2018年世界科技发展回顾

2019-01-07  来源： 科技日报

空间技术

　　美国

　　深空探测异彩纷呈，宇宙探索发现不断

　　2018年，“好奇号”“朱诺号”“卡西尼号”“新视野”号等探测器持续提供着火星、木星、土星、柯伊伯带天体的相关数据。“旅行者2号”朝星际空间进发；OSIRIS-Rex抵达小行星贝努；“黎明”号完成了探测任务，将在谷神星轨道停留数十年后结束其波澜壮阔的一生。

　　“老兵”辉煌继续，“新丁”已开启征程。新一代系外行星探测器“TESS”4月升空，开始系外行星搜索之旅；“洞察”号11月26日登陆火星，开始火星内部勘测任务；“帕克”探测器在8月12日奔赴太阳，现已成为最接近太阳的人类航天器。

　　木星研究取得硕果累累。除完成木星闪电数据库外，科学家还制作了木星不同深度的磁场图，并在木星大红斑处发现了水的迹象。此外，新发现12颗卫星使已知木星卫星总数达到79颗，而木卫二上可探测氨基酸的确认，则为找到木卫二生命证据指明了方向。

　　系外探索已获多项突破。首次发现银河系RX J1131-1231星系的行星、在700光年之外的WASP-39b行星上发现大量水、制作出显示中心复杂结构的银河系首张大规模年代图、看到原本无法观测的140亿光年外恒星、精确测量地球与球状星团NGC 6397的距离等诸多成果，让人类对宇宙的认知更进一步。（记者 刘海英）

　　英国

　　商业空天获得青睐，自主导航开启研究

　　2018年3月，英国政府宣布，为了制定未来的商业航天政策，将就相关管理条款开展论证。8月，英航天局发布公报指出，英国政府将大力推进本国航天发射场的建设，以期更好地参与商业发射业务的竞争。

　　5月，英国政府公开发布航空研究与技术计划项目指南，支持民用航空研发。指南要求项目必须符合英国航空战略，优先领域包括：提高英国在下一代民用飞机的整体设计和系统集成能力；发展智能、互联和电动飞机；确保英国在开发大型复杂结构，尤其机翼方面处于全球领先地位；开发更高效的新一代推进技术，特别是大型涡轮风扇发动机。

　　8月，为应对“脱欧”后可能出现无法继续参与欧盟伽利略卫星导航系统项目的局面，英国政府发表声明指出，将投资9200万英镑开展先期研究，探讨未来开发独立自主卫星导航系统的方案。该项研究为期18个月，将就英国建立自主卫星导航系统提供详细技术评估和时间安排。（记者 郑焕斌）

　　俄罗斯

　　“联盟”飞船事故高发，对华合作空天并举

　　2018年，俄罗斯“联盟”系列飞船曾出现两次事故：8月30日，与国际空间站对接的“联盟MS-09”飞船上发现造成空气泄露的钻孔，航天员及时用胶水和胶带进行封堵；10月11日，载有两名宇航员的“联盟MS-10”飞船由“联盟-FG”型运载火箭从拜科努尔发射升空，起飞约119秒后，火箭第二级发动机突然关闭，宇航员使用发射逃逸系统成功获救。

　　航空航天对华合作继续深化。俄联合航空制造集团公司与中国商用飞机有限责任公司商定了中俄远程宽体客机CR929的外形参数；俄科学院西伯利亚分院托木斯克科学中心、托木斯克国立大学、俄科学院乌拉尔分院金属物理研究所同哈尔滨工程大学的研究人员联合开展关于太空腐蚀环境下航天器保护的研究项目。（记者 亓科伟）

　　日本

　　天文观测成果丰硕，静音飞机力图超越

　　日本国立天文台和鹿儿岛大学的研究小组对螺旋星系M77的中心核实施观测，首次“看”到环绕超大黑洞的半径约20光年的甜圈型旋转气体云，并清晰地观测到分子气体以黑洞为中心旋转。

　　日本国立天文台和东京大学的研究小组绘制了迄今为止范围最广、分辨率最高的暗物质分布地图。研究小组通过对地图上黑暗物质的块数分析，发现其无法用简单的加速膨胀空间模型来解释，宇宙空间膨胀速度超出预期。

