预计这些新兴技术将在未来三到五年内影响世界

因为科学家已经提出，地球大气中过多的二氧化碳会使其保持热量，并导致全球变暖在过去的一个世纪里，全世界都在努力在日常生活的各个方面宣传脱碳。政府和工业界已经做出了减少碳排放的突破性承诺。

在未来三到五年内，实现这些承诺将需要对新兴技术进行前所未有的创新，并将其扩展到工业层面，如大规模储能、低碳/无碳化学资源、振兴铁路运输、碳封存、低碳农业、，零排放车辆和电源，以及全球一致同意的合规性监控。

如今，世界每年使用超过1.1亿吨氮肥来提高作物产量。如果作物能够自己捕获氮并以氨的形式“固定”在自己身上，比如大豆和大豆，那会怎么样？作为最前沿的新兴技术之一，研究人员现在的目标是欺骗其他作物，如玉米和其他谷物，使其自行施肥。

在一种方法中，研究人员正试图模拟豆科植物和细菌之间的共生分子通讯，以创造生物多样性根瘤——豆科植物的天然肥料工厂。在另一种情况下，通常位于谷物根部（但通常不产生根瘤）的土壤细菌被教导产生固氮酶，这是将大气中的氮转化为与植物相容的氨的关键成分。

很快，对于患者来说，疾病检测就如同呼气一样简单。新的呼吸传感器可以通过采集人体呼吸中800多种化合物的浓度来诊断疾病。例如，人体呼吸中丙酮水平的升高表明存在疾病糖尿病。当呼吸化合物流过金属氧化物半导体时，传感器会寻找电阻的变化。然后对传感器数据进行分析。

尽管这项新兴技术在普及之前需要改进，但在2020年3月在中国武汉进行的一项研究中，该传感器正在使用中COVID-19检测准确率高达95%，鉴别病人的灵敏度高达100%。

今天的药物通常是大规模生产，采用多步骤工艺，不同的部分分散在世界各地。这一过程可能需要几个月才能完成，涉及数百吨材料，这对一致性和可靠供应带来了一些挑战。微流控技术和按需药物制造的进步现在允许按需制造小型但越来越常见的药物。

这一过程也被称为连续流动制造，通过一根管子将部件移动到一个小的反应室中。这些药物可以在偏远地区或野战医院的便携式机器中生产。该剂量适用于个别患者。剩下的挑战是降低这项新兴技术的高成本。

物联网（IOT）由数十亿个电子设备组成，这些设备使用互联网连接来实现其功能的某些方面。物联网传感器（通常是报告对我们日常生活至关重要的数据的低功耗设备）保持充电是一项挑战，因为电池寿命有限，而且一旦部署，本地环境通常不允许物理接触。

跟随5G现在，无线传感器的出现可以为无线信号提供足够的功率，物联网传感器中的微型天线可以从这些信号中“收集”能量。这项新兴技术的先驱长期以来一直被用于自动“标签”，这种标签由司机通过收费站时发出的无线电信号提供动力。

世界卫生组织据预测，从2015年到2050年，全球60岁及以上人口的比例将几乎翻一番，从12%增加到22%。衰老与癌症2型糖尿病、痴呆症与心脏病等急慢性疾病有关。

研究人员已经证明了对衰老分子机制的早期理解，这可以帮助我们活得更长更健康。使用组学技术（例如，可以同时量化细胞中所有基因活性或所有蛋白质的浓度）和表观遗传学研究人员可以将其确定为疾病的有力预测因子生物标志物——提供积极治疗的目标。

为了养活世界，农作物通常需要大量的氨肥料。合成肥料用氨涉及一种能源密集型工艺，称为哈伯-博世工艺，该工艺需要大量氢气供应。今天，大多数氢是通过电解、利用电分解水分子或通过化学反应产生的碳氢化合物由化合物的高温裂解产生。目前，驱动这两种方法所需的能量将导致大量问题温室气体释放。

随着可再生能源现在变得越来越普遍，一种“绿色”氢变体正在被创造出来，而不会释放温室气体。除了消除大气中多余的碳，绿色氢气不含污染性化学物质。否则，当使用化石燃料作为能源时，这些化学品将被纳入其中。这种纯度可以更有效地催化氨的生产。

没有人喜欢针。然而，许多常见的急慢性疾病需要频繁的血液取样来监测跟踪癌症、糖尿病和其他疾病进展的重要生物标志物。低功耗无线通信技术的进步以及利用光学和电子探针的新型化学传感技术正在实现对关键医疗信息的连续、无创监测。

鉴于糖尿病在世界范围内的流行，100多家公司已经部署或正在开发无线生物标记物传感设备，涵盖各种应用，重点关注糖尿病。无线连接增加了即时数据可用性的优势，远程医疗专业人员可以在需要时进行干预。

无线连接增加了即时数据可用性的优势。

在美国和其他发达国家，使用大型3D打印机建造房屋的部署有限。在发展中国家，有限的基础设施使物资运输成为一项挑战。最近使用3D打印机的演示取得了长足的进步，使用当地购买的材料、粘土、沙子和当地纤维打印结构——消除了95%的运输到建筑工地的需要。