2018年世界科技发展回顾

   2019-01-07 科技日报370
核心提示:2018年世界科技发展回顾
     2018年,美国科学家向癌症这一恶疾建议冲锋,以细胞免疫疗法为代表的癌症免疫疗法成为研讨热门,不断获得新作用,如证明CAR-T细胞免疫疗法副作用可被克制、初度将T细胞免疫疗法成功运用于晚期乳腺癌的治疗等。詹姆斯·艾利森因在癌症免疫治疗方面的奉献获2018年诺贝尔生理学或医学奖,更成为免疫疗法进一步打开的助推剂。而迄今最为概括的癌症基因组图谱的推出,为科学家前进癌症疗法疗效和研发新药供应了路线图。

基因批改技术依然坚持热度,不断有新打破,如初度凭仗CRISPR技术将皮肤细胞转变为诱导多能干细胞、开荒更多可批改基因组位点、敞开运用CRISPR技术治疗遗传性眼病临床试验等。与此一同,基因批改安全性问题再引重视,先有研讨称CRISPR改造过的细胞或易癌变,后有研讨指出基因批改或许引起DNA大规模删除或重排。这些忧虑标明,基因批改技术从试验室走向手术室并不简略。

在艾滋病研讨、基因测序等方面,科学家也获得许多开展,如开宣告可克制艾滋病病毒至少4周的长效抗HIV药物、制造出数百个未被研讨过的微生物基因组草图、创建出含有2条染色体的菌株等等。

值得一提的是,哈佛大学皮耶罗·安维萨学术造假事件对美国心脏干细胞研讨构成冲击,成为2018年美国生物医学研讨的一大惋惜。

英国

发起基因组计划,加强卫生健康研讨

2018年,地球生物基因组计划(EBP)正式发起,预备在10年内对地球上150万种已知真核生物的基因组进行测序、编目和分类,估计耗资47亿美元,来自美、英、中等国的17家组织许诺将一同努力完结项目的最终政策。此外,英国政府还宣告将在未来5年内打开500万人基因组计划,标志着精准医学研讨进入大数据阶段。

卫生健康方面,建立健康和生物医疗数据科学研讨所,旨在运用数据科学应对各种卫生保健问题的挑战。英国爱丁堡大学的科学家经过分析英国生物银行的健康大数据,筛查出近80个与抑郁症相关的基因。英国卫生部宣告国家卫生研讨院将推出一项总额为400万英镑的计划,旨在为国家医疗服务体系供应先进的心理健康虚拟疗法。

剑桥大学宣告将与英国别的4所顶尖高校协作开发一系列药物运送技术,以便让抗癌药物更高效地杀灭癌细胞。由英国医学研讨理事会赞助的一个国际研讨团队判定了3种与罹患阿尔茨海默病相关的危险基因。弗朗西斯·克里克研讨所发现一种蛋白质对于调控过敏性气道炎症起到关键作用,相关机制有助于未来找到更好的哮喘疗法。

英国国家物理试验室发布的一项研讨作用标明,一种完全由人工组成的病毒可高效杀灭细菌,且不简略发生耐药性,有助医学界处理致病细菌对抗生素耐药的问题。

英国航天局宣告,将数千条小蠕虫送往国际空间站打开试验,以便深化了解空间飞翔引起的肌肉丢失现象。

韩国

找到有用抗癌成分,发现脑血流图大错

探明可调理T细胞免疫功用的Chi3l1基因的作用机理,并开宣告一种癌症免疫治疗新物质。

发现有用激活体内免疫细胞活性的纳米颗粒,可促进人体内铁蛋白开释SIRPα蛋白质,下降CD47蛋白质活性,然后增加抗癌药物和免疫细胞对癌细胞的杀伤力。找到一种乳腺癌靶向治疗增效成分PI3K的p110α亚型,同赫赛汀联合用药。

发现现在广泛运用的脑血流图的一处“百年前史”的严重过错,制造成功高清晰图画并用于人工智能辅佐诊断系统。还有研讨显现,韩国人的颅腔容积在建国后40年间明显增大,显现养分和生长条件对大脑容量的影响巨大。此外,研讨显现韩国人胰腺在生理和病理上易患糖尿病。

2018年,韩国科学家还运用DNA材料制造直径10微米针头的纳米打针贴片;完结了国内首个3D打印胸骨移植手术;开发成功坚持羽衣甘蓝正常生长并前进其抗癌成分葡萄糖异硫氰酸盐含量的培育技术;初度经过人工授精方法让接近灭种的亚洲黑熊诞下幼崽。

