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“兩院院士評選2023年中國/世界十大科技進(jìn)展新聞”揭曉

日期:2024-01-15

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由中國科學(xué)院、中國工程院主辦,中國科學(xué)院學(xué)部工作局、中國工程院辦公廳、中國科學(xué)報社、山東省科學(xué)技術(shù)廳、煙臺市人民政府承辦的中國科學(xué)院院士和中國工程院院士投票評選的2023年中國十大科技進(jìn)展新聞、世界十大科技進(jìn)展新聞?dòng)?024年1月11日在山東煙臺揭曉。

中國科學(xué)院副院長(cháng)、黨組成員常進(jìn),中國工程院副院長(cháng)、黨組成員鐘志華,山東省委常委、煙臺市委書(shū)記江成,山東省副省長(cháng)、省政府秘書(shū)長(cháng)宋軍繼出席會(huì )議并致辭。

常進(jìn)、鐘志華分別揭曉了2023年中國十大科技進(jìn)展新聞和2023年世界十大科技進(jìn)展新聞,并與江成、宋軍繼一同為2023年中國十大科技進(jìn)展新聞入選團隊頒發(fā)紀念證書(shū)及紀念牌。

中國科學(xué)院原黨組副書(shū)記、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)原黨委書(shū)記郭傳杰,中國科學(xué)院原副院長(cháng)、中國科學(xué)院院士詹文龍,以及來(lái)自中國科學(xué)院和中國工程院的多名院士一同出席發(fā)布會(huì )。

此項年度評選活動(dòng)至今已舉辦了30次。評選結果經(jīng)新聞媒體廣泛報道后,在社會(huì )上產(chǎn)生了強烈反響,使公眾進(jìn)一步了解國內外科技發(fā)展的動(dòng)態(tài),對普及科學(xué)前沿知識起到了積極作用。

2023年中國十大科技進(jìn)展新聞是:

1.全球首座第四代核電站商運投產(chǎn)

我國具有完全自主知識產(chǎn)權的國家科技重大專(zhuān)項——華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程12月6日商運投產(chǎn),成為世界首個(gè)實(shí)現模塊化第四代核電技術(shù)商業(yè)化運行的核電站,標志著(zhù)我國在高溫氣冷堆核電技術(shù)領(lǐng)域實(shí)現了全球領(lǐng)先,對推動(dòng)我國實(shí)現高水平科技自立自強、建設能源強國具有重要意義。

高溫氣冷堆是國際公認的第四代核電技術(shù)先進(jìn)堆型,是世界核電未來(lái)發(fā)展的重要方向。在喪失所有冷卻能力的情況下,不采取任何干預措施,反應堆都能保持安全狀態(tài),不會(huì )出現堆芯熔毀和放射性物質(zhì)外泄。該示范工程是世界首座球床模塊式高溫氣冷堆項目,位于山東省榮成市,由中國華能牽頭,聯(lián)合清華大學(xué)、中核集團共同建設,2006年被列入國家科技重大專(zhuān)項,2012年開(kāi)工建設。中國華能集中產(chǎn)業(yè)鏈上下游優(yōu)勢資源,聯(lián)合開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和核心設備研制,研制出2200多套世界首臺(套)設備,設備國產(chǎn)化率達93.4%。

2.神舟十六號返回 空間站應用與發(fā)展階段首次載人飛行任務(wù)圓滿(mǎn)完成 

北京時(shí)間10月31日8時(shí)11分,神舟十六號載人飛船返回艙在東風(fēng)著(zhù)陸場(chǎng)成功著(zhù)陸,現場(chǎng)醫監醫保人員確認航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮身體健康狀況良好,神舟十六號載人飛行任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功。

神舟十六號載人飛船于2023年5月30日從酒泉衛星發(fā)射中心發(fā)射升空,隨后與天和核心艙對接形成組合體。作為首批執行空間站應用與發(fā)展階段載人飛行任務(wù)的航天員乘組,3名航天員在軌駐留154天,其間進(jìn)行了1次出艙活動(dòng)和中國空間站第四次太空授課活動(dòng),配合完成空間站多次貨物出艙任務(wù),為空間站任務(wù)常態(tài)化實(shí)施奠定了基礎。

