2018年5月全球基础研究重点领域动态

发布时间:2020-11-19 阅读次数:3284

1、生命健康领域

1

美国食品药品监督管理局批准首款人工虹膜


       5月30日,美国HumanOptics公司的人工虹膜产品CustomFlex获美国食品药品监督管理局(FDA)批准上市,用于治疗由先天性遗传缺陷或后天损伤导致的虹膜缺失或受损。该人工虹膜由可折叠的医用硅材料制成,可根据患者需求个性化定制尺寸与颜色,而且易于安装。在包含389名患者的临床试验中,超过70%的患者对强光的敏感度有显著改善,94%的患者对人工虹膜的外观感到满意。同时,与该人工虹膜及其手术过程相关的副作用较少。该产品为虹膜缺陷带来全新的疗法,改善患者的生活质量。(上海生命科学信息中心 李祯祺)

2

美国利用人鸡融合胚胎证实人类“组织者”细胞的存在


      美国洛克菲勒大学的研究人员将利用胚胎干细胞培养的人工胚胎移植入鸡胚胎,发现人类细胞不仅在鸡胚中存活下来,而且能够诱导脊柱与神经系统的基础性发育,进而首次证实了人体中“组织者”细胞——一种帮助组织并引导胚胎发育的细胞群的存在。该成果中构建人-鸡细胞融合胚胎的技术的实现是发育生物学领域的巨大进步,避免了使用人类胚胎的伦理问题,将为研究人类早期发育提供重要的新工具。同时,人类“组织者”细胞的证实及未来的进一步研究也将为再生医学的研究提供新的思路。相关成果5月23日发表在《自然》上。(上海生命科学信息中心 王玥)


2、农业科技领域

1

中英科研人员合作揭示水稻抗虫新机制


      浙江大学联合英国纽卡斯尔大学和国内多家机构,首次揭示了5-羟色胺与水稻抗虫性之间的关系,为水稻及其他作物的抗虫育种和发展防虫治虫策略提供了新思路。研究发现,当害虫侵食水稻时,会促进水稻中5-羟色胺合成酶基因CYP71A1转录,从而使植株内5-羟色胺含量上升,并同时导致一种已知的能够提高水稻抗病性的化合物水杨酸的含量下降。因为对害虫而言,5-羟色胺可以增加水稻的“口感”和“营养”,会促进害虫为害作物,因此,未来通过控制CYP71A1基因培育出的作物抗性品种,可以不受害虫诱导合成5-羟色胺,从而提高自身的抗虫性。相关研究5月7日发表在《自然-植物》上。(中国科学院科技战略咨询研究院 袁建霞)

3、地球科学领域

1

沙特阿卜杜拉国王科技大学开发出深部油藏成像新方法

       

        地震勘探是石油勘探中用来研究深部隐藏的地质构造的一项重要技术,这些隐藏的地质构造可能正是圈闭的石油和天然气的关键构造。传统的油藏描述方法主要是基于一维地震反演,这些方法是稳定的,但依赖于地质性质的假设,并且反演结果依赖于地震成像过程的准确性。沙特阿卜杜拉国王科技大学研究人员开发出了一种先进的地震数据处理计算方法,利用全波形反演方法集成了更复杂的附加信息来更好地约束反演结果,能够以超高分辨率对深层油藏的详细储存结构进行成像,解决了诸如裂缝密度和定位等关键信息,对钻井决策和水平井位布置具有很大指导意义。对四个不同储藏环境的数值模拟结果显示,该方法可以明显抑制参数间的串扰,且可以降低人为因素及边缘效应对模拟结果的影响。该成果可能重新定义深部石油地震勘探数据分析的难度,将为日益艰难的深部油藏储量寻找开辟新的可能性。相关研究6月1日发表在《国际地球物理期刊》上。(兰州文献情报中心 刘文浩)


4、纳米科技领域


1

中国造出迄今拉伸强度最强的碳纳米管管束

       

        碳纳米管是已知强度最大的材料之一,但常规碳纳米管长度仅有微米级,一旦将短碳纳米管组装成纤维,会因为相互堆叠和纠缠而导致其失去纳米尺度时的超级强度。清华大学研究人员通过原位气流聚焦方法,可控地制备出组成确定、结构完美、排列平行的厘米级连续超长碳纳米管管束。利用“同步张弛”策略,在纳米操纵作用下,释放管束的初始应力,使其分布范围较窄,实现80GPa以上的拉伸强度。对含有多根碳纳米管的情况,如能保证长度连续、结构完美、取向一致及初始应力均匀分布,其拉伸强度仍可接近单根强度。上述工作是该团队继2013年制备出世界上最长的、单根长度逾半米的碳纳米管后又一创新性进展,将纳米尺度碳纳米管的超高强度拓展到体相尺度,为碳纳米管的走向更大规模的实际应用奠定了基础。相关研究5月14日发表在《自然-纳米技术》上。(武汉文献情报中心 万勇)

5、能源科技领域

1

美国研究人员开发出可循环充放电超万次的锰-氢电池

       

        随着可再生能源开发利用规模的不断扩大及智能电网产业的迅速崛起,储能技术的重要性日益凸显。现有的大规模储能技术以及各种蓄能电池等均存在不同的问题,远不能满足大规模储能廉价、安全、高能量密度和高稳定性的要求。美国斯坦福大学崔屹教授领衔的研究团队研究人员以多孔碳纤维带作为正极、铂/碳修饰的碳带作为负极、硫酸锰作为电解质、玻璃纤维作为隔膜,开发出一种新型锰-氢电池。研究显示,锰-氢电池具有非常优异的电化学性能,比如稳定的放电电压、高倍率的放电电流、大于1万次的稳定充放电循环周期以及较高的质量能量密度和体积能量密度。研究还表明选用更厚、比表面积更大的碳或者柱状结构可以有效提高该电池的放大性能。上述研究开发出一种低成本、长寿命、高能量密度的水系锰-氢电池,为大规模储能带来了新的希望。相关研究4月30日发表在《自然-能源》上。(中国科学院科技战略咨询研究院 王海名)


6、基础交叉前沿

1

中国科学家首次获得离子水合物原子级分辨图像

       

       水能溶解盐,并能与溶解的离子结合形成团簇,这一过程称为离子水合,形成离子水合物。一个世纪前科学家就已经知道了水合离子的存在,但一直未找到直接的实验证据。北京大学江颖教授和王恩哥院士联合研究团队利用自主研发的非接触式原子力显微镜,在世界上首次获得了离子水合物的原子级分辨图像。同时,在研究离子水合物的动力学输运性质过程中,研究团队还发现了“幻数效应”:包含有3个水分子的钠离子水合物具有异常高的扩散能力。这一研究首次建立了离子水合物的微观结构和输运性质之间的直接关联,刷新了人们对于离子输运的传统认识。这一认识对离子电池、防腐蚀、海水淡化、生物离子通道等具有重要的潜在意义。相关研究5月14日发表在《自然》上。(中国科学院科技战略咨询研究院 王海名)

        中国科学院科技战略咨询研究院《全球基础研究重点领域动态》编写组