这是又一个科学突破、创纪录和第一次的丰收年,从受孕到死亡,还有一些奇怪的海浪和史前鱼心。在此,我们将一起回顾年的科学年,并选择了一些最有趣的故事来妆点我们的页面。
美国能源部报告首次实现聚变点火
上图:为了实现聚变点火,国家点火设施的激光能量在一个被称为空腔的太空舱内转换成X射线,然后压缩燃料舱直到其内爆,产生高温高压等离子体。
今年我们看到了许多第一次,其中最大的一次可能是美国能源部的劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)宣布,它在寻求商业核聚变发电方面取得了突破。12月5日,该机构的国家点火设施(NIF)使用束激光聚焦在一个氢同位素的小球体上,产生了聚变反应,产生的能量比注入的能量还要多。
牛津衍生产品演示世界首个高超声速“弹丸聚变”
上图:FirstLightFusion演示了可测量的聚变,使用高速弹丸撞击专门设计的落下目标,并在其中嵌入燃料丸。
今年4月,牛津大学的衍生产品FirstLightFusion使用了一点横向思维,创造了一个实现核聚变的新过程。这家初创公司没有使用激光和磁铁,而是使用以19马赫飞行的弹丸,在微小的下落立方体目标上嵌入燃料芯块,产生以马赫飞行的冲击波,以创造聚变条件。
美国核监管机构批准其首个小型模块化反应堆
上图:NuScaleSMR设计将4-12个小型模块化反应堆单元放在一个水浴池中,每个单元都以低成本批量生产。
裂变发电可能看起来有点20世纪,但正如NuScale公司的第四代模块化核反应堆所展示的那样,但该技术仍在不断发展。它成为首个获得美国核管理委员会(USNuclearRegulatoryCommission)批准的小型模块化反应堆(SMR)设计,使人们有望建造更便宜、可扩展、可根据当地需求量身定制的核电站。
研究人员在世界上首次使用纯氢来运行燃气轮机
上图:左起:MohsenAssadi教授、工程师BjartHetlelid和博士研究员ReyhanehBanihabib,世界上第一台使用纯氢作为燃烧燃料的燃气轮机。
在传统能源方面,挪威斯塔文格大学的研究人员声称已经建造了一种可以%使用氢气而不是天然气/氢气混合燃料运行的燃气微型涡轮机。
美国海军利用微波无线传输1.6千瓦的功率
上图:在安全和连续功率波束形成-微波(SCOPE-M)演示中,微波碟形发射机指向整流天线。
美国海军研究实验室(NRL)在马里兰州的美国陆军研究场演示了其安全且连续的能量束-微波(SCOPE-M)系统,它可以在超过一公里(0.62英里)的距离上发射1.6千瓦的能量,这为有朝一日从轨道太阳能发电站向地球发射能量开辟了可能性。
核聚变技术将开启近乎无限的超深层地热能
上图:Quaise表示,它有一个计划和技术,将比以往任何时候都更深入地的钻探,释放地球巨大的地热能,用绿色能源重新为化石发电厂提供动力。
麻省理工学院的子公司Quiase正在以一种意想不到的方式应用聚变能源技术。该公司希望使用最初为聚变项目开发的回旋电子束技术,而不是试图融合氢原子来发电,钻20公里(12.4英里)深的洞,以开发地球上巨大的地热能储备。
第一批人类患者接受了实验室培养的血细胞的输血
上图:在实验室中生长的红血球的显微镜图像。
英国国家医疗服务体系(NationalHealthService)在一项临床试验中首次向人类患者输血了实验室培育的干细胞。这不仅打开了通过消除对捐赠者的需求来缓解血液短缺的前景,而且还可能导致对难以找到相容捐赠者的疾病进行更好的治疗。
世界首例脊柱裂干细胞治疗试验
上图:母亲艾米丽和婴儿罗比是第一批在子宫内接受新的干细胞疗法治疗脊柱裂的人。
另一项医疗首创来自加州大学戴维斯分校(UCDavisHealth),世界上首次在子宫内进行干细胞治疗脊柱裂的临床试验,最终产生了3名健康的婴儿,预计还将有33名婴儿出生。
世界首例猪人心脏移植手术在美国完成
上图:成功的手术花了大约8个小时。
今年1月,马里兰大学医学中心(UniversityofMarylandMedicalCenter)完成了美国首例猪心脏移植手术。再生医学公司Revivicor提供的猪心脏经过基因工程改造,以减少组织排斥的威胁,并为有朝一日消除目前合适的人类心脏捐赠者的长期短缺带来了希望。
