＋四、纳米技术
纳米是长度单位，1纳米等于十亿分之一米，约为5一10个原子排列起来的长度。纳米技术是在纳米尺度上研究物质的特性及如何利用这些特性。由于扫描隧道显微镜（STM)的发明，科学家可在1一10。纳米尺度探索物质的结构和功能之间的关系，甚至有可能在这个微观尺度操纵或安排物质的原子和分子，制造有崭新特性的材料和器件。
纳米科技和工艺实际上就是在原子、原子团或分子基础上实现材料结构和功能的设计。这将在材料应用的范围和方式上产生超乎想像的影响，将发展出超薄、超微、节能高效和具有特殊性能的材料，比如会出现超强度钢，免清洗表面，微型机械，高容量存储盘，高效除污工艺，高效医疗手段等。目前，有防火、防尘和耐磨性能的纳米涂料（陶瓷粉）已得到广泛应用，一些新的纳米技术产品正在出现。
十五、新能源技术
新能源技术是高技术的支柱，包括核能技术、太阳能技术、燃煤、磁流体发电技术、地热能技术、海洋能技术等。其中核能技术与太阳能技术是新能源技术的主要标志，通过对核能、太阳能的开发利用，打破了以石油、煤炭为主体的传统能源观念，开创了能源的新时代。
1．洁净煤技术
采用先进的燃烧和污染处理技术（包括燃烧前的洗选处理、型煤加工、制水煤浆，燃烧中采用先进的燃烧器和硫化床燃烧器，燃烧后控制s()：、NO、和颗粒物的烟气净化措施）和高效清洁的煤炭利用途径（如煤的气化与液化），减少燃煤的污染物排放，提高煤炭利用率，已成为我国、乃至全世界的一项重要的战略性任务。
2．太阳能
太阳向宇宙空间辐射能量极大，而地球所接受的只是其中极其微小的一部分。因地理位置以及季节和气候条件的不同，不同地点和在不同时间里所接受到的太阳能有所差异，地面所接受到的太阳能平均值大致是：北欧地区约为每天每一平方米2千瓦／小时，大部分沙漠地带和大部分热带地区以及阳光充足的干旱地区约为每平方米6千瓦／小时。如以一所中等住宅的屋顶为100平方米计算，即使在北欧地区，它每天所能得到的太阳能也达200千瓦／小时（即通常所说的200度），足够一个普通家庭日常使用。这些能量我们现时还基本上没有利用。目前人类所利用的太阳能尚不及能源总消耗量的1％。
(1）太阳能资源丰富，没有污染，它的利用虽然有很好的前景，但也有许多实际困难。投射到地球上的太阳能在空间和时间上都很分散，如何最大限度地收集和储存这些能量，以使其成为可供利用的稳定而持续的能源，这就是太阳能科学技术需要解决的重要课题。
(2）现代太阳能利用可以分为把太阳能转换成热能或转换成电能两种方式，从技术上说现时前者较为成熟。
太阳能热水器、炊事器、淋浴设备、制冷设备、消毒器、蒸馏器、干燥器、抽水灌溉系统以及海水淡化装置等都不需要太复杂的技术，已经有不少产品投人市场。
把太阳能转化为电能也有两种途径，其一是使太阳能先转化为热能然后再用热能发电，其二是使太阳能直接转化为电能。太阳能一电能直接转换的关键设备是太阳能电池。太阳能电池用半导体材料制成，现在太阳能电池已经在人造卫星、空间站等航天器上实际使用。
(3）把太阳能直接转换为电能无疑是利用太阳能的比较理想的方法，不过太阳能电池的造价还比较高。
可以设想，要是在日照丰富的沙漠地带铺设太阳能电池将会产生巨大的经济效益。据测算，如果在非洲撒哈拉沙漠1％的地面上铺设硅太阳能电池，就能得到比现在全世界能源消耗量还大得多的能量。因此研制价格便宜而效率又高的太阳能电池已经成为现代科学技术的重要课题之一。
3．地热能
据测算，在地球的大部分地区，从地表向下每深人100米温度就约升高3℃，地面下35公里处的温度约为1100℃一1300℃，地核的温度则更高达2000℃以上。估计每年从地球内部传到地球表面的热量，约相当于燃烧370亿吨煤所释放的热量。如果只计算地下热水和地下蒸汽的总热量，就是地球上全部煤炭所储藏的热量的1700万倍。
现在地热能主要用来发电，不过非电应用的途径也十分广阔。世界上第一座利用地热发电的试验电站于1904年在意大利运行。地热资源受到普遍重视是本世纪60年代以后的事。目前世界上许多国家都在积极地研究地热资源的开发和利用。地热能主要用来发电，地热发电的装机总容量已达数百万千瓦。
我国地热资源也比较丰富，高温地热资源主要分布在西藏、云南西部和台湾等地。4．核能
核能与传统能源相比，其优越性极为明显。1公斤铀235裂变所产生的能量大约相当于2500吨标准煤燃烧所释放的热量。现代一座装机容量为100万千瓦的火力发电站每年约需200一300万吨原煤，大约是每天8列火车的运量。同样规模的核电站每年仅需含铀235百分之三的浓缩铀28吨或天然铀燃料150吨。所以，即使不计算把节省下来的煤用作化工原料所带来的经济效益，只是从燃料的运输、储存上来考虑就便利得多和节省得多。据测算，地壳里有经济开采价值的铀矿不超过400万吨，所能释放的能量与石油资源的能量大致相当。如按目前速度消耗，充其量也只能用几十年。不过人们知道，在铀235裂变时除产生热能之外还产生多余的中子，这些中子的一部分可与铀238发生核反应，经过一系列变化之后能够得到怀239，而怀239也可以作为核燃料。运用这些方法就能大大扩展宝贵的铀235资源。
