烧而成。精密陶瓷则由极纯的硅、铝、碳、氮等元素的化合物的超细粉末烧结而成。由于成分和结构有很大改进，所以精密陶瓷具有强度高、耐高温、耐腐蚀、透光性好等优良性能。
◆金属瓷发动机
近年来，用精密陶瓷制成的“全陶瓷发动机”已经问世。这种发动机能把气缸工作温度提高几百摄氏度，因而能提高热效率、节约燃料、延长使用寿命。同时由于取消了冷却水系统，更适合在高寒地带、沙漠地带及缺少水源等恶劣环境下使用。它的研制被认为是热机工业的一场革命。目前，世界上只有美、日、中等少数国家研制成功并投入实用试验。21世纪初，陶瓷发动机将达到实用化、商业化。
◆电子材料
电子材料是指在电子技术和微电子技术中使用的材料，包括半导体材料、介电、压电、铁电及磁性材料等。其中最重要的是半导体材料，而硅单晶是主要的半导体材料。硅的主要特性是机械强度高、结晶性好，自然界中储量丰富、成本低，并且可以拉制大尺寸的硅单晶，所以它是大规模集成电路的基石。近年来，低电耗、具有光电效应的化合物砷化镓很可能成为继硅之后第二种最重要的半导体材料，它可作为制造高速计算机的关键材料和成为激光光源。20世纪末，砷化镓材料已占半导体材料的1/3.
◆高性能工程塑料
塑料自20世纪初问世以来，发展极为迅速，是有机高分了材料中的·支主力军。1979年美国的塑料年产量(容积)首次超过了钢。尽管如此，塑料新品种仍不断涌现。如近年来开发出的高性能工程塑料，具有重量轻、强度高、耐磨损、不生锈、成本低的优点，将在汽车工业塑料化的进程中显示出良好的应用前景。
◆高分子材料
高分子材料也叫高分子聚合物，就是由高分子组成的化合物。在我们日常生活中，高分子材料随处叮见，比如丝、麻等物质，它们的分子量高达几万至几十万，甚至上百万。我们平时食用的粮食、蔬菜、鱼、肉也都是高分子材料，它的分子依照一定的方式连接而成的大分子，很像一根长长的链条，分了之问相互绕结，紧密贴近。因此，分子之间结合得十分紧密，很难将它们分开，又小易断裂，这止是高分子材料结实、耐用、弹性大的原因。
人工合成的高分子材料制品被广泛应用于现代社会的各个生产、生活部门。
◆高吸水性树脂
高吸水性树脂是近年来开发研究和应用的高科技产品。高吸水性树脂无毒无味尢色，具有松散网状结构，含有低联系、强吸水基团的功能高分子材料。产品具有广泛的用途，无论是农、林、园艺、石油化学工业、日用品化学工业还是建筑材料工业、医疗卫生、交通运输等都在应用。现已渗入到各个领域，特别是在农业上，用来拌种、育苗和作土壤的保湿剂，油井和建筑工程的堵水剂。高吸水树脂使用量最大的是儿童尿布、病床衬垫、卫生用品等。
◆高分子粘合剂
高分子粘合剂可以把不同的材料牢固地粘结在一起，甚至比某些材料本身还结实，所以又称万能胶粘剂。它特别适合飞机和宇宙飞船的金属部件的粘合，可改变过去一直采用的传统的铆、焊连接工艺，既方便，又减轻了飞机的重量。
◆新型复合材料
玻璃钢、碳纤维、陶瓷复合材料是近年来发展较快的新型复合材料。这三类新型复合材料具有强度高、耐因此适应了航空、航天等高新技术产业的需要，受到航空、航天界的欢迎。
◆金属泡沫材料
20世纪80年代后期，国际上迅速兴起了一种物理功能与结构一体化的新型工程材料，它就是金属泡沫或金属多孔材料。它所具备的多种优异物理性能特别是阻尼性能已引起广泛关注，并在消声、减震、分离工程、催化载体、屏蔽防护、吸能缓冲等一些高技术领域获得了厂一泛应用。金属泡沫材料因为具有以上优点而受到科学家和国防工业部门的高度重视。90年代起，民用工业，尤其是建筑业已开始组织生产，目前日本已上市供应大块泡沫铝材。
◆隐形材料
