2021年第3期(总第11期)

发布时间:2021/03/25 10:32:45 文章来源:本站

要 目


l  生命科学

科学家梳理全球已上市新冠疫苗的安全性


l  信息科学

1.谷歌科学家发布数学猜想自动猜想系统

2.中电38所毫米波芯片及模组刷新探测距离新纪录


l  材料科学

1.清华研究新型粒子加速器光源 有望助力光刻机自主研发

2.复旦科学家研发出新型织物显示技术


l  MIT发布“2021年全球十大突破技术”



l  生命科学


科学家梳理全球已上市新冠疫苗的安全性

目前全球批准上市的的新冠疫苗主要有九种。mRNA疫苗:辉瑞、Moderna;腺病毒载体疫苗:俄国卫星V,阿斯利康/牛津、强生、康希诺;灭活疫苗:科兴、国药北生所、国药武汉所。这些疫苗接种后,出现了各种不同的副作用,常见的副作用是疼痛、疲倦、头疼、肌肉酸疼、发冷、发热、肿胀、关节疼、恶心等等。截止3月15日,全球接种新冠疫苗超3.6亿剂,其中有将近一亿五千万人接种了mRNA疫苗(辉瑞、莫多那)、有近一亿人接种了中国的灭活疫苗。中国国内已接种疫苗6498万剂。疫苗的安全性在全球接种接近四亿剂的时候,基本上已从这些真实的数据中得出结果。3月15日,美国宾夕法尼亚大学医学院副教授张洪涛,基于疫苗上市后的使用情况,对各种疫苗的副作用、安全性等进行了一次完整的基于科学数据以及观察的科学的梳理。他认为,

1、不管是哪一款疫苗,在接种之后都不可避免地会出现死亡事件,关键要看死亡是偶合事件还是因为疫苗所导致。目前上市的疫苗,并没有哪款疫苗因为效果太差而不值得使用,也没有哪款疫苗存在巨大的安全性风险。

2、mRNA疫苗是目前接种最多的疫苗,在临床试验中显示的保护率数据最高,其保护效果目前也得到了真实世界数据的支持。辉瑞和Moderna两款疫苗基本没有差别,没有必要在这两种疫苗中进行挑选。

3、腺病毒载体疫苗中,尚未大规模使用的康希诺、强生疫苗只需要打一针即可获得有效保护,但保护率是否理想、未来是否需要加强,目前并没有答案。俄罗斯“卫星V”疫苗保护率较好,但缺少上市后数据,目前也无法对安全性做出横向比较。

4、阿斯利康疫苗目前安全性问题遭到质疑,是否和凝血、疫苗批次有关也尚未得出正式结论,目前全球已有近20国暂停接种英国阿斯利康疫苗。

5、更加安全、但保护率相对较低的三款国产灭活疫苗效果比较接近。单科兴疫苗提供的信息更多一些,透明度也更高一些。

微评:如何看待疫苗的有效性与安全性?需要基于数据的科学分析,而不是基于片面信息的传播与盲从。疫苗争议性极强的各种副作用常见诸于报端,但疫苗接种后出现的死亡,并不等于就是疫苗导致的死亡。除了常见的副作用,疫苗也会引起不常见的严重副作用。



l  信息科学


谷歌科学家发布数学猜想自动猜想系统

数学上许多最著名的问题都是猜想,而不是解决方案,例如“费马大定理”(由17世纪法国数学家皮耶·德·费马提出,历经三百多年,最终在1995年由英国数学家安德鲁·怀尔斯宣布将其证明)。好的数学猜想可以用精确和简洁的方式陈述极其深刻的事物、精彩地证明或反推其真理,但提出一个好的猜想是异常困难的,好的猜想对数学家来说具有很大的魔力。近日,来自以色列理工学院和谷歌特拉维夫办公室的一组研究人员提出了一个自动猜想软件系统,该系统在几乎没有经过正式培训的情况下开发了数以千计的数论创新公式。该系统背后的智能算法已经“猜想”出了数学中的一些通用常数的原始和重要公式。比如由这套系统创建的公式之一可以计算卡塔兰常数( Catalan’s number),它比以前任何人类发现的公式都更为有效。研究人员的成果发表在《自然》杂志上。

微评:在此前数学家需要利用现有的数学知识和定理做出猜想,但借助该系统的自动猜想算法,数学家也许可以使用它们来逆向推理工程上隐藏的定理,或是得出更加优雅的成果。不过该软件系统和算法被认为不会取代数学,而只是为现有的数学家提供一种辅助和参考。


中电38所毫米波芯片及模组刷新探测距离新纪录

在第68届国际固态电路会议(ISSCC2021)上,中国电科38所发布了一款高性能77GHz毫米波芯片及模组,在国际上首次实现两颗3发4收毫米波芯片及10路毫米波天线单封装集成,探测距离达到38.5米,刷新了当前全球毫米波封装天线最远探测距离的新纪录。此次发布的封装天线模组包含两颗38所自研77GHz毫米波雷达芯片,该芯片面向智能驾驶领域对核心毫米波传感器需求,采用低成本CMOS工艺,单片集成3个发射通道、4个接收通道及雷达波形产生等,主要性能指标达到国际先进水平,在快速宽带雷达信号产生等方面具有特别优势,芯片支持多片级联并构建更大规模的雷达阵列。据悉,该77GHz毫米波芯片,在24mm×24mm空间里实现了多路毫米波雷达收发前端的功能,创造性地提出一种动态可调快速宽带chirp信号产生方法。另外,38所团队还基于扇出型晶圆级封装技术,创造性地采用了多馈入天线技术,有效改善了封装天线效率低等问题,大幅提升了封装天线的有效辐射距离,为近距离智能感知提供了一种小体积和低成本解决方案。

