科技動態(tài)

中國創(chuàng)新指數(shù)為57.9排名21位

中國科技發(fā)展戰(zhàn)略研究院2月24日在京首次發(fā)布“國家創(chuàng)新指數(shù) 2010”研究成果。研究顯示，中國創(chuàng)新指數(shù)為57.9，在全球40個主要國家中排名21位；美國、瑞士、韓國和日本在“國家創(chuàng)新指數(shù)2010”排位中，分居1至4位。

為監(jiān)測和評價創(chuàng)新型國家建設(shè)進(jìn)程，中國科技發(fā)展戰(zhàn)略研究院從2006年起開展國家創(chuàng)新指數(shù)研究。該研究借鑒了國內(nèi)外關(guān)于國家競爭力和創(chuàng)新評價等理論和方法，建立了包括創(chuàng)新資源、知識創(chuàng)造與應(yīng)用、企業(yè)創(chuàng)新、創(chuàng)新績效和創(chuàng)新環(huán)境5個一級指標(biāo)和31個二級指標(biāo)的評價指標(biāo)體系。報告選擇占世界R&D經(jīng)費總量98%、全球GDP總量88%的40個國家作為評價對象，以2000～2008年的統(tǒng)計（調(diào)查）數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，測算40個國家的創(chuàng)新指數(shù)。

從主要科技指標(biāo)表現(xiàn)看，我國R&D經(jīng)費總量已位居世界第四位，R&D人員總量位居世界第一，被SCI數(shù)據(jù)庫收錄的論文數(shù)居第二位，本國人發(fā)明專利年度授權(quán)量進(jìn)入世界前三，高技術(shù)產(chǎn)業(yè)增加值位居世界第二位，高技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品出口穩(wěn)居世界首位。

在國家創(chuàng)新指數(shù)的5個一級指標(biāo)的國際排名中，我國創(chuàng)新資源指數(shù)排名第33位，比2000年提升5位，以2000年為基數(shù)，創(chuàng)新資源指數(shù)平均增速為12%，反映我國對科技創(chuàng)新的投入持續(xù)增加，為國家創(chuàng)新能力的提升提供了基礎(chǔ)保障。知識創(chuàng)造指數(shù)排名第33位，比2000年提升6位，該指數(shù)年均增速達(dá)24%，反映我國基礎(chǔ)研究能力大大增強，知識的創(chuàng)造和技術(shù)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用給予創(chuàng)新越來越強的支撐。創(chuàng)新績效指數(shù)已迅速躍升到世界第9位，比2000年提升23位，指數(shù)年均上升速率為14%，反映我國科技創(chuàng)新的成果顯著增長，創(chuàng)新的效率明顯提升。企業(yè)創(chuàng)新指數(shù)排名第12位，比2000年提升13位，但該指數(shù)本身增長相對較慢，平均增速為10%，這也說明我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的任務(wù)還很艱巨，企業(yè)的創(chuàng)新能力還有待加速提高。創(chuàng)新環(huán)境指數(shù)排名第23位，比2005年提升4位，我國在市場經(jīng)濟體制、知識產(chǎn)權(quán)保護等方面的環(huán)境明顯改善。

值得一提的是，在“創(chuàng)新資源”和“知識創(chuàng)造”方面，我國雖然具有規(guī)模優(yōu)勢，但許多相對指標(biāo)，如效率指標(biāo)、強度指標(biāo)、質(zhì)量指標(biāo)，與主要創(chuàng)新型國家相比仍然有較大差距。而我國在“創(chuàng)新績效”和“企業(yè)創(chuàng)新”方面的排名進(jìn)步，較多地依靠了資金和自然資源要素的投入以及三資企業(yè)出口的拉動所帶來的經(jīng)濟績效的提高，我們對國外先進(jìn)技術(shù)依賴程度依然較高，自然資源要素的利用效率依然很低。在創(chuàng)新環(huán)境方面，我國在創(chuàng)新融資、反壟斷等方面改善尚不明顯。（科技日報）

我國水稻株高調(diào)控研究獲重要進(jìn)展

中國科學(xué)院上海生科院植物生理生態(tài)研究所植物分子遺傳國家重點實驗室何祖華研究組在水稻株高發(fā)育的調(diào)控研究上取得新的重要進(jìn)展，其研究成果于2月9日在線發(fā)表于植物科學(xué)研究權(quán)威期刊《Plant Cell》。

水稻株高是控制水稻產(chǎn)量的重要農(nóng)藝性狀，主要由水稻節(jié)間的伸長調(diào)節(jié)。水稻最上節(jié)間的伸長可以促進(jìn)幼穗的抽出，進(jìn)而開花、授粉和灌漿。因此，最上節(jié)間的發(fā)育是影響水稻產(chǎn)量的重要節(jié)點。繼克隆和功能分析了水稻長節(jié)間基因ELONGATED UPPERMOST INTERNODE（Eui）后（Zhu et al.，2006，Plant Cell）,該研究組一直致力于水稻節(jié)間發(fā)育的研究，成功克隆了BENT UPPERMOST INTERNODE1（BUI1）基因并系統(tǒng)闡述了BUI1蛋白的生理和生化功能。

