2024年最值得期待的科学突破
跨学科和跨行业的科学发现,每天都在发生。美国化学会下属《美国化学文摘》近期对2024年值得期待的科技突破作出了预测。其中包括绿色化学加速扩张、脱碳能源、CRISPR临床验证、生物材料兴起,以及从癌症到神经退行性疾病的药物治疗等方面的新进展。
科学家寻求创新方法减少化学过程对环境的影响。图片来源:《美国化学文摘》在线版
神经退行性疾病目前还无法完全治愈。图片来源:《美国化学文摘》在线版
人工智能研发提速
人工智能(AI)领域一直具有前瞻性。生成式人工智能现正在影响药物发现,机器学习在环境研究中也得到了广泛使用。像ChatGPT这样的大型语言模型,已进入医疗保健应用和临床环境中进行测试。
许多科学家都在关注阿尔法折叠。这一深度思维公司的蛋白质结构预测软件,彻底改变了人们理解蛋白质的方式。深度思维和Isomorphic实验室稍早时间宣布,他们的最新模型已显示出更高的准确性。此外,由AI驱动的治疗性抗体研究成果也越来越受欢迎,RubrYc医药公司的抗体发现引擎等平台,正在推进该领域的研究。
绿色化学促进环保
绿色化学是一个快速发展的领域。在这里,科学家不断寻求创新方法,以最大限度地减少化学过程对环境的影响。譬如改善预测结果、减少塑料使用、寻找电池“濒危元素”替代品、发现更可持续的催化剂、回收锂离子电池等。
生物材料正在兴起
用于生物医学应用的新材料可能会在2024年彻底改变医疗保健领域的许多方面。譬如Neuralink公司正在开发的脑机接口系统,使用了直接植入大脑的生物相容性电极网络。该系统已获美国食品药品监督管理局(FDA)批准,并于2023年开始人体试验。此外,具有生物相容性和天然来源的多功能生物材料和生物墨水,都是2024年值得关注的前沿技术。
太空探索脚步不停
2024年,美国国家航空航天局计划发射“欧罗巴快船”。它将围绕木星运行,并飞越木星的卫星之一——木卫二,以研究水的存在及可居住性等问题。中国的嫦娥六号任务计划将月球样本带回地球进行进一步研究。日本宇宙航空研究开发机构的火星卫星探索任务,计划从火星的卫星之一——火卫一带回样本。波音公司预计还将对其可重复使用的太空舱Starliner进行试飞,该太空舱可以将人们带到近地轨道。
CRISPR迎来“回报”
历经多年的挫折和进步,CRISPR疗法终于首次被批准用于人类。这是CRISPR技术发挥其改善人类健康潜力的里程碑时刻。除了卓越的基因组编辑能力外,基于CRISPR-Cas的生物传感系统也开创了早期癌症精准诊断的新时代。
癌症治疗飞速向前
免疫肿瘤学领域在过去几年中飞速发展。细胞因子、疫苗、肿瘤定向单克隆抗体、免疫检查点阻断剂等获批产品的市场规模持续增长。譬如,名为TAC01-HER2的新疗法目前正在进行临床试验。
另一种有前景的策略是将CAR-T细胞与增强免疫反应的疫苗结合使用,以对抗实体瘤。免疫增强有助于身体产生更多的宿主T细胞,这些细胞可以靶向CAR-T细胞无法杀死的其他肿瘤抗原。
能源生产追求脱碳
全球正在努力用不产生或少产生二氧化碳的能源取代基于化石燃料的能源,实现能源生产脱碳。其中一项努力是将大规模储能设备纳入到现有电网里,几种类型的电网规模存储技术(即可以存储能量,然后在更有利的时间回馈给电网)正在开发中。
2024年,核电研发领域将继续保持活跃。在核裂变方面,多家公司正在开发小型模块化反应堆,用于电力生产和化学制造。
治疗神经退行性疾病
神经退行性疾病是导致死亡和残疾的主要病因之一。虽然目前还无法完全治愈这种疾病,但新近的科学发现将有助于找到其他治疗方法。其中,阿尔茨海默病的两种免疫疗法已获FDA批准,该疗法可减少早期阿尔茨海默病患者的认知能力下降。在帕金森病治疗中,FDA正在研究和批准除药物和深部脑刺激之外的新治疗方式。对于肌萎缩侧索硬化症(ALS),过去两年FDA批准了两种药物来减缓患者的疾病进展,最近科学家们还发表了突变如何导致ALS的基因研究成果。(记者 张梦然)