以色列

脂肪细胞变身干细胞,试管中培育微型大脑

在动物试验中成功将脂肪细胞转化成干细胞,并可根据需要将干细胞培育成包括大脑和心脏在内的各种器官的组织植入物。

以色列和英国研讨小组发现,某些免疫细胞在进犯病原体前会簇拥在一同,其作用是决定免疫细胞群的任务,该发现有助于寻找到更好的免疫战略。

找到Lujo病毒在人体内定位和绑定政策细胞的“路标”,有助人们运用免疫细胞拟定精细个性化疗法去除黑色素瘤。

找到在试管中培育微型大脑的方法,为分析和治疗小头症、癫痫和精神分裂症等疾病的研讨开荒新路程。

研讨人员提出经过炸毁细菌用来维护其“栖息地”的生物膜来灭菌的方法。

俄罗斯

活性硅肥助农作物增产抗病,人工血管有望完结药物“预置”

农业方面,研发出一种活性硅肥,不只成功加快了农作物生长,前进了作物产量,一同前进了农作物抗病性及对恶劣环境的适应性。

人工器官方面,研发出新式人工血管,未来经过进一步研发可完结药物的“预置”。

医药方面,研发出颞叶癫痫病治疗的特效药URB597,可有用阻断酶对花生四烯乙醇胺的损坏作用;俄罗斯和加拿大科学家团队研发出用金纳米粒子损坏癌细胞的方法;研发出一种用于重症肌无力治疗的新式分子C-547,既能阻断乙酰胆碱酯酶的作用,又不会搅扰其他控制消化和泌尿进程的酶,副作用显着低于其他同类药物。

日本

提示线粒体疾病病因,发现第0脑神经新功用

线粒体疾病发病原因被揭开,有望开发针对性治疗药物。日本熊本大学的研讨小组发现牛磺酸在线粒体内外的蛋白质生产和保质中具有重要作用,特定的化学物质坚持蛋白质质量能够改进线粒体疾病的症状。

日本理化学研讨所的一个研讨小组运用斑马鱼进行试验,发现第0脑神经(端神经)掌管着脊椎动物对二氧化碳的逃避行为。

神户大学龟冈正典准教授领导的研讨小组运用基因批改技术损坏艾滋病病毒的调控基因,成功克制了感染细胞HIV-1的发生,有望开宣告完全治好艾滋病的新疗法。

乌克兰

从事南极植物研讨,开发防病虫灾新药

乌科学家在南极从事一项植物抵挡紫外线辐射以及抗冻和抗旱研讨,未来有或许为国际供应治疗杂乱疾病、维护皮肤免受紫外线辐射以及在压力条件下栽培作物的方法;开发并测试了一种用于维护植物的新式药物,前进了对板栗树病虫灾的防治作用。

新材料

美国

半导/超导材料有打破,功用性材料运用前景广

2018年,在半导/超导材料研发方面,美国科学家不只开宣告提高富勒烯材料导电功用的新方法,前进了有机材料运用于半导体制造的潜力,还发现两层石墨烯以特定视点缠扭可表现出非常规超导电性,并开宣告经过压缩来操作石墨烯电导率的新技术,大大拓宽了石墨烯在半导体和超导材料领域的运用前景。

科学家还开宣告运用分子束外延的方法生长氮化铌基超导体的技术,并成功将该超导体材料与具有宽带隙的半导体材料相整合,为整合超导体和半导体材料奠定了基础。

一些特别功用新材料陆续呈现。如一种被称为“无规则杂聚合物”的组成高分子材料,让蛋白质能够根除化学污染,有望在环保领域建功立业;一种可生物兼容的人工橡胶,不只具有生物组织的力学功用,还可在变形时改动色彩,或可在生物医学领域大显神通。

此外,美科学家规划的一种掺有铬和钒元素的锂镁氧化物,能大幅前进锂离子电池容量;而能够在不同波长光线照耀下改动结构,在刚柔两种状况间转化的新式聚合物,因自愈特性及拓扑结构转化才干而具有广大的运用前景。

日本

材料组成新方法层出,黑色涂层新材料问世

纳米颗粒是当前纳米技术的基础材料组之一,一般需要在金属离子浓度稀薄的溶液内组成,并很多排放废液,给环境造成巨大担负。山形大学规划并组成了适用于组成纳米颗粒、由有机配体和金属离子构成的金属络合物,还测验开发了环境负荷较低的纳米颗粒组成法。

由京都大学、筑波大学、东海大学和产业技术概括研讨所组成的研讨小组发现,向相变材料GeSbTe化合物(GST)照耀高强度太赫兹脉冲后,该材料会以纳米尺寸从非晶状况生长出晶体。

理化学研讨所新开发了“原子混合法”,能在极细小的纳米颗粒中,以不同的比例和组合混合多种金属元素。运用这种方法,初度成功组成了分别混合5种和6种金属的多元合金纳米颗粒。该方法有助构成新的物质群和开辟新领域,开宣告现在没有发现的新式功用材料。