BUI1編碼一個植物特異的Class Ⅱ formin蛋白，調(diào)控細(xì)胞微絲骨架（actin cytoskeleton）的裝配和動態(tài)變化。微絲骨架是細(xì)胞形態(tài)和多種生理過程的基礎(chǔ)。BUI1的突變導(dǎo)致細(xì)胞中F-actin含量降低、actin bundles數(shù)目減少，細(xì)胞的伸長和極性擴展受到抑制，進(jìn)而影響了BUI1突變體植株的節(jié)間發(fā)育，表現(xiàn)為最上節(jié)間嚴(yán)重縮短，呈彎曲生長。通過與中科院植物所研究員黃善金課題組合作，他們系統(tǒng)分析了BUI1的生化功能，證明BUI1參與了微絲骨架裝配的各個過程，并呈現(xiàn)其特有的調(diào)控性能。該研究通過一系列體內(nèi)染色和體外生化實驗，證明Class Ⅱ成員BUI1是微絲骨架的重要調(diào)控因子，在高等植物微絲骨架裝配和生長發(fā)育中發(fā)揮重要作用，該研究同時為水稻株高發(fā)育調(diào)節(jié)提供了一個新的研究方向。

該工作得到了中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程、科技部、國家自然科學(xué)基金委等的支持。（科學(xué)時報）

我國科學(xué)家完成大黃魚全基因組序列圖譜繪制

浙江省科技廳、上海市科委近期在浙江省舟山市共同宣布，來自浙江海洋學(xué)院、復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)等院所的科學(xué)家已繪制完成大黃魚的全基因組測序、組裝和序列圖譜。

據(jù)介紹，這是我國科學(xué)家完成的第二個魚類基因組序列圖譜，也是世界上首個石首魚科魚類基因組序列圖譜。

大黃魚屬硬骨魚綱，鱸形目、石首魚科、黃魚屬，是中國特有的名貴優(yōu)質(zhì)魚類，也是中國海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖產(chǎn)量最大的魚類品種。目前我國大黃魚養(yǎng)殖約 50萬個網(wǎng)箱，年產(chǎn)量7萬噸，產(chǎn)值30多億元，從業(yè)人員達(dá)80萬。

項目組專家，上海交通大學(xué)劉赟副教授說，研究結(jié)果表明，大黃魚基因組包含48條染色體，比人類多兩條，全基因組大小在750M左右，相當(dāng)于人類的四分之一。

“一個物種基因組計劃的完成，標(biāo)志著對這一物種生命密碼天書進(jìn)行人工編輯時代的到來，意味著這一物種學(xué)科和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新開端?！痹擁椖控?fù)責(zé)人、浙江海洋學(xué)院副校長吳常文教授說。

據(jù)介紹，大黃魚肉質(zhì)細(xì)嫩、味道鮮美、營養(yǎng)豐富，深受消費者喜愛，國內(nèi)和東南亞等已形成“大黃魚文化”色彩濃厚的消費市場。歷史上大黃魚年產(chǎn)量最高近20萬噸，由于多年酷漁濫捕，自然資源已近枯竭。近年來，養(yǎng)殖大黃魚種質(zhì)退化、病害頻發(fā)等，更是困擾著大黃魚產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

吳常文說，大黃魚全基因組的測定和序列圖譜的成功繪制，將會對大黃魚基礎(chǔ)生物學(xué)研究和大黃魚產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。其中包括更深入地了解與大黃魚生產(chǎn)性狀如生長、抗病、耐寒等性狀的遺傳機制，為性狀改良和遺傳育種奠定基礎(chǔ)，快速開發(fā)出大黃魚部分疾病的有效藥物，通過基因工程手段生產(chǎn)對人類有益的生物活性物質(zhì)和海洋藥物等。

項目組同時表示，希望大黃魚圖譜作為一種公共資源，與致力于大黃魚研究和保護的研究人員共享，相關(guān)網(wǎng)站建設(shè)預(yù)計于2011年6月完成，屆時研究人員可以下載到大黃魚圖譜完整的數(shù)據(jù)庫。（科技日報）

微生物次生代謝生物合成研究取得進(jìn)展

近期，記者從中科院南海海洋研究所獲悉，該所海洋微生物代謝工程與組合生物合成課題組研究員張長生領(lǐng)導(dǎo)的團隊在次生代謝產(chǎn)物的生物合成研究方面取得重大進(jìn)展。該團隊完成了重要抗菌劑臺勾霉素的生物合成基因簇的克隆、鑒定和關(guān)鍵酶的功能闡述。這項研究的部分成果已于近期在線發(fā)表在《美國化學(xué)會志》（Journal of the American Chemical Society）上。

