Ak keď sa názory vedcov často rôznia a každý z nich považuje za najdôležitejší tú svoj, postupom času, a hlavne pod tlakom na eliminovanie dôsledkov hroziacej celosvetovej recesie, bolo vyprofilovaných sedem hlavných technológií. Tie by mali v najväčšej miere ovplyvniť najbližšie desaťročia, a to tak vo technických, ako aj humanitných sférach.
1. Nová spaľovacia jednotka
Má vyrobiť elektrickú energiu ekologickou cestou pomocou chemickej reakcie. Hlavným poslaním by mala byť náhrada batérií, generátorov a náhradných zdrojov pracujúcich na princípe, pre ktoré je označenie spaľovacia jednotka nie príliš vhodné. Nespaľuje sa totiž vykurovací olej, uhlie alebo iný fosílny nosič energie, ale voda, ktorou sa, naopak -- oheň hasí. Vlastný "spaľovací" proces každej takejto jednotky je chemicky identický s výbušnou reakciou plynov. Aj preto sa musia pri pokusoch vyprázdniť predné rady v posluchárňach. Ide totiž o vysokoexplozívnu oxidáciu kyslíka a vodíka na vodu. Na reguláciu reakcie sa používajú špeciálne membrány. Spôsobujú, že efekt z elektrického procesu je plynulý a výroba elektrickej energie je užitočná pre externých používateľov. Princíp by mohol dobre poslúžiť na pohon ponoriek, elektromotorov v automobiloch, pre napájanie laptopov a iných prenosných prístrojov či pre bezvýpadkové napájanie zdrojov operačných sál nemocníc.
Prvé využitie tohto princípu sa datuje od šesťdesiatych rokov -- NASA ho použila v kozmických lodiach, kde sa spaľoval plynný kyslík a vodík. Bežne je takýto postup sotva možný, pretože vysoká výbušnosť vodíka je známa, preto sa hľadajú náhradné metódy, napríklad chemické delenie zemného plynu alebo metanolu, čím by sa získaval vodík, ktorý potom reaguje s kyslíkom z ovzdušia. Stacionárne spaľovacie jednotky vyvíjajú aj veľké teplo, ktoré sa dá využiť na pohon turbín a dodatočnú výrobu elektrickej energie, prípadne na ohrev vody. Mobilné jednotky, napríklad v autách, musia mať relatívne robustnejšiu konštrukciu, ktorá dokáže oveľa účinnejšie regulovať reakciu od najnižšieho výkonu, až po "pridaj plyn" a súčasne zohľadniť výkyvy teplôt medzi letnou a zimnou prevádzkou.
S touto technológiou sa ráta aj na napájanie prenosných počítačov a hovorí sa už aj o napájaní mobilných telefónov, pretože je ekologická, nemá spaliny, žiadne pohyblivé časti a je tichá.
Nevýhodou je cena, hlavne membrány a elektród, ktoré sa ešte ani teraz nevyrábajú v sériách. Aj preto stoja spaľovacie jednotky niekoľkonásobok ceny klasických zdrojov energie. Napríklad Hot Modul od DaimlerChrysler vydrží tri roky a bol by najdrahšou časťou v aute. So sériovým použitím v automobiloch sa s ňou počíta od roku 2004.
Najznámejšími firmami v tejto oblasti sú DaimlerChrysler s dcérskou firmou MTU a Ballard, Siemens v kooperácii s RWE, Westinghouse a ďalšie.
