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未来世界的100种变化-第3部分
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关键技术
PRE…SAFE安全系统使用的是被动安全系统，如汽囊。它使用主动安全系统的车辆数据，主动安全系统有刹车辅助BAS以及电子稳定程序ESP。该技术的关键是快速的数据交换以及高速的数据处理。另一个相关的因素是环境识别。装备在汽车四周的传感器测量出与障碍物的距离并算出车辆的相对速度，行使状态也通过特殊的传感器得以评估。他们可测量出速度、刹车动量、刹车板速度、轮胎的滑动、主轴上的加速度、弹簧缓冲形变、方向盘速度以及轮胎所受的压力等。
问题和解决方案
车辆中的预先保护措施现在已经成为现实。所有这些传统的被动保护系统（如安全气囊）的不足之处是：它们的使用不可逆转，只能使用一次。在汽车中使用的预防措施必须具备下列功能，即在避免事故后它们又能回到原来的状态。PRE…SAFE中的被动安全系统使用的是主动安全系统的车辆数据。在当今已有很多的车辆传感器，它们可以识别危险的车辆状态。在所有梅茨得斯－奔驰的个人车辆中刹车辅助及电子稳定程序已属于系列装备。
重要意义
现实中事故的发生为PRE…SAFE系统的发展提供了动力。从时间上来看，在事故发生之前已经呈现出危险来。戴姆勒－克莱斯勒在辛德尔芬根的事故研究中心归结出的具体数据证明，在大约2/3的汽车碰撞事故发生前人们有好几秒钟的时间清楚地意识到极有可能会发生事故。也就是说，无PRE…SAFE系统时宝贵时间将被浪费，一般的保护系统只有在发生碰撞后才被启动。
前景预测
如果保护系统在未来能得到更多的关于车辆及司乘人员的信息，那么会有一种更进一步的措施，该技术被称作个体安全措施，它并行于PRE…SAFE安全系统。在未来，完全有可能在发生撞击时通过安全系统对每个成员进行最佳调节从而达到最佳保护效果。
前瞻性驾驶的远程地平线
导航系统的市场正在兴隆起来。然而，汽车中的数字卡所提供的可能性要比导航系统多得多。与车辆辅助系统相联合，它可将驾驶员的视野扩展到“远程地平线”。不论是从空间还是从时间的意义上讲，借助于数字卡人们可以看得更远。它可以全天候地识别出在下一个弯路的后面隐藏着什么，从而使驾驶变得更安全、更无忧和更流畅。
关键技术
作为该技术的前提，数字地图必须一直更新，尽可能处于最新状态。这一点是至关重要的，尤其当它与驾驶辅助系统的其他传感器如摄像机、超声波或雷达等提供车辆环境信息的装置一起使用时。各种系统所提供的数据将被组合起来，它们可以相互验证，从而按照具体情况计算出正确的结果。导航系统属于车辆的计算中心，那里配有用作存储器的硬盘。
问题和解决方案
从技术角度上讲，数字地图纯粹是一个阅读存储器。它们含有路段情况、街道名称以及火车站、街道和体育场所等公共地点的信息。数字地图也包含一些附加数据，如速度限制或禁止超车的路段等。这些信息可以与自动限速器结合起来。驾驶员只需启动它就可使行驶速度不会超过规定的界限。未来的导航系统甚至能把这些信息与相应的路段挂钩，将此应用到经常行驶的路段上，如在上班时要经过的被限速的高速公路段，是非常有实用价值的。
所谓的弯路预警器也使用数字地图。该系统能计算出州级公路的弯路形状。该系统可从弯路的曲率半径计算出相应的最高允许行驶速度。如果导航系统确认车辆行速太高，那么它将对驾驶员发出视觉和声音的警告信号。
重要意义
从车辆电子角度来看，数字地图是一个附加传感器，它可提供独特的信息，使驾驶更加安全。
前景预测
与远程地平线技术和数字地图紧密相关地，在可见的未来将出现第二个远程技术成员，使“无事故驾驶”的梦想变成现实。这第二个成员便是车辆之间的相互通信。有朝一日，车辆之间可互换行车地点、路况或交通状况的信息，这样驾驶员便可直接从其他驾驶员的“经验”中受益。
第三部分：交通与运输未来交通工具的系统诊断