據(jù)專家介紹，臺勾霉素（tiacumicins）由放線菌指孢囊菌NRRL 18085產(chǎn)生，具有抗各種革蘭氏陽性菌的活性，針對艱難梭菌引起腹瀉的療效優(yōu)于萬古霉素，目前已經(jīng)在美國進(jìn)入三期臨床試驗。

張長生課題組從指孢囊菌NRRL 18085中克隆和鑒定了長約111 kb的DNA片段，包含了50個開放閱讀框（ORFs），涵蓋了完整的臺勾霉素生物合成基因簇。通過構(gòu)建指孢囊菌的遺傳操作體系并進(jìn)行基因敲除突變，確定了臺勾霉素生物合成基因簇的邊界，證實了其中31個ORF與臺勾霉素的生物合成相關(guān)，同時從 7個關(guān)鍵基因的突變株中分離鑒定了18個臺勾霉素新結(jié)構(gòu)類似物，從而清晰闡明了 2個糖基轉(zhuǎn)移酶（TiaG1和TiaG2）、2個細(xì)胞色素P450氧化酶（TiaP1和 TiaP2）、1個?；D(zhuǎn)移酶（TiaS6）、1個 C-甲基轉(zhuǎn)移酶（TiaS2）和1個鹵化酶（TiaM）的體內(nèi)功能。另外，體外生化實驗表明，鹵化酶TiaM能夠以脫氯的臺勾霉素作為底物進(jìn)行兩次有序的鹵化反應(yīng)，從而首次在原核生物中發(fā)現(xiàn)并證實了具有后修飾功能的鹵化酶。這項研究揭示了臺勾霉素的生物合成途徑和生物合成機理，充分展示了組合生物合成技術(shù)在豐富天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)多樣性方面的潛力。

這項研究獲得國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院“百人計劃”和知識創(chuàng)新工程以及“973”計劃等的支持。（科學(xué)時報）

我國首次利用冷凍電鏡技術(shù)解析生物大分子原子結(jié)構(gòu)模型

今年1月10日，美國《國家科學(xué)院院刊》（PNAS）在線發(fā)表了中科院生物物理研究所朱平研究組副研究員程凌鵬與其他單位研究者合作完成的論文 Atomic model of a cypovirus built from cryo-EM structure provides insight into the mechanism of mRNA capping，該發(fā)現(xiàn)對研究dsRNA病毒的mRNA加帽（Capping）機制有重要意義。

中科院生物物理研究所在中科院蛋白質(zhì)科學(xué)研究平臺二期建設(shè)當(dāng)中，重點發(fā)展了生物大分子冷凍電鏡三維重構(gòu)研究平臺，已建成具有世界先進(jìn)水平的生物成像技術(shù)實驗室，擁有目前最先進(jìn)的300千伏Titan Krios場發(fā)射冷凍透射電子顯微鏡。

該研究利用生物成像技術(shù)實驗室于2010年4月調(diào)試成功的冷凍電鏡平臺，用單顆粒圖像處理技術(shù)獲得了呼腸孤病毒科的質(zhì)型多角體病毒近原子分辨率的三維結(jié)構(gòu)（3.9埃），并獨立構(gòu)建了全原子模型。

這是我國首次利用冷凍電鏡技術(shù)解析的生物大分子原子結(jié)構(gòu)模型，也是世界上首次利用冷凍電鏡的CCD圖像獲得的生物大分子復(fù)合體的全原子模型。該研究確認(rèn)了呼腸孤病毒mRNA的流出通道，定位了呼腸孤病毒科質(zhì)型多角體病毒的兩個甲基轉(zhuǎn)移酶（7-N-methyltransferase 和 2’-O-methyltransferase），并揭示了該流出通道是如何引導(dǎo)mRNA依次經(jīng)過這兩個甲基轉(zhuǎn)移酶以完成“加帽”過程的。

這項成果表明我國獨立開展的生物大分子冷凍電鏡高分辨率研究工作達(dá)到了該領(lǐng)域的先進(jìn)水平。

該工作得到了國家自然科學(xué)基金、科技部“973”計劃，以及中科院“百人計劃”等項目的資助。（科學(xué)時報）

我國形成自主同位素計量基標(biāo)準(zhǔn)

近期，由中國計量科學(xué)研究院承擔(dān)的“同位素豐度基準(zhǔn)的研究”課題通過了國家質(zhì)檢總局組織的專家驗收。該課題形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的同位素計量基標(biāo)準(zhǔn)，填補了我國同位素豐度基準(zhǔn)研究的空白，為我國同位素測量溯源體系的建立奠定了堅實的基礎(chǔ)，為改變我國同位素標(biāo)準(zhǔn)依賴國外的被動狀況創(chuàng)造了條件。