　　日本构筑产学官一体化研发体制，开发静音型超音速飞机，提出了低音爆、低起降噪声、低阻力和轻量化这4个技术开发目标，并正在推进系统设计，制定了超越欧美的技术验证计划，提高基础技术研究水平，推进相关设计。（记者 陈 超）

　　乌克兰

　　国际项目参与活跃，航天发展计划获批

　　本报驻乌克兰　　根据乌克兰国家航天局发布的信息，2018年乌克兰航天科研企业共参与了4次国际航天发射项目。两次是5月和11月由美国国家航空航天局发射的“心宿二”运载火箭项目，乌克兰多家航天企业参与了该运载火箭第一级的研制，乌方专家参加了整个发射项目的测试和调试。另外两次是欧洲空间局8月和11月在法属圭亚那库鲁发射场进行的“织女星”运载火箭发射项目，该运载火箭第四级所使用的RD-843发动机由乌克兰南方设计局和南方机械厂所研制。

　　乌克兰政府内阁于2018年9月批准了2018年—2022年乌克兰国家空间科学和技术计划，目的是提高地球遥感、卫星数字通信、数字卫星广播，卫星导航支持系统等空间技术应用潜力，解决社会经济、环境、文化，以及信息等领域的迫切性问题，推动科学和教育的发展，确保乌克兰在国家安全和国防领域的利益。（记者 张 浩）

　　以色列

　　天文研究成果显著，意欲加盟欧洲航天

　　以色列特拉维夫大学天体物理学家捕捉到早期宇宙中正常物质与暗物质相互作用的无线电信号，揭示了宇宙中暗物质存在的第一个直接证据。此外，以科学家领导的研究小组借助美国国家航空航天局“朱诺”号探测器获取的数据发现，木星的大气层厚度约为3000千米，著名的木星条纹是绵延数千公里的云带。

　　以色列正与欧洲空间局进行商讨，以便以色列以“特殊安排”的方式加入该组织。如果获得通过，那么以色列也有望成为继加拿大后第二个加入欧空局的非欧洲国家。（记者 毛 黎）

　　德国

　　太空制造第五态物质，金属玻璃服务空天

　　德国科学家在探测火箭任务MAIUS-1（微重力下的物质波干涉测量）中创造了人类第一个自由落体天基玻色—爱因斯坦凝聚，从而在太空中首次创造了“物质的第五态”。这项实验将会促进天基引力波探测器的发展，并且有望为量子气体实验开辟一个新时代。

　　德国萨尔州大学的研究人员开发出了一种新的所谓非晶态金属钛硫合金，这种合金也被称为金属玻璃，与钛合金相比，其来源更丰富、强度更高，特别适合作为航空航天的轻质部件。（记者 顾 钢）

　　韩国

　　运载火箭取得突破，同步卫星研发成功

韩国自主研发了75吨级别的宇宙飞船验证发射火箭“Nuri号”，之前已进行了91次引擎点火试验，累计点火时间达到了7291.4秒；研发成功地球同步气象观测卫星2A号和环境监测卫星2B号“双胞胎”同步卫星。（记者 邰 举）

 

能源环保

　　美国

　　新能源成果突出，生态安全备受重视

　　2018年，美政府在大力推动传统能源产业发展的同时，持续加大对太阳能、核能、地热能、生物能等新能源领域的研发投入。

　　众多新能源领域中，新型电池研发成果引人注目。750次充电/放电循环后仍能正常工作的新型锂空气电池、容量大且寿命长的可充电水基锌电池、靠细菌发电的低成本纸基生物电池等成为电池中的新星。而在提高现有电池性能方面，科学家也取得不少成果。他们将有机太阳能电池的光电转化效率提高至15%，将锂离子电池的容量提高了40%。布朗大学开发的新型燃料电池反应合金催化剂，在活性和耐久性方面更是超过了能源部2020年车用电催化剂技术指标。

　　在维护生态环境安全方面，尽管政府最新气候评估报告称，气候变化将给美国带来多重伤害，但并没有说服特朗普总统。科学家依然不遗余力游说，不仅发文称美墨边境墙会严重危害地区生物多样性，还对欧洲将木材作为低碳燃料的政策提出质疑。在具体研究方面，甲烷温室效应的证实、金属铋“催化可塑性”的发现、可再生可降解乳蛋白包装材料的开发等成果，都成为保护全球生态环境安全的助推剂。（记者 刘海英）

