科研发展动态2020年第6期

发布时间:2020/10/12 10:52:25 文章来源:本站

要 目


l  生命科学

北大团队证实气溶胶传播新冠病毒的事实


l  信息科学

台积电突破2纳米制程


l  材料科学

美国科学家实现高压下室温超导


l  2020诺贝尔奖

1.生理学或医学奖

2.化学奖

3.物理学奖


l  深港科创论坛

第二届深港科创论坛10月18日成功举办





l  生命科学


北大团队证实气溶胶传播新冠病毒的事实

财联社10月5日讯,近日,北京大学环境科学与工程学院教授要茂盛团队与北京市朝阳疾病预防与控制中心合作开展研究,首次证实人体呼吸本身就是非常重要的新冠病毒排放传播方式,且呼出气中大部分颗粒都小于PM2.5,从而进一步揭示气溶胶传播扩散新冠病毒的事实,为未来更好阻断空气传播提供了重要的科学依据。

微评:全球秋冬季第二波疫情已经启动,国内疫情虽然控制得很好,但国庆后的疫情小幅反弹可能在一些城市和地区也难以避免,控制和阻断人群聚集造成的传播,仍是很重要的措施,保持社交距离和远离封闭空间仍是需要遵守的良好卫生习惯。



l  信息科学


台积电突破2纳米制程

据台湾经济日报22日报道,台积电2纳米制程研发获重大突破。来自产业链的消息透露,有别于3纳米与5纳米采用鳍式场效电晶体(FinFET)架构,台积电2纳米采以环绕闸极(GAA)制程为基础的MBCFET架构,解决FinFET因制程微缩产生电流控制漏电的物理极限问题,在极紫外光(EUV)微显影技术提升,使台积电研发多年的纳米片(Nano Sheet)堆叠关键技术更为成熟,良率提升进度较预期顺利。行业人士认为,以台积电2纳米目前研发进度研判,2023年下半年可望进入风险性试产,2024年正式量产。台积电先前揭示2纳米研发生产将落脚新竹宝山。

微评:台积电2纳米良率及效能值得期待,推出即可望获苹果、英伟达、高通、超微等大客户采用,陆续转到2纳米投片。尤其英伟达收购安谋(ARM)后,朝超级电脑、超大规模资料中心等高速运算前进,未来将更仰赖与台积电合作。三星预计年底才投入5纳米制程,落后台积电。台积电在2纳米新制程节点的重大突破,将进一步扩大与三星的差距。


l  材料科学


美国科学家实现高压下室温超导

北京时间10月14日发表在《自然》(Nature)杂志上的一项研究,由来自美国罗彻斯特大学、英特尔公司和内华达大学的联合研究团队实现了高温超导的历史性突破。该团队采用含碳硫化氢材料,在267Gpa下一举实现287K(约15℃)温度下的超导效应。该团队运用一种绿色的光化学合成方式,在硫化氢体系中掺杂了一种自然界最廉价、最普通的元素——碳。该团队也指出,通过在更低压力下交换分子,微调(C-S-H)碳-硫-氢三元体系的组分,未来可能实现大气压下稳定或亚稳定的高温超导体。

实际上早在1968年,Neil Ashcroft基于BSC理论提出固体氢可能是一种室温超导体,临界温度达到290K(17℃)。只是要把氢气压成类似金属的固体,需要媲美地心的惊人压力,不少物理学家转而通过富氢材料模拟固体氢,通过掺杂非氢原子来降低金属化的压力条件。2014年,中国吉林大学的马琰铭和崔田团队基于对BSC理论的计算,各自做出了关键预测。前者预言H₂S在160GPa下超导临界温度为80K;后者则认为H₂S与H₂复合成的H3S结构在200 GPa下超导临界温度在191K至204K之间。

微评:虽然这种室温超导是在金刚石“砧板”制造的267Gpa高压下实现的,相当于200多万倍标准大气压,很难谈得上实际应用,但该成果具有里程碑性意义。因为长达百年来,室温超导体一直是物理学的核心追求之一,更被赋予缓解人类能源问题的宏大愿景。近几年间,高压下富氢材料的临界温度不断提升,人类离“超导圣杯”也越来越近。科学史上,超导研究多次获得诺贝尔奖。1911年,荷兰科学家翁内斯(Onnes)因发现汞的电阻在温度降到4.2K(-269℃)以下时变为0,凭此获得了1913年的诺贝尔物理学奖。此后,共有9名科学家在超导研究领域获得了5次诺奖。


