6.會(huì)制冷的衣服

納米多孔纖維讓穿著者感到?jīng)隹?，這可以降低對(duì)空調(diào)的需求。

地球變得越熱，把空調(diào)溫度調(diào)得更低的人就越多。但是空調(diào)制冷需要能源，而獲取能源會(huì)排放溫室氣體。

崔屹是斯坦福大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)教授，他想用衣服幫助人們解暑降溫。即便是最輕薄的棉纖維衣物也會(huì)吸收身體發(fā)射出的紅外線，從而鎖住熱量。崔屹和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，一種用于制造鋰離子電池的納米多孔聚乙烯材料（nanoPE），可以讓這些輻射散發(fā)出去。

與棉質(zhì)衣服相比，nanoPE可以讓模擬的人體皮膚多降溫2攝氏度。崔屹團(tuán)隊(duì)于2016年9月在《科學(xué)》（Science）雜志上報(bào)告了這一發(fā)現(xiàn)。崔屹表示：“如果你穿上nanoPE的衣服，只要外部溫度比你的體溫稍低，你就會(huì)感到?jīng)隹??！比绻谴鬅崽?，你可能還是想開空調(diào)，但可以把溫度調(diào)高一些。有研究顯示，只要把空調(diào)溫度調(diào)高幾度，就能讓能耗降低近一半。

7.抗病毒終極方案

一個(gè)罕見的遺傳突變也許可以催生出能對(duì)抗所有病毒的藥物。

眾所周知，病毒很擅長躲避人造藥物的攻擊，但它們面對(duì)罕見基因突變ISG15時(shí)卻很無力。帶有這個(gè)突變的人能更好地抵御大多數(shù)可以感染人類的病毒——但每1000萬人里只有不到1人攜帶這一突變。西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院的杜贊·博古諾維奇認(rèn)為，可以模擬這一突變來研發(fā)藥物。他有可能找到一種可以臨時(shí)對(duì)抗所有病毒的藥物，讓人不會(huì)因感染病毒而生病。

博古諾維奇希望找到一種藥物，可以通過相同方式把ISG15突變作為目標(biāo)?！爸灰陨哉{(diào)整一下我們的系統(tǒng)，就可以壓住感染的第一波爆發(fā)，”他解釋道。博古諾維奇的團(tuán)隊(duì)正從1600萬種化合物中篩選有前景的抗病毒藥物。當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)候選化合物以后，就需要精細(xì)地調(diào)整化合物的化學(xué)性質(zhì)，完成毒理學(xué)和動(dòng)物試驗(yàn)，并最終進(jìn)行人體臨床試驗(yàn)。這項(xiàng)研究并不是必定能獲得成功的。有些攜帶ISG15突變的人會(huì)偶發(fā)癲癇，出現(xiàn)類似紅斑狼瘡的自體免疫疾病癥狀。研究人員開發(fā)的藥物需要避免出現(xiàn)副作用。

8.新算法讓計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)橫向思考

人工智能方法可以讓計(jì)算機(jī)在視覺模式識(shí)別方面勝過人類。

如果有人給看你一個(gè)陌生字母表里的字母，再讓你把它寫到一張紙上，也許你能做到，但計(jì)算機(jī)卻做不到——即使它有最先進(jìn)的深度學(xué)習(xí)算法也不行。哪怕只是做一些基本的圖片區(qū)分工作，機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)也需要用大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練。

借助貝葉斯規(guī)劃這個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)框架，計(jì)算機(jī)已離這一飛躍不遠(yuǎn)了。紐約大學(xué)、麻省理工學(xué)院和多倫多大學(xué)的研究者組成的團(tuán)隊(duì)證實(shí)，只需學(xué)習(xí)一個(gè)例子，使用了貝葉斯規(guī)劃學(xué)習(xí)方法的計(jì)算機(jī)就能比人更好地識(shí)別和復(fù)寫陌生的手寫字符。

貝葉斯規(guī)劃學(xué)習(xí)方法和深度學(xué)習(xí)有本質(zhì)上的差別。深度學(xué)習(xí)粗略地模擬了人腦基本的模式識(shí)別能力。而貝葉斯規(guī)劃學(xué)習(xí)的靈感來自人腦的另一種能力：推斷出可以生成某種模式的一系列動(dòng)作。這種機(jī)器學(xué)習(xí)方法既全能又高效。

9.廉價(jià)診斷試紙

對(duì)埃博拉、肺結(jié)核等疾病的廉價(jià)快速的篩查方法，可以挽救偏遠(yuǎn)貧窮地區(qū)病人的生命。

一個(gè)發(fā)著高燒的病人來到了非洲農(nóng)村的一家診所。診斷結(jié)果可能是從輕度傷寒到埃博拉的任何一種疾病。即使這家診所有驗(yàn)血設(shè)施，也需要幾天時(shí)間才能獲得結(jié)果。那么醫(yī)生該怎么辦呢？是開抗生素處方還是要求隔離病人？

過去十年里，研究人員一直在尋找一種快捷、廉價(jià)的試紙?jiān)\斷方法（類似驗(yàn)孕棒或驗(yàn)孕試紙），以便在這種場(chǎng)合拯救生命。

第一代診斷試紙一般只能發(fā)現(xiàn)入侵物產(chǎn)生的分子或致病微生物，從而檢測(cè)疾病。但接下來有可能出現(xiàn)直接檢測(cè)病原體DNA的診斷工具。這些工具叫核酸測(cè)試，可以讓醫(yī)生在疾病最早期就能準(zhǔn)確地診斷出疾病。耶格爾和哈佛大學(xué)的化學(xué)教授喬治·懷特賽茲等研究者正各自獨(dú)立研究核酸試紙。

10.用超級(jí)原子制造的超級(jí)分子

新方法能夠設(shè)計(jì)出超越元素周期表限制的原子、分子和有用材料。

元素周期表中看上去有許多元素，但對(duì)于化學(xué)家和材料科學(xué)家來說還不夠多。要設(shè)計(jì)具備某種非同尋常的特性的合成材料，比如設(shè)計(jì)像木頭一樣可降解的硅類半導(dǎo)體，大自然的配方往往存在局限。哥倫比亞大學(xué)化學(xué)系教授柯林·納科爾斯表示：“很多時(shí)候，你想要的是一種并不存在的原子?！庇盟^“超級(jí)原子”組成的超級(jí)分子可以滿足這個(gè)需要。超級(jí)原子是行為如同單個(gè)原子的原子團(tuán)，研究者可以設(shè)法使其具備特別的電磁特性，這是元素的自然組合很難或不可能獲得的性質(zhì)。雖然化學(xué)家早在幾十年前就知道如何構(gòu)建超級(jí)原子，但一直找不到一種可靠的方法將它們連接成更大型的結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)在，納科爾斯的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種方法，可以用超級(jí)原子來制造“設(shè)計(jì)分子”。這些合成結(jié)構(gòu)能夠模擬天然分子的特性，同時(shí)材料科學(xué)家可以對(duì)這些特性進(jìn)行“微調(diào)”，以達(dá)到某些特殊的目標(biāo)。納科爾斯表示：“你可以很容易地改變由超級(jí)原子構(gòu)成的分子的化學(xué)性質(zhì)或磁性，而單憑原子結(jié)構(gòu)是做不到這一點(diǎn)的。這就像給元素周期表增加了一個(gè)維度?！?/p>