　　日本

　　锂电池负极大容量化，制氢系统投建

　　大容量不劣化的锂电负极研发成功。日本产业技术综合研究所新开发出了一种锂离子电池使用的负极，容量约为目前主流的石墨负极（372mAh/g）的5倍，与一氧化硅的理论容量基本一致。新开发的电极在反复充放电200多次后，容量依然没有变化，确认具备大容量、长寿命的特性。利用此次开发的电极有望提高负极的能量密度，推动锂离子二次电池实现大容量化和小型化。

　　世界最大规模利用可再生能源的制氢系统在福岛投建。2018年8月，日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）、东芝能源系统、东北电力及岩谷产业合作，开始在福岛县浪江町建设利用可再生能源制氢的氢能源系统“福岛氢能源研究站”，系统装置具备世界最大规模的1万千瓦制氢能力。利用该系统制造的氢预定用于燃料电池发电用途及燃料电池车和燃料电池巴士等交通用途，或者作为工厂的燃料使用。

　　氢燃料发动机实现大功率、高热效率、低排放。产综研与日本冈山大学、东京都市大学、早稻田大学组成的研究小组，在小型发动机的基础实验中，利用氢燃料优异的燃烧特性确立了新的燃烧方式，开发出全球首款能实现高热效率和低氮氧化物（NOx）的火花点火氢燃料发动机。

　　东海核燃料再处理设施报废计划获批。日本“原子力规制委员会”2018年6月批准了由日本原子力研究开发机构提交的东海核燃料再处理设施报废计划，耗资1万亿日元，报废时长预计将持续70年。（者 陈 超）

　　俄罗斯

　　大气治理取得进展，核废料和水处理有新法

　　大气污染防治方面，俄罗斯国立秋明大学的科研人员研发出液滴悬浮约束方法，并可进行定量液滴有序成团，此项工作可用于大气中污染物扩散机理的研究，制定生态灾难预防性措施；托木斯克理工大学研究人员使用含有3%—10%有机杂质的工业用水和废水，获取了燃料气溶胶，这种气溶胶可用于快速点燃火力发电厂和锅炉房的锅炉，还可用于柴油发电机燃烧室以及汽车内燃机。

　　核废料处理方面，俄科学院远东分院化学研究所联合俄远东联邦大学，正在研制新型纳米结构吸附反应剂，该吸附剂可用于净化俄远东红星造船厂内的放射性液体废物；俄西伯利亚联邦大学的科学家采用空化技术，让位于乏核燃料储罐底部密实的不溶性沉积层不断受到空化—活化水酸性溶液侵蚀而被破坏，新技术将溶解速率和沉积物回收量提高至原来的1.5倍，制备出的含放射性化学废物的水泥混合物强度是常规方法的2—3倍。

　　水处理方面，俄圣彼得堡理工大学的科学家使用高铁酸钠替代传统的氯气对自来水进行消毒，新试剂用量小，不会形成毒性分解物，还能将一些危险化学品分解成低毒化合物，同时杀死水中微生物；俄托木斯克工业大学能源工程学院研发出液滴爆炸粉碎式污水处理方法，可高效去除污水中的化学侵蚀性、毒性及燃料杂质，具有高效、低能耗的特点，适用于化工、石化、冶金、纸浆造纸等行业的污水处理。（记者 亓科伟）

　　德国

　　致力解决气候和雾霾问题，开发储存制取氢的新工艺

　　2018年德国大规模启动了碳转化学项目以解决气候和雾霾问题，这个由赢创公司和西门子合作的项目，拟利用人工光合作用，将二氧化碳和水转化为有用化学物质。按照计划，到2021年将在鲁尔区的马尔化学工业园建成一个巨大的化学试验装置，预计每年可利用二氧化碳生产20000吨有用的化学品和燃料。该项目最终获益的不仅是钢铁行业，还有化学和能源等行业。

　　德国尤利希研究中心和埃朗根—纽伦堡大学的研究人员合作，开发出了利用有机载体液和特殊催化剂，储存和制取氢燃料的新工艺，可使原先装卸氢燃料所需的两个装置简化成一个装置。这一新工艺将来应用于工业化储氢和生产，将大大降低成本和能源消耗，对能源转型具有重要意义。

　　不莱梅大学库尔策教授领导的研究小组找到了一种解决地下水硝酸盐污染的新方法，发现一种合成的多金属氧酸盐对于减少硝酸盐水污染有特殊作用，这种纳米结构物质在水中对硝酸盐还原起电催化效果。（记者 顾 钢）

