来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/1/1 21:30:34
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2016年中国、世界十大科技进展新闻揭晓

 

由中国科学院、中国工程院主办,中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办,中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2016年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻,2016年12月31日在京揭晓。

入选新闻囊括了一年来最重要的科学发现和技术突破。

入选的2016年中国十大科技进展新闻分别是:成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”;全球最大单口径射电望远镜在贵州落成启用;长征五号首飞成功;神舟十一号飞船返回舱成功着陆,两名航天员安全回家;领衔绘制全新人类脑图谱;我国首获超算应用最高奖;率先破解光合作用超分子结构之谜;“海斗”号无人潜水器创造深潜纪录;利用超强超短激光成功获得“反物质”;首次揭示水的核量子效应。

入选的2016年世界十大科技进展新闻分别是:科学家宣布发现引力波,广义相对论最后预言获证;迄今最精确银河系三维地图问世,发现银河系面积大于预期;新技术可让数据存储时间逼近“永恒”;碳纳米晶体管性能首次超越硅晶体管;3D生物打印新技术向人造器官移植迈出一大步;科学家首次用化合物把皮肤细胞转化为心脑细胞;科学家首次实现同处两地的“薛定谔猫”——量子双模式猫态;科学家彻底改写细菌基因组,成功减少大肠杆菌遗传密码子;天文学家在太阳系外发现潜在宜居行星;美火箭首次在船上软着陆,充气式太空舱飞往空间站。

这次评选出的中国十大科技进展新闻和世界十大科技进展新闻,在科学和技术意义上不一定是最前沿的10项,但它反映了两院院士们关注的一些科学成果,反映了当前中国科学界和工程技术界比较关注的问题。可以看到,他们不仅重视认识客观世界,同样重视用科技造福人类,解决人们面临的生存和发展问题。

据悉,此项年度评选活动至今已举办了23次。评选结果经新闻媒体广泛报道后,在社会上产生了强烈反响,使公众进一步了解国内外科技发展的动态,对宣传、普及科学技术起到了积极作用。

2016年中国十大科技进展新闻是:

新华社记者 金立旺 摄

1. 成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号” 8月16日1时40分,长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。这将使我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。首席科学家潘建伟院士率领团队完成自主研发的量子卫星突破了一系列关键技术,包括高精度跟瞄、星地偏振态保持与基矢校正、星载量子纠缠源等。工程由中科院国家空间科学中心、中国科学技术大学、中科院上海微小卫星创新研究院、中科院上海技术物理研究所、对地观测与数字地球科学中心等单位联合完成。量子卫星的成功发射和在轨运行,将有助于我国在量子通信技术实用化整体水平上保持和扩大国际领先地位,实现国家信息安全和信息技术水平跨越式提升,对于推动我国空间科学卫星系列可持续发展具有重大意义。

新华社记者 刘续 摄

2. 全球最大单口径射电望远镜在贵州落成启用 有着超级“天眼”之称的500米口径球面射电望远镜,9月25日在贵州省平塘县的喀斯特洼坑中落成,开始接收来自宇宙深处的电磁波,这标志着我国在科学前沿实现了重大原创突破。该工程由我国天文学家于1994年提出构想,从预研到建成历时22年,是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。众多独门绝技让其成为世界射电望远镜中的佼佼者,这也将为世界天文学的新发现提供重要机遇。作为国家重大科技基础设施,“天眼”工程由主动反射面系统、馈源支撑系统、测量与控制系统、接收机与终端及观测基地等几大部分构成。主动反射面是由上万根钢索和4450个反射单元组成的球冠型索膜结构,其外形像一口巨大的锅,接收面积相当于30个标准足球场。

人民日报记者 雷声 摄

3. 长征五号首飞成功 11月3日20时43分,我国最大推力新一代运载火箭长征五号首次发射成功,标志着我国运载能力已进入国际先进行列,中国正由航天大国迈向航天强国。长征五号代表了我国运载火箭科技创新的最高水平,填补了大推力无毒无污染液体火箭发动机的空白,实现了异型发动机起飞技术的重大突破。它也是实现未来探月工程三期、载人空间站、首次火星探测任务等国家重大科技专项和重大工程的重要基础和前提保障。2017年嫦娥五号落月采样返回、2018年发射空间站核心舱、2020年发射火星探测器等任务都将依靠长征五号来实现。