隐形材料又称隐身材料、吸波材料、吸收屏蔽性功能复合材料。它是由吸波材料与有机或无机胶粘剂按一定工艺制成的复合材料。高损耗吸波材料有铁氧体、羧基铁、碳黑及导电金属纤维材料等，也有用辉绿岩屑在水蒸气中加热到1050℃再急冷粉碎制得的粉末。胶粘剂可采用油漆、橡胶、塑料、磷酸盐、水玻璃及水泥等。主要用作飞机、导弹等表面涂层或结构材料，用以摆脱雷达和红外探测器吸波材料的颗粒很小，电磁波碰到它以后，就在小颗粒之间形成多次不规则的反射，转化成热能被吸收了。这样，对方雷达就收不到反射波，也就发现不了飞行器。
◆记忆合金
当我们用力将一根铁丝折弯，超过一定的程度后，它就不会再恢复到原来的状态了，而只是保持变形后的状态。但是，记忆合金经过一定的塑性变形后，能在一定的条件下，比如再给它加热，它就会自动地恢复到原来的形状。那么，这种记忆合金为什么会具有这样的本领呢？这是因为受力时合金的内部组织为菱形晶格(处在这种状态的合金具有一定的记忆变形的能力)。而在加热时，合金内部组织就转变到受力前的正方形晶格的状态，从而恢复了原来的形状。这有点像是在拉弹簧，只要是不超过弹簧的弹性形变的范围，弹簧总能够恢复到原来的状态。记忆合金已在工业生产、航天、家电、医疗等各方面都得到了广泛的应用。
◆激光晶体
激光晶体是一种非常重要的晶体，它吸收足够的能量之后能发出激光，所以这种晶体叫做激光晶体。
现在人们已研制出数百种激光晶体。其中，红宝石晶体是最引人注目0的一种。美国科学家梅曼曾在1960年今天，这些激光晶体在军事技术、宇宙探索、医学、化学等众多领域内都已得到了广泛的应用。例如，激光电视、激光彩色立体电影、激光雷达、激光手术刀等都是激光晶体在这些领域内成功应用的结果。又如水中通信，由于海水对红光产生强烈的吸收，而对蓝、绿光则吸收得较少。因此，蓝、绿光在海水中能够传播较远的距离。利用这一特性，人们就可以利用激光晶体产生的蓝、绿光进行水中通信和探索。
◆半导体晶体
由半导体晶体硅和锗做成的各利晶体管，取代了原来的电子管，在无线电子工业上有着极其广泛的应用。它们的出现使电子产品的体积大大獭小，成本大幅度降低。此外，光纤通讯技术也离不开半导体晶体。利用这种晶体做光源，人们就能在一根头发丝般的光导纤维中传递几十万路电话或几千路电视，从而大大提高了信息传递的数量和质量。
此外，还有许多晶体，如光折变晶体、电光晶体、声光晶体、压电晶体、热释电晶体、磁性晶体、超硬晶体等，它们在不同的技术领域中也起着重要的作用。
◆智能航空材料
科学家们正在研究一种智能型的材料，具备这种材料的飞机上的关键结构都有自己的“神经系统”、“大脑”和“肌肉”，它们能感觉到即将出现的危险并及时向操作人员发出警告。具体的设计构思是：在高性能的复合材料中嵌入细小的光纤，它们能像人的神经网络一样不断地感受到外界的各种压力，在外界压力极端的情况下，光纤会自动断裂，光传输就会中断，从而向系统发出警报。目前这些研究还只是处于实验阶段，还不能立即应用于实际中。
聚合物膜
为了使残疾人能够重新站立起来，科学家们想方设法地人工合成人造肌肉。科学家们指出：指挥肌肉发生运动的神经生物电使肌肉收缩和放松。当人触电时，肌肉就会因为紧张而自动地收缩，神经生物电所起的也就是这个作用。人造肌肉正是通过这一原理，合成出一种材料，它遇到外界刺激时能够自动地收缩或放松。
西班牙圣塞瓦斯蒂巴斯克大学的奥特罗和他的同伴们研究出了一种银塑料膜，它能够模拟人的肌肉纤维功能。它是由两种聚吡咯银和一种能导电的塑性材料组成的。当有电流通过时，根据电流的大小来决定人造肌肉的弯曲程度和变化的速度。
◆不断发展的新材料料
新材料是指最近发展或正在发展之中的、具有比传统材料更为优异的性能的一类材料。目前世界上传统材料已有几十万种，而新材料的品种还在以每年大约5%的速度继续增长。世界上现有800多万种人工合成的化合物，而且还在以每年25万种的速度递增，其中相当一部分具有发展成为新材料的潜力。按照大的类别来说，可以把材料分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料及复合材料四大类。