微评:微波(毫米波)电路和芯片采用业内非常成熟的CMOS工艺,解决微波器件与电路的芯片化集成和封装问题,并带来成本的快速下降,将会为微波(毫米波)技术的民用商业化应用带来突破性动力,同时也将会为军用作战通讯系统的小型化微型化、快速机动部署提供诱人前景。



l  材料科学


清华研究新型粒子加速器光源 有望助力光刻机自主研发

2月25日,清华大学工程物理系教授唐传祥研究组与来自亥姆霍兹柏林材料与能源研究中心(HZB)以及德国联邦物理技术研究院(PTB)的合作团队在《自然》(Nature)上发表了题为《稳态微聚束原理的实验演示》(Experimental demonstration of the mechanism of steady-state microbunching)的研究论文,报告了一种新型粒子加速器光源“稳态微聚束”(Steady-state microbunching,SSMB)的首个原理验证实验。SSMB概念由斯坦福大学教授、清华杰出访问教授赵午与其博士生Daniel Ratner于2010年提出。赵午持续推动SSMB的研究与国际合作。2017年,唐传祥与赵午发起该项实验,唐传祥研究组主导完成了实验的理论分析和物理设计,并开发测试实验的激光系统,与合作单位进行实验,并完成了实验数据分析与文章撰写。唐传祥教授和HZB的Jörg Feikes博士为论文通讯作者,清华工物系2015级博士生邓秀杰为论文第一作者。

《自然》相关评论文章写到“该实验展示了如何结合现有两类主要加速器光源——同步辐射光源及自由电子激光——的特性。基于SSMB原理,能获得高功率、高重频、窄带宽的相干辐射,波长可覆盖从太赫兹到极紫外(EUV)波段,未来有望应用于EUV光刻和角分辨光电子能谱学等领域。SSMB光源的潜在应用之一是作为未来EUV光刻机的光源,这是国际社会高度关注清华大学SSMB研究的重要原因。

目前,清华正积极支持和推动SSMB EUV光源在国家层面的立项工作。清华SSMB研究组已向国家发改委提交“稳态微聚束极紫外光源研究装置”的项目建议书,申报“十四五”国家重大科技基础设施。

微评:大功率EUV光源的突破对于EUV光刻进一步的应用和发展至关重要。基于SSMB的EUV光源有望实现大的平均功率,并具备向更短波长扩展的潜力,为大功率EUV光源的突破提供全新的解决思路。EUV光刻机的自主研发还有很长的路要走,基于SSMB的EUV光源有望解决自主研发光刻机中最核心的“卡脖子”难题。这需要SSMB EUV光源的持续科技攻关,也需要上下游产业链的配合,才能获得真正成功。


复旦科学家研发出新型织物显示技术

3月10日,复旦大学高分子科学系彭慧胜团队一项名为《集成功能系统的大面积显示纺织品》的研究登上最新一期Nature。研究人员描述了一种具备显示、穿戴、折叠、可清洗功能的新型智能电子织物,不仅能用于制作可发光围巾、手套等新型可穿戴产品,还能与键盘、蓝牙模块等集成做交互式导航显示器。相比现有的织物显示技术,该团队研发的新型织物十分“耐造”,经历100次洗涤与干燥、1000次折叠后仍具备显示功能,此外还支持电池、太阳能等多种供电方式。

为解决现有织物显示技术的局限性,该团队历经约10年研发,提出了一种全新的不同材质经纬纱线组合方式。研究人员选用会发光的经纱和可导电的纬纱,再用两种纱线与棉质纱线等常见纤维编织出织物,在织物的纤维交织处创造出微小的显示光点。经过对大量不同材质的经、纬纱线组合进行测试,研究人员最终选用了一种涂有发光复合材料的镀银纱线作为经纱,一种由凝胶制成的可导电纱线作为纬纱,并成功研制出一种可通过驱动电路进行控制的可发光织物。该织物支持电池、太阳能等多种供电方式,并通过绿、蓝、橙色的光点显示不同信息。

微评:对于可穿戴设备来说,不断提升与人类交互的程度、创新交互方式是其重要的发展方向,可穿戴设备将成为延伸人自身功能的重要媒介。复旦大学研究团队研发的这种织物显示技术未来或可用于帮助言语障碍人士进行交流、帮助司机在衣服上查看GPS地图、显示穿戴者情绪状态等多种场景。研究团队仍需对这项织物显示技术继续进行改良,以增强显示亮度、增加光线颜色选择等,使得实验室技术能真正走向规模化商业应用。



l  MIT发布“2021年全球十大突破技术”

日前,《麻省理工科技评论》2021“全球十大突破性技术”在杭州发布。今年也是《麻省理工科技评论》“全球十大突破性技术”连续发布的第20年。作为全球历史悠久、影响力极大的新兴科技商业媒体,《麻省理工科技评论》一直关注技术的商业应用潜力以及对人类社会和生活的重大影响,被认为是投资和技术应用领域的风向标。

2020年,新冠肺炎疫情席卷全球。在经受疫情考验之时,人们也真切体会到科技正成为人类面对挑战的“关键之手”。过去一年,大数据快速拆解了病毒特性,人工智能技术助力疫苗和药物的开发,远程协作工具保证了社会有效运转,智能制造提供了有力保障。在这一背景下,《麻省理工科技评论》评选的2021年“十大突破性技术”,囊括了GPT-3(人工智能自然语言深度学习模型)、多技能 AI、TikTok 推荐算法、数据信托、远程技术、超高精度定位、数字接触追踪、mRNA 疫苗、锂金属电池、绿色氢能。

它们是科技领域最热门、最前沿、最具价值的研究领域,从中孕育出的成果寄托着人类对未来美好生活的憧憬,也必将在未来社会生活中产生巨大的影响。