你所不知的那些科技新動態(tài)

周俊根

進入科技高速發(fā)展的時代，社會日新月異，每天都會有新的發(fā)明和創(chuàng)造。以下三篇文章介紹了一些你可能毫不知曉的科技新動態(tài)，請仔細品讀，快快緊跟時代的節(jié)拍吧！

你所不知的“3D打印”

徐麗莉

①美國科幻作家羅伯特·?？死?jīng)描寫過關(guān)于“萬能制造機”的場景。這是一臺奇特的大機器，機身上雜亂地安裝著刻度盤、小燈和各種指示表。故事的主角之一阿諾爾德站在機器前，按下按鈕，對它響亮而清楚地說：“我要硬鋁螺帽，直徑為4英寸?！苯拥街噶?，機器發(fā)出低沉的轟鳴聲，燈光閃爍，閘板緩緩打開，眼前赫然出現(xiàn)了一顆閃光發(fā)亮已經(jīng)制好的螺帽。

②也許羅伯特沒有想到，如今一臺3D打印機已經(jīng)將他在書中描寫的幻境變?yōu)楝F(xiàn)實。那么什么是3D打印機呢？我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫钠胀ù蛴C可以打印電腦設(shè)計的平面物品，而所謂的3D打印機與普通打印機的工作原理基本相同，只是打印材料有些不同。普通打印機的打印材料是墨水和紙張，而3D打印機內(nèi)裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是實實在在的原材料。打印機與電腦連接后，通過電腦控制可以把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。通俗地說，3D打印機是可以“打印”出真實的3D物體的一種設(shè)備，比如打印一個機器人，打印玩具車，打印各種模型，甚至是食物等。之所以通俗地稱其為“打印機”，是參照了普通打印機的技術(shù)原理，因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似。這項打印技術(shù)被稱為3D立體打印技術(shù)。

③據(jù)華中科技大學材料科學與工程學院副院長史玉升介紹，這項立體打印技術(shù)出現(xiàn)于上世紀90年代的美國，當時被命名為快速制造技術(shù)。其實“3D打印”是通俗叫法，學術(shù)名稱為快速成型技術(shù)，也稱為增材制造技術(shù)，是一種不再需要傳統(tǒng)的刀具、夾具和機床就可以打造出任意形狀，根據(jù)零件或物體的三維模型數(shù)據(jù)，通過成型設(shè)備以材料累加的方式制成實物模型的技術(shù)。

④著名的《經(jīng)濟學人》最近描述了3D打印技術(shù)的前景是一種新型的生產(chǎn)方式，能夠促成新的工業(yè)革命。那么，業(yè)內(nèi)人士緣何如此看好3D打印技術(shù)？

⑤首先，3D打印技術(shù)可以加工用傳統(tǒng)方法難以制造的零件。華中科技大學材料科學與工程學院副院長史玉升介紹說：“過去傳統(tǒng)的制造方法就是一個毛坯，把不需要的地方切除掉，是多維加工的，或者采用磨具，把金屬和塑料融化灌進去得到這樣的零件，這樣對復雜的零部件來說加工起來非常困難。立體打印技術(shù)對于復雜零部件而言具有極大的優(yōu)勢，立體打印技術(shù)可以打印非常復雜的東西?！逼浯?，實現(xiàn)了首件的凈型成形，這樣后期的輔助加工量大大減小，避免了委外加工的數(shù)據(jù)泄密和時間跨度，尤其適合一些高保密性的行業(yè)，如軍工、核電領(lǐng)域。再次，由于制造準備和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的時間大幅減少，使得單件試制、小批量出產(chǎn)的周期和成本降低，特別適合新產(chǎn)品的開發(fā)和單件小批量零件的出產(chǎn)。

⑥這些速度快、高易用性等優(yōu)勢使得3D打印成為一種潮流，并且在很多領(lǐng)域得到了應用。如今3D打印機已經(jīng)在建筑設(shè)計、醫(yī)療輔助、工業(yè)模型、復雜結(jié)構(gòu)、零配件、動漫模型等領(lǐng)域都已經(jīng)有了一定程度的應用。尤其在飛機、核電和火電等使用重型機械、高端精密機械的行業(yè)，采用3D打印技術(shù)“打印”的產(chǎn)品是自然無縫連接的，結(jié)構(gòu)之間的穩(wěn)固性和連接強度要遠遠高于用傳統(tǒng)方法制造的產(chǎn)品。