　　韩国

　　建成应对核泄露系统，提高锂电池性能

　　2018年，韩国建成了迅速应对核泄露的“核辐射状况信息共享系统”，在核能设施周边29个地点探测放射能量泄露数据并迅速应对。

　　韩国大学成功开发出一种利用太阳光谱中红光捕捉二氧化碳的技术，能够将二氧化碳转换成一氧化碳中间物质，从而生产燃料；此外，韩国还研发出了符合更高环保要求的氢气制备技术。

　　韩国使用富锂锰氧化物开发了一种兼具高电压、高容量的黏合剂阳极材料，可大幅提高锂二次电池的能量密度；同时，充电速度为现有锂电池5倍、采用石墨烯球正极保护膜和负极材料的锂二次电池也在韩国研发成功。（记者 邰 举）

　　以色列

　　注重氢燃料电池研发，助力新能源汽车发展

　　在第6届国际智能机动峰会上，以色列公司展示出水基氢燃料溶液，利用公司的专利催化剂，可以快速从溶液中获取氢气，供给氢燃料电池产生电能。该溶液具有无毒、化学性质稳定的特点，同时储能密度高，且便于运输和存储。

　　以色列研究人员还发现在太阳能的作用下，过氧化氢在氧化铁构成的光电极上产生光化学分离的化学机理。该发现有望将水廉价且高效地转化为清洁的氢燃料，促进氢燃料电池驱动的汽车大规模发展。（记者 毛 黎）

　　乌克兰

　　建立环境研究中心，监测研究自然生态

2018年9月，乌克兰教科部、环境部、国立喀尔巴阡大学，以及喀尔巴阡山国家公园联合建立了喀尔巴阡环境研究中心。喀尔巴阡山是横跨中东欧多个国家的欧洲第二长山脉，目前存在着诸如地表水体污染、工业和生活垃圾污染等环境问题，以及自然生态系统退化、生物多样性丧失、洪水和山体滑坡威胁增大的趋势。该研究中心建立后，通过监测和研究将为解决上述问题提供科学依据和解决方案。（记者 张 浩）

 

基因技术

　　美国

　　癌症免疫疗法成热点，基因编辑安全引关注

　　本报驻美国记者 刘海英

　　2018年，美国科学家向癌症这一顽疾发起冲锋，以细胞免疫疗法为代表的癌症免疫疗法成为研究热点，不断取得新成果，如证明CAR-T细胞免疫疗法副作用可被抑制、首次将T细胞免疫疗法成功应用于晚期乳腺癌的治疗等。詹姆斯·艾利森因在癌症免疫治疗方面的贡献获2018年诺贝尔生理学或医学奖，更成为免疫疗法进一步发展的助推剂。而迄今最为综合的癌症基因组图谱的推出，为科学家提高癌症疗法疗效和研发新药提供了路线图。

　　基因编辑技术依然保持热度，不断有新突破，如首次借助CRISPR技术将皮肤细胞转变为诱导多能干细胞、开辟更多可编辑基因组位点、开启利用CRISPR技术治疗遗传性眼病临床试验等。与此同时，基因编辑安全性问题再引关注，先有研究称CRISPR改造过的细胞或易癌变，后有研究指出基因编辑可能引起DNA大规模删除或重排。这些忧虑表明，基因编辑技术从实验室走向手术室并不容易。

　　在艾滋病研究、基因测序等方面，科学家也取得很多进展，如开发出可抑制艾滋病病毒至少4周的长效抗HIV药物、绘制出数百个未被研究过的微生物基因组草图、创建出含有2条染色体的菌株等等。

　　值得一提的是，哈佛大学皮耶罗·安维萨学术造假事件对美国心脏干细胞研究构成冲击，成为2018年美国生物医学研究的一大遗憾。

　　英国

　　启动基因组计划，加强卫生健康研究

　　本报驻英国记者 郑焕斌

　　2018年，地球生物基因组计划（EBP）正式启动，准备在10年内对地球上150万种已知真核生物的基因组进行测序、编目和分类，预计耗资47亿美元，来自美、英、中等国的17家机构承诺将共同努力实现项目的最终目标。此外，英国政府还宣布将在未来5年内开展500万人基因组计划，标志着精准医学研究进入大数据阶段。