有关机动车辆的技术发明中有80％与电子系统有关。每辆车都有——取决于车型——超过50台的控制装置，它们多方面地调控着车辆的功能，有超过600种不同的信息流过车中的电缆。数据流之所以没被阻塞，是因为使用了可靠的软件。如果车辆要送到车间去维修，会出现什么情况呢？软件与螺钉不一样，人们看不见它，不知道其是否松动或丢失。为此人们开发出了所谓的系统诊断装置。借助它，车辆维修人员可快速可靠地排除故障。
关键技术
系统诊断的核心是对车辆数据的汇编。汽车就像一台移动的计算机，它在行驶过程中会记录对以后的维修有用的数据。在出现故障时，造成故障的原因将被诊断系统以“快拍”的方式存储起来，这样在以后的维修中便能很容易地找出故障原因来。
问题和解决方案
现代的机动车辆均使用高度发达的计算机。车辆中数据网络的复杂度和功能的多样性要求人们使用功能强大的诊断系统，以便能快捷地检测出故障和干扰来。根据航空航天技术的模型知识，人们也将特殊的诊断系统引入到车辆中。车辆在行驶时车内的诊断系统监视着所有的控制装置。在出现故障时，它会自动给出所有可能的故障原因，1400个电器或电子元件都会被检查一遍。当维修人员把检测仪器连接到车辆的诊断插口上后便可准确地知道需要维修的部件。
重要意义
与个人计算机相比，在车辆中使用的软件必须满足各式各样的安全措施的需要，因为机动车辆具有高度复杂以及与很多网络连接的系统，各种功能必须相互配合才能使驾驶者和其他的交通参加者获得最大的安全保障。
在未来人们把什么样的车辆送到维修车间，对修理者来说并不重要。所有的车辆均采用相同的诊断与维修系统。这样维修车间将会容易制定维修计划，因为维修车间只需要一种标准诊断及维修系统，这样就无需购买各式各样的工具及系统，也可以节省相应的培训费用。
第四部分：新材料花艺处理后的自洁表面（图）
史塔的提炼实验技术 千年以来，在亚洲文化中，莲花被视为圣洁无瑕的象征，它即使是在污泥中也能够保持无瑕，虽然许多灰尘、细菌、真菌和自黏结物质吸附在它表面。雨滴能够携带这些沉积物像珍珠一样地滚落。这里就孕育着技术的转化。
几年前，植物学教授巴特罗特发现这种现象在昆虫的表面也
存在。重要的是，它是疏水型的，其微细的结构按确定的尺寸存在，这样就导致接触空间很小——类似于一个钢币平躺在衣刷的刷毛上。巴特罗特将这种现象命名为莲花效应，为此他多次被工业界所奖励。这种持久的无瑕表面创造了神奇的前景，经济化的洁净水只是一个方面。这种概念可引用到自洁的汽车漆、门面彩绘、玻璃盘片甚至塑料胶片。但是它的一个不足就是这种方法产生的结构现在还很敏感，在机械载荷条件下几乎会失效。
塑料的莲花效应
但是在这种塑料的表面会留下什么呢？一个例子就是超疏水性，也就是强烈的疏水塑料材料表面。这就是“AEROXIDELE1”将来所定位的市场。目前已有克里夫斯技术及创新公司和德国德固赛股份公司的多学科研究小组从事这方面的工作。他们已经研究开发了一条生产具有莲花效应的聚合物表面的工艺生产线。
关键技术
这里的主要角色是来自德固赛阿诺斯尔产品系列烟法二氧化硅。烟法的意思是通过火焰工艺制造精细的二氧化硅，对湿度吸收、机械稳定性和塑性进行调整，使其不仅仅在密封胶和汽车漆上得到应用使用。人们通过化学改性工艺将塑料镀膜，这样就使其表面具有像莲花叶子一样的作用。这也基于一种纳米结构，其敏感程度依赖于超疏水性微粒的大小和形状。
重要意义
目前，具有莲花效应的上市产品仅限于彩绘应用方面。在几年后，具有自洁表面的产品肯定会进入我们的日常生活。污染低和只需很少清洁工作的产品出现的可能性都会很大。
前景预测
“AEROXIDELE1”将首先作为纸箔和喷塑的涂层使用，进一步的使用只是时间问题而已，因为在不同领域大批量生产的前提就是要可按工业标准生产的基底材料的出现。
纳米微粒杀死肿瘤
基于纳米技术的新型材料为医疗技术开辟了一条新的道路。如果人们将金属、玻璃或者陶瓷加工成纳米颗粒，那么它将呈现新的特性，如金属将变成半导体或者颜色色料，陶瓷将变得透明，玻璃可以弯曲。萨布吕肯的新材料研究所自1990年以来一直致力于新型纳米材料的研究开发和工业应用。
学纳米技术的一个亮点是新