2. Tkanivové inžinierstvo
Cieľom je pod lekárskym dohľadom umožniť narásť časti tela poškodené alebo zničené nejakou chorobou. O túto medicínsku oblasť je obrovský záujem, pretože sa stala nádejou miliónov: od obetí požiarov, cez chorých na srdce, diabetikov či telesne postihnutých. Príkladom je osteoartróza bedrového alebo kolenného kĺbu, na ktorú trpí iba v Nemecku asi pol druha milióna ľudí a kompenzácie a liečenie stojí túto bohatú krajinu ročne 15 miliárd eur. Na liečenie tejto civilizačnej choroby sa "pestuje" nové tkanivo. Zatiaľ sa však podarilo vypestovať iba bunky kožného tkaniva a ústnej sliznice, čo je však vraj prvým úspešným krokom k "výrobe" kostného tkaniva a chrupavky. Vo fáze pokusov sú tkanivá pre srdcové chlopne, pankreasu a tkanivá na pomoc zlyhanej pečeni. Základom všetkých týchto postupov sú bunky, ktoré sa získajú priamo z tela chorého a použijú sa na mieste, kde treba pomôcť. V tejto súvislosti sa veľmi diskutuje o rodových bunkách. Keď pochádzajú z embrya, dokážu vraj robiť v podstate všetko, liečiť Alzheimera, tvoriť krv či kostnú dreň, liečiť leukémiu alebo nahradiť mŕtve tkanivo v srdci po infarkte. Podmienkou je, aby išlo o vlastné bunky, ktoré sa "vypestujú" v laboratóriu a po použití nevyvolajú obranu organizmu.
Použitie embryonálnych rodových buniek však naráža na etické výhrady a vo viacerých krajinách nie jje ich použitie doteraz povolené. Navyše, použitie povolených už overených postupov je drahé a nemocenské poisťovne ho nechcú uhrádzať. Vývoj napreduje, určité produkty sú už na trhu, avšak z medzinárodného hľadiska a rozdielnych zákonných podmienok je trend ťažko predvídateľný. Experti predpokladajú, že raz sa budú takto dať "vypestovať" aj obličky či pečeň.
V tejto oblasti dominujú firmy Biotissue, Codon, Geron, Neuralsten a Stemsource.
3. Genomika
Má na biologickom základe vyvinúť lieky, ktoré môžu využiť bunky organizmu. Objav tohto princípu súvisí s rozlúštením ľudského dedičného kódu. Kto bude poznať činnosť každej bunky, bude vedieť, kde a aké lieky treba použiť. Aj v prípade vysokej hladiny cholesterolu, vysokého krvného tlaku či cukrovky. Všade pôjde o presne cielené medikamenty, bez vedľajších účinkov. Farmaceutický priemysel okamžite zareagoval, táto tzv. terapia na mieru láka všetky farmaceutické koncerny, ktoré ročne do tejto oblasti vývoja vkladajú miliardy s vidinou farmaceutického "Klondajku". S tým je však spojený aj právny problém, pretože patentovo chrániť sa dá liek, ale nie gén ani produkcia buniek podľa návodu génu. Otázkou je, či je rozlúštenie génu vynálezom v zmysle patentového práva. V USA to už vyriešili. Gény sú chránené patentom. V Európe otázky tzv. biopatentu ešte rieši Európsky patentový úrad.
Súčasná farmácia pracuje na princípe pokus-omyl, genomika a proteomika budujú bunky a organizmy podľa génového plánu. Keď sa táto technológia presadí, odhaduje sa podľa štúdie Boston Consulting Group na každej novej látke úspora až 300 miliónov dolárov. V súčasnosti stojí vývoj a príprava výroby jedného lieku až do uvedenia na trh v priemere 880 miliónov dolárov.
Nevýhodou novej technológie je skutočnosť, že rozlúštenie každého génu pri stavbe buniek si vyžaduje také výkonné počítače a taký náročný softvér, aký je dnes iba na niekoľkých špičkových civilných pracoviskách. Prvé lieky vyvinuté genomikou a proteomikou sa očakávajú za päť až desať rokov.
Najďalej v tejto oblasti dospeli firmy Celera Genomics, Human Genome Sciences, MetaGen, Pharmaceuticals a Epigenomics.