（摘自《人民日報海外版》，有刪節(jié)）

【閱讀訓練】

1.第①段介紹科幻作品的情節(jié)的目的是什么？

2.“什么是3D打印機呢？”作者是怎樣回答這一問題的？

3.第⑤段引用史玉升對3D打印技術(shù)的介紹的目的是什么？

4.3D打印技術(shù)除可以加工用傳統(tǒng)方法難以制造的零件外，還有哪些方面的優(yōu)勢呢？

5.閱讀本文后，你有什么感想？

無繩燈泡在美問世

房秋云

現(xiàn)代家庭充斥著各式各樣的電線、插座，不僅有礙觀瞻，也造成了一定的安全隱患。最近，美國科學家成功開發(fā)出了一項“無線輸電”技術(shù)，它能為室內(nèi)的燈泡、手機、電腦“隔空充電”，這將令插座、電池和盤根錯節(jié)的電線都成為歷史名詞。電力傳送也將迎來無線時代了！

A

麻省理工學院的研究團隊7日在美國《科學》雜志的網(wǎng)站上發(fā)表了研究成果。這項被他們稱為“無線電力”的技術(shù)經(jīng)過多次試驗，已經(jīng)能成功為一個2米外的60瓦燈泡供電。

目前，這項技術(shù)的最遠輸電距離還只能達到2.7米，但研究者相信，電源已經(jīng)可以在這一范圍內(nèi)為電池充電。而且只需要安裝一個電源，就可以為整個屋里的電器供電。領(lǐng)導這項研究的馬林·索爾亞希克教授透露說，有一天晚上站在廚房里看著自己的手機時想到“無線電力”這個主意。他說：“我總是忘記給手機充電，它老是發(fā)出電力不足的警告聲，我就想，這個家伙要是能自己充電就好了?！?/p>

用共振原理隔空完成能量傳輸

無線輸電的想法很早就有人提出過，但是卻被很多科學家認為根本無法實現(xiàn)。因為發(fā)射器發(fā)出的電磁能向四周分散傳送，人類無法對電磁能進行集中控制，就更談不上加以利用。但在去年秋天，麻省理工學院物理學教授馬林·索爾亞?？藚s提出了一種可以通過“無線電能傳輸”技術(shù)利用電磁能的新理論。

“無線電力”技術(shù)的突破之處在于找到了“抓住”電磁波的方法，即利用物理學的“共振”原理——兩個振動頻率相同的物體能高效傳輸能量。索爾亞?？私淌诮忉屨f：“比如說你給樂器彈一個調(diào)，毗鄰另一件具有相同頻率的樂器也會振動?！毖芯啃〗M把共振運用到電磁波的傳遞上。他們利用銅制線圈作為電磁共振器，一團線圈附在傳送電力方，另一團在接受電力方。當傳送方送出某種特定頻率的電磁波后，經(jīng)過電磁場擴散到接受方，電力就實現(xiàn)了無線傳導。結(jié)果，他們成功地把一盞距發(fā)射器2.13米開外的60瓦電燈點亮。

電器無線化有望在5年內(nèi)實現(xiàn)

不過這項技術(shù)目前也面臨著一些障礙，比如點亮燈泡時，電力在傳送中流失了45%，因此輸電效率必須提高一倍才有望取代化學電池。此外，目前使用的銅線圈非常笨重，足有0.6米高，如果要想實現(xiàn)整個房間內(nèi)的電器都能自動充電，銅絲線圈的直徑預計將達2.1米。因此，要用于家用電器，必須實現(xiàn)銅線圈的最小化。

索爾亞希克教授認為，這些問題將在3至5年內(nèi)解決。“我們希望電源和電器之間的距離能達到4至5米，銅線圈能小到可以安裝到手提電腦里，輸電效率也能大幅提高?！?/p>

最重要的是，試驗顯示“無線電能傳輸”技術(shù)對人類無害。因為電磁場只對能與之產(chǎn)生共振的物品有影響，而諸如人類、桌子、毛毯等物品對電磁場幾乎都沒有反應。

B

對于“無線電能傳輸”技術(shù)的研究成功，《每日郵報》如此評論：這或許宣告了插座的末日即將到來?！爸灰P記本電腦所在屋子裝備有無線電能傳輸器，人們就可以不再需要將電腦與插座相連來充電，因為它會自動充電?！毖芯啃〗M成員之一彼得·費希爾教授說。