此次任務(wù)是我國載人航天工程進(jìn)入空間站應用與發(fā)展階段的首次載人飛行任務(wù),在航天員乘組和地面科研人員密切配合下,開(kāi)展了人因工程、航天醫學(xué)、生命生態(tài)、生物技術(shù)、材料科學(xué)、流體物理、航天技術(shù)等多項空間科學(xué)實(shí)(試)驗,在空間生命科學(xué)與人體研究、微重力物理和空間新技術(shù)等領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,邁出了載人航天工程從建設向應用、從投入向產(chǎn)出轉變的重要一步。

3.超越硅基極限的二維晶體管問(wèn)世

芯片是信息世界的基礎核心,傳統晶體管因接近物理極限而制約了芯片的進(jìn)一步發(fā)展。原子級厚度的二維半導體理論上在未來(lái)節點(diǎn)更具潛力,但受限于其技術(shù)瓶頸,至今所有二維晶體管均不能媲美業(yè)界硅基器件。

北京大學(xué)彭練矛院士、邱晨光研究員團隊構筑了10 納米超短溝道彈道二維硒化銦晶體管。創(chuàng )造性地提出“稀土釔元素摻雜誘導二維相變理論”,并發(fā)明了“原子級可控精準摻雜技術(shù)”,從而成功克服了二維領(lǐng)域金屬和半導體接觸的國際難題,首次使得二維晶體管實(shí)際性能超過(guò)業(yè)界硅基10納米節點(diǎn)Fin晶體管和國際半導體路線(xiàn)圖預測的硅極限,并且將二維晶體管的工作電壓降到0.5V,室溫彈道率提升至所有晶體管最高紀錄的 83%,研制出國際上迄今速度最快、能耗最低的二維晶體管。相關(guān)成果3月22日發(fā)表于《自然》。

4.我國科學(xué)家發(fā)現耐堿基因可使作物增產(chǎn)

我國鹽堿地面積達1億公頃,占世界鹽堿地總面積的近十分之一,全球氣候變化、淡水缺乏及化肥大量使用,使可耕土地鹽漬化速度加快。為了更好地利用鹽堿地資源,中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所謝旗研究員科研團隊與國內多家科研機構和院校合作,經(jīng)過(guò)多年研究發(fā)現主效耐堿基因AT1,可以顯著(zhù)提高高粱、水稻、小麥、玉米、谷子等作物在鹽堿地上的產(chǎn)量,且在改良鹽堿地的綜合利用中具有重大應用前景,有望為我國糧食安全發(fā)揮重要支撐作用。該成果3月24日發(fā)表于《科學(xué)》。

5.天問(wèn)一號研究成果揭示火星氣候轉變

在太陽(yáng)系的行星中,火星與地球最為相似,火星的現狀和演化歷程,被認為可能代表著(zhù)“地球的未來(lái)”,針對火星氣候演化的探測研究長(cháng)期以來(lái)備受關(guān)注。風(fēng)沙作用塑造了火星表面廣泛分布的風(fēng)沙地貌、沉積,記錄了火星演化晚期和近代氣候環(huán)境特征和氣候變化過(guò)程。但由于缺乏就位、近距離詳細系統的科學(xué)觀(guān)測,我們對火星風(fēng)沙活動(dòng)過(guò)程和記錄的古氣候知之甚少。