新华社记者 李刚 摄

4. 神舟十一号飞船返回舱成功着陆 2名航天员安全回家 11月18日13时59分,神舟十一号飞船返回舱在内蒙古中部预定区域成功着陆,执行飞行任务的航天员景海鹏、陈冬身体状况良好,天宫二号与神舟十一号载人飞行任务取得圆满成功。神舟十一号飞船于10月17日7时30分发射升空,随后与天宫二号对接形成组合体,两名航天员进驻天宫二号,进行了为期30天的驻留。在执飞期间,完成了一系列空间科学实验和技术试验。这是我国组织实施的第6次载人航天飞行,也是改进型神舟载人飞船和改进型长征二号F运载火箭组成的载人天地往返运输系统第二次应用性飞行。天宫二号与神舟十一号载人飞行任务圆满成功,标志着我国载人航天工程实验室阶段任务取得具有决定性意义的重要成果,为后续空间站建造运营奠定了更加坚实的基础。

图片来源:中科院自动化所

5. 领衔绘制全新人类脑图谱 中国科学院自动化研究所脑网络组研究中心蒋田仔团队联合国内外其他团队成功绘制出全新的人类脑图谱,即脑网络组图谱,在国际学术期刊《大脑皮层》上在线发表。研究团队突破了100多年来传统脑图谱绘制的瓶颈,提出“利用脑结构和功能连接信息”绘制脑网络组图谱的全新思路和方法。图谱包括246个精细脑区亚区,比传统的Brodmann图谱精细4到5倍,具有客观精准的边界定位,第一次建立了宏观尺度上的活体全脑连接图谱。脑网络组图谱为理解人脑结构和功能开辟了新途径,并对未来类脑智能系统的设计提供了重要启示,也将为神经及精神疾病的新一代诊断、治疗技术奠定基础,并为脑中风损伤区域及癫痫病灶的定位、神经外科手术中的脑胶质瘤精确切除等提供帮助,提高诊断质量与治疗效果。

图片来源:中国科学院网站

6. 我国首获超算应用最高奖 由中国科学院软件所与清华大学、北京师范大学等单位合作的“千万核可扩展全球大气动力学全隐式模拟”获得国际高性能计算应用领域最高奖——“戈登贝尔奖”。科研团队提出一套适应于异构众核环境的全隐式求解器算法,一方面可带来长时间数值模拟效率的提升,另一方面也充分发掘“神威•太湖之光”的强大计算能力。“神威•太湖之光”系统自6月20日发布以来,国内外多个应用团队项目通过使用该系统获得突破,已取得100多项应用成果,涉及气候气象、海洋、航空航天、生物、材料、高能物理、药物、生命科学等19个应用领域。首次获得超算应用最高奖标志着我国科研人员正将超级计算的速度优势转化为应用优势,表明中国超算取得速度优势的同时,在应用领域也正不断缩小与世界先进水平的差距。

新华社记者 才扬 摄

7. 率先破解光合作用超分子结构之谜 中国科学院生物物理所的研究团队在光合作用研究中获得重要突破,在国际上率先解析了高等植物菠菜光合作用超级复合物的高分辨率三维结构。该项研究工作发表于5月出版的《自然》杂志上。基于结构的光合作用机理研究具有重要的理论意义,同时也将为解决能源、粮食、环境等问题提供具有启示性的方案。研究团队通过单颗粒冷冻电镜技术,利用最新的单颗粒冷冻电镜技术,在3.2埃(1埃=0.1纳米)分辨率下解析了高等植物(菠菜)光系统Ⅱ-捕光复合物Ⅱ超级膜蛋白复合体的三维结构,率先破解了光合作用超分子结构之谜,获得了其与外周捕光天线之间相互装配原理和能量传递过程相关的重要结构信息,为实现光能向清洁能源氢气转换提供具有启示性的方案。

图片来源:中国科学院网站

8. “海斗”号无人潜水器创造深潜纪录 “探索一号”科考船于6月22日至8月12日在马里亚纳海沟挑战者深渊开展了我国首次综合性万米深渊科考。我国自主研制的“海斗”号无人潜水器成功进行了一次八千米级、两次九千米级和两次万米级下潜应用,最大潜深达10767米,创造了我国无人潜水器的最大下潜及作业深度纪录,使我国成为继日、美两国之后第三个拥有研制万米级无人潜水器能力的国家。此项成果考取得了一系列重要突破,表明万米深海已不再是我国海洋科技界的禁区,是继蛟龙号七千米海试成功后又一个海洋科技的里程碑。我国首次万米深渊科考的成功宣示了我国深海科技创新能力正在实现从“跟踪”为主向“并行”“领先”为主转变,为全面实现国家“十三五”重点研发计划部署的万米载人/无人深潜的战略目标迈出了第一步。

