利用先進的溶劑及酵素把廢木材轉化為更好的生物可分解塑膠。
撰文╱馬蒂內茲（Javier Garcia Martinez）
根據世界經濟論壇的資料，光2014年塑膠產量就高達3億1100萬公噸，2050年預計將增為三倍。但只有不到15%能回收。積累在海洋裡的塑膠碎片引發各種問題：釋出有毒化合物、野生動物因誤食而死亡，甚至透過受污染的魚肉進入人體。
可生物分解的塑膠能緩解這些問題，但是，目前能選用的材料通常缺乏標準塑膠的機械強度和視覺特性。最近，取自於原本毫無用處、或不適農耕的畸零地所長出的植物（例如蘆竹）或廢木材、農業副產物的纖維素或木質素（植物中的乾物質）生產塑膠的技術，可望克服這些缺點。
但是，在新塑膠材料普及前，還須克服許多障礙：一是成本，再者還須盡可能減少製程所需的土地及水，並需要多重配套措施，包括法規、社會大眾願意改變使用及處置塑膠的方式。
社交機器人即將成為人類的朋友和助理。
撰文╱拉森（Corinna E. Lathan） 林恩（Geoffrey Ling）
社交機器人在未來幾年可望變得更先進也更普及，並展現出前所未有的互動能力。社交機器人主要從攝影機等偵測器接收訊息，再以人工智慧判定採取行動，產生類似真人的反應。
如120公分高的人形機器人Pepper，可識別人臉和基本的人類情緒，並通過胸前的觸控螢幕與使用者對話。全球約有1.5萬台Pepper提供各項服務，例如酒店入住、機場客服、購物協助和快餐結帳。
Temi和Loomo則是新一代的個人助理，還具備移動能力。Loomo可接收指令，變形為滑板車進行運輸。PARO治療機器人外觀是可愛的海豹，聽到有人叫喚其名會轉頭，並乞求撫摸，可刺激並減輕阿茲海默症患者的壓力。Mabu則提醒患者該散步、服藥及打電話給家人。
細薄的超穎透鏡，可以取代厚重的玻璃光學元件。
撰文╱莫斯卡蒂里（Alberto Moscatelli）
手機、電腦和其他電子產品的體積越來越小，但產品內部的光學元件卻很難再縮小。工程師近來找到超穎透鏡（metalens）背後的物理原理，這種更小巧、輕盈的透鏡能當做替代元件，讓顯微鏡等實驗室工具，以及相機、虛擬實境頭戴式裝置、用於物聯網的光學感測器等消費型產品進一步縮小。
但超穎透鏡成本仍高，其他阻礙也待解決：透光程度不及傳統透鏡；超穎透鏡太小無法捕獲大量的光，不適合拍高畫質照片。然而，未來幾年內，這種微型透鏡可能會進入較小的感測器、內視鏡成像設備等診斷工具，及光纖中。
治療癌症及其他疾病將有新方向。
撰文╱歐戴（Elizabeth O,Day）
科學家在幾十年前發現一類特殊蛋白質，會驅使癌症及神經退化等惡化。這些「固有無序蛋白」（intrinsically disordered protein, IDP）一旦無法正常運作就可能引發疾病。科學家已找出能抑制的化合物，其中一些化合物已成為候選藥物。2017年，研究人員發現，精神疾病以及焦慮症用藥三氟（trifluoperazine），能與NUPR1（某種胰臟癌病程發展相關的失序蛋白）結合並抑制其作用。科學家還找到其他對β-類澱粉蛋白等IDP有作用的分子，可能用於阿茲海默症的治療。
肥料的新配方能依實際需求提供養分。
撰文╱卡爾貝克（Jeff Carbeck）
施放更多肥料可能有助增加作物產量，但也對環境造成傷害。對生態更友善的控釋型肥料已上市一段時間，這類配方通常由微膠囊組成，填裝含有氮、磷及其他營養素的物質。膠囊能減慢最終產物逸出速度，養分能逐漸被作物吸收，不會因瞬間大量釋出而浪費。新配方加入能阻礙初始物質（如尿素）轉化為營養素的成分，進一步減緩養分釋出。但這些產品仍含有氨、尿素和鉀肥，生產過程消耗大量能源，也產生溫室氣體。現無證據顯示，膠囊外殼的材料會損害環境，但只要大量引入任何新物質，都須監視這種風險。
協同遙現技術將改變虛擬聚會。
撰文╱拉森（Corinna E. Lathan） 梅納（Andrew Maynard）
想像一下，分散在世界各地的一群人，彷彿共處一室般互動。能實現這種「協同遙現」的元件，可能會改變我們工作和娛樂的方式。