針對這一科學(xué)問(wèn)題,中國科學(xué)院國家天文臺李春來(lái)團隊,聯(lián)合中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理所郭正堂團隊、中國科學(xué)院青藏高原所、美國布朗大學(xué)和天問(wèn)一號任務(wù)工程團隊,瞄準火星烏托邦平原南部豐富的風(fēng)沙地貌,利用環(huán)繞器高分辨率相機、火星車(chē)導航地形相機、多光譜相機、表面成分分析儀、氣象測量?jì)x等開(kāi)展了高分辨率遙感和近距離就位的聯(lián)合探測,提取了沙丘形態(tài)、表面結構、物質(zhì)成分等信息,分析了其指示風(fēng)向和發(fā)育年齡,發(fā)現了著(zhù)陸區風(fēng)場(chǎng)發(fā)生顯著(zhù)變化的層序證據,并與火星中高緯度分布的冰塵覆蓋層記錄有很好的一致性,揭示了祝融號著(zhù)陸區可能經(jīng)歷了以風(fēng)向變化為標志的兩個(gè)主要氣候階段,風(fēng)向從東北到西北發(fā)生了近70度的變化,風(fēng)沙堆積從新月形亮沙丘轉變?yōu)榭v向暗沙壟。這一氣候的轉變,發(fā)生在距今約40萬(wàn)年前的火星末次冰期結束時(shí),可能是由于自轉軸傾角的變化,火星從中低緯度到極地地區,發(fā)生了一次“冰期-間冰期”的全球性氣候轉變。該項研究有助于增進(jìn)我們對火星古氣候歷史的理解,為火星古氣候研究提供了新的視角,也為地球未來(lái)的氣候演化方向提供了借鑒。相關(guān)研究成果7月7日發(fā)表于《自然》。

6.我國首個(gè)萬(wàn)米深地科探井開(kāi)鉆

5月30日上午,中國石油塔里木油田公司深地塔科1井開(kāi)鉆入地。深地塔科1井開(kāi)鉆,旨在探索萬(wàn)米級特深層地質(zhì)、工程科學(xué)理論,標志著(zhù)我國向地球深部探測技術(shù)系列取得新的重大突破,鉆探能力開(kāi)啟“萬(wàn)米時(shí)代”。

深地塔科1井位于新疆阿克蘇地區沙雅縣境內,緊鄰埋深達8000米的富滿(mǎn)10億噸級超深油氣區。這口井設計井深1.11萬(wàn)米,設計鉆完井周期457天,將創(chuàng )造全球萬(wàn)米深井鉆探用時(shí)最快紀錄。

該井采用的是我國自主研制的全球首臺1.2萬(wàn)米特深井自動(dòng)化鉆機。與普通鉆機相比,這臺鉆機的載重提升能力由三四百?lài)嵦岣叩阶畲?00噸,相當于能同時(shí)吊起150頭6噸重的成年大象。為保障萬(wàn)米級特深井“打成、打快、打好”,中國石油攻關(guān)研發(fā)智能控制一體化平臺、鉆井自主決策工控系統、超高重載井架底座等一批關(guān)鍵核心技術(shù)裝備,自主研制國際領(lǐng)先的智能鉆機,成功產(chǎn)出1.2萬(wàn)米特深井自動(dòng)化鉆機,為萬(wàn)米深地工程科學(xué)探索研究提供裝備和技術(shù)保障。

7.液氮溫區鎳氧化物超導體首次發(fā)現

7月12日,《自然》雜志刊登了中山大學(xué)王猛教授團隊與清華大學(xué)、華南理工大學(xué)等單位合作的成果:首次發(fā)現在14 GPa壓力下達到液氮溫區的鎳氧化物超導體。這是由我國科學(xué)家率先獨立發(fā)現的全新高溫超導體系,是人類(lèi)目前發(fā)現的第二種液氮溫區非常規超導材料,是基礎研究領(lǐng)域的重要突破。

這一研究成果將有望推動(dòng)破解高溫超導機理,使設計和預測高溫超導材料成為可能,使超導在信息技術(shù)、工業(yè)加工、電力、生物醫學(xué)和交通運輸等領(lǐng)域實(shí)現更廣泛的應用。

8.FAST探測到納赫茲引力波存在證據

由中國科學(xué)院國家天文臺等單位科研人員組成的中國脈沖星測時(shí)陣列研究團隊,利用中國天眼FAST,探測到納赫茲引力波存在的關(guān)鍵性證據,表明我國納赫茲引力波研究與國際同步達到領(lǐng)先水平。相關(guān)研究成果于北京時(shí)間6月29日在我國天文學(xué)術(shù)期刊《天文與天體物理研究》在線(xiàn)發(fā)表。12月14日,相關(guān)成果入選《科學(xué)》雜志2023年度十大科學(xué)突破。