图片来源:中科院上海光机所

9. 利用超强超短激光成功获得“反物质” 中国科学院上海光机所强场激光物理国家重点实验室利用超强超短激光,成功产生反物质——超快正电子源,这一发现将在材料的无损探测、激光驱动正负电子对撞机、癌症诊断等领域具有重大应用。相关研究成果已于3月发表在《等离子体物理》杂志上。此次反物质的获得经历了一个相对复杂的过程和优化,解决了伽马射线带来的噪声问题,利用正负电子在磁场中的不同偏转特性,最终成功观测到正电子。未来,在高能物理、材料无损探测、癌症诊断领域有应用前景,由于其脉宽只有飞秒量级,可使探测的时间分辨大大提高,进而研究物质性质的超快演化。

图片来源:北京大学

10. 首次揭示水的核量子效应 中国科学院院士王恩哥与北京大学教授江颖领导的课题组在国际上首次揭示了水的核量子效应,从全新的角度诠释了水的奥秘。相关研究成果于4月15日刊发在《科学》杂志上。氢核的量子化研究无论对于实验还是理论都非常具有挑战性。研究团队在相关实验技术和理论方法上分别取得突破,实现了单个水分子内部自由度的成像和水的氢键网络构型的直接识别,并在此基础上探测到氢核的动态转移过程。研发了一套“针尖增强的非弹性电子隧穿谱”技术,在国际上首次获得了单个水分子的高分辨振动谱,并由此测得了单个氢键的强度。氢核的“非简谐零点运动”会弱化弱氢键,强化强氢键,这个物理图像对于各种氢键体系具有相当的普适性,澄清了学术界长期争论的氢键的量子本质。

2016年世界十大科技进展新闻是:

图片来源:新华社

1. 科学家宣布发现引力波 广义相对论最后预言获证 美国科学家2月11日宣布第一次直接探测到引力波的存在。引力波是爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”,它的发现是物理学界里程碑式的重大成果。美国和欧洲的两个引力波探测项目的研究人员6月15日在加利福尼亚州圣迭戈再一次宣布,他们“非常清晰”地再次探测到“时空涟漪”——引力波的存在。之所以探测到引力波信号与宣布发现之间隔了一段时间,是因为科学家还要分析和确认相关数据。在美国《物理学评论通讯》杂志上发表的研究结果中,科学家探测到来自两个黑洞合并而产生的引力波信号。这两个黑洞位于距地球14亿光年外,在合并前的质量分别相当于大约8个和14个太阳,合并后的总质量相当于约21个太阳,其中约1个太阳的质量变成能量,在合并过程中以引力波的形式释放。

图片来源:凤凰科技

2. 迄今最精确银河系三维地图问世 发现银河系面积大于预期 科学家以前所未有的精度绘制了银河系三维地图。这一研究成果标明,人类所处的这个星系的面积比科学家之前预想的大得多。欧洲空间局(ESA)于9月14日在位于西班牙马德里的欧洲空间天文学中心,发布了盖亚星相图项目的第一批数据。新的目录包含11亿颗恒星在宇宙中的位置,而其中的4亿颗恒星是之前从未观测到的。对于许多恒星而言,其定位精度达到了300毫角秒——相当于在30公里的距离外观看一根头发的宽度,这将帮助天文学家更好地确定银河系的三维布局。通过将新的测量结果和之前ESA的依巴谷卫星的数据相结合,研究人员能够获得一个由200万颗恒星构成的子集的准确距离和运动方式,从而为研究其物理特性及银河系重力场提供更精确的信息。

图片来源:网络

3. 新技术可让数据存储时间逼近“永恒” 英国南安普敦大学研究人员发明了一种称作“五维数据存储”的技术,不仅可以存储海量数据,存储时间还可以超过百亿年,可以说是逼近“永恒”。使用这种技术的单个存储介质数据容量高达360太字节,远远高于目前主流硬盘的容量。这项技术利用飞秒激光在透明的石英介质中写入数据。飞秒激光是一种以脉冲形式运转的激光,持续时间非常短,只有几个飞秒(1飞秒为10的负15次方秒)。石英介质中有纳米结构点,这些结构点的空间三维位置、大小和朝向这5个性质都能被用来储存信息,因此被称作“五维数据存储”。光在经过这些结构点时,其偏振特性等性质会被改变,因此借助光学显微镜和偏振镜就能读取相关数据。

