现今确实存在的最黑的黑科技是什么?

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Vantablack——高端黑
这货的反射率不到50ppm,长在别的东西上之后,所有的光学信号就都被吞掉了(不恰当的,类似黑洞),只能看到这里有个洞,看不到它的形状(下图的中间部分也是有类似边缘的褶皱的,但是你就是看不见~~

其实它就是垂直组装的碳纳米管



呃答完了发现张泽中已经回答过了(-_-),就当补图吧~~

医学工程跟材料方面有很多黑科技啊,一眼看上去就跟科幻小说里走出来的差不多。顺手拎几个吧:

1. 钢铁外科医生 (robot surgeon)

不怕苦不怕累、坚强独立有主见的钢铁医生已经离现实不远了。这几年来电脑和机器人给医生做助手已经不算稀罕了,关键是能独挡一面,独立自主。而打造钢铁外科医生则更是黑科技中的黑科技,是医学、工程、人工智能三大前沿学科的一个白热交汇点。

现在最“聪明灵巧”的钢铁外科医生已经到什么程度了呢?光速缝合小肠,完全(好吧,大部分情况下独立自主),而且“天衣无缝”啊。地球人都知道软组织最最难搞,所以看到那一双真正称得上是百炼钢修成绕指柔的机械手上下翻飞、穿针引线,也确实不得不惊叹。

如果照这样发展下去

的话,十年之内钢铁医生就会成为各科室、尤其是手术室24小时待命的“守护神”了吧。

截图如下:


动图请看下列链接:

Autonomous Robot Surgeon Bests Humans in World First

参考文献:

Supervised autonomous robotic soft tissue surgery. Science Translational Medicine 04 May 2016: Vol. 8, Issue 337, pp. 337ra64 DOI: 10.1126/scitranslmed.aad9398


2. 医疗材料/器械方面的黑科技

1)量身定做的人体零部件

拥有可以与人体无缝对接、随时更换的零部件在科幻小说里已经久远得让人都会默认为科幻设置了。最近3D打印又让这个久远的梦想离现实迈近了一大步。

去年3D打印的合成骨骼(synthetic bones)首次在动物实验中获得成功。科研人员用一种最新的生物活性陶瓷(bioactive ceramic) 做材料,3D打印出来的合成骨骼成功地融合进了大鼠受损的脊椎,以及猴子破裂的头骨。关键是这种材料不会引起免疫反应,可以帮助身体长出自身的骨骼,然后自然降解。

因此上了《科学.转化医学》的封面:


当然,这种合成骨骼要经过一系列的临床试验最终进入市场还有一段路要走。不过很有可能是第一个应用于临床的个性化人体零件。

参考文献:

Hyperelastic “bone”: A highly versatile, growth factor–free, osteoregenerative, scalable, and surgically friendly biomaterial Science Translational Medicine 28 Sep 2016 Vol. 8, Issue 358, pp. 358ra127 DOI: 10.1126/scitranslmed.aaf7704

2)真正的左右手

本世纪以来,得益于材料、工程、医学以及计算机的全面发展,智能义肢的发展有了量子跃升式的突破。

然而要做成真正的想打哪儿打哪儿、拥有自然魔性的左右手,最大的一道难关就是让机械肢体发展出能反馈信号,能让大脑产生基本的感知。没有返回大脑的感觉信号,机械手永远只是工具,而不会是肢体的一部分。另外,没有神经的感知反馈而只靠物理参数的话,机械手也很有可能达不到真正的人手的多功能和灵活性。

所以要复现那些我们习以为常、经常被主观意识忽略的“次要”感觉,比如温度的感觉、触觉、本体感觉等等,其实是项超级复杂的黑科技。

本着屡败屡战的精神,克利夫兰退伍军人医学中心的研究者们把几十个电极包埋在手臂中不同的位点反复实验,终于第一次成功地为一位失去右手的患者通过假肢再现了包括抚摸、轻微的刺痛、柔软等十几种自然感觉。

真正完好如初、而且刀枪不入的黑科技手终于要变成现实了。


参考文献:

Creating a Prosthetic Hand That Can Feel

(3)给药神器 -- 可内置定时定点给药的水凝胶给药器

讨厌打针吗?至少这一条你是占理的。注射给药不仅简单粗暴,而且长期反复使用的话会造成很多身体损伤。尤其是那些患有慢性或严重疾病,需要长时间注射多种药物的病人来说,智能可控定时定点又无需注射的给药器确实是雪中送碳,不幸中的万幸。

有意思的是,最近由哥伦比亚大学的研究者做成的这一款新型内置给药器,定时的方法还是从机械钟表中借鉴来的,所以连充电都不用。

最初用一个小鼠骨癌模型的实验结果证明这个装置完全可以在体内良好运行。比起通过传统的静脉注射化疗药物,这种给药器可以埋在病灶附近,以少得多的药量杀死更多的癌细胞,而且不被身体排斥。

埋在小鼠体内的凝胶给药神器:


虽然仍然任重道远,但是一代给药神器已经初露头角了。

参考文献:

前沿 | Science Robotics 介绍3D打印柔性机器人:可植入身体定点释放药物

Additive manufacturing of hydrogel-based materials for next-generation implantable medical devices Science Robotics 04 Jan 2017: Vol. 2, Issue 2, DOI: 10.1126/scirobotics.aah6451

3.营养、好吃,又给力的食品。。。包装

虽然看上去没那么黑,但是难度却一点不少。而且一旦做成了,比以上的黑科技都要有实用价值(关键还是跟“吃“沾了边)。因为无知又放纵的人类已经把22世纪的塑料定额都提前消耗完了,寻找可以降解(最好是好吃)的塑料替代品很有可能直接决定几十年后地球的友善程度。

因此做出来跟食物一样好吃的食物包装就成了吃货们,不对,有理想有担当的材料研发人员的孜孜以求的奋斗目标。

这不,在不久前的美国化学学会年会上又有关于可食用的包装的最新进展了。这种最新包装用奶制品中的一种蛋白做成,号称跟塑料薄膜一样坚固、防腐效果更好,而且最最重要的是:可以吃、有营养!


等着它自然降解多慢啊,直接配菜吃了呗。比如榨菜包装卷榨菜,香辣豆腐干就包装,有荤有素,有主有副,有咸有淡,而且吃完了连垃圾都没有!

参考文献:

Edible food packaging made from milk proteins (video) - American Chemical Society

为什么?