當前,納赫茲引力波研究已經(jīng)成為物理和天文領(lǐng)域國際競賽的焦點(diǎn)之一。然而,納赫茲引力波頻率極低、周期長(cháng)達數年,其波長(cháng)可達數光年,對它的探測極具挑戰性。利用大型射電望遠鏡對一批自轉極其規律的毫秒脈沖星進(jìn)行長(cháng)期測時(shí)觀(guān)測,是目前已知唯一的納赫茲引力波探測手段。

值得一提的是,歐洲脈沖星測時(shí)陣列—印度脈沖星測時(shí)陣列、北美納赫茲引力波天文臺和澳大利亞帕克斯脈沖星測時(shí)陣列等脈沖星測時(shí)陣列合作組也在同一時(shí)間宣布了相似的結果。據中國科學(xué)院國家天文臺研究員、北京大學(xué)研究員李柯伽介紹,國際上4個(gè)團隊分別獨立獲得納赫茲引力波存在的關(guān)鍵證據,這使得研究結果可以相互印證,進(jìn)一步提高了這一成果的準確性。

9.世界首個(gè)全鏈路全系統空間太陽(yáng)能電站地面驗證系統落成啟用

空間太陽(yáng)能電站(SSPS)是解決能源危機、實(shí)現可持續發(fā)展的終極答案之一。工程院旗艦刊物《Engineering》于2023年11月30日系統報道了西安電子科技大學(xué)段寶巖院士團隊完成的逐日工程—世界首個(gè)全鏈路、全系統SSPS地面驗證系統,闡述了歐米伽SSPS創(chuàng )新設計方案、理論創(chuàng )新、技術(shù)突破、工程實(shí)現及實(shí)驗結果。遠距離高功率微波無(wú)線(xiàn)傳能效率(距離55m,發(fā)射2081瓦,波束收集效率87.3%,DC-DC傳輸效率15.05%)與功質(zhì)比等主要技術(shù)指標世界領(lǐng)先。

逐日工程突破的遠距離高功率微波無(wú)線(xiàn)傳能技術(shù),應用前景廣闊。在太空,可助力構建空間能源網(wǎng)、空間充電樁,破解空間算力、星上信息處理、空間攻防及超遠程探測的供電難題。在陸???,可為空中飛艇、無(wú)人機群、海上移動(dòng)平臺、災害及邊遠區域無(wú)線(xiàn)供電。

10.科學(xué)家闡明嗅覺(jué)感知分子機制

大多數動(dòng)物(包括人類(lèi))均擁有一套主嗅覺(jué)系統來(lái)識別揮發(fā)性的氣味分子。大量的嗅覺(jué)受體通過(guò)“組合編碼”的氣味識別方式,幫助動(dòng)物識別數以萬(wàn)億計的氣味分子。嗅覺(jué)受體可以分為三個(gè)家族,第I類(lèi)是氣味受體(OR)家族,第II類(lèi)是痕量胺相關(guān)受體(TAAR)家族,OR和TAAR都屬于A(yíng)類(lèi)G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)家族,第III類(lèi)是非GPCR嗅覺(jué)受體。

山東大學(xué)孫金鵬教授團隊和上海交通大學(xué)醫學(xué)院李乾研究員團隊合作,應用冷凍電鏡技術(shù)解析了TAAR家族成員之一的小鼠TAAR9(mTAAR9)受體在4種不同配體結合條件下與Gs/Golf(嗅覺(jué)特異性Gα)蛋白三聚體復合物的結構,進(jìn)一步結合藥理學(xué)分析揭示了mTAAR9感知配體后被激活的分子機制。同時(shí),該研究也提出了嗅覺(jué)受體“組合編碼”識別配體的結構機制,闡明了II類(lèi)嗅覺(jué)受體獨特的激活方式。

該研究闡釋了II類(lèi)特異嗅覺(jué)受體感知氣味的分子機制,為嗅覺(jué)受體家族識別配體奠定了理論基礎,對開(kāi)發(fā)靶向嗅覺(jué)受體的新藥也有重要意義。相關(guān)研究成果5月24日發(fā)表于《自然》。

2023年世界十大科技進(jìn)展新聞是:

1.科學(xué)家繪制迄今最全人腦細胞圖譜

10月13日,刊發(fā)在美國《科學(xué)》《科學(xué)進(jìn)展》和《科學(xué)-轉化醫學(xué)》雜志上的21篇論文公布并闡釋了迄今最全的人類(lèi)大腦細胞圖譜。多國科學(xué)家參與的這一系列研究揭示了3000多種腦細胞類(lèi)型的特征,將有助于深入理解人類(lèi)大腦的獨特之處并推進(jìn)腦部疾病和認知能力等研究。

據悉,上述研究是美國國立衛生研究院“推進(jìn)創(chuàng )新神經(jīng)技術(shù)腦研究計劃——細胞普查網(wǎng)絡(luò )”的一部分,該計劃于2017年啟動(dòng),此次發(fā)表的論文是數百名科學(xué)家利用最先進(jìn)的分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行的一系列合作研究的成果??茖W(xué)家表示,這項研究為人們理解人類(lèi)大腦的結構和功能提供了寶貴信息,將有助于進(jìn)一步的研究和臨床應用。它代表了科學(xué)界在解開(kāi)大腦奧秘方面的重大突破,為未來(lái)的神經(jīng)科學(xué)研究開(kāi)辟了新方向。

2.人工智能首次成功從零生成原始蛋白質(zhì)

1月26日,美國Salesforce Research、Profluent Bio等機構在《自然-生物技術(shù)》上發(fā)表了一項研究成果,該研究創(chuàng )建了一個(gè)能夠從頭開(kāi)始生成人造酶的人工智能(AI)系統。在實(shí)驗室測試中,盡管人工生成的氨基酸序列與任何已知的天然蛋白質(zhì)存在顯著(zhù)差異,但其中一些酶與自然界中發(fā)現的酶一樣有效。

該實(shí)驗表明,雖然自然語(yǔ)言處理是為讀寫(xiě)語(yǔ)言文本開(kāi)發(fā)的,但至少可以學(xué)習一些生物學(xué)的基本原理。Salesforce Research公司開(kāi)發(fā)了名為ProGen的人工智能程序,使用下一代標記預測將氨基酸序列組裝成人造蛋白質(zhì)。

科學(xué)家表示,這項新技術(shù)可能比獲得諾貝爾獎的“蛋白質(zhì)設計技術(shù)——定向進(jìn)化”更為強大,它將加速新蛋白質(zhì)的開(kāi)發(fā),為已有50年歷史的蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域注入活力。這些新蛋白質(zhì)幾乎可以用于從疾病治療到降解塑料的任何領(lǐng)域。

3.全球最大實(shí)驗性核聚變反應堆開(kāi)始運行

12月1日,歐洲聚變能組織(F4E)發(fā)布消息稱(chēng),歐洲和日本共同建造和運營(yíng)的核聚變反應堆JT-60SA正式投入運行。該反應堆為托卡馬克裝置,始于2007年,于2020年完成組裝,并于今年10月23日點(diǎn)火成功。該裝置位于日本量子科學(xué)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)機構(QST)那珂研究所,被視為世界上最先進(jìn)的托卡馬克,其啟動(dòng)運行是核聚變歷史上的一個(gè)里程碑。

JT-60SA計劃是國際熱核聚變實(shí)驗反應堆計劃(ITER,又稱(chēng)人造太陽(yáng)計劃)的先行項目。JT-60SA反應堆的目標是研究聚變作為一種安全、大規模和無(wú)碳的凈能源的可行性,使它所產(chǎn)生的能量比消耗的能量更多。這兩個(gè)項目的最終目標都是使內部的氫核融合成氦,以光和熱的形式釋放能量,模擬太陽(yáng)內部發(fā)生的過(guò)程。

據悉,核聚變可以通過(guò)不同的方式進(jìn)行,其過(guò)程都比核裂變清潔度更高,不會(huì )產(chǎn)生放射性廢物。如果實(shí)現經(jīng)濟的聚變反應,將大大減少甚至完全消除人類(lèi)對化石燃料的依賴(lài)。