图片来源:凤凰科技

4. 碳纳米晶体管性能首次超越硅晶体管 美国研究人员于9月6日宣布,他们成功制备出一种碳纳米晶体管,其性能首次超越现有硅晶体管,有望为碳纳米晶体管将来取代硅晶体管铺平道路。硅是目前主流半导体材料,广泛应用于各种电子元件。但受限于硅的自身性质,传统半导体技术被认为已经趋近极限。碳纳米管具有硅的半导体性质,科学界希望利用它来制造速度更快、能耗更低的下一代电子元件,使智能手机和笔记本电脑等设备的电池寿命更长、无线通信速率和计算速度更快。但长期以来,碳纳米管用作晶体管面临一系列挑战,其性能一直落后于硅晶体管和砷化镓晶体管。美国威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员在美国《科学进展》杂志上介绍了他们克服的多重困难。

图片来源:网络

5. 3D生物打印新技术向人造器官移植迈出一大步 研究人员在《自然-生物技术》杂志上报告说,利用新开发的3D生物打印系统打印出的人造耳朵、骨头和肌肉组织,移植到动物身上后都能保持活性。这项技术未来发展成熟后,可能解决人造器官移植难题。当前,3D生物打印技术打印出来的器官组织通常在结构上非常不稳定、过于脆弱,无法用于外科移植手术,并且由于这些成品缺乏血管构造、尺寸也偏小,即便移植,器官也不容易获取氧和营养物质,很难存活。针对上述问题,研究团队改进了现有3D生物打印技术,开发出“组织和器官集成打印系统”(ITOP)。这一新开发的3D生物打印系统,可将含有活性人体或动物细胞的水基凝胶与可生物降解的聚合材料结合作为打印材料,有助于人造器官形成稳定结构。

图片来源:新华社

6. 科学家首次用化合物把皮肤细胞转化为心脑细胞 美国研究人员利用化合物把皮肤细胞成功转化为心肌细胞与脑细胞,这一重要突破为将来利用化学药物修复和再生组织器官奠定基础。这项研究由加利福尼亚大学旧金山分校华人科学家丁胜教授领导,其成果以两篇论文的形式分别发表在美国《科学》杂志与《细胞-干细胞》杂志上。把皮肤细胞转化为心肌细胞或脑细胞,从前用转基因方法做到过,但用小分子药物不仅可大大提高效率和速度,还可以避免给细胞添加基因可能导致的潜在危险,例如产生肿瘤。

图片来源:腾讯科学

7. 科学家首次实现同处两地的“薛定谔猫”——量子双模式猫态 美国《科学》杂志5月26日发表一项研究,科学家在实验中制造出一种状态更加奇异的“薛定谔猫”,它同时存在于两个箱子之中,这项成果朝研制实用可靠的量子计算机迈出了又一步。奥地利物理学家薛定谔在1935年提出著名的“薛定谔猫”佯谬。既死又活的猫在现实世界是荒谬的,但随着量子力学的发展,科学家已经成功使多粒子构成的系统达到这种难以理解的量子“薛定谔猫”态。这项研究第一次给单模式猫态引入量子纠缠的元素,首次实现一种双模式猫态。这是一个20年前就有所展望但是至今终于得以解决的难题。这项成果的实际用途在于量子计算,并对其他量子信息技术有所帮助,如量子通信、量子精密测量等。

图片来源:BSIPUIG Via Getty Images

8. 科学家彻底改写细菌基因组 成功减少大肠杆菌遗传密码子 合成生物学家日前报告了迄今为止意义最为深远的一项细菌基因组重写结果。这一进展包括重新利用了大肠杆菌3.8%的碱基对。研究人员在8月18日出版的美国《科学》杂志上发表了这一研究成果。研究人员换下了大肠杆菌64个遗传密码子(为氨基酸指定遗传代码的序列)中的7个。他们如今能够通过在55个片段(每一个片段的长度为5万个碱基对)中合成脱氧核糖核酸(DNA)从而减少遗传密码子的数量。研究人员还将这些碎片组装到一个有功能的大肠杆菌中。这项研究是推动设计具有新属性的生物体的重要一步,例如抵抗病毒的传染性。这项研究是一个示范,表明此类彻底的再造工程是可行的。

图片来源:中新网

9. 天文学家在太阳系外发现潜在宜居行星 一个国际团队于8月24日在英国《自然》杂志网络版上发表报告说,他们通过长期观测发现,一颗环绕比邻星运行的行星可能具有适合生命繁衍的环境。比邻星是距太阳系最近的恒星,或许在不久的将来人类能够发射探测器到这颗潜在宜居行星上探索生命痕迹。比邻星位于半人马座,是一颗红矮星,距离太阳系约4.2光年。由于其表面温度较低且颜色暗淡,人类无法用肉眼观测到这颗“邻居”恒星。来自英国、美国、法国、德国、智利等多国研究人员组成的国际团队利用欧洲南方天文台望远镜及其他机构设施观测发现,比邻星附近有行星运行的痕迹;随后的多次观测最终证实这颗名为“比邻星 b”的行星确实存在。