中国启动了世界上最大的压缩空气储能工厂
上图:位于中国张家口的新型清洁压缩空气储能设施,是迄今为止最大、最高效的电网连接系统。
回到可再生能源领域,中国最大的压缩空气储能(CAES)工厂创造了新的世界纪录,中国科学院将其兆瓦的先进CAES系统连接到中国国家电网。据称,新电厂可储存兆瓦时的能源,足以为6万户家庭供电。
简单合金是有史以来最坚硬的材料
上图:铬、钴和镍合金晶体结构的显微图像,因为它可以防止裂纹(暗区)扩展。
在材料科学领域,由伯克利实验室领导的团队开发的一种简单的铬、钴和镍合金(CrCoNi)获得了有史以来最坚硬材料的桂冠。它不仅非常坚韧,而且具有很高的强度和延展性,奇怪的是,在较低的温度下,这种强度和延展性会提高。
已知最古老的心脏保存在3.8亿年前的鱼化石中
上图:博物馆展示的古鱼模型,其化石被发现含有保存最古老的脊椎动物心脏。
澳大利亚科廷大学的研究人员领导的一个团队发现了已知最古老的心脏。这块心脏化石,连同胃、肠和肝脏化石,都属于一种古老的颚鱼,距今已有3.8亿年的历史,而且这颗心脏在三维空间中保存得非常完好。
“千年一遇”的巨浪闯入了记录
上图:科学家们声称,这是一个被称为“疯狗”浪潮的新纪录
加拿大海洋实验室宣布了一个相当惊人的记录,其CoastAware网络于年11月在温哥华岛的Ucluelet海岸附近记录了一次“千年一遇”的异常海浪。海浪高达17.6米(57.7英尺),这使它成为一个四层楼高的庞然大物。
有记录以来最长的雷击长达英里,横跨美国三个州
上图:由于先进的卫星技术允许从太空进行测量,雷击的测绘得到了改进。
另一个令人震惊的纪录打破者来自世界气象组织(WMO),它证明了有史以来最长的雷击。年4月,卫星探测到这颗巨大的闪电长达公里(英里)。
新型碱基编辑基因疗法治愈青少年“无法治愈”的白血病
上图:年年中,Alyssa被诊断出患有T细胞白血病,在用尽了目前所有的治疗方法后,她正在接受姑息治疗。现在,实验治疗六个月后,她仍处于完全缓解状态。
一个真正的好消息科学故事来自英国,一名青少年成为第一个通过一种革命性的新基因编辑疗法有效治愈白血病的人,该疗法向健康捐赠者提供的T细胞添加了几种新的修饰。
黑猩猩研究驳斥了关于两足动物起源的主流理论
上图:尽管生活在林地和草地混合环境中,研究中观察到的黑猩猩在树上的时间和生活在热带森林中的黑猩猩一样多。
如果你想知道人类是如何学会走路的,来自伦敦大学学院、肯特大学和北卡罗来纳州杜克大学的科学家们给出了一个新的答案。他们研究了黑猩猩,得出的结论是,早期的原始人可能是通过在树木中移动来直立行走的。
章鱼投掷物体是罕见的动物投掷行为
上图:章鱼投掷动作。
在软体动物方面,悉尼大学的科学家们发现,章鱼是地球上为数不多的会扔东西的生物之一,尽管它们的瞄准不那么准。
由干细胞培育的合成胚胎不需要精子或卵子
上图:营养液中的合成胚胎样本。
在以色列,魏茨曼科学研究所(WeizmannInstituteofScience)用干细胞而不是卵子、精子,甚至子宫,创造出了合成小鼠胚胎。这种非传统的方法为先进的医学治疗开辟了道路,并有可能从零开始培育移植器官。
子宫展望:EctoLife婴儿农场消除了怀孕和分娩
上图:HashemAlGhaili表示,体外妊娠后的按扭分娩:很快就会成为一种选择。
HashemAlGhaili发布了他对未来世界人工子宫设施的愿景,在那里,婴儿在人工子宫中孵化,而不需要母亲。这可能看起来像是奥尔德斯·赫胥黎《美丽的新世界》中的一页,但它确实提出了一些有趣的问题,即在一项新技术上市前对其进行评估。首次对垂死的人脑进行记录,揭示了做梦般的活动
上图:研究人员首次记录了垂死的人脑的活动,并检测到与做梦和记忆回忆有关的活动。在生命光谱的另一端,路易斯维尔大学组织的神经科学家首次记录了垂死的人脑的活动。脑电波模式似乎类似于与做梦、回忆和冥想有关的模式。这些发现伴随着很多警告,但它确实开启了一些有趣的话题供讨论。
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