元素的同位素組成被認(rèn)為是其特有的“指紋”，同位素豐度變化信息反映和傳遞了該元素在自然熔化、蒸發(fā)、沉淀以及食物鏈傳遞過程中的變化，從而使同位素成為生態(tài)環(huán)境、地質(zhì)、核工業(yè)、食品安全、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域重要的研究手段。準(zhǔn)確可靠的計量基標(biāo)準(zhǔn)是支撐同位素體系良好應(yīng)用發(fā)展的關(guān)鍵要素。目前，由于國內(nèi)同位素計量基標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重匱乏，導(dǎo)致相關(guān)研究領(lǐng)域的同位素測量不得不依賴和受制于外國的計量標(biāo)準(zhǔn)或?qū)嶒炇覅⒖紭?biāo)準(zhǔn)。

為改變這一狀況，中國計量科學(xué)研究院聯(lián)合中科院地質(zhì)與地球物理研究所、核工業(yè)北京地質(zhì)研究院、中科院地球化學(xué)所等 3家單位開展了同位素豐度基準(zhǔn)方面的研究。據(jù)了解，該課題為國家“十一五”科技支撐計劃項目“以量子物理為基礎(chǔ)的現(xiàn)代計量基準(zhǔn)研究”中的一項。

據(jù)課題負(fù)責(zé)人中國計量科學(xué)研究院研究員王軍介紹，課題組經(jīng)過4年的探索研究和大量的實驗工作，建立了我國同位素豐度基準(zhǔn)的研究模式和總體方案，建立了鋅、釤、硒、鎘、鐿等5種元素的同位素基準(zhǔn)測量方法，研制了鋅、釤、硒、鎘等4種元素同位素系列基準(zhǔn)物質(zhì)共計152種、系列標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)共計50種，測定了硒、鐿的原子量。

課題組實現(xiàn)了多方面的創(chuàng)新：國際上首次在寬泛的鋅、釤、硒、鎘等4種元素的同位素比值變化范圍內(nèi)，研究了多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜的質(zhì)量歧視效應(yīng)變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)同一對同位素比值隨著比值的變化，質(zhì)譜儀質(zhì)量偏倚校正系數(shù)并非呈線性變化，比值差異越大，變化越明顯；首次建立了使用3種以上濃縮同位素配制校正樣品的硒、鐿同位素的絕對質(zhì)譜測量方法，用該方法測量的硒、鐿原子量，不確定度均好于目前國際標(biāo)準(zhǔn)值；首次建立了鋅、釤、鎘、鐿同位素全蒸發(fā)熱電離質(zhì)譜測量技術(shù)，并測量了相應(yīng)元素的多種濃縮同位素樣品的豐度值；推導(dǎo)出不確定度靈敏系數(shù)的計算公式；鋅、釤、鎘、硒、鐿主同位素豐度比測量值的不確定度（0.01%～0.05%），達(dá)到國際領(lǐng)先或先進(jìn)水平。

課題研究成果將為我國同位素技術(shù)的研究和應(yīng)用提供同位素測量量值溯源保障，為能源、公共安全、生物醫(yī)學(xué)等重點領(lǐng)域的研究提供有力支撐。（科學(xué)時報）

微藻能源“973”項目全面啟動

我國微藻能源方向的首個國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（“973”計劃）項目“微藻能源規(guī)模化制備的科學(xué)基礎(chǔ)”，2月19日在浙江嘉興科技城正式啟動。該項目由華東理工大學(xué)、中國海洋大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)、北京化工大學(xué)、中國科學(xué)院海洋研究所、中國石油大學(xué)（北京）、中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所、中國科學(xué)院過程工程研究所、中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、華南理工大學(xué)、廈門大學(xué)、中國科學(xué)院水生生物研究所和江西新大澤實業(yè)集團有限公司等單位聯(lián)合組織實施。

據(jù)項目的首席科學(xué)家、華東理工大學(xué)生物反應(yīng)器工程國家重點實驗室教授李元廣介紹，微藻與能源植物相比，具有光合作用效率高、含油量高、生長周期短、油脂單位面積產(chǎn)率高，還可利用非可耕地和非淡水資源，富含色素、多糖和蛋白等高附加值產(chǎn)品等獨特優(yōu)勢，被認(rèn)為是發(fā)展?jié)摿薮?、最有可能替代石油的生物能源大宗生產(chǎn)原料。

與其他油料作物相比，利用微藻培養(yǎng)積累的油脂生產(chǎn)生物柴油不僅用地面積最少，而且不占用耕地。因此，只有發(fā)展微藻培養(yǎng)生產(chǎn)生物柴油才最有可能滿足我國未來運輸燃料的供應(yīng)。同時微藻特別是海水微藻培養(yǎng)，還可以利用灘涂地和海水資源，有效規(guī)避發(fā)展生物能源存在“與人爭糧、爭地和爭水”的矛盾。