图片来源:新华社

10. 美火箭首次在船上软着陆 充气式太空舱飞往空间站 美国太空探索技术公司的“龙”飞船4月8日携带首个试验性充气式太空舱飞向国际空间站,这是该飞船在去年6月的爆炸事故后首次给空间站运送物资。同样受关注的是,此次发射的运载火箭第一级在一艘无人船上成功实现软着陆,这在火箭回收史上还是第一次。与以往发射一样,太空探索技术公司再次尝试将“猎鹰9”火箭第一级垂直降落在大西洋中一艘名为“当然,我依旧爱你”的无人船上。此前4次类似试验均告失败。该公司网上发布的视频显示,此次当火箭接近无人船时,它的速度逐渐减慢并不断调整降落姿态,最后在箭体与甲板成90度角的那一刻稳稳降落,着陆点与船正中心位置仅有很小偏差。

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首款新能源飞机诞生

我国首款新能源飞机——锐翔RX1E电动双座轻型运动类飞机成功完成低温试飞试验,同时进入量产阶段。从项目立项到完成适航验证、获得生产许可证,不到4年时间里,锐翔RX1E创造了电动飞机研发领域的多项“第一”,为实现绿色航空提供了宝贵的技术经验。由沈阳航空航天大学附属的辽宁通用航空协同创新中心研发的锐翔RX1E是国内第一个具有自主知识产权的电动轻型运动飞机。该机性能优越,可广泛用于飞行员培训、观光旅游飞行、高精度航拍航测等用途。锐翔RX1E已在沈阳法库财湖机场交付使用4架,还有20多架订单将于年内完成。锐翔RX1E电动飞机以锂电池为能源,采用全复合材料机体结构,零污染,完全避免了传统通用飞机使用化石燃料产生的污染问题。

首颗暗物质粒子探测卫星在轨交付用户

3月17下午,暗物质粒子探测卫星“悟空”圆满完成三个月的在轨测试任务,顺利交付用户单位。暗物质粒子探测卫星由中国科学院微小卫星创新研究院抓总研制,中国科学院国家空间科学中心负责卫星工程大总体及地面支撑系统工作,中国科学院紫金山天文台负责科学应用系统研制、建设、运行,西安卫星测控中心负责卫星测控系统任务。截至当日,卫星在轨飞行92天,共探测到4.6亿个高能粒子,完成了三分之二天区的扫描。卫星预计在轨工作三年,前两年主要进行巡天观测,后一年根据前两年的观测结果,进行定点扫描探测。该卫星于2015年12月17日上午8时12分发射升空,卫星顺利进入预定转移轨道。此次发射任务圆满成功,标志着我国空间科学研究迈出重要一步。

全球首座四代核电站反应堆压力容器吊装成功

全球首座具有第四代核能系统安全特征的20万千瓦高温气冷堆核电站——山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站示范工程,反应堆压力容器3月20日在华能石岛湾核电厂吊装成功。本次吊装的压力容器高约25米,重约610吨,是目前世界上制造难度最大、尺寸最大、重量最重的核电站压力容器,填补了中国核电设备制造的一项空白,标志着我国在高温气冷堆示范工程建设和核电装备制造两方面均取得重大突破,也为高温气冷堆商业化推广提供了坚实保障。除压力容器之外,高温气冷堆示范电站的主氦风机和蒸发器等核心部件均实现国产。高温气冷堆具有第四代安全特征,代表整个核电行业的技术进步,对中国从核电大国迈入核电强国具有重大战略意义。

水下机器人对“海底黑烟囱”探测取得突破

由中科院沈阳自动化研究所研发的水下机器人“潜龙二号”成功地对西南印度洋脊上的热液活动区开展了试验性应用探测。在这种被称为“海底黑烟囱”的复杂地带,“潜龙二号”获得了热液区的地形地貌数据、发现多处热液异常点,拍摄到硫化物、玄武岩和海洋生物等大量照片,取得大洋热液探测的突破。“潜龙二号”为4500米级自主水下机器人(AUV),主体长3.5米,高1.3米,宽0.7米,外部为鲜黄色,头尾部还各有两个红色“鱼鳍”形推进器。此次对西南印度洋脊上的热液活动区进行探测,机器人需要“翻山越岭”,作业难度极大。“潜龙二号”在西南印度洋获得了试验性应用成功,填补了中国深海硫化物热液区自主探测技术装备的空白,对提升深远海洋资源开发的国际竞争力具有战略价值。

