美雜志評出2010年十大科學(xué)進(jìn)展 量子機(jī)械登榜首
中國機(jī)械網(wǎng) 發(fā)布時間:2010/12/17 |
美雜志評出2010年十大科學(xué)進(jìn)展 量子機(jī)械登榜首
美國《科學(xué)》雜志16日公布了該刊評選的2010年十大科學(xué)進(jìn)展，一種在量子范圍內(nèi)運(yùn)作的機(jī)械裝置榮登榜首。
在這一裝置發(fā)明前，所有人造物體的移動都遵循經(jīng)典力學(xué)法則。而今年3月，美國加利福尼亞大學(xué)圣芭芭拉分校的物理學(xué)家安德魯·克萊蘭德、約翰·馬丁尼斯等人利用一個0．0002毫米見方、由金屬片包裹的石英晶片設(shè)計了一種精巧裝置，其運(yùn)動方式只能用量子力學(xué)來描述。這項(xiàng)研究成果當(dāng)月17日發(fā)表在英國《自然》雜志上。
科研人員期望有朝一日能在量子水平上完全控制一種物體的振動，上述成果幫助研究者在這一方向上邁出了關(guān)鍵一步，這種控制人造裝置運(yùn)動的新技術(shù)將允許科學(xué)家操控那些極小的運(yùn)動，這與他們現(xiàn)在對電流和光粒子的控制很相似。這種能力可能會導(dǎo)致光量子態(tài)控制器、超敏感力探測器等新裝置的出現(xiàn)以及最終對量子力學(xué)界限的研究。
其他9項(xiàng)進(jìn)展包括：
合成生物學(xué)：一個美國研究小組5月20日報告說，他們合成了一個人工基因組，并用它使一個內(nèi)部被掏空的單細(xì)胞細(xì)菌“起死回生”。這是首個完全由人造基因指令控制的細(xì)胞，它是人造生命研究歷程中的關(guān)鍵一步。研究人員預(yù)計，定制的合成基因組將來可用于生物燃料、醫(yī)藥制品或化學(xué)制品的生產(chǎn)工藝。
尼安德特人基因組：研究人員對約4萬年前生活在克羅地亞的3個女性尼安德特人的骨骼做了基因組測序。這種對ＤＮＡ降解片段進(jìn)行測序的新方法，使專家得以首次對現(xiàn)代人基因組和尼安德特人的基因組進(jìn)行直接比較。
艾滋病病毒預(yù)防：科學(xué)界今年在艾滋病病毒預(yù)防領(lǐng)域取得重要進(jìn)展——一種含有抗艾滋病病毒藥物泰諾福韋的陰道凝膠可使女性感染該病毒的風(fēng)險降低39％，另一種藥物可使男同性戀者和通過變性手術(shù)告別“男兒身”者感染艾滋病病毒的風(fēng)險減少43．8％。
外顯子測序與疾病基因：通過只對某一基因組中的外顯子基因序列進(jìn)行測序，研究人員發(fā)現(xiàn)至少導(dǎo)致12種疾病的基因突變。
分子動力學(xué)模擬：研究人員用超級計算機(jī)跟蹤觀察一個正在折疊的蛋白質(zhì)中的原子運(yùn)動，這種跟蹤觀察的持續(xù)時間能比過去任何一種方法延長至少100倍。
量子模擬器：量子模擬器能幫助研究人員較快速地解答凝聚態(tài)物理學(xué)中的某些理論問題，并可能有助于最終揭開物質(zhì)超導(dǎo)性等領(lǐng)域的謎團(tuán)。
下一代基因組學(xué)：更快更廉價的測序技術(shù)使人們能夠?qū)h(yuǎn)古和現(xiàn)代的ＤＮＡ進(jìn)行大規(guī)模研究。
核糖核酸的重新編程：重新編程細(xì)胞，也就是把細(xì)胞的發(fā)育時鐘“往回?fù)堋�，使它們的“表現(xiàn)”如同胚胎中的非特異性“干細(xì)胞”，是研究疾病和發(fā)育的一種重要途徑。今年，研究人員找到了一種用合成核糖核酸來完成這一研究的新技術(shù)。與以往的方法相比，采用這種新技術(shù)的“回?fù)堋彼俣纫靸杀�，效率要�?00倍，在治療應(yīng)用方面可能更為安全。
大鼠的回歸：小鼠是科學(xué)研究中的最主要實(shí)驗(yàn)動物，但研究人員其實(shí)更希望使用大鼠。大鼠實(shí)驗(yàn)操作起來相對更容易，大鼠在解剖學(xué)上與人類更相似，但現(xiàn)有的準(zhǔn)確關(guān)閉特定基因的研究技術(shù)對小鼠適用，卻對大鼠無效。為解決這一矛盾，科研人員在今年開展了一系列研究，其結(jié)果有助于關(guān)閉大鼠的某些特定基因，從而有望讓大鼠大批進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。
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