◆新材料的开发与利用
长尺寸二硼化镁超导线材
二硼化镁超导体是日本科学家秋光纯在2001年初发现的。这种材料的超导临界温度为零下234摄氏度，但它像钻石一样坚硬，无法使用通常的方法加工。日本物质和材料研究机构为此开发了用高强度的金属包覆和压轧二硼化镁粉末制作二硼化镁超导线材的枝术。
日立公司还开发了独特的连续压轧加工技术，具体程序是：在金属管里填充二硼化镁粉末，然后使它通过有沟槽的滚轧机，在这个过程中沟槽逐渐缩小宽度，最后把它压轧为所需要的线材。使用这种方法，二硼化镁微粒的方向一致，密度高，制作出来的线材长达12米，厚度为0.3毫米，宽度为2.7毫米，而且，不需要热加工处理。
该公司还使用这种超导线材制造了小型超导线圈，在零下269摄氏度的液氦中对它进行技术特性评估的结果是它能够产生0.13特斯拉的磁场和105安培的临界电流。这一指标创立了新的世界纪录。
日本开发出“智能”玻璃
日本富士XEROX公司宣布，他们已成功地开发出根据气温变化调节透明度的“智能”玻璃。据悉，这种新研制的“智能”玻璃在气温上升时透明度降低，当气温下降时透明度加大。这种玻璃用在建筑物窗户上能提高空调器的工作效果，达到节能目的。
“智能”玻璃的结构实际上是在两个玻璃层之间填入一种带颜料的高分子微小颗粒。这种微小颗粒可随着温度的变化改变自己的体积，当温度上升时，其体积最大可增大30倍，当温度降低后又可恢复原状。
“智能”玻璃在气温超过30摄氏度时透明度降低，可把80%的光遮蔽掉；若气温在30摄氏度以下时，80%的光则可通过。气温到底超过多少度才开始遮光，这可通过对材料处理后自行设定。
日本已开发出用电调控光的玻璃。2000年世界调光玻璃市场规模已达20000亿日元，日本国内就已达1300亿日元。而这次开发的智能玻璃与调光玻璃相比，其结构更加简单，成本只是调光玻璃的1/4.
目前，日本富士XEROX公司计划在两年后将这种“智能”玻璃投放市场。
金属玻璃
金属和玻璃的最大的差别在于：金属在从液态冷却凝固的过程中有确定的凝固点，原子按一定的规律排列，形成晶体；而玻璃从液态到固态是连续变动的，没有明确的分界线，即没有固定凝固点。因此，金属是一种典型的晶体材料，它的许多特性是由其内部晶体结构决定的；而玻璃却是一种非晶体材料，固态玻璃和液态玻璃内部原子呈无序紊乱排列。
1960年，美国科学家皮·杜威等首先发现某些液态贵金属合金(如金硅合金)在冷却速度非常快的情况下，当金属内部的原子来不及“理顺”位置，仍处于无序紊乱状态时，便马上凝固了，成为非晶态金属。这些非晶态金属具有类似玻璃的某些结构特征，故又称为“金属玻璃”。金属玻璃的问世打破了建立在金属晶体结构基础上的传统金属学研究方法，它的许多独特而且宝贵的性能使之在实际应用中初露锋芒。
目前生产中制备金属玻璃的方法考虑到对冷却速度的要求和非晶态结构的稳定性，目前用于制备金属玻璃的材料多是铁－钴－镍合金。
有机世界的强者——ABS树脂
ABS树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的热塑性共聚物，ABS是其英文缩写。ABS树脂在发生塑性形变时通常不断裂，有较好的形稳性和较高的冲击强度，并且易于加工成型，故应用十分广泛。挤出热成型的ABS树脂常用于家电设备的壳体和内衬等，如电冰箱、吸尘器、电吹风、电话机以及电动工具的许多部件都是由ABS树脂制造的，目前我们使用的大多数行李箱也是由ABS树脂制造的。阻燃级ABS树脂则用于电子计算机的壳体、控制台、电信、光盘音响设备、彩电机壳等。另外，ABS树脂还常用于汽车的仪表盘、托架、散热器格栅板、遮光板、反射镜壳体以及建筑用导管和管接头等。