　　卫生健康方面，成立健康和生物医疗数据科学研究所，旨在利用数据科学应对各种卫生保健问题的挑战。英国爱丁堡大学的科学家通过分析英国生物银行的健康大数据，筛查出近80个与抑郁症相关的基因。英国卫生部宣布国家卫生研究院将推出一项总额为400万英镑的计划，旨在为国家医疗服务体系提供先进的心理健康虚拟疗法。

　　剑桥大学宣布将与英国另外4所顶尖高校合作开发一系列药物输送技术，以便让抗癌药物更高效地杀灭癌细胞。由英国医学研究理事会资助的一个国际研究团队确定了3种与罹患阿尔茨海默病相关的风险基因。弗朗西斯·克里克研究所发现一种蛋白质对于调控过敏性气道炎症起到关键作用，相关机制有助于未来找到更好的哮喘疗法。

　　英国国家物理实验室发布的一项研究成果表明，一种完全由人工合成的病毒可高效杀灭细菌，且不容易产生耐药性，有助医学界解决致病细菌对抗生素耐药的问题。

　　英国航天局宣布，将数千条小蠕虫送往国际空间站开展实验，以便深入了解空间飞行引起的肌肉损失现象。

　　韩国

　　找到有效抗癌成分，发现脑血流图大错

　　本报驻韩国记者 邰 举

　　探明可调节T细胞免疫功能的Chi3l1基因的作用机理，并开发出一种癌症免疫治疗新物质。

　　发现有效激活体内免疫细胞活性的纳米颗粒，可促使人体内铁蛋白释放SIRPα蛋白质，降低CD47蛋白质活性，从而增加抗癌药物和免疫细胞对癌细胞的杀伤力。找到一种乳腺癌靶向治疗增效成分PI3K的p110α亚型，同赫赛汀联合用药。

　　发现目前广泛使用的脑血流图的一处“百年历史”的重大错误，绘制成功高清晰图像并用于人工智能辅助诊断系统。另有研究显示，韩国人的颅腔容积在建国后40年间显著增大，显示营养和生长条件对大脑容量的影响巨大。此外，研究显示韩国人胰腺在生理和病理上易患糖尿病。

　　2018年，韩国科学家还利用DNA材料制作直径10微米针头的纳米注射贴片；完成了国内首个3D打印胸骨移植手术；开发成功保持羽衣甘蓝正常生长并提高其抗癌成分葡萄糖异硫氰酸盐含量的培育技术；首次通过人工授精方法让濒临灭种的亚洲黑熊诞下幼崽。

　　以色列

　　脂肪细胞变身干细胞，试管中培育微型大脑

　　本报驻以色列记者 毛 黎

　　在动物实验中成功将脂肪细胞转化成干细胞，并可根据需要将干细胞培养成包括大脑和心脏在内的各种器官的组织植入物。

　　以色列和英国研究小组发现，某些免疫细胞在攻击病原体前会簇拥在一起，其作用是决定免疫细胞群的任务，该发现有助于寻找到更好的免疫策略。

　　找到Lujo病毒在人体内定位和绑定目标细胞的“路标”，有助人们利用免疫细胞制定精细个性化疗法去除黑色素瘤。

　　找到在试管中培育微型大脑的方法，为分析和医治小头症、癫痫和精神分裂症等疾病的研究开辟新道路。

　　研究人员提出通过摧毁细菌用来保护其“栖息地”的生物膜来灭菌的方法。

　　俄罗斯

　　活性硅肥助农作物增产抗病，人造血管有望实现药物“预置”

　　本报驻俄罗斯记者 亓科伟

　　农业方面，研制出一种活性硅肥，不仅成功加快了农作物生长，提高了作物产量，同时提高了农作物抗病性及对恶劣环境的适应性。

　　人工器官方面，研发出新型人造血管，未来通过进一步研发可实现药物的“预置”。

　　医药方面，研制出颞叶癫痫病治疗的特效药URB597，可有效阻断酶对花生四烯乙醇胺的破坏作用；俄罗斯和加拿大科学家团队研发出用金纳米粒子破坏癌细胞的方法；研制出一种用于重症肌无力治疗的新型分子C-547，既能阻断乙酰胆碱酯酶的作用，又不会干扰其他控制消化和泌尿过程的酶，副作用明显低于其他同类药物。