“我國在微藻生物技術(shù)領(lǐng)域如種質(zhì)資源和大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)等方面具有較好的研究工作基礎(chǔ)，且微藻產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模，如螺旋藻產(chǎn)量居世界第一?！崩钤獜V強調(diào)。微藻能源雖然發(fā)展前景廣闊、優(yōu)勢獨特，已獲國內(nèi)外公認(rèn)，但迄今為止世界各國在該領(lǐng)域的研發(fā)工作還停留在實驗研究和中試論證的起步階段，均遇到技術(shù)不成熟而導(dǎo)致成本高的瓶頸，因而微藻能源在全球尚未實現(xiàn)規(guī)?；苽淝一A(chǔ)研究薄弱。

據(jù)悉，該項目將以推動微藻能源規(guī)模化制備中核心技術(shù)的重大突破為目標(biāo)，以能源微藻戶外大規(guī)模培養(yǎng)的實際條件為背景，以提高微藻能源規(guī)?；苽湎到y(tǒng)中各單元的效率為主線，研究從藻種選育到微藻能源規(guī)?；苽湎到y(tǒng)構(gòu)建過程中亟待解決的生物學(xué)及工程學(xué)方面的 3個關(guān)鍵科學(xué)問題——能源微藻胞內(nèi)代謝及油脂合成與積累的系統(tǒng)生物學(xué)機制、能源微藻規(guī)模化光自養(yǎng)培養(yǎng)的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化及環(huán)境調(diào)控規(guī)律和微藻能源規(guī)?；庸ぜ跋到y(tǒng)集成優(yōu)化原理。（科學(xué)時報）

發(fā)光二極管作人工植物光源既節(jié)能又提高作物品質(zhì)

以發(fā)光二極管（LED）替代傳統(tǒng)人工光源用于農(nóng)作物生長補光，既節(jié)能降耗，又提高作物品質(zhì)。由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所楊其長研究員主持完成的“LED植物光源節(jié)能高效生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”通過了農(nóng)業(yè)部組織的專家鑒定。以方智遠(yuǎn)院士為首的鑒定委員會評價該成果總體上達(dá)到了國際先進(jìn)水平，經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益顯著，推廣和應(yīng)用前景廣闊，為設(shè)施農(nóng)業(yè)、組織培養(yǎng)、植物工廠等提供了重要技術(shù)支撐。

人工光是密閉式植物生產(chǎn)系統(tǒng)（組織培養(yǎng)、植物工廠、育苗等）的唯一光源。目前，人工植物光源主要采用熒光燈、高壓鈉燈、白熾燈，耗能高且熱輻射大，光合效率較低。

據(jù)楊其長介紹，植物光合作用主要是利用波長為610～720納米（波峰為660納米）的紅橙光，吸收的光能約占生理輻射的55%左右；其次是波長為 400～510納米（波峰為450納米）的藍(lán)紫光，約占8%左右。因此，開發(fā)出以這兩個波段（特別是波峰）的人工光源將會大大提高光能利用率。LED光源的出現(xiàn)為實現(xiàn)這一目標(biāo)提供了可能。

以楊其長為首的課題組研制出光質(zhì)、光強、頻率可調(diào)，且具有耐高溫高濕環(huán)境的LED植物專用光源和植物工廠LED光源系統(tǒng)，針對植物育苗、組織培養(yǎng)、葉菜與藥用植物設(shè)施種植、溫室補光等不同用途對光照的特定需求，開發(fā)出以紅藍(lán)光LED為主要成分、光環(huán)境智能可調(diào)、易于安裝的LED柔性燈帶、燈管、燈板等多個系列的LED光源，并通過LED與太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的結(jié)合，顯著降低了系統(tǒng)能耗。提出了采用紅藍(lán)LED組合光源對采前水培葉菜實施2～5天短期連續(xù)光照、提高葉菜綜合品質(zhì)的方法，并結(jié)合營養(yǎng)液調(diào)控技術(shù)，實驗表明有利于降低水培葉菜硝酸鹽含量、提高可溶性糖及維生素C含量，解決了無土栽培的品質(zhì)調(diào)控難題。（科技日報）

中加科學(xué)家發(fā)現(xiàn)孤獨癥致病基因參與突觸發(fā)育

作為目前世界上患病人數(shù)增長最快的疾病之一，孤獨癥越來越受關(guān)注，但其發(fā)病機理依舊是一個謎團，存有爭議。近期，美國《神經(jīng)科學(xué)雜志》發(fā)表了東南大學(xué)生命科學(xué)研究院謝維研究組和加拿大多倫多大學(xué)鮑利安·加布里埃爾課題組合作的研究成果，可能為孤獨癥發(fā)生的分子神經(jīng)生物學(xué)機制提供重要線索。

大腦通過數(shù)萬億個突觸連接而成的巨大通訊網(wǎng)絡(luò)來處理信息、行使功能。突觸通過自身的可塑性，傳遞、轉(zhuǎn)變和完善信號。突觸細(xì)胞粘附因子，通過連接突觸前、后細(xì)胞，調(diào)節(jié)突觸傳遞信號，并且通過形成特異性的突觸功能來決定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特性。其中，非對稱突觸細(xì)胞粘附分子Neuroligin和Neurexin可能參與突觸信號傳遞并與人類認(rèn)知相關(guān)而最引人注目。