东北大学与美国华盛顿大学以及日本电气硝子公司经过一同研讨,开宣告了能以平等强度激烈吸收全部可见光(波长400—700纳米)的黑色涂层材料。如此一来,被视为液晶显现屏缺陷的暗色显现将变得更加漂亮。而且,该涂层材料还能前进包括有机EL显现屏在内的全部显现屏的可规划性。

以色列

双层涂料能吸热制冷,太空材料可造人工骨骼

以色列草创公司发清楚双层涂料,它能吸收太阳热能,一同将吸收的热能用来制冷。太阳光能越强,涂层制冷才干越高。该涂层材料简直能够用于商场、公寓楼、交通工具、卫星等任何一个物体的表面,且对环境无害,运用寿命为10—15年。

科学家发现卤化物钙钛矿等材料内部存在着自我批改功用,该发现不只能够促进卤化物钙钛矿的运用(如获取太阳能),而且能够协助寻找用于制造电子设备的其他自愈材料。

医务人员将由高分子聚合物构成的太空新材料MP1制造成人工骨骼,用于矫形外科手术中代替人体关节,然后创始了关节代替新疗法。

俄罗斯

尖端领域用新材料作用迭出,石墨烯改性助力量子计算机研发

2018年,俄科学家在新材料领域获得了一系列新作用:

托木斯克工业大学科学家运用聚合物纤维和亚麻纤维研发出高强度复合材料,具有重量轻、强度高的特性,未来可广泛运用于航空、航天和汽车工业等领域;

远东联邦大学和俄科学院远东分院学者在极点条件下,组成出粉末混合物材料,主要成分是铪的碳化物和氮化物,熔点到达4400开尔文,逾越国际上最难熔材料五碳化四钽铪(Ta4HfC5)的熔点4200开尔文纪录,该材料将主要运用在国防军工、航空航天、电子信息、动力、防化、冶金和核工业等尖端领域;

俄远东联邦大学天然科学学院的科研团队研发出新式Nd:YAG光学纳米陶瓷材料,含有高达4%钕离子活性添加剂,具有优良的物理机械功用,可作为地上及空间光学通讯设备材料,用于制造高精度距离测量及污染监测的仪器,以及开发新式激光加工、信息记载与存储方法等。

在石墨烯改性处理方面,莫斯科罗蒙诺索夫国立大学化学家组成出了一种外形酷似水母的特别类型石墨烯纳米粒子,这些粒子的结构使其可被用于催化进程及制造导电聚合物,可用来制造超级电容器和电池的电极;

圣彼得堡国立大学和托木斯克国立大学的俄科学家参加的国际研讨团队对石墨烯进行了改性处理,赋予了其钴和金磁性和自旋轨道耦合的特性,有助于改进量子计算机。

德国

首测二维材料力学功用,优化运用稀土和永磁体

萨尔州大学的物理学家哈特曼和莱布尼茨新材料研讨所的研讨人员协作,经过对石墨烯进行扫描隧道显微镜测量,初度能够表征原子级薄膜材料的二维力学功用,为其从传感器、处理器到燃料电池等广泛运用开荒了新的途径。

德国弗劳恩霍夫协会部下的8家研讨所联合开宣告了优化稀土运用的处理计划。一种是选用新的处理计划可使稀土材料用量削减五分之一;另一种是将电动机、风力涡轮机或汽车上收回的永磁体从头再运用,经过纯氢处理将永磁体分解成细小颗粒,然后从头浇注或烧结,再生磁铁可到达新磁铁容量的96%。

此外,德国尤利希研讨中心专家开宣告了一种新的固态电池,其充放电进程的充电率比文献记载的固态电池高出10倍。新电池组件由磷酸盐化合物制成,材料经过化学和机械功用的最佳匹配,完结电池持续出色的可通性。一般固态电池再次布满需要约10—12个小时,新式电池不到一个小时就能足够电,有望用于电动汽车、航空航天、智能住宅和医疗器械等众多领域。

韩国

晋级表面活性剂材料,低温组成大面积石墨烯

韩国研讨团队成功开宣告运用基因工程改造过的大肠杆菌和葡萄糖制造芳香族聚酯塑料的技术;运用纳米粒子研发出新一代表面活性剂;运用钨硒二维纳米膜与一维氧化锌纳米线研发出新一代宽光谱二极管感光元件;成功开宣告以新式纳米复合体(氟化锡SnF2)和碳素为基础的钠离子电池用负极材料,成功将钠离子电池容量前进约两倍。

此外,韩国大学运用二氧化硅纳米材料制造出高灵敏度、透明且柔软的压力传感器,在无源工况下运用离子的移动传输外部影响信号,对血压、心电、物体表面特性等具有精密感应才干;运用钛金属开发成功高品质的大面积石墨烯低温组成技术;仿照电鳗发电原理和结构开宣告微型高电压能量发生器,运用数千个能量发生器集群发生600伏电压。 
 
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