4.OpenAI正式發(fā)布GPT-4

3月15日,OpenAI發(fā)布了多模態(tài)預訓練大模型GPT-4,這是其大型語(yǔ)言模型的最新版本。與此前的版本相比,GPT-4具備強大的識圖能力,文字輸入限制也提升至2.5萬(wàn)字;GPT-4的回答準確性也顯著(zhù)提升,還能夠生成歌詞、創(chuàng )意文本從而實(shí)現風(fēng)格變化。同時(shí),GPT-4在各類(lèi)專(zhuān)業(yè)測試及學(xué)術(shù)基準上也表現優(yōu)良。

OpenAI稱(chēng),該公司花費6個(gè)月的時(shí)間,利用對抗性測試程序和ChatGPT的經(jīng)驗教訓迭代調整GPT-4,從而在真實(shí)性、可操縱性和拒絕超出設定范圍方面取得了有史以來(lái)最好的結果。

GPT-4的發(fā)布是人工智能應用的一個(gè)里程碑事件,人工智能可實(shí)現的功能越來(lái)越豐富,未來(lái)或將成為人類(lèi)得心應手的工具。

5.衛星首次成功向地球傳送太陽(yáng)能 證明天基能源可信性

6月1日,美國加州理工學(xué)院宣布,1月發(fā)射的一顆衛星已將微波束的能量導向太空中的目標,甚至還將一部分能量發(fā)送到地球的探測器上。該項目聯(lián)合主任、加州理工學(xué)院電氣工程師Ali Hajimiri指出:這次的實(shí)驗是一次概念驗證,它表明了整個(gè)系統能夠做什么。

該任務(wù)旨在更進(jìn)一步開(kāi)發(fā)輕便、廉價(jià)和靈活的部件。微波發(fā)射器是一個(gè)由32個(gè)平面天線(xiàn)組成的陣列,排列在比餐盤(pán)稍大的表面上。通過(guò)改變發(fā)送到不同天線(xiàn)的信號的時(shí)間,研究人員可以控制陣列的波束。他們把它對準一對微波接收器,然后隨意將光束從一個(gè)接收器切換到另一個(gè)接收器,并點(diǎn)亮每個(gè)接收器上的LED。

作為一種清潔、可再生的能源技術(shù),天基太陽(yáng)能利用技術(shù)被認為是實(shí)現零碳排放的可靠途徑。

6.人類(lèi)眼球首次移植成功

美國紐約大學(xué)蘭貢醫療中心的外科團隊11月9日宣布,他們成功完成了世界上首次眼球移植手術(shù)。該手術(shù)由愛(ài)德華多·羅德里格斯帶領(lǐng)的團隊完成,為遭受?chē)乐匮鄄繐p傷的阿倫·詹姆斯恢復了部分視力。

據悉,移植手術(shù)于今年5月進(jìn)行,用時(shí)約21小時(shí)。手術(shù)過(guò)程中,外科團隊從眼球供者的骨髓中提取成體干細胞,并在移植過(guò)程中將其注射到受者的視神經(jīng)中,以期能取代受損的細胞并保護視神經(jīng)。該團隊表示,在手術(shù)后的六個(gè)月里,移植的眼球顯示出明顯的健康跡象,如血管功能良好等。盡管這只移植的眼球尚未恢復視力,但該團隊認為,這一突破性成果將有助于相關(guān)醫學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。目前該團隊正在跟進(jìn)監測,并期待找到這只眼球恢復視力的所有可能。

7.迄今最小粒子加速器問(wèn)世

10月18日,德國埃爾朗根-紐倫堡大學(xué)的研究團隊成功制造出了世界上最小的粒子加速器,其長(cháng)度僅為0.2毫米,可以裝在筆尖上。相關(guān)研究成果已發(fā)表在《自然》雜志上。

這一設備是第一個(gè)能夠快速且聚焦良好的產(chǎn)生電子束的微型加速器,可將電子加速到每秒10萬(wàn)公里。該加速器采用了光波來(lái)加速粒子,通過(guò)數千根2微米高的硅柱排列成兩條平行線(xiàn),形成了一個(gè)狹窄的電子束。當他們制造出一個(gè)0.5毫米長(cháng)的版本時(shí),發(fā)現可以以更快速度加速電子,使電子攜帶的能量增加43%。

