第七届技术创新《发现》奖（一）

【美国《发现》月刊７月号文章】题：第七届技术创新《发现》奖
６年来，技术创新《发现》奖一直授予以下７类技术：汽车与运输、航空与航天、计算机硬件和电子、计算机软件、环境、视觉和声觉技术。本届技术创新《发现》奖的评选活动增加了两项内容：一是由编辑评选的新兴技术奖；二是由美国克里斯托弗·哥伦布奖学金基金会提供的１０万美元奖金，这项奖金奖励“凭借出色创造力和创新精神改造或试图改造世界的美国人”。现将评选结果分述如下：新兴技术类
获奖技术：水凝胶
获奖者：麻省理工学院物理学家田中丰一
由《发现》月刊编辑评选的新兴技术奖授予不属于上述７类技术、但有发展前途的新方法或新技术的发明者。麻省理工学院物理学家田中丰一因发明一种灵巧的水凝胶而荣获１９９６年度新兴技术奖。这种水凝胶是一种新型软材料，受温度或光线的微小变化以及溶剂或其他环境刺激的影响，体积可以膨胀数千倍，或者缩小到原来的几千分之一。它的体积变化速度可以预先设计好，既可以在一瞬间完成，也可以缓慢进行。
目前，田中正在试验用这种水凝胶释放药剂（如胰岛素），或吸收有毒废物。第一种采用这种水凝胶制造的产品是高尔夫鞋衬里，这种鞋的衬里可以随脚的热度而扩大，使之与脚的形状相吻合。此外，田中还希望用这种水凝胶制作人造肌肉。汽车与运输技术类获奖技术：电子稳定程序获奖者：梅赛德斯—奔驰公司的阿明·米勒
你驾驶着汽车在公路上行驶，前方一辆卡车上突然掉下一个箱子。当你急转弯想避开箱子时，车子可能会摆尾侧滑甚至失控打转。如果发生这种情况，车上的防抱死制动系统就会失灵，因为它们使每个车轮慢下来的力是相等的。为此，必须研制一种可以分别作用于每个车轮的制动系统。
梅赛德斯—奔驰公司工程师阿明·米勒及其研究小组已经研制出一种称为“电子稳定程序”的制动系统。这种制动系统的８个传感器装在车内不同的位置，中央计算机严密监视显示汽车侧滑的各种确切情况。例如，为了辨别司机是否在拼命地设法重新控制汽车，一组传感器就会测出方向盘的角度和制动系统踏板上所受的压力。其他传感器测出汽车是否在侧向加速，或者车轮是否以不同的速度转弯。
一旦中央计算机确定汽车打滑或打转，它就会自动扳动制动系统，使汽车稳定下来。
电子稳定程序目前可作为标准系统在梅赛德斯—奔驰公司的Ｓ６００和ＳＬ６００Ｖ—１２型汽车上使用，也可以再花１８７０美元，把它装在Ｖ—８型汽车上。入围技术：防侧撞安全气囊
发明者：宝马公司的克劳斯·科姆帕斯和Ｓｉｍｕｌａ行政管理产品公司的格尔松·亚尼夫
汽车安全气囊成功地减少了正面碰撞造成的损伤，但是由于保护不足，侧面碰撞造成头部受伤的事故仍频频发生。１９９３年，宝马公司安全技术主任克劳斯·科姆帕斯及其同事在考虑利用侧置安全气囊防止乘客头部受伤时发现，普通气囊无法起到保护作用：普通气囊的张开速度太慢，用来使安全气囊张开的爆发物本身就是危险品，并且气囊在撞车时很容易被撞向一边而失去作用。因此，需要对气囊重新设计。
所幸的是，设在菲尼克斯的Ｓｉｍｕｌａ行政管理产品公司研究主任格尔松·亚尼夫在此之前已经开始研制一种防侧面碰撞安全气囊，他和科姆帕斯把这种气囊运用到宝马公司的汽车上。这种长５英尺的热狗形气囊的正式名称为“充气管结构”，气囊的一端固定在仪表板顶侧角落，另一端固定在门锁上方的顶篷上。整个气囊塞在车门内装饰板内。少量爆炸物爆炸后，这种气囊可在２０毫秒内充满高热气体，充气时间可维持数秒钟，足以保护头部在翻车时不受伤害。目前宝马公司已在对“充气管结构”进行最后完善，不久将用于该公司的１９９７年车型上。
入围技术：冷启动催化转换器
发明者：美国Ｅｒｇｅｎｉｃｓ公司的马克·戈尔本、国家可再生资源实验室的戴维·本森和汤姆·波特
催化转换器可以有效清除汽车废气中所含的大部分有害气体，但是它也有一个严重缺陷：催化转换器只有在汽车预热后才能发挥作用。结果，在汽车启动后头两分钟排放的污染物中，有７０％没有得到净化就被释放到空气中。
设在新泽西州灵伍德的Ｅｒｇｅｎｉｃｓ公司研究人员戈尔本设计出一种装在催化转换器前端排气系统上的加热器。这种加热器有两个金属氢化容器，其中一个容器的压力比另一个容器大，中间用接在汽车点火钥匙上的阀门隔开。当发动机启动和阀门打开时，加压容器中的氢化物释放出氢气，流向压力低的容器并被容器吸收。这种反应释放出充足的热量，使汽车排气系统升温至７５０华氏度，足以使催化转换器开始发挥作用。当发动机变热，排气系统升至１０００华氏度以上，压力低的容器变热并促使氢气通过阀门重新返回原先的容器。这个过程可以不断循环。
国家可再生资源实验室的研究人员本森和波特采用了另一种方法，研制出一种具有良好保温性能的催化转换器。为了防止热量逃逸，转换器四周围上“真空保温材料”——即中间真空的两层金属。保温材料和转换器之间的空间用铝镁合金填满，当转换器变热时，铝镁合金熔化并吸收热量。当转换器冷却时，铝镁合金凝固并向转换器释放热量。入围技术：防瞌睡监控器发明者：日产汽车公司的小原秀夫日产汽车公司已于１９９５年完成对这种防瞌睡监控器的测试工作，不过这种监控器价格昂贵，消费者对它的需求不大，因此日产汽车公司还没有制定在它生产的汽车上装备这种监控器的计划。入围技术：低噪音柴油机发明者：德国大众汽车公司的卡尔海因·诺伊曼
由于柴油的价格比汽油便宜，燃烧率较高，废气所含的一氧化碳较少，因此研制柴油动力车理论上是一个不错的主意。问题在于柴油机点火时噪音太大。
德国大众汽车公司柴油机工程部主任诺伊曼经过１５年的研究，提出了降低柴油机噪音的办法：把相同量的柴油缓缓喷入汽缸，而不是注入汽缸后砰地一声点火。这样，柴油就可以连续缓慢地燃烧，从而降低了噪音。这种称为“涡轮直接喷射”（ＴＤＴ）的发动机可以使柴油燃烧更彻底，并且它的二氧化碳排放量比普通汽油发动机低２０％。
目前，大众汽车公司已经把这种涡轮直接喷射式发动机引用到１９９６年推出的“帕萨特”（Ｐａｓｓａｔ）汽车上。（一）