度差异将热量转移到电力的一种方式，但只转换了其中一部分。几十年来，温度差异达到了500摄氏度或者更高，以便获取任何有用的大量能源，麻省理工学院的博士后杨远（音译）解释说，这很不幸，因为环境保护组织估计，每年美国的100摄氏度以下热能损失达到了三分之一。

杨和他的导师及斯坦福的几个博士后已经开发出一个在50摄氏度获取热能的方法，诀窍是利用热电效应的一个“表亲”——热电温差效应（thermogalvanic effect）。电池在不同温度和电压的某种转换关系下，可以有效地充电。科学家们建立了一个系统装置，首先利用废热提高蓄电池的温度，由于热电温差效应，电池可以在较低的电压下充电。然后让电池冷却，在较低的温度时使得电池可以在较高的电压下放电进入电网。这样能量差可以有效地从废热中采集。

仅仅在过去两年左右，电池电极就变得能有效转换低温差电能了，杨说，在成功商业化之前还有很多事需要做。但现在，大量的电池可以绕在工厂烟囱或发电设备周围，用于转换低级别多余热能。“这个相当有吸引力，毕竟低级热能到处都是。”杨说。

十、纳米粒子摄像机

——为快捷随性的应用而制造的电子显微镜级分辨率

纳米级像素的电子显微镜正在被大范围使用，但是他们经常要花费上百万美元，而且准备一个可供观察的样本也是十分艰巨的难题。这种状况对实验室来讲还好说，但是对工业应用来说就很不实际了，比如快速扫描产品样本来寻找微观嵌入水印等应用。

纽约大学物理学家大卫·格瑞尔和他的同事发明了一种新的全息成像显微镜技术，为上述难题提供了解决方案。他们从标准蔡司显微镜开始，然后用激光取代白炽灯光源。激光照射在待研究的材料样本上，光散射到样本上，在激光束和散射光中间创建了一个二维模式的可以让摄像机进行记录全息成像模式。

科学家制作微观物体的全息摄影已经几十年了，但是从其中提取有用信息是相当困难的事情。这就是格瑞尔的发明价值所在——他的团队编写的软件，能够快速求解方程，描述了光如何从球形物体散射的；通过寻找埋在这些方程的某些术语的值，该软件收集到导致散射的对象的信息。显微镜的纳米级分辨率可以让研究人员追踪漂浮在胶体溶液上的颗粒，这种仪器的成本最多是电子显微镜费用的十分之一。

格瑞尔希望他的设备能够提供一种在现代产品中瞥见单个粒子的既快速又经济实惠的设备。想象一下，一个油漆桶或洗发水瓶，其中的点点滴滴都已包含了与您有关的生产信息的编码粒子，“就像指纹那样。”格瑞尔补充说，用显微镜读取附加在药物、炸弹或其他产品上的分子信息，会变成小菜一碟了。

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