成功发射首颗微重力科学实验卫星“实践十号”

4月6日1时38分,我国首颗微重力科学实验卫星——“实践十号”返回式科学实验卫星,在酒泉卫星发射中心由长征二号丁运载火箭发射升空,进入预定轨道。“实践十号”卫星工程由中科院国家空间科学中心抓总负责。中国航天科技集团公司第五研究院抓总研制卫星系统及卫星平台,中科院力学所负责科学应用系统,中科院国家空间科学中心牵头负责地面支撑系统及有效载荷总体工作,运载火箭系统由上海航天技术研究院负责研制,这是长征系列运载火箭的第226次飞行。“实践十号”卫星的成功发射、在轨运行和回收将极大地提高我国微重力科学及空间生命科学研究的整体水平,为未来空间环境的开发利用提供创新知识,对促进我国空间科学创新发展具有重大意义。

临床“全数字PET”在武汉研制成功

由武汉光电国家实验室(筹)研究员、华中科技大学生命学院教授谢庆国团队研发的具有完全自主知识产权、适用于人体临床的“全数字正电子发射断层成像(PET)”,在武汉地区两家医院已完成200例临床试验。经国家食品药品监督管理总局对试验情况评估通过,这种国产PET将会投入临床使用。“全数字PET”由300多个全数字PET探测模块组成,每个探测模块均使用先进的闪烁晶体及新型光电倍增器件。借助全数字采样和信号处理,空间分辨率达到2.2毫米,而目前临床最好的PET为4.5毫米。对患者的全身检查仅需5分钟,耗时仅需现有临床设备一半左右。临床“全数字PET”的成功研制,标志着我国在高端医疗仪器领域的自主研发取得突破,有助于打破当前高端医疗仪器市场被进口产品垄断的局面。

首条中低速磁浮铁路试运营

长沙磁浮快线于5月6日载客试运营,是我国实现磁浮技术工程化、产业化的重大自主创新项目,也是轨道交通技术的新飞跃。磁浮列车由中车株洲电力机车有限公司与国防科技大学、同济大学、西南交通大学等磁浮研究机构联合研制,设计最高时速为100公里。这是我国首条完全拥有自主知识产权的中低速磁浮商业运营铁路,标志着中国磁浮技术实现了从研发到应用的全覆盖,成为世界上少数几个掌握该项技术的国家之一。中低速磁浮列车是利用车载电磁铁与轨道上钢轨之间的吸引实现悬浮与导向,我国攻克并研制了具有自主知识产权的悬浮系统,整体技术已达到世界一流水平。长沙磁浮快线全长18.55公里,全程运行时间19分30秒,最大载客量363人。

首次证实寨卡病毒感染直接导致小头畸形

中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员许执恒团队与军事医学科学院微生物流行病研究所教授秦成峰团队合作,在世界上首次证实寨卡病毒感染可以直接导致婴儿小头畸形的发生。相关论文于5月12日在国际期刊《细胞—干细胞》上在线发表。研究人员从寨卡病毒感染病患的血液中分离出寨卡病毒毒株,发现寨卡病毒在胚胎脑中快速复制,并感染神经干细胞,造成神经干细胞的增殖与分化异常,及神经元的大量死亡。通过进行全基因组表达谱分析和对比,发现大量基因出现异常,与免疫、小头畸形、寨卡病毒的潜在受体及细胞凋亡相关。这一研究不但提供了第一种研究寨卡病毒导致小头畸形的动物模型,还为进一步研究该病毒的致病机制和相关治疗打下了良好基础,为寨卡病毒感染的预防和治疗提供帮助。

世界最大升船机三峡升船机通过试通航前验收

三峡升船机于5月13日通过试通航前验收,标志着这一世界级升船机工程开始由建设阶段逐步转入通航试运行阶段。三峡升船机具有提升高度大、提升重量大、上游通航水位变幅大和下游水位变化速率快等特点,技术和施工难度都是世界之最。最大提升高度113米、最大提升重量超过15500吨。只需约40分钟时间,3000吨级船舶就可完成近40层楼房高度的垂直升降。作为三峡工程的永久通航设施之一,它是客货轮和特种船舶的快速过坝通道。建设者成功解决了船厢及其设备与塔柱变形协调,齿条螺母柱、船厢结构这些关键设备的制造等一系列世界级技术难题,为大型垂直升船机建设积累了宝贵经验。三峡升船机建设在提高我国升船机建设水平、专业设备设计制造能力等方面,发挥了十分重要的促进作用。