　　日本

　　揭示线粒体疾病病因，发现第0脑神经新功能

　　本报驻日本记者 陈 超

　　线粒体疾病发病原因被揭开，有望开发针对性治疗药物。日本熊本大学的研究小组发现牛磺酸在线粒体内外的蛋白质生产和保质中具有重要作用，特定的化学物质维持蛋白质质量可以改善线粒体疾病的症状。

　　日本理化学研究所的一个研究小组利用斑马鱼进行试验，发现第0脑神经（端神经）掌管着脊椎动物对二氧化碳的规避行为。

　　神户大学龟冈正典准教授领导的研究小组利用基因编辑技术破坏艾滋病病毒的调控基因，成功抑制了感染细胞HIV-1的产生，有望开发出根治艾滋病的新疗法。

　　乌克兰

　　从事南极植物研究，开发防病虫害新药

　　本报驻乌克兰记者 张 浩

乌科学家在南极从事一项植物抵抗紫外线辐射以及抗冻和抗旱研究，未来有可能为世界提供治疗复杂疾病、保护皮肤免受紫外线辐射以及在压力条件下种植作物的方法；开发并测试了一种用于保护植物的新型药物，提高了对板栗树病虫害的防治效果。

 

新材料

　　美国

　　半导/超导材料有突破，功能性材料应用前景广

　　本报驻美国记者 刘海英

　　2018年，在半导/超导材料研发方面，美国科学家不仅开发出提升富勒烯材料导电性能的新方法，提高了有机材料应用于半导体制造的潜力，还发现两层石墨烯以特定角度缠扭可表现出非常规超导电性，并开发出通过压缩来操纵石墨烯电导率的新技术，大大拓宽了石墨烯在半导体和超导材料领域的应用前景。

　　科学家还开发出利用分子束外延的方法生长氮化铌基超导体的技术，并成功将该超导体材料与具有宽带隙的半导体材料相整合，为整合超导体和半导体材料奠定了基础。

　　一些特殊功能新材料陆续出现。如一种被称为“无规则杂聚合物”的合成高分子材料，让蛋白质能够清除化学污染，有望在环保领域建功立业；一种可生物兼容的人造橡胶，不仅具有生物组织的力学性能，还可在变形时改变颜色，或可在生物医学领域大显身手。

　　此外，美科学家设计的一种掺有铬和钒元素的锂镁氧化物，能大幅提高锂离子电池容量；而能够在不同波长光线照射下改变结构，在刚柔两种状态间转换的新型聚合物，因自愈特性及拓扑结构转换能力而具有广阔的应用前景。

　　日本

　　材料合成新方法层出，黑色涂层新材料面世

　　本报驻日本记者 陈 超

　　纳米颗粒是当前纳米技术的基础材料组之一，一般需要在金属离子浓度稀薄的溶液内合成，并大量排放废液，给环境造成巨大负担。山形大学设计并合成了适用于合成纳米颗粒、由有机配体和金属离子构成的金属络合物，还尝试开发了环境负荷较低的纳米颗粒合成法。

　　由京都大学、筑波大学、东海大学和产业技术综合研究所组成的研究小组发现，向相变材料GeSbTe化合物（GST）照射高强度太赫兹脉冲后，该材料会以纳米尺寸从非晶状态生长出晶体。

　　理化学研究所新开发了“原子混合法”，能在极微小的纳米颗粒中，以不同的比例和组合混合多种金属元素。利用这种方法，首次成功合成了分别混合5种和6种金属的多元合金纳米颗粒。该方法有助形成新的物质群和开拓新领域，开发出目前尚未发现的新型功能材料。

　　东北大学与美国华盛顿大学以及日本电气硝子公司通过共同研究，开发出了能以均等强度强烈吸收所有可见光（波长400—700纳米）的黑色涂层材料。如此一来，被视为液晶显示屏缺点的暗色显示将变得更加美观。而且，该涂层材料还能提高包括有机EL显示屏在内的所有显示屏的可设计性。

　　以色列

　　双层涂料能吸热制冷，太空材料可造人工骨骼

　　本报驻以色列记者 毛 黎

　　以色列初创公司发明了双层涂料，它能吸收太阳热能，同时将吸收的热能用来制冷。太阳光能越强，涂层制冷能力越高。该涂层材料几乎可以用于商场、公寓楼、交通工具、卫星等任何一个物体的表面，且对环境无害，使用寿命为10—15年。