這項科技奠基於幾個領域的進展：擴增實境（AR）和虛擬實境（VR）技術功能增加、價格下降；電信公司正推出5G網路，能快速處理大量資料，不會出現時間遲滯；創新者努力完善遠端物理互動技術，如觸覺感測器，讓人感覺到機器人替身觸摸的物品。「協同遙現」仍在起步階段，但條件已就定位。微軟等公司已投入研發，可望讓協同遙現在2025年前發展成數10億美元的產業。
區塊鏈技術及食品感應器將促進食品安全。
撰文/詹德拉瓦地（Rona Chandrawati） 邁爾森（Bernard S. Meyerson）
世界衛生組織資料顯示，每年約有六億人食物中毒，42萬人因此死亡。食物中毒事件爆發時，未受污染的食物也隨著被污染的食物一起被丟棄。
兩種技術結合可能減少食物中毒及浪費。首先，以創新方式應用區塊鏈解決追溯不易的問題；同時，以創新的食品包裝技術來確保食品儲藏在適當溫度、辨識食物是否變質。
IBM Food Trust是以區塊鏈技術為食品業開發的基礎雲端平台，目前已有一些大型食品銷售商採用。Food Trust則是把耕種者、經銷商及零售商整合在共同的區塊鏈上，為特定食品建立通路記錄，串接最前端到最末端的所有過程。在一項測試中，沃爾瑪在短短幾秒內就追蹤到「受污染」食品來源。有了這項功能後，零售商及餐廳可立即下架受污染食品，只銷毀同一來源的庫存，無須浪費該品項的所有庫存。
更具適應性的燃料和創新的核反應器，使核能重返市場。
撰文╱菲謝蒂（Mark Fischetti）
控制大氣中的碳需要多種能源技術，核能是一種可行的方案，但被認為具有風險。西屋電氣（Westinghouse Electric Company）和法馬通核能公司（Framatome）等製造商正加緊開發「事故容錯」（accident-tolerant）核燃料，這種燃料不易過熱，就算過熱也幾乎不會產生氫氣。新型燃料棒只需要小幅調整，便可用於現有的核反應器，因此可望在2020年代逐步換新。另新型燃料棒能提高核電廠的發電效率，使核能價格更具競爭力。
用生命資訊儲存系統來處理超大量資訊。
撰文╱李相燁（Sang Yup Lee）
據美國軟體公司Domo資料，到了2020年，假設全球人口有78億，每人每秒將產生1.7百萬位元組（MB）數據，一年共約4180億個兆位元組（TB）硬碟的數據量。倘若如此，現採用的磁性或光學儲存系統，能繼續存放由許多0和1構成大量數據的時間將不超過一個世紀，此外，數據中心的運作也會消耗大量能源。人類將面臨愈來愈嚴重的數據儲存問題。
以DNA為基礎的數據儲存技術正在發展中，可望成為替代硬碟的方法。DNA是儲存生命資訊的材料，由A、T、C、G四種核苷酸組成長鏈分子。因DNA有著驚人的穩定性，儲存DNA不需太多能量，用這些字母排序來儲存數據，DNA可望成為另種新形式的資訊科技。
根據哈佛大學邱契（George Church）及同事在2016年發表於《自然．材料》（Nature Materials）上的計算，構造簡單的大腸桿菌，儲存密度為每立方公分1019位元，這樣的密度下，邊長一公尺的DNA立方體可滿足全世界一年的儲存需求。
鋰離子電池技術成熟，將突破永續能源的困境。
撰文╱湯普森（Andrea Thompson）
根據美國能源情報署（EIA）的資料，過去十年中，美國再生能源的發電量翻了一倍，風力、太陽能和其他非水力發電的可再生能源，也將是未來兩年電力組合中增長最快的部分。但這些能源只能間歇發電，電力公司需要開發儲能方法，以因應無陽光或是無風的時段，鋰離子電池可望成為電力網中的佼佼者。
抽水蓄能發電藉由不同高度水庫的落差來發電，數十年來是美國最主要的儲能方式，目前佔美國大規模儲能的95%。
隨著鋰離子電池的儲電效率和可靠程度提升、製造成本下滑，鋰離子電池的用量也大幅增加。
專家表示，鋰離子電池在未來5~10年內將成為主導技術，持續改進後的電池能供電4~8小時，讓太陽能電力能轉移到夜晚用電高峰時段。
但是再生能源和儲能技術若要應付基本負載電力，還需要能供電更長時間，這表示必須發展鋰離子電池以外的儲能技術。
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