在你的領域裡,有哪些現存的黑科技?

鏡像問題:在你的領域裡,你最希望出現什麼黑科技? - 工作


在生物的神經學上,有一種黑科技叫做光遺傳學(Optogenetics)。

2010年光遺傳學被Nature Method 期刊評為年度方法(Method of the Year),同時Science 期刊也認為光遺傳學是最近十年的一次大突破(Breakthroughs of the Decade)。

這個黑科技到底是什麼呢? 簡單的說就是一種方法讓我們可以用光來控制單個活體細胞

好吧我承認這個科技一點也不黑,而且很光,不過這確實牛上天了。

這東西是怎麼做到的呢?

首先科學家在某些細菌里發現了光通道,也就是說這種細菌一旦接受到光照,就會有一定的反應(細胞被激活)。

然後科學家就提取了這種光通道的基因,把它轉入動物細胞中,讓他在特定的細胞中表達。這些細胞一旦有了光通道,就可以在接受到光照後做出反應,這樣我們就可以了解到這些細胞的功能了。

科學家用光控制了一個負責進食的小鼠神經,在沒有光信號的時候,小鼠對身邊的芝士視而不見。

一旦該神經細胞接收到光信號,小鼠立刻撿起身邊的一塊芝士開始進食。

一旦光信號被切斷,小鼠立即停止進食。

這個視頻的YouTube鏈接:https://youtu.be/7Mmsah0v9Qc再仔細想想,你是不是在哪見過這種黑科技?


不算我的工作領域,算我曾經的學習領域。

壓水核反應堆里的各種東西。

比如燃料棒。這玩意兒甚至很難稱之為「棒」,它就是一根細長的棍子——長度有幾米,直徑只有小指粗。外面是一層鋯合金外殼,裡面就是二氧化鈾陶瓷燃料。

這麼一個細長的金屬圓筒,它的工作環境是:外面是壓力超過150個大氣壓的(這個壓力通俗點講,差不多相當於指甲蓋大小的面積上壓著150公斤重量)、溫度在300攝氏度左右的快速流動的水,裡面是表層五六百攝氏度、核心高達兩千攝氏度左右的燃料塊。由於燃料塊從核心到表面僅僅5毫米的距離就有1500攝氏度溫差,嚴重的不均勻膨脹也會從內而外產生很強的壓力。

與其它領域在高溫高壓下工作的部件不同,鋯合金包殼還要承受另一種惡劣環境:強烈的中子輻射。核反應堆內的中子輻射強度很大,中子有相當概率轟擊到金屬原子上,將它打得脫離原位。在典型的壓水堆環境中,每年正常工作下,燃料棒外殼上的一個原子平均要被打飛離開原位10次左右。即使這樣,包殼仍然能保持完整堅固,不讓內部核燃料泄漏出來。簡直是材料學奇蹟。

再比如第一循環到第二循環之間的傳熱管,其實就是一根水管。只不過這根水管是長度十幾米(好幾層樓)而直徑只有一厘米左右的、比塑料吸管身材還誇張的超纖細水管。而在它裡面流動的正是第一迴路中150個大氣壓、300攝氏度的水。就是這樣的成千上萬根水管將第一迴路的熱量傳到第二迴路,用於最終驅動核電站的發電機。

補幾張圖,便於直觀感受尺寸:

這是一塊二氧化鈾陶瓷燃料。許多塊這樣的燃料在一根鋯合金包殼內堆疊起來,彈簧壓緊密封后是一根燃料棒。

這是許多根燃料棒固定組裝成的一個正方形燃料元件,可以看出燃料棒的直徑非常細。

這是傳熱管,直徑和燃料棒差不多。圖片來自網路,侵刪。


1. 把大腦變透明的組織清理術:CLARITY

2. 把大腦變大的放大燈顯微鏡:Expansion Microscopy

先講 CLARITY :

啊,又是 Deisseroth 這個站在世界頂端的男人(張雲的回答中提到的光遺傳學也是他發明的)。

研究大腦時一個讓人頭疼的問題是散射:大腦非常的不透明。這就使得觀測深層腦細胞非常困難,總是要切片,像這樣:

切片有很多問題,比如說層與層之間很不好對齊,有些微觀結構就無法重建了。一個思路是邊切邊拍照(見Winfried Denk 和 Karel Svoboda ,也都是黑科技)。但是因為要一片片切,非常慢。