4. Optoelektronika
Má urobiť rozhranie, prevod dát medzi optickými signálnymi a elektronickými vedeniami pre spracovanie dát. Princíp je odrazom zvýšenej spotreby na prenos dát, ktorý rastie zo dňa na deň najmä rozširovaním internetu. Ten je najdôležitejším determinátorom, pretože prevádzka na internete sa zdvojnásobuje každé štyri mesiace, v nemalej miere najmä prenosom multimédií. Riešenie je jediné -- optické káble. Ich nasadenie v polohe backbones rieši problém možno už aj 20 rokov. Teraz však vzniká úloha "dotiahnuť" spojenie optikou až k používateľovi, pričom počítače optické signály nevedia spracúvať. Za prenos optikou hovorí aj dobré tienenie smerom von a vysoká prenosová kapacita, a je to aj ďalší krok k miniaturizácii a posunu od "kremíkovej" éry. V neprospech svetla a jeho signálov či dát v tejto forme hovorí fakt, že sa zatiaľ nedajú ukladať priamo do pamätí a nie je ani známy spôsob ich spracúvania vo forme, na akú sme si zvykli pri elektrických nábojoch.
Preto sa budú ešte zrejme dlho kombinovať optické vedenia s elektronickým spracovaním dát. Najďalej v tejto oblasti postúpil americký Bell s tzv. Lambda routrom, kde špeciálny čip riadi 256 mikroskopických zrkadielok v dvoch osiach. Tie delia optické signály vždy do optických vedení, ktoré majú v danom okamihu najvyššiu voľnú kapacitu. Tento optický router zvláda 10 terabitov za sekundu, čo je 10-krát viac ako najlepšie routre v klasickej elektronike. (Na porovnanie: živý videoprenos na celú obrazovku si vyžaduje asi štyri megabity za sekundu.) Nevýhodou tejto technológie je, že je zmiešaná, čo spôsobuje problémy na rozhraní svetlo-elektrina, ukladanie do pamätí a vyvolávanie z nich. To všetko stojí čas, energiu a, samozrejme, peniaze, o zraniteľnosti ani nehovoriac. Aj napriek tomu je smer jasný. Očakáva sa, že optoelektronika bude v najbližších rokoch oporným stĺpom komunikačných sietí.
Najďalej sú: Alcatel, Nortel, Lucent, Bell a Siemens.
5. Mechatronika
Má do maximálnej možnej miery kombinovať mechanické, elektronické a hydraulické časti v inteligentnej rovine. Mechatronika šetrí dlhé prenosy dát a robí zo zdanlivo obyčajných predmetov inteligentné veci dennej potreby. Napríklad dvere auta: dnes potrebujú zväzok káblov na spojenie s riadiacim počítačom, aby sa natáčali spätné zrkadlá, otvárali okná, dvere centrálne zamykali a odomykali. Toto všetko odpadne, keď sa do dverí namontuje malý jednoúčelový riadiaci počítač, ktorý všetky úlohy prevezme sám. Potrebný bude iba vodič s napájaním a ďalší, ktorý bude hlásiť, že všetko je v poriadku. Ešte rafinovanejší budú brzdoví "asistenti", ktorí majú integrovať hydraulické pumpy, mechanické ventily, elektronické snímače a riadenie ABS. V krátkom čase vyhodnotia všetky dáta a cez ABS ich prenesú do regulácie otáčania jednotlivých kolies. Samozrejme, že program bude situáciu optimalizovať vzhľadom na bezpečnosť a minimálnu brzdnú dráhu. Aj z tohto vyplýva vedľajší efekt: nebude potrebný posilňovač brzdy, lebo "asistent" má pracovať s elektronickou pumpou, ktorá bude tlačiť tak, ako keby ho riadil vodič svojou nohou. Systém vyrieši aj problém brzda-plyn, aby súčinnosť bola ideálna.