核能用于发电已是大家早已熟知的了。我们知道，日前的核反应堆还只是利用核的裂变反应，如果可控热核反应发电的设想得以实现，其效益必将极其可观。核能利用的一大问题是安全问题。核电站正常运行时不可避免地会有少量放射性物质随废气、废水排放到周围环境，必须加以严格的控制。现在有不少人担心核电站的放射物会造成危害，其实在人类生活的环境中自古以来就存在着放射性。数据表明，即使人们居住在核电站附近，它所增加的放射性照射剂量也是微不足道的。事实证明，只要认真对待，措施周密，核电站的危害远小于火电站。据专家估计，相对于同等发电量的电站来说，燃煤电站所引起的癌症致死人数比核电站高出50一1000倍，遗传效应也要高出100倍。
我国核电起步较晚，位于浙江省的秦山核电站和位于广东省的大亚湾核电站已建成投产，台湾省核电的规模更大一些，可以预期我国的核电站建设将有大发展。
5，海洋能
海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能和海水温差能等，这些都是可再生能源。海水的潮汐运动是月球和太阳的引力所造成的，经计算可知，在日月的共同作用下，潮汐的最大涨落为0.8米左右。由于近岸地带地形等因素的影响，某些海岸的实际潮汐涨落还会大大超过一般数值，例如我国杭州湾的最大潮差为8一9米。潮汐的涨落蕴藏着很可观的能量，据测算全世界可利用的潮汐能约109千瓦，大部集中在比较浅窄的海面上。潮汐能发电是从上世纪50年代才开始的，现已建成的最大的潮汐发电站是法国朗斯河口发电站，它的总装机容量为24万千瓦，年发电量5亿度。我国从50年代末开始兴建了一批潮汐发电站，目前规模最大的是1974年建成的广东省顺德县甘竹滩发电站，装机容量为500。千瓦。浙江和福建沿海是我国建设大型潮汐发电站的比较理想的地区，专家们已经作了大量调研和论证工作，一旦条件成熟便可大规模开发。
大海里有永不停息的波浪，据估算每一平方公里海面上波浪能的功率约为10x104至20x104千瓦。70年代末我国已开始在南海上使用以波浪能作能源的浮标航标灯。1974年日本建成的波浪能发电装置的功率达到100千瓦。许多国家目前都在积极地进行开发波浪能的研究工作。
海流亦称洋流，它好比是海洋中的河流，有一定宽度、长度、深度和流速，一般宽度为几十到几百海里之间，长度可达数千海里，深度约几百米，流速通常为1一2海里／小时，最快的可达4?5海里／小时。太平洋上有一条名为“黑潮”的暖流，宽度在100海里左右，平均深度为400米，平均日流速30一80海里，它的流量为陆地上所有河流之总和的20倍。现在一些国家的海流发电的试验装置已在运行之中。
水是地球上热容量最大的物质，到达地球的太阳辐射能大部分都为海水所吸收，它使海水的表层维持着较高的温度，而深层海水的温度基本上是恒定的，这就造成海洋表层与深层之间的温差。依热力学第二定律，存在着一个高温热源和一个低温热源就可以构成热机对外作功，海水温差能的利用就是根据这个原理。上世纪20年代就已有人作过海水温差能发电的试验。1956年在西非海岸建成了一座大型试验性海水温差能发电站，它利用20℃的温差发出了7500千瓦的电能。
6．节约能源的迫切性和重要性
(1）人类社会的发展对能源的依赖和要求越来越迫切，尤其是20世纪60年代以后，能源的急剧消耗使人们感到，一场能源危机已经迫在眉睫。据说，目前世界上能源的需求大约是以每年7％一8％的速度增长。现代工业的主要动力来自由煤和石油产生的电力；现代化学工业的原料也在很大程度上依赖于石油产品。农业现代化的发展不仅需要化肥和农药，而且也增加了对水、电和热力的需求。
(2）地球上的能源储量是有限的。据测算，现已探明的煤、石油、天然气只能供给人类使用100年，而且这些能源的利用效率目前还较低。石油的情况尤其严重。人们已开始认识到，如果按现在的速度开采石油，那么几十年后石油资源必将枯竭。核能的开发和利用，虽然已受到重视，但是目前由核能产生的电力也远远不能满足人类的需求。
(3）由太阳取得的能源如太阳能、水能、风能、波浪能等等，也因受到自然条件的限制、技术上的困难以及环境问题上的考虑，这些能源的开发和利用目前也很有限。
总之，地球上的能源是自然界固有的，而不是人类能够任意创造出来的。特别是那些不可再生的能源，一旦耗尽就不可能用任何方法再产生出来。为了人类的生存和社会的发展，我们必须节约能源。
责任编辑：cyth
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