Deisseroth 一拍腦袋,把大腦變透明不就沒有這些問題了嘛!這個想法肯定很多人想過,但是他還真做出來了。

變透明!之後,就可以通過熒游標記拍各種好看的照片 [2]:

當然了,除了好看之外,這一技術大大擴展了我們對大腦內連接迴路的認識。

= =

二維分割線

= =

放大燈顯微技術 (Expansion Microscopy) 是 Deisseroth 的得意弟子 Boyden 發明的。很明顯兩師徒都是同一種思路。這次 Boyden 想解決的是顯微鏡解析度極限的問題:如果我們現有的顯微鏡只能看到這麼小,那把大腦放大來看不就好了嗎?

他的靈感來源一定是這個:

實際方法其實還挺好笑的。首先,他的靈感來源其實是這個:

沒錯,就是尿不濕。尿不濕吸水會膨脹,也就是整個變大。利用我不是很懂的化學黑魔法,可以將這一思路應用於大腦:

注意上圖 b 和 c 中的比例尺是一樣大的。

這樣,把大腦放大之後,就可以愉快地拍照啦~

參考鏈接:

CLARITY Resources

http://expansionmicroscopy.org

節選自下面的回答:生物學各領域都有哪些黑科技? - Mon1st 的回答


高精度時鐘同步的振動感測器網路,當有子彈呼嘯而過的時候,能算出來子彈的彈道並鎖定槍手所在地

有人要文獻

http://dl.acm.org/citation.cfm?id=1031497


光學隱形可以算

對不是物理學領域的人來說,許多物理的小實驗都能成為黑科技。


空氣髒了,我們用凈化器過濾一下。

水髒了,我們用凈水機過濾一下。

鐵水髒了,我們用過濾網過濾一下。

就是這樣的:

可以經受1400多度鐵水的沖刷,而把雜質過濾掉。後來又有了這樣的:

可以經受1500多度鋼水的沖刷。


Haskell...


沒人邀請 來自己回答

我是挖石油的 中國的石油業科技比起外國來 按照院士給我們說的 簡直不要太落後

而我要說的黑科技 就是

在我們打的井 即使國家大井 湧出來的 99%的都是水

實際上我應該是打水的

算不算淡水業的黑科技

典型的磕頭機 算是淡水業的黑科技了吧

隨意胡說 不要較真(自己拍的 第一次離這麼近 學生我還是很激動)


字典啊。。能編出來字典的人,想想都恐怖。雖然看起來很簡單,但不是人類文明發展中最大的黑科技嗎


信號領域存在一門發展不完全的黑科技:

壓縮感知以及由此發展而來的單像素成像技術。

只用一個探測器就能獲得一整幅圖像。


座標心理諮詢。

認知領悟療法:外國發明出來本來是用於破除人不合理的認知前提的,到中國連合理的都破除了。變成精神勝利法了。

邏輯上很嚴謹,但並沒有什麼卵用。


對艾滋病病毒轉基因,針對病人進行個性化治療..

零幾年就可以做到半顆心臟移植

來說幾條石油的:

油礦在山底下/城市裡/景區里怎麼辦!

—來打定向井(一種可以拐彎的鑽井)

油礦有好多,寶寶想提高產量怎麼辦?

-打從式井(一口井裡可以打1條以上的鑽井技術,同時用于海洋石油的開發)

油壓力不夠上不來怎麼辦?

—灌水!(水比油重)

拿鑽井做例子:

地面上的鑽桿要轉三四圈,底下才一圈.


沒記錯的話德國六軸還是八軸聯動機床,基本看傻了


重啟

從手機到小型機都適用,真正黑科技,無人知道為什麼


把本科生畢業設計水平的軟體賣60萬的黑科技?


推薦閱讀:

Tom Sachs 說 「Creativity is the Enemy of Innovation」,這句話應該如何理解?
为什么麦当劳要推出 McCafe?现在看来是成功还是失败?
有哪些經過重新編曲的經典歌曲會給人耳目一新的驚艷感覺?
日本游戏已经没落?
如何理解上個世紀的石英錶革命?

TAG:創新 | 科技 | 科研 | 黑科技 |