制造飞机机翼的新材料
俄罗斯科学家研制出一种用于制造飞机机翼的新材料，使用这种新材料造出的飞机不但机身轻，而且即使机翼出现裂缝时仍可安全飞行。
据俄《科学与生活》月刊报道，这种新材料是向通常制造机翼的轻金属铝中加入金属锂后获得的。米格－29战斗机的机翼就是采用全俄航空材料俄航空制造专家指出，采用新材料制造的飞机，当飞机在飞行过程中机翼突然出现长度达300毫米的裂缝时，仍能保障飞行安全。在多次飞行以及在飞行时上下剧烈波动的情况下，机翼上裂缝扩大的幅度不会超过2毫米。当然，机翼出现裂缝还是需要及时修理的。
高性能的太阳热反射涂料问世
一种能够降低物体表面温度的太阳热反射涂料最近问世。这种太阳热反射涂料由北京海泰科涂料有限公司研制，可以涂刷在石油化工容器、集装箱和桥梁等的金属外表面，以及粮库、冷库、食品药品厂房、民居和办公楼房的屋顶、墙壁等各种需要空调降温的地方。除了具有普通外用涂料的特性以外，这种太阳热反射涂料具有的一个突出特点是能够降低物体的表面温度。
在太阳持续照射产生的高温下，一些非金属类材料难以保持其良好的机械、化学性能；高温会使某些石油化工容器内部温度升高，造成泄露或其他事故；高温会增加桥梁等线型材料的热胀冷缩程度，加速粮食、蔬菜、水果和药品的衰败过程。但如果涂上太阳热反射涂料，就会使物体的表面温度大大降低。与没有涂刷过太阳热反射涂料的屋顶表面温度相比，涂刷后可降低温度20℃左右。
太阳热反射涂料还可以节约能源。在美国，有人曾对几种太阳热反射涂料进行过测试，结果表明，夏季天热的时候，涂刷了太阳热反射涂料的屋顶，可以减少21%的空调能源。
新型稀土永磁材料
永磁材料具有三大特殊性能：高剩磁、高矫顽力和最大磁能积。早期生产和使用的以碳钢为代表的淬火马氏体钢，矫顽力和最大磁能积都很低，不能令人满意。20世纪30年代以后，铝镍钴系永磁合金以其优异的性能在很长时间内在永磁材料中占了统治地位。但由于含有稀缺物质镍和钴，成本很高。50年代，铁氧体永磁材料投入工业生产。70年代以来，以钐钴合金和钕铁硼合金为代表的稀土永磁合金的先后诞生在全世界掀起了研究和探索新型永磁材料的高潮，促进了材料的飞速发展。这类材料以及用它们和橡胶、塑料等混合制成的粘结磁体具有很大的经济效益和应用潜力，“微本万利”为时不远。
稀土永磁材料指的是用稀土元素铈、锗、钕、钐等和过渡族元素铁、钻等组成的金属间化合物材料。第一代和第二代稀土永磁材料属于钐钴系稀土永磁材料，但是原料缺乏，价格昂贵。1983年日本住友特殊金属公司和美国通用汽车公司几乎同时宣布，研制成功一种磁性能最强的新型永磁材料——钕铁硼合金。第三代稀土永磁材料刚一问世便轰动了世界。其最突出的优点在于最大磁能积高达303千焦/米3，相当于铝镍钴系永磁合金的5～6倍。这种新材料被广泛用于制造汽车电机、传感器、磁推轴承、核磁共振成像仪、电子钟表和磁选机等。目前，科学家们正在积极探索，继续寻找第四代新型稀土永磁材料，以期进一步降低成本，提高性能。
能源科学
◆能源的含义和分类
能源是指能提供某种形式能量或动力的自然资源。它分为四类：一是来自太阳的能量，包括直接的太阳辐工业革命以来对水能的利用率空前提高了，滚滚的江河水已成为给工厂带来生机、给城市夜空带来光明的重要能源。世界上第一座水力发电站是由法国于1878年建成的。美国从1941年至60年代建成了11座大型水电站。50年代后，前苏联的水电站建设速度很快。在发展中国家中，20世纪建成的著名水电站有埃及尼罗河上的阿斯旺水坝工程，巴西和巴拉圭于1975～1988年间合建的伊泰普水电站等。我国50年代以来在黄河、长江上建设了一批大型水电站，长江三峡水电工程已经开工。除了利用河流发电之外，法国人还于1941～1966年问研究并建成了潮汐发电站；60年代以来，法国、美国和瑞士等国还研制并建成了海水温差发电站。另外，对波浪能的利用也已经开始。