索爾亞?？嗽诮邮苡浾卟稍L時也表示，現(xiàn)代人生活在充斥著電線、插座的世界，而電能的無線傳輸技術(shù)將有可能讓人類部分擺脫電線、電池帶來的煩惱。因此，這是一項很有發(fā)展前途的新技術(shù)。

下一步，研究小組要進行的則是設(shè)法增大發(fā)射器功率以及接受器的接收效率。到那時，手機、筆記本電腦就可以在配置有發(fā)射器的屋子里自動充電，甚至不需要電池，也不需要通過插座與電源相連就可以直接使用?；蛟S真可以像《每日郵報》所預言的那樣，未來人類真的可以對插座、電線說“再見”。

（選自《時文精粹》，有刪改）

【閱讀訓練】

1.“無線輸電”技術(shù)的主要功能是什么？它有何歷史意義？

2.請根據(jù)語段內(nèi)容，在文章的A、B兩處分別擬寫一個小標題。

3.請根據(jù)文章內(nèi)容說說“無線電力”技術(shù)“隔空充電”的主要原理。

4.“無線電力”技術(shù)目前還難以在家庭推廣應用的主要障礙是什么？

5.為什么說電能的無線傳輸技術(shù)是一種很有發(fā)展前途的新技術(shù)？

北斗：從導航中國到尋常巷陌

張保淑徐洋

第11顆北斗導航衛(wèi)星近日成功發(fā)射，進入預定轉(zhuǎn)移軌道。這顆地球靜止軌道衛(wèi)星將大幅改善我國西部地區(qū)的覆蓋性能，也標志著中國北斗區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設(shè)又邁出了重要一步，中國的航天發(fā)展進入大規(guī)模的應用期。

（）

衛(wèi)星除了通信即信息傳遞外，還有對地觀測、感知太空和導航定位等用途。其中導航定位最為復雜，它靠建立幾十顆按一定規(guī)律運行的衛(wèi)星組成的星座來實現(xiàn)。而北斗將會給人們提供超出想象的導航定位服務。

北斗的導航服務包括兩種類型，即開放服務和授權(quán)服務。開放服務包括在服務區(qū)內(nèi)免費提供定位、測速和授時服務，定位精度可以到米級。授權(quán)服務可以向授權(quán)用戶提供更安全、精度更高的定位、測速、授時和通信服務以及系統(tǒng)完好性信息。所以從時間到空間，北斗導航可以提供基準，可針對不同用戶的需求提供服務，滿足各種不同用戶的需求，而今后高精度全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)毫米級定位技術(shù)成熟，將大大促進專業(yè)和科學研究應用的發(fā)展。

根據(jù)計劃，到2020年左右，我國將建成由30余顆衛(wèi)星組成的北斗全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，提供覆蓋全球的高精度、高可靠定位、導航和授時服務，北斗將與全球定位系統(tǒng)（GPS）一樣，成為向全球提供服務的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。為人類貢獻了“司南”的中華民族，通過北斗計劃，進入了定位和授時的宇航時代。

超越想象力的導航應用

當前，中國衛(wèi)星定位產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度有目共睹，數(shù)十年來，中國一直致力于研制自主的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。北斗計劃從最初的“最高機密”，到如今已逐步推廣應用。如今全球衛(wèi)星導航定位技術(shù)的應用領(lǐng)域，可以上至航空航天，下至工業(yè)、漁業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活，可謂無所不在，可以說是“僅受人類想象力的制約”。而當區(qū)域系統(tǒng)和全球系統(tǒng)建成以后，北斗的威力會成倍增加，將具備和GPS完全一樣的功能，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟和社會效益。

據(jù)悉，海南省自2010年11月開始，投資7915萬元在全省6000多艘大中型漁船上安裝了北斗導航系統(tǒng)，對大中型漁船實施有效監(jiān)控管理。系統(tǒng)運行一年以來，通過北斗監(jiān)控平臺先后發(fā)送熱帶氣旋等危險氣象信息1.25萬余次，為漁民挽回經(jīng)濟損失上億元。