世界一流稳态磁体装置研制成功

由中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心自主研制的混合磁体装置于11月13日实现任务目标——40万高斯稳态磁场,达到世界一流水平,正式成为磁场强度在世界排名第二高的稳态强磁场装置。该项目为建设稳态强磁场极端实验条件,最大限度地满足中国前沿科研对于强磁场实验条件的需求。混合磁体是国际上产生最高稳态磁场的主要选择,面临巨大电磁力和发热,水冷磁体必须解决材料和结构的优化选择问题。超导磁体孔径巨大,导体的材料选择、结构选择和磁体生产工艺以及与之配合的低温冷却技术等都是世界性难题。此次研制成功的中科院混合磁体装置攻克了系列技术难题,将主要用于新型功能材料的量子行为研究,成为我国强磁场技术发展的重要里程碑。

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新化石揭示霸王龙进化成“恐龙王”之谜

美国一个国际科研团队3月14日发布了霸王龙一种古老“表亲”的化石,揭示这种巨兽怎么进化成为恐龙统治地球末期无可争辩的王者。霸王龙超科恐龙最早可追溯至1.7亿年前,当时这类恐龙的体型只比人类稍大;到了8000万年至6600万年前,它们却进化出霸王龙这类特大型食肉恐龙,登上当时地球的食物链顶端,之后恐龙灭绝。霸王龙怎么进化而来一直是个谜,原因就在于缺少1亿年至8000万年前这个关键时期的霸王龙超科化石。研究人员在乌兹别克斯坦北部克孜勒库姆沙漠发现的新化石填补了这段空白。新化石属于霸王龙超科恐龙家族的一个新成员,它生活在9000万年前,被命名为帖木儿龙。帖木儿是14世纪在乌兹别克斯坦一带的统治者。

美国登革热疫苗研制迈出一大步

通过用一种弱化形式的致病病毒故意感染志愿者,科学家或许已经发现一种疫苗能够对抗登革热的最有力证据。这种被称为“人类挑战”的疫苗测试方法在上个世纪是不受欢迎的,但它对于预防包括寨卡在内的某些疾病却是至关重要的。美国科学家3月16日宣布,他们研制的登革热疫苗在一项小型人体感染试验中对被感染者提供100%的保护效果,这把登革热疫苗研制工作朝前推动了一大步。研究人员乐观地预计这一疫苗最早可能在2018年上市。

科学家合成“最小”细菌

3月25日出版的《科学》杂志中,由基因组测序先驱Craig Venter率领的研究人员报告称,他们设计并制造出一种在自由生物体中具有最小基因组,以及最少基因的细菌,但却依然具有自我复制能力。这种被称为Syn 3.0的新有机体的基因组仅留下了生存和繁殖所必需的473个基因。相比之下,人类的基因数量超过2万个。这是生命科学领域的突破性进展,将有助推进对生命奥秘的认知。这项工作揭示人类认识生命要从整个基因组角度综合来看,而不是独立的基因。人类多数疾病症状受整个基因组上突变的影响,而不是单个基因。这项研究成果将有望应用在多个领域,包括生物化学、营养学、农业以及生产新药物与生物能源等。

实验室人类胚胎生长时间创纪录

发育生物学家在实验室中成功让受精后的人类胚胎发育至最长13天,打破了此前9天的纪录。这一成绩使得科学家得以发现早期人类发育的新层面,包括之前在人类胚胎中从未观察到的特征。同时这一技术将有助于确定为什么有的妊娠过程最终会失败,从而在未来改善体外受精的成功率。两项研究成果发表于5月出版的《自然》杂志和《自然—细胞生物学》杂志上,为科学家能够很快培育出更高级阶段的胚胎提供了可能性。长久以来研究人员都无法深入探究人类胚胎在早期发育阶段的奥秘,如今利用这项新技术,能更好地探索一些与生育相关现象的发生机理。此外,利用实验中观察到的数据以及所使用的体外培养技术,未来也有助提升体外受精的成功率。

研究人员首次在星际空间探测到手性分子

美国研究人员在太阳系外的星际空间中首次发现一种被称为“手性分子”的有机分子,这将有助于破解手性分子乃至生命在宇宙中的最初起源之谜。这是在太空中发现的第一个手性分子,是一个开创性的飞跃,将帮助人类认识在生命起源之前的分子如何在太空产生以及它们对生命起源可能起到的影响。这项研究的有关论文在线发表于6月出版的美国《科学》杂志上。在最新研究中,美国加州理工学院和美国国家射电天文台研究人员利用高灵敏射电望远镜在人马座B2星云中探测到一种叫作环氧丙烷的手性分子。此前人们在太阳系内的彗星上和落到地球上的陨石中找到的都是相对较大的手性分子,而环氧丙烷分子相对较小,它不是生命组成的必要有机分子,但它的发现意味着在太空中有手性分子存在。