1月11日13时30分,我国太原卫星发射中心在山东海阳附近海域使用引力一号遥一商业运载火箭,将搭载的云遥一号18—20星3颗卫星顺利送入预定轨道,飞行试验任务获得圆满成功。图为1月11日,人们在山东省海阳市连理岛上准备观看海上火箭发射。新华社记者 李紫恒摄
科技日报北京1月11日电 (记者付毅飞)记者从东方空间技术(山东)有限公司(以下简称“东方空间”)获悉,1月11日13时30分,我国太原卫星发射中心在山东海阳附近海域使用引力一号运载火箭,将云遥一号18—20星3颗卫星顺利送入预定轨道,发射任务获得圆满成功。此次任务是该火箭首次飞行。
引力一号运载火箭由东方空间自主研制。该火箭创造了全球起飞推力最大固体运载火箭、世界首型全固体捆绑(固体芯级+固体助推动力)运载火箭等多项纪录。
引力一号运载火箭采用三级半全固体捆绑构型,高度约为30米,整流罩直径4.2米,芯级和助推器直径同为2.65米,起飞重量405吨,起飞推力600吨,近地轨道运载能力6.5吨,500公里太阳同步轨道运载能力4.2吨。相比国际上现役推力最大的固体火箭——欧空局研制的四级固体运载火箭“织女星-C”,引力一号的起飞质量高出195吨、起飞推力高出141吨。
引力一号所用7台大推力固体发动机由中国航天科技集团四院提供。据四院相关人员介绍,该火箭由芯一级、芯二级、芯三级固体发动机,以及芯一级周身捆绑的4枚固体助推器构成,是迄今全球首型固体芯级捆绑固体助推动力的中型运载火箭。其中助推级、芯一级、芯二级为直径2.6米发动机,芯三级为高精度上面级固体发动机,均采用碳纤维壳体、中能推进剂以及矢量喷管等技术。
作为首款海上发射的捆绑型运载火箭,引力一号进一步提升了我国海上发射技术水平,扩充了我国中型运载火箭海上机动发射能力。该火箭创新采用了适应公路运输(传统是铁轨运输)的灵活机动的垂直转运模式。“芯级+助推”的模块化、组合化捆绑构型设计,使火箭实现了更低重心和更大支撑跨度,“底盘”更稳,能够更好适应海上发射时发射船舶的晃动场景,提高了火箭在高海况恶劣条件下海上运输和发射的适应能力,减少了发射前勤务保障的难度。
“引力一号作为中型捆绑运载火箭,在专业耦合程度、大型壳段生产,乃至日常使用流程及保障方面,都与小型火箭有很大差异。”东方空间联席首席执行官、引力一号总设计师兼总指挥布向伟说。
引力一号运载火箭于2021年3月立项,东方空间研制团队攻克了海陆通用中型运载火箭总体设计及试验、捆绑固体运载火箭多学科耦合优化设计、批量化—低成本—大承载中大型火箭结构及装置设计制造、中型运载火箭多模快速响应发射4大关键技术群。该火箭首飞成功,标志着我国商业运载火箭自主创新取得重大进展,进一步丰富了我国运载火箭型谱,扩充了我国中低轨卫星多样化、规模化发射能力。
近日,广州交投下属公路工程集团检测公司自主研发的“一种钢筋混凝土桥梁裂缝的智能预测方法及系统”成果通过了国家知识产权局的专利审批。本项发明专利是检测公司在公路桥梁结构检测领域的重要成果,为检测公司提升核心竞争力、实现可持续发展蓄势赋能。
本项发明提供了一种对钢筋混凝土裂缝变化特征进行精准识别的智能预测系统。该系统首先依据桥梁样本的构造参数输出仿真模型,接着收集桥梁样本图像集合进行模型训练并输出裂缝预测双通道模型,最后把通过裂缝宽度采集装置获取的实时裂缝图像集合与预设目标周期同步输入裂缝预测双通道模型,输出风险预测结果。该系统目前应用于东南西环DK24-26高架桥,选取左右两幅共计66片梁做了裂缝详细绘制并跟踪后续发展状态,开展阶段性预测,为后续检测及养护维修提供科学依据。
自成立以来,检测公司在公路桥梁结构检测领域努力探索,深耕技术服务,在琶洲大桥、大广高速大江里特大桥、大广高速李屋大桥等广州市应急监测重大任务中发挥关键作用,用“医心检测”的初心和使命积累了良好的服务口碑与信誉。
未来,检测公司将再接再厉,立足公路桥梁检测业务,盘活用好专利资源,不断提高技术服务水平,以技术创新塑造“医心检测”品牌新优势,打造企业核心竞争力,为粤港澳大湾区交通建设贡献更强力量。
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