Podobné vzťahy pri regulácii funkcií sa používajú aj pri robotoch, raz v polohe inteligentnej decentralizácie a inokedy zasa v decentralizovanej inteligencii. Nevýhodou mechatroniky je koordinácia mnohých disciplín, čo si vyžaduje dlhý vývoj. Aj napriek tomu je mechatronika už v praxi a očakáva sa jej ďalší rozvoj.
Veľmi v tejto oblasti pokročil: DaimlerChrysler, BMW, Bosch a Sartorius.
6. Supravodivosť
Cieľom je minimalizácia odporu vodiča pri vedení elektrického prúdu, ochrana prostredia a zníženie nákladov na prenos energie. Za samotný objav bola udelená Nobelova cena už v roku 1913, prvé pokusy sa robili v šesťdesiatych rokoch. Všetko je jasné, iba realizácia je komplikovaná. Supravodičmi, čiže vodičmi bez odporu a strát, sú vodiče určitého zloženia pri teplote mínus 273 stupňov Celzia, čo je ťažko dosiahnuteľné aj v laboratóriách, nieto v bežnej praxi. V tejto tzv. mŕtvej technológii nastalo oživenie v 1986, keď bola objavená a Nobelovou cenou ocenená tzv. vysokotepelná supravodivosť. Ukázalo sa, že vodivá môže byť i keramika, a už pri mínus 130 stupňoch Celzia. V tejto rovine už sú určité riešenia a v USA vraj už priniesli aj nemalé úspory -- hovorí sa o ôsmich miliardách dolárov a znížení emisií v obrovskej miere. Prvý príklad je 420 metrov dlhý kábel v Detroite. Jeho vnútorná štruktúra pripomína napolitánku, v strieborných trubičkách je keramický prášok zapečený do určitej formy. Vodivosť kábla je 100 megavoltampérov na centimeter prierezu a zásobuje 14-tisíc odberateľov. Druhý príklad je z Japonska, kde objavili, že sa dá výborne použiť pomerne lacný magneziumdiborit, ktorý sa stáva supravodivým už pri mínus 234 stupňov Celzia. Nové objavy sa však musia dostať do praxe, aby sa demonštrovali výhody tejto technológie. Urobil tak Siemens skonštruovaním supravodivého transformátora. Pracuje sa aj na filtroch pre mobilnú komunikáciu, ktoré by mali bez strát prenášať slabé signály k prijímateľom. Nevýhodou je komplikovaná výroba a chladenie. Sériová výroba sa očakáva koncom tohto desaťročia.
Lídrami v oblasti sú Siemens a dcérska firma Vacuumschmelze, American Superconductor a Pirelli.
7. Nanotechnika
Má za cieľ vyrobiť z najmenších častíc materiály s dosiaľ nepoznanými fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami. Čiastočky sú také malé, že ich nevidno ani pod mikroskopom, majú maximálne 100 nanometrov, čo je jedna desaťtisícina milimetra. Význam tejto technológie podporil aj odchádzajúci americký prezident Bill Clinton, keď na výskum nanotechnológií uvoľnil pol miliardy dolárov. Súvisí to aj so zmenšovaním zariadení informačnej techniky a zvyšovaním ichrýchlosti. Ako základné materiály prichádzajú do úvahy polyméry, keramika, volfrám, titán a grafit, ktorý sa doteraz využíval v praxi ako prísada do lyžiarskych voskov, na povrch sanity, aby nechytala špinu, ako povrch okuliarov proti poškriabaniu a ako prísada do opaľovacích krémov na zachytávanie UV žiarenia. Nemeckí chirurgovia sa pokúšajú dostať nanočiastočky kysličníka železa do buniek zhubných nádorov a vibráciou magnetickým poľom ich zvnútra "rozškvariť". Nevýhodou je dlhý vývoj a nejasné smerovanie. Jednoduché aplikácie sú už na svete, high-tech vraj nebudú skôr ako za desať rokov.
Medzi renomovanými nanofirmami sú: Nanogate, Evotec, Morphochem, Nanoval, Nano Tech Co atings, Alotec a Nanophase.