該項研究采用果蠅作為模式生物對Neuroligin功能進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)果蠅Neuroligin2在胚胎和幼蟲的中樞神經(jīng)系統(tǒng)以及幼蟲的神經(jīng)肌肉接頭部位存在較強表達(dá)，提示其可能在高級神經(jīng)活動中發(fā)揮作用。研究人員進(jìn)而制備突變體并用神經(jīng)肌肉接頭（NMJ）為研究材料探討Neuroligin2的作用，發(fā)現(xiàn)了突變體果蠅運動行為缺陷和突觸傳遞異常；深入分析顯示神經(jīng)肌肉接頭生長缺陷，每個突觸活性位點出現(xiàn)分化異常，突觸后功能性受體的平衡遭到破壞；Neuroligin2和Neurexin雙突變導(dǎo)致更嚴(yán)重的表型。這些結(jié)果表明Neuroligin2和 Neurexin參與突觸的發(fā)育和突觸功能的發(fā)揮。

孤獨癥主要特征表現(xiàn)為社會交往障礙、語言交流技巧障礙，以及重復(fù)刻板的行為和狹窄的興趣。該研究工作闡明了孤獨癥重要的致病基因Neuroligin和Neurexin參與突觸的發(fā)育與功能，為進(jìn)一步探討孤獨癥發(fā)病的分子機制提供了重要線索，并可能為篩選相應(yīng)的藥物提供較簡單的模式系統(tǒng)。（科技日報）

“吉星”地震成像技術(shù)使石油勘探精度更高更準(zhǔn)

我國科學(xué)家經(jīng)多年努力，近期自主研發(fā)成功一種質(zhì)量和效率更高的地震成像系統(tǒng)，為更準(zhǔn)更快地石油勘探提供了可能。

在科技部和國家自然科學(xué)基金相關(guān)項目的支持下，中科院地質(zhì)與地球物理研究所和北京吉星吉達(dá)科技有限公司聯(lián)合研制成功“油氣勘探GPU（圖形處理器）/CPU（中央處理器）協(xié)同并行計算系統(tǒng)”——“吉星”。

這一系統(tǒng)運用超強異構(gòu)并行計算、逆時偏移等高端技術(shù)，大幅提高了地震成像質(zhì)量和效率。在多種復(fù)雜地質(zhì)類型的測試中，表現(xiàn)出高速運算、高速存儲、高速通訊的特點。與普通成像系統(tǒng)相比，使用該系統(tǒng)可使每節(jié)點運算能力提高150倍，每千瓦耗電運算能力提高 37倍，每萬元采購運算能力提高50倍。

在“油氣勘探GPU/CPU協(xié)同并行計算系統(tǒng)”成果匯報會上，中石化股份有限公司總地質(zhì)師蔡希源表示，該成果有望扭轉(zhuǎn)我國不停從國外買機器、買軟件的局面。尤其是它成本低，占地、用電少，對石油產(chǎn)業(yè)發(fā)展有積極作用。

由于勘探難度大，石油產(chǎn)業(yè)是世界公認(rèn)的高風(fēng)險、高投入產(chǎn)業(yè)。地震成像技術(shù)是石油物勘的關(guān)鍵技術(shù)。如同做“CT”，成像精度越高，反映地球構(gòu)造就越準(zhǔn)確。同時海量數(shù)據(jù)對計算性能的要求極高，算法也復(fù)雜。

“系統(tǒng)的最大突破是‘計算換存儲’，用超大規(guī)模并行計算‘繞開’存儲‘瓶頸’，從而使我國疊前逆時偏移圖像處理器加速技術(shù)大大領(lǐng)先于國際同行?！闭n題組組長、中科院地質(zhì)與地球物理研究所劉洪研究員說。

吉星吉達(dá)科技有限公司總經(jīng)理劉欽表示，這套系統(tǒng)在理論和技術(shù)上有諸多創(chuàng)新。課題組在國際上率先提出并實現(xiàn)了在地震成像系統(tǒng)中，應(yīng)用高度“解耦”的算法“釋放”圖像處理器的效能。

中石油集團科技發(fā)展部副總經(jīng)理方朝亮表示，這是我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高端石油科技成果，是地球物理技術(shù)與IT技術(shù)結(jié)合的范例。（科技日報）

我國建成首套近地面沙塵觀測系統(tǒng)

近地面 50米范圍內(nèi)是沙塵暴發(fā)展變化最為劇烈的區(qū)域，綠洲防護林可以減少 70%的沙塵水平通量，消減風(fēng)速30.5%～52.9%，防風(fēng)固沙林和農(nóng)田防護林網(wǎng)對沙塵暴的阻截作用非常顯著。這是甘肅民勤荒漠草地生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站經(jīng)過5年的觀測研究獲取的一組結(jié)論，該站研發(fā)的“0～50米近地面沙塵觀測系統(tǒng)”為沙塵暴災(zāi)害防治和荒漠綠洲防護體系建設(shè)提供了新的研究方法。