◆潜力巨大的环保能源——风能
风能是太阳辐射造成地球各部分受热不均，引起空气运动产生的能量。地球上近地层风能总储量约1.3×1012千瓦。一般说来，凡是常年有70%以上时间处于每秒12米风力的地区，就可利用风力发电。目前世界各地已利用的风能仅占风能潜力的1/10左右。
◆有待开发的新能源
新能源又称“非常规能源”，相对于常规能源是新利用或正在开发研究的能源，如太阳能、沼气、风能、地热能、海洋能、核能等。它从开始研究到实际应用需要经过科学可行、工程研制、工程实验、商业工厂、实用五个阶段，并具有以下特点：
(1)除核能外，其他基本可再生；
(2)系非耗尽能源；
(3)不需要大量运输；
(4)利用时对环境基本无污染；
(5)开发成本较高，但随时间推移和技术进步成本将下降并转变成常规能源。
◆一举两得的生物能
第二次世界大战以来，对沼气(生物能)的利用进入实用阶段。到1972年，英国已有15个利用污水处理生产沼气的工厂。法国也已建立了许多大大小小的利用有机废物和污水生产沼气的工厂，以便在处理环境问题的同时减轻能源进口的压力。发展中国家在这方面比较重视的是印度。
◆地球自身产生的热能——地热
地热是天然能源之一，由地球内部放射性物质蜕变、经过化学反应、地壳内晶格畸变发生摩擦而产生，其形式有地下热水、地热蒸气、热岩层等。当地壳变动或人工破坏时，这部分能量便通过各种介质传导出来。整个地球表面每年散逸到大气里的总热量约有2.6×1020卡。
◆储量巨大的海洋能
据估计，全世界可供利用的海洋动力资源每年达100万亿度，包括潮汐、海浪、洋流、深水温差等。其中潮汐能大约有2600亿度，且能量比较集中。目前，法国、美国、英国、加拿大等国都在积极发展潮汐电站。到2000年，全世界潮汐电站的年发电量已达到450亿度。
◆来自万有引力的潮汐能
因为月亮和太阳引潮力的作用，使海洋中的海水作周期性的涨落运动，由潮汐涨落所产生的位能和动能称为潮汐能。我国潮汐能资源估计约1.1亿千瓦，主要用作水磨、水车、农副产品机械的动力和发电。20世纪80年代中期，我国已建成并进入正常运行的潮汐电站有15个，计装机3000千瓦。其中最早的是浙江省沙山潮汐电站(40千瓦)已运行28年，产生的经济效益已为建站投资的20倍。此外还有山东省乳山县北砂口电站和浙江省江厦潮汐电站等。
◆便于输送的水煤浆
人们在设想，如果煤能够在使用和运输上像石油那样方便就好了。这一设想得到了实现，这就是煤变石油——水煤浆。
煤和水的混合物为什么能够变成油呢？这是因为煤和油其实是同一成分的化合物，它们的主要成分都是氢和碳，正是因为它们都含有碳，所以它们都能够作为燃料而燃烧。它们的区别在于煤的含氢量要比石油低很多，但是它们的含碳量却相差无几。所以只要能够设法提高煤中的含氢量，即可将煤转化为油状。
因此，人们在煤中加入大量的水，加入水的目的就是增加煤中氢的含量，而同时却不影响其中碳的含量。这样一旦煤中氢的含量与石油相近时，煤就成了水煤浆，这样一来，煤燃料在运输上就大大方便起来，从而使之能得到更广泛的应用。
◆盛产“石油”的植物
某些含有天然可燃烃油的乔木、灌木、藻类植物，用它们可以产出石油，我们就称之为“石油植物”。如巴西热带森林中的“香波树”，只要在树上挖个洞，油就会流出来，一棵树每天的出油量可高达25千克。美国的“黄鼠草”和澳大利亚的丛粒藻等，也都能提炼出石油，且产量不低。中国海南省的油桶树，砍掉树干，油就会源源而来，一棵树每日能产“柴油”10～15千克。