型的智能的癌症治疗，对肿瘤细胞进行渗透和杀死。乔丹博士于10多年前在柏林夏里特医院发明了所谓的磁流体超热技术，并从此自6年来与萨布吕肯的新材料研究所合作。其目标是：在不感染健康组织的前提下，将肿块进行加热，从而使其自动消减。这种技术在动物实验上已经实现，恶性肿瘤在几周后便可消失。
关键技术
可能的方法是通过由氧化铁制成的纳米天线对肿瘤进行选择渗透，并通过一个磁场对肿瘤加热。这就需要该磁场具有超准性，穿过特殊氨基酸分子在外层的遮盖。并要具有超准磁场性。在与乔丹多年的合作中，新材料研究所开发了这种微粒，这种纳米天线无毒性副作用，自身在复杂的生物环境中非常稳定，以致当它与周围环境和自身的凝聚块反应时也不能渗透到细胞组织的膜层。这种化学奇迹使治疗处理的介入有了可能。
问题和解决方案
传统的肿瘤治疗对特殊种类的肿瘤，如大脑中过量的恶性肿瘤，是不能处理的。纳米治疗却是直接向肿瘤注入的，因此具有选择性。利用磁场控制，对在肿瘤细胞中的物质分子进行每秒钟千百次的磁化反转，就可以对肿瘤进行加热。
重要意义
从2003年6月开始，柏林夏里特医院在人身上进行了临床实验，主要集中在还没有治疗手段的致死脑肿瘤和复发的肿瘤上。医生的下一个目标是对前列腺癌进行处理。
前景预测
在萨尔布吕肯的新材料研究所，这种磁纳米技术目前还在进一步地研究开发。现在可以借助类似的微粒和智能外层将水中的重金属成分分离，以达到饮用水的标准。或者是将聚合物快速聚合。也可根据需求再解开。这种原理与其他的15种技术一起构成了极具潜力的技术平台。
第四部分：新材料问题和解决方案
磁技术
——硬盘上更大的存储容量
1992年IBM推出了磁阻阅读传感器，它基于各向异性的磁阻效应。它导致电脑硬盘存储密度以每年60％的幅度上升，可以预见的是异磁阻传感器不久就会达到其极限。这样所谓的巨磁阻（GMR）效应应运而生。
关键技术
巨磁阻效应存在于磁膜层的堆垛中，它由铁磁体（如钴）和介磁体（如铜组成）每层几纳米厚。
问题和解决方案
巨磁阻效应出现时，膜层电阻上升，铁磁体膜层周围的磁场由介磁体膜层分隔，将非平行地对齐。我们将R表示测量值，R↑↑表示平行阻抗，R↑↓ 表示不平行于磁场方向阻抗，于是GMR值可表示为DR/RR↑↑ =（R…RR↑↑ ）/R↑↑ 。在非平行方向上，即使R=R ↑↓ ，则DR/R ↑↑的相对值增加。在多如30层膜的条件下，它可以进一步提高100％。在膜堆中如果有两种铁磁体膜层（FM1；FM2），则就可获得以前最大值的20％。
在硬盘驱动器中，人们可以接受的是10％，这样还可以对其他的材料特性进行优化。与之相比，AMR效应的相对阻抗变化只有3％。
硬盘磁场区域的信息同链及定位的磁场方向都被保存着。它在硬盘上产生散射场，导致阅读头的磁场方向发生改变，从而引起阻抗的改变，最终能够阅读信息。
在零场内产生自由场和耦合场正交方向的特殊性对许多应用都有意义，由于这里没有场变化，所以可以实现极大的敏感度。借助最初的天然膜层和合成的介磁体，可以向特定的方向调整。
带有中间层隔离器的巨磁阻效应与隧道磁阻效应对快速存储器（磁随机存储器）有非常重要的意义，它应该能够替代当今的动态随机存储器。这样，即使在关机时也不会丢失数据。
重要意义
这种新型的、基于堆垛效应的阅读头和硬盘膜层已经在许多重要的相关经济领域中得以应用。进一步的应用，如磁随机存储器，将很快进入市场。
前景预测
可预见的目标是旋度电子学的发展和基于可升级全固态系统自旋级别的量子信息处理的实现。
‘一次拉伸5000公里光纤
20世纪90年代光纤技术的快速发展导致价格以平均每年18％的幅度递减。供应商要在这种环境中生存，只有降低成本。成本降低的一个很直接的表征就是光纤预制棒尺寸的上升。由贺利氏特立伏公司提出的合成圆柱棒的质量和纯度是生产长度可达5000公里的大型光纤预制棒的关键。
问题和解决方案
目前，制造基于外套管的光纤预制棒和光纤的标准生产工艺包含了太多的工序，因此在将来并不具备竞争力，其光纤预制棒的长度最多只能达到600公里。由贺利氏特立伏公司开发的核棒技术（圆柱棒中棒）使
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