抗瘧抗癌疫苗研發(fā)獲突破
全球每年約有78萬人被瘧疾奪去性命。經過24年研究,英國科學家發(fā)現(xiàn)一種抗瘧疫苗,在非洲7個國家進行的第三階段功效試驗今年終于被證實非常成功,對5—17個月嬰兒的有效率約為56%。預計該疫苗最早于2015年進入市場。
12月,科學家研制出一種能夠對抗70%致命癌癥的疫苗,能使乳腺癌腫塊縮小80%。
人體器官組織再生研究也取得了豐碩成果。3月,美國研究人員成功制造出人的尿道。醫(yī)生將其植入病人體內后,這根體外培育的尿道真的開始正常工作了。
4月初,日本研究人員利用實驗鼠的胚胎干細胞人工培育出視網(wǎng)膜的雛形結構,這是迄今人工培育出的最為復雜的生理組織。
4月中旬,英國科學家在實驗室中利用人的羊水和動物的胚胎細胞培育出人體腎臟。這一突破有望讓需要接受器官移植的病人按需培育出自己的器官,在移植手術中規(guī)避排斥反應風險。
12月上旬公布的一項最新研究發(fā)現(xiàn),盡管人類的智商存在上限,但最新腦功能磁共振成像研究表明,可以通過傳遞信號改變一些人的大腦活躍模式,“誘使”知識經過視覺皮質。未來在學習一項新技能時,人只需坐在電腦顯示器前等待把該技術“下載”到大腦里即可。
天體物理
發(fā)現(xiàn)太陽系外有宜居行星
今年多國科學家借助最先進的天文測量技術,對20萬個星系進行了觀測。通過運用兩種不同方法,對以前的暗物質觀測結果進行了驗證,確認了暗能量推動宇宙加速膨脹的事實。
12月,美國科學家利用“開普勒”太空望遠鏡,證實在距離地球600光年的一個恒星系中有顆代號為“開普勒—22b”的宜居行星,其半徑約為地球的2.4倍,繞恒星運行的周期約為290個地球日。這是人類首次在與太陽系類似的恒星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)宜居行星,也是迄今發(fā)現(xiàn)的最小且最適于表面存在液態(tài)水的行星。
信息技術
毫米級計算系統(tǒng)原型問世
2月,美國科學家研制出可供青光眼病人使用的植入式眼壓監(jiān)測器,這是世界首個完整的毫米級計算系統(tǒng)原型。一般認為,毫米級計算系統(tǒng)是未來電子學研究的前沿領域,將推動普適計算的發(fā)展。5月,德國科學家成功地將單個光子的量子狀態(tài)寫入一個銣原子中,并在180微秒后將其讀出,首次證明了采用一種可控方式量子信息也能在單個原子和光子之間交換。單原子量子存儲的前景不可估量,有望助力科學家設計出功能強大的量子計算機。
5月,美國科學家使用石墨烯研制的調制器大幅提高了數(shù)據(jù)包的傳輸速度,實現(xiàn)超快數(shù)據(jù)通訊。制作調制器的石墨烯用量非常少,一支鉛筆提供的石墨烯,足以制造出10億個光調制器。未來,使用石墨烯調制器,消費者只需幾秒就能將整部3D高清電影下載到智能手機上。
目前傳感器的設計都很復雜,常常依賴單個納米結構,而且必須在特定的溫度或壓力下才能工作。11月,美國科學家利用石墨烯泡沫研制出一種郵票大小的新型傳感器。它操作簡單且具獨特電性,靈敏度是現(xiàn)有最好設備的10倍,能夠用于精確追蹤空氣中的化學物質。
能源技術
研制出新一代太陽能電池
3月,美國科學家設計出一種新型納米儲氫復合材料,該材料在常溫下就能快速吸收和釋放氫氣,而且在吸收和釋放氫氣的循環(huán)中金屬鎂不會氧化。
太陽能電池一般都由高品質硅晶體制成,因制造成本高而限制了其大規(guī)模應用。10月,新加坡科學家將一種獨特的納米結構置于非晶硅制成的太陽能電池的表面,研制出轉化效率高、成本低的新型薄膜太陽能電池,有助于推進太陽能電池的普及。
11月公布的研究表明,太陽能電池釋放光子的效率越高,其能源轉化效率和提供的電壓就越高。外部熒光是太陽能電池轉化效率達到理論最大值的關鍵。美國科學家用砷化鎵制造出最高轉化效率達28.4%的薄膜太陽能電池,這種電池不僅打破了此前的轉化效率,其成本也低于其他太陽能電池。
低能耗的電控光源是下一代光學系統(tǒng)的關鍵。11月,美國科學家研發(fā)出一種能以每秒100億比特速度傳輸數(shù)據(jù)的超快納米級發(fā)光二極管,它比以激光為基礎的系統(tǒng)能耗更低,可達到目前最高效設備能源效率的2000—4000倍。
基礎科學
發(fā)現(xiàn)新型反物質
2—3月間,科學家借助相對論性重離子對撞機,先后發(fā)現(xiàn)“反超氚”和“反氦—4”。“反超氚”是“反氦—4”出現(xiàn)前最重的反物質,也是首個含有反夸克的粒子。觀測數(shù)據(jù)表明,宇宙中“反氦—4”并不多,在宇宙中觀測到“反氦—4”的可能性微乎其微。據(jù)預測,下一個可能“現(xiàn)身”的更重反物質將是“反鋰—6”。此外,4月升空的阿爾法磁譜儀肩負著尋找宇宙反物質的重要使命。如果能找到存在反物質的區(qū)域,就能解決長期困擾科學家的一個重大問題:為何可見的宇宙主要由物質而不是反物質組成。
5月,歐洲核子研究中心的科學家將實驗捕獲的309個反氫原子保持了1000秒,為進一步研究反物質屬性鋪平了道路。