由于能源危机是摆在人类面前的日趋严重的问题之一，因此，石油植物的利用，为人类战胜能源危机带来了新的希望。随着高新科技的发展和应用，对某些石油植物的深层次开发研究已进入实用阶段。例如：利用木屑来生产石油，其转换率已达70%；利用蒸汽蒸馏技术来处理桉树，每公顷桉树可提炼石油20多吨。广泛地种植产油植物，可为人类提供大量燃料，从而逐渐解决能源危机。能源专家们预言21世纪将是石油农业的时代。
◆人造石油
人造石油是一种由固体、液体或气体燃料制成的类似石油的产品。是液体燃料的来源之一。主要成分为烃类，并含有氧和氮等有机化合物。它的制法有：
(1)低温干馏法。由煤或油页岩经干馏而得低温焦油，再加工可制成各种液体燃料。
(2)破坏加氢法。由煤、煤焦油、石油重质馏分等，在高温、高压和催化剂的作用下，与氢起反应，再加工而得到各种轻质石油产品。
(3)合成法。由氢和一氧化碳在适当的温度、压力和催化剂作用下，进行合成，产品叫“合成石油”。人造石油的性质与天然原油相近，故其进一步加工及利用与天然原油相似。
由于天然原油的大量开采且价格低廉，故人造石油工业的发展只局限在某些国家和地区，如第二次世界大战期间主要在德国。目前，世界上规模最大的人造石油工业在南非。
我国人造石油工业在20世纪50年代发展较快，主要是以油页岩为原料经低温干馏得到页岩油，再经加工得到各种轻质燃料油。辽宁抚顺及广东茂名是我国重要的人造石油生产基地。
◆产油的石头——油页岩。
油页岩，由这个名称我们就知道它是一种岩石，是一种能够产油的岩石。它是由生物的残体混同泥沙变成的，所以可以用来炼油。将油页岩破碎后送到一个大炉子里在真空下锻烧，使有机质分解生成油气。接着，油气再经过冷却装置，被冷却成油状的液体，这就是页岩油。
页岩油的成分与石油相差不多，经过进一步的加工，它就成为汽油、柴油、煤油等液体燃料。此外，它的储量要比煤或石油多得多，分布也十分广阔，这对于21世纪的能源革命将起到极大的作用。
◆核聚变能源
核能是能源家族的新成员，它包括裂变能和聚变能两种主要形式。裂变能是重金属元素的质子通过裂变而释放的巨大能量，目前已经实现商用化。因为裂变需要的铀等重金属元素在地球上含量稀少，而且常规裂变反应堆会产生长寿命放射性较强的核废料，这些因素限制了裂变能的发展。另一种核能形式是目前尚未实现商用化的聚变能。
核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核，并释放出能量的过程。自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素氘与氚的聚变，这种反应在太阳上已经持续了150亿年。氘在海水中储藏量丰富，多达40万亿吨，如果全部用于聚变反应，释放出的能量足够人类使用几百亿年，而且反应产物是无放射性污染的氦。另外，由于核聚变需要极高的温度，一旦某一环节出现问题，燃料温度下降，聚变反应就会自动中止。也就是说，聚变堆是次临界堆，绝对不会发生类似前苏联切尔诺贝利核(裂变)电站的事故，它是安全的。因此，聚变能是一种无限的、清洁的、安全的新能源。这就是为什么世界各国，尤其是发达国家不遗余力，竞相研究、开发聚变能的原因所在。
◆新能源的开发与利用
风力发电
风力发动机的风轮是把风变为电的主要部件，它的外观上有点像是电风扇的螺旋桨，风轮的直径越大，发电的功率就越大。但是风力发电还有两个问题必须解决：一是风的方向是不定的，在风向变换时，是否能根据风向作出相应的调整，以使风能得到充分的利用。二是风力的大小也是不定的，为了能使风力发出的电能够是稳定而又持续的能量，这就必须要求进行合理地调速。
风力发电机是将风能转化为其他形式能量的旋转机械，主要用于发电。目前世界上最大的风力发电机在美国夏威夷，为3200千瓦，其风机直径为97.5米。到1992年全世界风力发电装机达2700万千瓦，我国约20万千瓦。据专家估计，我国地面上的风力资源约有16亿千瓦，即使只利用其中的10%，也可获得1.6亿千瓦电力，是一项可观的资源。