　　科学家发现卤化物钙钛矿等材料内部存在着自我修复功能，该发现不仅可以促进卤化物钙钛矿的使用（如获取太阳能），而且可以帮助寻找用于制造电子设备的其他自愈材料。

　　医务人员将由高分子聚合物构成的太空新材料MP1制造成人工骨骼，用于矫形外科手术中代替人体关节，从而开创了关节替代新疗法。

　　俄罗斯

　　尖端领域用新材料成果迭出，石墨烯改性助力量子计算机研发

　　本报驻俄罗斯记者 亓科伟

　　2018年，俄科学家在新材料领域取得了一系列新成果：

　　托木斯克工业大学科学家利用聚合物纤维和亚麻纤维研发出高强度复合材料，具有重量轻、强度高的特性，未来可广泛应用于航空、航天和汽车工业等领域；

　　远东联邦大学和俄科学院远东分院学者在极端条件下，合成出粉末混合物材料，主要成分是铪的碳化物和氮化物，熔点达到4400开尔文，超过世界上最难熔材料五碳化四钽铪（Ta4HfC5）的熔点4200开尔文纪录，该材料将主要应用在国防军工、航空航天、电子信息、能源、防化、冶金和核工业等尖端领域；

　　俄远东联邦大学自然科学学院的科研团队研制出新型Nd:YAG光学纳米陶瓷材料，含有高达4%钕离子活性添加剂，具有优良的物理机械性能，可作为地面及空间光学通讯设备材料，用于制造高精度距离测量及污染监测的仪器，以及开发新型激光加工、信息记录与存储方式等。

　　在石墨烯改性处理方面，莫斯科罗蒙诺索夫国立大学化学家合成出了一种外形酷似水母的特殊类型石墨烯纳米粒子，这些粒子的结构使其可被用于催化过程及制造导电聚合物，可用来制造超级电容器和电池的电极；

　　圣彼得堡国立大学和托木斯克国立大学的俄科学家参与的国际研究团队对石墨烯进行了改性处理，赋予了其钴和金磁性和自旋轨道耦合的特性，有助于改善量子计算机。

　　德国

　　首测二维材料力学性能，优化利用稀土和永磁体

　　本报驻德国记者 顾 钢

　　萨尔州大学的物理学家哈特曼和莱布尼茨新材料研究所的研究人员合作，通过对石墨烯进行扫描隧道显微镜测量，首次能够表征原子级薄膜材料的二维力学性能，为其从传感器、处理器到燃料电池等广泛应用开辟了新的途径。

　　德国弗劳恩霍夫协会下属的8家研究所联合开发出了优化稀土使用的解决方案。一种是采用新的解决方案可使稀土材料用量减少五分之一；另一种是将电动机、风力涡轮机或汽车上回收的永磁体重新再利用，通过纯氢处理将永磁体分解成微小颗粒，然后重新浇注或烧结，再生磁铁可达到新磁铁容量的96％。

　　此外，德国尤利希研究中心专家开发出了一种新的固态电池，其充放电过程的充电率比文献记载的固态电池高出10倍。新电池组件由磷酸盐化合物制成，材料经过化学和机械性能的最佳匹配，实现电池持续良好的可通性。一般固态电池再次充满需要约10—12个小时，新型电池不到一个小时就能充足电，有望用于电动汽车、航空航天、智能住宅和医疗器械等众多领域。

　　韩国

　　升级表面活性剂材料，低温合成大面积石墨烯

　　本报驻韩国记者 邰 举

　　韩国研究团队成功开发出利用基因工程改造过的大肠杆菌和葡萄糖制造芳香族聚酯塑料的技术；利用纳米粒子研制出新一代表面活性剂；使用钨硒二维纳米膜与一维氧化锌纳米线研发出新一代宽光谱二极管感光元件；成功开发出以新型纳米复合体（氟化锡SnF2）和碳素为基础的钠离子电池用负极材料，成功将钠离子电池容量提高约两倍。

　　此外，韩国大学利用二氧化硅纳米材料制造出高灵敏度、透明且柔软的压力传感器，在无源工况下利用离子的移动传输外部刺激信号，对血压、心电、物体表面特性等具有精密感应能力；利用钛金属开发成功高品质的大面积石墨烯低温合成技术；模拟电鳗发电原理和结构开发出微型高电压能量发生器，利用数千个能量发生器集群产生600伏电压。