這種新技術(shù)有望應用于醫學(xué)領(lǐng)域,為醫生提供新的治療工具或為生物實(shí)驗室提供小型消毒工具。這一創(chuàng )新為醫學(xué)領(lǐng)域提供了新的可能性,未來(lái)我們可以期待更多關(guān)于小型粒子加速器的研究和應用。

8.科學(xué)家首次實(shí)現單原子X(jué)射線(xiàn)探測

來(lái)自美國俄亥俄大學(xué)、阿貢國家實(shí)驗室、伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校等機構的科學(xué)家,首次拍攝到了單原子X(jué)射線(xiàn)信號,相關(guān)研究5月31日刊登于《自然》。

在最新研究中,阿貢國家實(shí)驗室的韋·哈拉等人將一個(gè)鐵原子和一個(gè)鋱原子插入各自的分子宿主內。為檢測單個(gè)原子發(fā)出的X射線(xiàn)信號,他們在X射線(xiàn)探測器內加入了一個(gè)由位于樣品附近的尖銳金屬尖端制成的專(zhuān)用探測器來(lái)收集X射線(xiàn)激發(fā)的電子。當X射線(xiàn)照射到原子上時(shí),核心能級的電子被激發(fā),并通過(guò)重疊的原子/分子軌道隧穿到探測器尖端,獲得的光譜能揭示原子的相關(guān)信息。

研究團隊強調,這項突破將為X射線(xiàn)和納米科學(xué)領(lǐng)域開(kāi)辟新天地。使用X射線(xiàn)檢測和表征單個(gè)原子可能會(huì )催生量子信息、環(huán)境和醫學(xué)研究微量元素檢測等領(lǐng)域的新技術(shù)。這一成就也為研發(fā)先進(jìn)的材料科學(xué)儀器開(kāi)辟了道路。

9.全球首張昆蟲(chóng)大腦地圖繪制完成

來(lái)自英國劍橋大學(xué)、美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)等多家頂尖機構的研究人員,首次完整地對果蠅幼蟲(chóng)的大腦連接組進(jìn)行重建,繪制出第一張完整的昆蟲(chóng)大腦圖譜,包括所有神經(jīng)元和突觸。這是了解大腦如何處理感官信息流并將其轉化為行動(dòng)的里程碑式成就。3月10日,《科學(xué)》雜志發(fā)表了這項研究成果。

研究團隊使用高分辨率電子顯微鏡掃描了果蠅幼蟲(chóng)的數千張大腦切片,在計算機分析的輔助下,最終生成的圖譜包含3016個(gè)神經(jīng)元和54.8萬(wàn)個(gè)突觸。他們還開(kāi)發(fā)了計算工具,以識別昆蟲(chóng)大腦中可能的信息流路徑和不同類(lèi)型的電路圖案。

這是有史以來(lái)第一張昆蟲(chóng)大腦地圖,也是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的一項里程碑式成就,使科學(xué)家更接近對思維機制的真正理解,為未來(lái)的大腦研究提供支持,并且還可能激發(fā)新的機器學(xué)習架構。

10.人類(lèi)泛基因組首張草圖發(fā)布

5月10日,《自然》雜志發(fā)表了人類(lèi)泛基因組參考的初稿,在3篇論文的合集中,人類(lèi)泛基因組參考聯(lián)盟(Human Pangenome Reference Consortium)發(fā)布了首張人類(lèi)泛基因組參考草圖,以及兩個(gè)以這一參考圖為基礎的新遺傳學(xué)研究發(fā)現。

2003年,科學(xué)家們宣布,人類(lèi)基因組序列圖譜繪制成功。2022年,首個(gè)完整人類(lèi)基因組序列發(fā)布,填補了人類(lèi)基因組計劃留下的空白。與前述兩次基因主要來(lái)源于一個(gè)人不同,泛基因組草圖是包括非洲、亞洲、美洲和歐洲的全球多地47人的脫氧核糖核酸(DNA)合集,地域和種族構成更多元化。

研究人員指出,與使用原始的線(xiàn)性參考基因組相比,泛基因組使他們能夠識別出更多的基因結構變異,比如基因復制或缺失等較大的基因組變動(dòng)。研究人員計劃不斷完善人類(lèi)基因組圖譜,旨在到2024年年中對350人進(jìn)行測序。

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