這套系統(tǒng)由“風(fēng)沙流流量監(jiān)測儀”等6種自主知識產(chǎn)權(quán)的沙塵暴觀測系統(tǒng)和風(fēng)沙流觀測儀器組成?？蒲腥藛T對民勤地區(qū)沙漠、沙漠—綠洲過渡帶和綠洲3種地貌的氣象、沙塵、環(huán)境、土壤、植被等進(jìn)行了全面監(jiān)測，系統(tǒng)開展了沙塵暴演變過程中風(fēng)場結(jié)構(gòu)與變化特征、沙塵通量、氣溶膠濃度、降塵結(jié)構(gòu)與時空變化、不同防護體系對沙塵暴過程的影響等多方面的研究，開創(chuàng)了中小尺度范圍沙塵空間結(jié)構(gòu)新學(xué)科領(lǐng)域。

“以前我國沙塵暴主要由氣象部門靠衛(wèi)星和激光雷達(dá)高空監(jiān)測，50米以下地面條件是雷達(dá)監(jiān)測的盲區(qū)，更是人類活動頻繁的區(qū)域。”項目組負(fù)責(zé)人趙明介紹說，這套系統(tǒng)為沙塵污染預(yù)測預(yù)報和防沙固沙工程提供了科學(xué)依據(jù)，解決了世界范圍內(nèi)沙塵暴的研究難題，在探索荒漠生態(tài)微觀演變、干旱區(qū)經(jīng)濟模式、沙區(qū)資源可持續(xù)利用方面具有積極作用。

民勤縣位于甘肅河西走廊東北部，石洋河流域下游，巴丹吉林沙漠和騰格里沙漠之間，是全國四大沙塵暴策源地之一。其生態(tài)狀況關(guān)乎河西走廊綠洲和祁連山冰川的穩(wěn)定，對黃河流域、河套平原乃至華北地區(qū)的氣候環(huán)境，有著至關(guān)重要的影響。

中國科學(xué)院院士鄭曉靜等專家認(rèn)為，這套系統(tǒng)改進(jìn)和完善了近地面沙塵天氣野外監(jiān)測研究方法，建立的風(fēng)沙流定位觀測數(shù)據(jù)庫和沙塵樣品檔案庫，達(dá)到國際領(lǐng)先水平，填補了研究空白。（科技日報）

中國首臺自主研發(fā)6兆瓦風(fēng)電機組即將下線

記者從總部位于北京中關(guān)村的華銳風(fēng)電科技（集團）股份有限公司了解到，全球最先進(jìn)的單機容量6兆瓦風(fēng)力發(fā)電機組研發(fā)工作進(jìn)展順利，首臺樣機將于今年6月下線。這意味著，中國有可能成為繼德國之后，第二個能自主生產(chǎn)當(dāng)今最大單機容量風(fēng)機的國家。

中國風(fēng)能協(xié)會秘書長秦海巖表示，6兆瓦風(fēng)機下線是中國風(fēng)電技術(shù)進(jìn)入國際最先進(jìn)行列的有力證明。根據(jù)公開資料，全球還沒有一臺6兆瓦風(fēng)機進(jìn)入商用階段，目前只有德國的兩家公司有兩到三臺樣機處于運行測試階段。

據(jù)悉，華銳風(fēng)電6兆瓦樣機下線后也要經(jīng)過一段時間的運行測試，待驗收達(dá)標(biāo)后，才可以投入建設(shè)發(fā)電。華銳風(fēng)電副總裁陶剛說，華銳不僅擁有6兆瓦風(fēng)電機組的全球知識產(chǎn)權(quán)，而且?guī)恿艘粭l完整的零部件國產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)鏈，完全掌握產(chǎn)業(yè)控制權(quán)。

陶剛說，6兆瓦風(fēng)機下線將大大推動中國風(fēng)電，特別是海上風(fēng)電資源開發(fā)進(jìn)程?！坝捎诤Ｉ咸厥獾淖匀粭l件帶來的安裝維修高費用，必須依靠大型化風(fēng)電機組技術(shù)才能解決大規(guī)模商用的成本問題。”

近年來，在土地資源稀缺和減排要求的雙重壓力下，歐美國家均開始大力開發(fā)海上風(fēng)電資源。根據(jù)英、法兩國公布的未來十年規(guī)劃，新建設(shè)的7600臺海上風(fēng)電機組平均單機容量都要求在5兆瓦以上。

秦海巖說，中國同樣擁有豐富的海上風(fēng)能資源，海上風(fēng)電資源的開發(fā)將對緩解東部沿海經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)用電壓力有明顯作用，而華銳風(fēng)電已經(jīng)初步展露了實力。