位置云時代的發(fā)展機遇

我國導航領(lǐng)域的另一個重要發(fā)展方向是與移動通信結(jié)合的基于位置的服務和集成應用。如今，全球的衛(wèi)星導航系統(tǒng)已經(jīng)進入了百姓生活，基于衛(wèi)星導航的位置服務是具有社會特性的新興產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)意型產(chǎn)業(yè)，機遇極多，且產(chǎn)值非常高，產(chǎn)業(yè)前景巨大。位置服務市場包含了國家地理信息基礎(chǔ)設(shè)施投入、電子地圖、移動物聯(lián)網(wǎng)、云計算、空間地理數(shù)據(jù)庫等各領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)跨平臺、跨網(wǎng)絡、跨行業(yè)的全新市場。在可以預見的將來，位置云會像水和電一樣普通，每個行業(yè)、企業(yè)乃至個人都會頭頂“云朵”，從云中摘取想要的信息，位置云也會覆蓋全社會的各個角落，從專業(yè)應用到行業(yè)應用，再到特殊應用，導航與位置服務將徹底改善我們的生活。

（摘自《人民日報海外版》，有刪改）

【閱讀訓練】

1.文章開頭一段主要告訴了我們什么信息？

2.請根據(jù)語段內(nèi)容在文章中的括號內(nèi)填上適當?shù)男祟}。

3.根據(jù)文章內(nèi)容說說北斗導航的開放服務和授權(quán)服務的不同之處。

4.作者介紹海南省在大中型漁船上安裝北斗導航系統(tǒng)的目的是什么？

5.對全文來說，文章的結(jié)尾一段在表達上有什么作用？

【參考答案】

94沒有屋頂?shù)哪痉孔庸还└?/p>

《你所不知的“3D打印”》 1.激發(fā)讀者的閱讀興趣，引出本文所要介紹的對象。2.作者先運用作比較的方法，說明3D打印機與普通打印機的相同與不同之處，讓讀者對“3D打印”有大體的了解；接著運用作詮釋的方法，對3D立體打印技術(shù)作簡要的詮釋。 3.引用專家的介紹，說明用3D打印技術(shù)可以加工用傳統(tǒng)方法難以制造的零件。 4.實現(xiàn)了首件的凈型成形，這樣后期的輔助加工量大大減小，避免了委外加工的數(shù)據(jù)泄密和時間跨度；由于制造準備和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的時間大幅減少，使得單件試制、小批量出產(chǎn)的周期和成本降低。 5.開放題，言之有理即可。示例：3D打印技術(shù)目前還在試制階段，目前的應用領(lǐng)域還不夠廣，我們國家要加強這方面的研究和推廣，以促進我國制造業(yè)水平的發(fā)展、提升。

《無繩燈泡在美問世》1.主要功能：利用“無線輸電”技術(shù)能為室內(nèi)的燈泡、手機、電腦“隔空充電”；歷史意義：這將令插座、電池和盤根錯節(jié)的電線都成為歷史名詞。2．A．僅一個電源，可為滿屋電器供電；B.無線時代，插座也將成擺設(shè)。3.運用物理學的“共振”原理，利用銅制線圈作為電磁共振器，一團線圈附在傳送電力方，另一團在接受電力方。當傳送方送出某種特定頻率的電磁波后，經(jīng)過電磁場擴散到接受方，電力就實現(xiàn)了無線傳導。4.電力在傳送中流失較大；目前使用的銅線圈非常笨重；電源和電器之間的傳輸距離還較小。5.現(xiàn)代人生活在充斥著電線、插座的世界，而電能的無線傳輸技術(shù)將有可能讓人類部分擺脫電線、電池帶來的煩惱。

《北斗：從導航中國到尋常巷陌》 1.第11顆北斗導航衛(wèi)星近日成功發(fā)射，進入預定轉(zhuǎn)移軌道，并介紹這顆衛(wèi)星發(fā)射成功的重要意義。（大意相同即可）2.開啟定位授時宇航時代 3.開放服務包括在服務區(qū)內(nèi)免費提供定位、測速和授時服務，定位精度可以到米級。授權(quán)服務可以向授權(quán)用戶提供更安全、精度更高的定位、測速、授時和通信服務以及系統(tǒng)完好性信息。 4.通過具體事例說明北斗導航的推廣應用，能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。5.導航與位置服務將徹底改善我們的生活，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在位置云時代的產(chǎn)業(yè)前景巨大。（大意相同即可）