《自然》杂志发布2020年即将实现的科技进展

《自然》杂志发布2020年即将实现的科技进展

时间:2020-01-09 09:53 作者:admin 点击:
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入侵火星

2020年将看到一系列密集的的火星入侵项目,包括三组火星登陆计划。美国国家航空航天局将于2020年发射火星探测器,储备岩石样本,然后执行回地球的任务,该任务还将携带一个小型、可拆卸的无人驾驶直升机。中国将首次登陆火星,部署一个小的探测器——火星1号。俄罗斯的宇宙飞船将携带一颗欧洲太空总署(ESA)的探测器到达这可红色星球——如果降落伞着陆的问题可以解决。除此之外,阿拉伯联合酋长国将发送一个火星飞行器,这将是第一个由阿拉伯国家执行的火星任务。

在离地球更近的地方,中国计划发射嫦娥五号月球样本返回任务。日本的“隼鸟二号”任务将把小行星“龙宫”的样本送回地球,美国宇航局的“欧西里斯-雷克斯”号也将咬掉小行星“贝奴”作为研究样本。

黑洞

继2019年梅西耶87星系中心超大质量黑洞的图片引起媒体轰动之后,地平线望远镜合作项目预计将发布新的结果,这一次是关于银河系中心的黑洞。这可能包括多张图片,甚至可能是一部气体环绕这个巨兽的影像,它被称为人马座a *。

今年晚些时候,ESA的盖亚任务将更新银河系的3D地图,这显著改变了科学家对银河系结构和演化的理解。引力波天文学家将公布他们在2019年观测到的宇宙碰撞的宝藏,这些碰撞在时空中产生了涟漪。其中包括许多黑洞的合并,但也包括以前从未见过的黑洞与恒星的碰撞。

大型对撞机

欧洲核子研究中心希望在2020年为未来的大型对撞机建设获得资金。位于瑞士日内瓦附近的欧洲粒子物理实验室将于明年5月在布达佩斯召开一次特别会议,会上一个委员会将决定这些计划是否实施 。实验室希望建造一台100公里的机器,其功率是大型强子对撞机的6倍,耗资约210亿欧元(234亿美元)。

在美国,伊利诺斯州芝加哥附近的费米国家加速器实验室应该会公布期待已久的Muon g-2的结果,这是一项对介子在磁场中如何运动的高精度测量。物理学家希望,微小的异常现象能够揭示出未知的基本粒子。

合成酵母

合成生物学家将于2020年完成面包酵母(Saccharomyces cerevisiae)的重建工作。研究人员已经完全取代了以前简单的生物遗传密码——例如,支原体分枝杆菌——但在酵母细胞中进行这项工作更具挑战性。这项名为“合成酵母2.0”的研究是由来自四大洲的15个实验室合作完成的。研究小组已经用合成的DNA片段替换了酿酒酵母16条染色体。他们还尝试重组和编辑基因组——或删除基因组的一部分——以了解有机体是如何进化,以及如何应对突变的。研究人员希望,工程酵母细胞将释放出更有效和更灵活的方式来制造大量产品,从生物燃料到药物。

海底采矿

今年8月,联合国环境规划署将发布一份关于地球工程科学和技术方面的重要报告,这些方法可用于应对气候变化。这包括从大气中吸收二氧化碳和阻挡阳光。同样在2020年,国际海底管理局将发布人们期待已久的法规,使海底采矿成为可能。科学家们担心,这种行为将会破坏海洋生态系统,以及对环境造成灾难性的影响。

替代器官

随着研究人员在这项充满伦理意味的技术上取得进展,在其他动物身上为人类培育替代器官的梦想有望实现。东京大学的干细胞科学家Hiromitsu Nakauchi计划在小鼠和大鼠胚胎中培育人类细胞组织。然后,他将把这些杂交胚胎移植到替代动物体内,直到去年3月日本的一项新法律生效,这一步骤才被允许。Nakauchi和他的合作者也用猪胚胎做了类似的实验。这类研究的最终目标是培育出能够最终移植到人体内的器官。但一些研究人员认为,在实验室里培养“类有机物”更安全、更有效。

蚊虫反击实验

在印度尼西亚的日惹市,对一种可以阻止登革热传播的技术的重大测试将得出结论。研究人员已经释放了携带沃尔巴克氏细菌的蚊子,这种细菌可以抑制由蚊子传播的登革热、基孔肯雅热和寨卡病毒。印尼、越南和巴西的小规模试验显示出了诱人的前景。

同样有希望的是一种疟疾疫苗,它将在赤道几内亚的比奥科岛进行试验。到2020年,世界卫生组织希望消除昏睡病或非洲锥虫病这一公共卫生问题。这种臭名昭著的疾病由采采蝇携带。

常温超导

物理学家希望创造一种在室温下无电阻的导电材料,但目前这种超导材料只能在数百万千帕的压力下工作。镧“超级氢化物”在2018年打破了所有的超导温度记录,在此之后,研究人员希望能合成出在最高53°C温度下具有超导性能的镧“超级氢化物”。

固体能源

很多公司都计划开始销售钙钛矿太阳能电池,这种材料有望比传统太阳能电池板使用的硅晶体更便宜、更容易生产。将钙钛矿与“串联”电池中的硅相结合,可以生产出市场上效率最高的太阳能电池板。

在7月份的东京奥运会期间,能源行业可能会达到另一个里程碑,届时丰田预计将推出第一款使用“固态”锂离子电池的汽车原型。这些电池用固体材料替代了电池内部分离电极的液体,增加了可储存的能量。固态电解质电池寿命更长,但充电速度更慢。