潮汐发电
潮汐发电站是利用潮汐水能发电的动力企业，生产过程与水电站基本相同。受潮汐周期性影响，发电量也有周期性波动。
用来燃烧核燃料的地方叫做核子反应堆。核裂变能够放出大量的能量，同时产生中了，如果这些中了能被未发生核裂变的原子核继续吸收，便能继续引发核裂变，这就是裂变的链式反应。
我们部知道原子弹，当它的内部发生着巨火的核裂变，产生了大量的能量，而能量又不能够及时释放出来时，就会发生激烈的爆炸。
清洁的氢能
氢是一种气体，是最轻的化学元素。氢是宇宙的基本物质，宇宙中很多星球部起源于氢，就连太阳也主要是由氢组成的，太阳的体积，几乎有80%被氢占据着。地球在形成过程中，在地壳中也包含了一些氢，所以人们偶尔也能从地球上发现“氢田”。在地面卜，我们可以发现大量的氢化合物，例如水以及各种碳氢化合物。
氢是一种无色、无味、无毒的清洁气体，它的扩散速度快，其热导率和热容都很高，所以氢是一种很好的冷却物质和载热体。
我们能否直接从水中提取氢元素呢？科学家在水中放入催化剂以后，在阳光照射下产生光化学反应，把水分解成氢和氧。通过电解水来制取氢，关键在于催款化剂。只要能找到合适的催化剂，将它往水中一放，经过化学的催化作用，水会很快地分解为氢和氧，我们就可以将氢和氧收集起来。但是，这种催化剂还未研究出来。
地热能发电
世界各国对地热能的开发利用比较重视，主要是将地下天然蒸气和热水用于生产和生活。意大利最早利用地热发电，自1904年在拉雷德洛地区试验发电成功后，目前地热发电量已有50万千瓦左右。1979年美国的地热发电量达到66.3万千瓦，居世界首位。火山众多的菲律宾也在利用地热发电。我国已有20多个省(自治区)开展了利用地热能的工作，一般用于温室、育秧、育种、孵化鸡、养鱼等。西藏羊八井、湖南灰汤、辽宁熊岳等地已建有地热电站。由于有关设施的一次性投资较高，地热能的利用受到了一定的限制。
太阳能设备
为了将太阳能转化为热、电、化学能，人们做了各种试验。透镜和反射镜就是光转换成热的一种装置，叫集热器。可以将集热器做成箱子样式，由吸收本领强、反射能力差的材料构成，箱子内表面涂黑，阳光照射到玻璃上，90%可进到箱子里，使箱内的温度比箱外面高出100～200度，从而储存了大量的能量。
利用这些太阳能集热器，人们已经做出了很多相关的太阳能设备，如聚光式太阳灶、太阳能热水器、太阳能干燥机等等。由于太阳能设备不用燃料，清洁卫生，没有污染，因此它被广泛应用于生产生活的各个部门。
太阳能电池
太阳能电池是太阳能设备的一种。我们知道，在地球的周围，环绕着许多人造卫星，这些不同的人造卫星起着不同的作用，有的是气象卫星，有的是地质勘测卫星。从它们的外观上看，它们都有巨大的“翅膀”，这巨大的翅膀就是太阳能电池。卫星正是通过太阳能电池来完成各种操作的。
常用的太阳能电池是硅太阳电池。一块硅片像纸一样薄，一面掺进一些硼，另一面掺进一些磷，这就成了太阳能电池。由于硼和磷的不同的导电性，电荷聚集起来就形成了电场。当硅片受到太阳光照射时会发生电荷的移动，从而产生了电流。
太阳能发电
目前人们更为关心的是利用太阳能大规模地发电。太阳能发电可以分成太阳热发电和太阳光发电两类。美国和日本已分别建有集热功率5000千瓦和10000千瓦的大规模太阳热电站。1981年，利用太阳光转换成电能的太阳能电池的世界销售额已达到1.5亿美元，太阳能电池发电量已达2万千瓦。2000年可达到500～1000万千瓦。有人作过估算，如果我们能够利用照射到非洲撒哈拉大沙漠全部太阳辐射能的1%来发电，就可以获得比现在全世界能源消耗量还要大的能量。
技术革命与自动化