两种寨卡病毒疫苗在动物实验中证实有效

美国和巴西研究人员6月28日在英国《自然》杂志网络版发表报告称,两种候选寨卡病毒疫苗在动物实验中被证实能有效保护小鼠免受寨卡病毒感染,有望成为可临床应用的寨卡病毒疫苗。来自美国哈佛大学医学院、沃尔特·里德陆军研究所,以及巴西圣保罗大学等机构的研究人员对两种候选疫苗进行了动物实验分析。这两种疫苗中,其中一种是基于寨卡病毒遗传编码片段来研制,另一种是将寨卡病毒灭活后制成。寨卡病毒在巴西等美洲国家大范围传播,世界卫生组织不但将寨卡病毒列为“国际关注的突发公共卫生事件”,并已认可国际科学界对寨卡病毒达成的共识,即寨卡病毒是导致新生儿小头症、格林—巴利综合征和其他神经障碍的病原体。

“朱诺”木星探测器成功进入木星轨道

历经近5年飞行,“朱诺”木星探测器于太平洋夏令时7月4日20时53分(北京时间5日11时53分)成功进入绕木星轨道。太平洋夏令时当天20时18分(北京时间5日11时18分),“朱诺”木星探测器点燃主引擎,执行“木星轨道嵌入”动作。35分钟后,“朱诺”速度降至每秒542米,成功被木星引力捕获,最终将自己推入木星轨道。“朱诺”是迄今运行轨道最接近木星的人类探测器,其绕木星轨道距离木星云层顶端最近处约4100千米。未来20个月内,“朱诺”将绕转木星37圈,用搭载的9台探测设备分别探测木星内部结构、大气成分、大气对流状况、磁场等,所获信息将通过高增益天线发回地球。

天文学家发现现实版“三体世界”

欧洲南方天文台7月7日发布,天文学家在半人马座发现一颗拥有三个“太阳”的行星,一个现实版的“三体世界”。这颗行星名为HD131399Ab,形成仅1600万年,距离地球约320光年,温度约580摄氏度,质量相当于4个木星。这是目前利用直接成像技术发现的温度最低、质量最小的系外行星之一。美国亚利桑那大学研究人员领导的天文学家团队利用欧洲南方天文台设在智利的甚大望远镜观测发现,这颗处于三恒星系统中的行星沿着超长的轨道运行,行星上的一年大约相当于地球上的550年。根据季节变化,有时行星上一天会出现3次日出和3次日落,也有时恒星们“轮班”出现,使行星每天都处于白昼状态。不过,这颗行星上的每个季节都在100到140个地球年,比人类的寿命要长。

新型“章鱼机器人”实现全软体结构

一个研究团队在英国《自然》杂志上发表报告说,他们利用3D打印技术制作出一个完全软体结构的自驱动机器人。如果发展成熟,这类软体机器人可执行许多传统机器人无法完成的任务。传统机器人主要由金属等硬质材料制成,很大程度上限制了它们的灵活性,尤其是在狭窄空间作业的能力。此前英国一些研究机构已开发出采用特殊设计的柔性手术机器人,可在人体内实现更灵活的伸缩操作,但它们本质上还是使用了硬质材料的传统机器人。由美国哈佛大学领衔的研究团队利用3D打印技术制作出一个拥有8只手臂的章鱼仿生机器人。这是一个由硅橡胶制成的软体结构,高度不到2厘米,不仅包含内部控制系统且自带燃料,能够实现一定程度的自主驱动,无需拖着大量外接管线。

美国探测器启程赴小行星采样

美国第一个小行星采样探测器于9月8日发射,前往贝努小行星采集样本并送回地球。该探测器全名为“起源、光谱释义、资源识别与安全—风化层探测器”,按英文首字母简称为“奥西里斯-REx”。当地时间19时5分,该探测器搭乘“宇宙神5”型火箭,在晚霞中从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空,开启长达7年的太空之旅。预计将于2018年8月飞抵贝努小行星,用两年时间对小行星表面进行测绘,寻找可能存在的矿物质并挑选采样地点,2020年7月伸出机械臂从它的表面采集至少60克样本,2023年把样本送回地球。科学家希望,这项任务能为人类带来对太阳系形成乃至地球生命起源的“革命性”认识。

 
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