l  2020诺贝尔奖


生理学或医学奖

2020年诺贝尔生理学或医学奖,由来自美国国立卫生研究院的科学家哈维·阿尔特(Harvey J. Alter)、阿尔伯塔大学的科学家迈克尔·霍顿(Michael Houghton)和洛克菲勒大学的科学家查尔斯·赖斯(Charles M. Rice)因“发现丙型肝炎病毒”共同获得该奖项,三位科学家在血源性肝炎研究领域做出巨大贡献。丙型肝炎作为一种血源性肝炎是全人类所面临的健康问题,是感染病领域的重要疾病之一,其会导致很多人患上肝硬化乃至肝癌,现在更是成为医学史上屈指可数可以被治愈的慢性疾病。在此前研究中,甲肝病毒和乙肝病毒的相继发现不断推动血源性肝炎领域的研究,但目前大多数血源性感染仍然无法被解释,而丙肝病毒的发现揭示了其它慢性肝炎病毒发生的原因,同时也使得血液检测技术和新型药物的开发成为可能,未来或有望帮助挽救数百万人的生命。


化学奖

2020年诺贝尔化学奖授予了Emmanuelle Charpentier和Jennifer Doudna,这两位女性科学家开发了基因技术中最锐利的工具之一:CRISPR/Cas9基因编辑技术。该技术也被称为“基因剪刀”。利用这一技术,研究人员可以极其精确地改变动物、植物和微生物的DNA。这项技术对生命科学产生了革命性的影响,可以帮助研究者很容易地研究不同基因的功能,开发新的癌症疗法,赋予植物特殊的性状。CRISPR-Cas9的潜力几乎是无穷无尽的,但其中也可能导致一些不道德的应用,所以需要对这些“基因剪刀”技术和实践加以监管。


物理学奖

2020年诺贝尔物理学奖由罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)、莱因哈德·根泽尔(Reinhard Genzel)和安德里亚·格兹(Andrea Ghez)三位物理学家分享,获奖原因是他们发现了“宇宙最黑暗的秘密”,即黑洞。据诺奖官方介绍,本次诺贝尔物理学奖一半授予罗杰·彭罗斯,获奖原因是其“发现黑洞的形成是对广义相对论的稳定预测”。罗杰·彭罗斯发明了巧妙的数学方法,探索了爱因斯坦的广义相对论,“他证明了该理论可预测黑洞的形成,这种时空中的怪物可以捕获进入其中的万物”。另一半则授予莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格斯,获奖原因是他们“发现银河系中心的超大致密物体”。他们的研究成果认为,一个隐形且非常重的天体控制着我们银河系中心恒星的轨道。目前唯一已知的解释是,那是一个超大质量的黑洞。

今年物理学奖公布之后,有多位人士感叹史蒂芬·霍金的逝去。霍金在科学上有许多贡献,包括与罗杰·彭罗斯共同合作提出在广义相对论框架内的彭罗斯-霍金奇性定理,以及他对关于黑洞会发放辐射的理论性预测(现称为霍金辐射)。


l  深港科创论坛


第二届深港科创论坛10月18日成功举办

10月18日下午,深港科技创新合作区第二届深港科创论坛在会展中心会议厅成功举办。本届论坛由市建设深港科技创新合作区领导小组办公室指导,深圳深港科技创新合作区发展有限公司主办,深圳市专家人才联合会、深圳大学、中科院深圳先进院深港脑科学创新研究院协办。本届论坛主题为“聚焦生命健康 畅想未来创新”,特邀诺奖得主厄温•内尔教授、港科大副校长叶玉如院士、深大副校长张学记院士、国家干细胞及转化研究重点专项专家组组长裴端卿教授等多位顶尖专家学者进行主题演讲,展开智慧碰撞。深圳市委常委、常务副市长刘庆生出席并致辞,市发改委主任郭子平、市科创委党组书记邱宣、福田区委书记郑红波、区长黄伟、市国资委巡视员丘健明、市投控公司董事长王勇健、市教育局副局长于洋、福田区委常委、副区长舒毓民等领导出席活动。国内外业界专家,高校科研单位、园区落户机构、投资机构、生物医药企业的负责人等近250人参加论坛,16万多在线观众也同步收看了直播。

深港科创论坛是合作区最重要的活动载体之一,每年邀请国内外顶尖的专家学者,围绕园区的空间规划、科学发展、政策创新、资源链接等方面的专题,出谋划策、集思广益。去年,首届深港科创论坛以“科创空间”为主题,形成了大量成果,为园区的空间规划、城市设计提供了智力支持。随着合作区开发建设全面铺开,“生命、材料、信息”三大科学方向的高端科研项目正纷至沓来,其中,脑科学作为现代生命科学的重要组成部分,得到广泛关注,人们对“用脑、爱脑、护脑”的策略充满好奇,全球脑科学方面的硬核科技和先锋机构也不断涌现。今年主办方邀请多位国内外顶尖专家学者,聚焦脑科学领域,通过“线上+线下”的方式展开主题演讲和峰会对话,并通过多个线上平台进行网络直播,以此增强合作区的学术氛围,加快引进高水平科研机构。