2010年8月，華銳風(fēng)電承擔(dān)的中國第一個國家海上風(fēng)電示范項目——上海東海大橋10萬千瓦海上風(fēng)電項目通過240小時預(yù)驗收考核。所發(fā)電能通過海底電纜輸送回陸地，預(yù)計年發(fā)電量可供上海20多萬戶居民使用一年。

目前中國在東部沿海已經(jīng)建成和完成招標(biāo)的海上風(fēng)電項目共有140萬千瓦，華銳包攬了其中100萬千瓦。（科技日報）

長春應(yīng)化所石墨烯研究獲系列進(jìn)展

中國科學(xué)院長春應(yīng)化所現(xiàn)代分析技術(shù)工程實驗室材料電化學(xué)課題組近 3年圍繞石墨烯材料研發(fā)這一前沿性重要科學(xué)問題開展攻關(guān)，取得了系列創(chuàng)新性研究結(jié)果，得到國內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注。

據(jù)介紹，石墨烯是碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的一種碳質(zhì)新材料，是構(gòu)建其他維數(shù)碳質(zhì)材料（如零維的富勒烯、一維的納米碳管和三維的石墨等）的基本單元，具有極好的結(jié)晶性及電學(xué)質(zhì)量，可廣泛應(yīng)用于微電子、柔性顯示、航空航天、能源、化學(xué)傳感等領(lǐng)域。

在中科院知識創(chuàng)新工程重要方向項目的支持下，中國科學(xué)院長春應(yīng)化所現(xiàn)代分析技術(shù)工程實驗室材料電化學(xué)課題組結(jié)合國際石墨烯材料研發(fā)的最新趨勢，從基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究入手，圍繞石墨烯的制備、化學(xué)修飾、性能研究等，開展了系列卓有成效的研究工作，并積極探索其在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用，取得了系列創(chuàng)新性的研究進(jìn)展，不但在石墨烯的制備、化學(xué)修飾、性能研究等方面取得了長足進(jìn)步，還研制開發(fā)出多種高強度、高韌性樹脂材料等。此外，該課題組還在石墨烯透明電極、生物傳感等方面進(jìn)行了初步探索，獲得一系列相關(guān)研究結(jié)果，引起國內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注。

近年來，該課題組已在《分析化學(xué)》（Anal. Chem.）、《化學(xué)通訊》（Chem. Commun.）等國際學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表相關(guān)文章15篇。其中發(fā)表于2009年Anal. Chem.上的文章僅一年左右時間就被引用100余次，并被中國科學(xué)信息技術(shù)研究所評選為2009年度“中國百篇最具影響國際學(xué)術(shù)論文”。（科學(xué)時報）

全球多家大企業(yè)支持中國4G移動通信標(biāo)準(zhǔn)

全球多家大企業(yè)近期在西班牙巴塞羅那聯(lián)合發(fā)起名為“全球TD－LTE發(fā)展倡議”的行動，支持TD－LTE作為下一代移動通信的國際標(biāo)準(zhǔn)，而中國移動通信集團公司等企業(yè)在該標(biāo)準(zhǔn)的制定中起著關(guān)鍵和主導(dǎo)性作用。

當(dāng)天，在正于巴塞羅那舉行的世界移動通信大會期間，中國移動組織舉行了關(guān)于TD－LTE技術(shù)的高峰論壇。中國移動董事長王建宙、印度最大移動通信運營商巴蒂電信公司的董事長巴蒂·米塔爾、日本軟銀公司董事長孫正義都出席會議并表示對TD－LTE技術(shù)的全力支持。此外，歐洲的沃達(dá)豐、美國的 Clearwire等一些移動通信領(lǐng)域的著名企業(yè)也都是本次倡議的發(fā)起方。

國際電信聯(lián)盟（ITU）副秘書長趙厚麟和中國工業(yè)和信息化部科技司司長聞庫也出席會議，表示對TD－LTE技術(shù)的關(guān)注和支持。

中國移動副總裁李正茂在接受新華社記者采訪時說，TD－LTE是全球下一代移動通信網(wǎng)絡(luò)的候選標(biāo)準(zhǔn)之一，中國在這個標(biāo)準(zhǔn)的形成中起了主導(dǎo)作用，中國移動組織本次高峰論壇，目的就是進(jìn)一步推動該標(biāo)準(zhǔn)的國際化應(yīng)用。

他說：“今天有超過60家運營商來參加論壇，并且有超過15家以上的運營商宣布采用這個標(biāo)準(zhǔn)，這使中國自主創(chuàng)新的TD－LTE變成國際化標(biāo)準(zhǔn)方面邁出的重大一步，可以說取得了突破性的進(jìn)展。”

目前國際電信聯(lián)盟正在制定下一代的 4G移動通信標(biāo)準(zhǔn)，LTE是呼聲很高的候選方案，而TD－LTE是LTE技術(shù)的主要類型之一。目前LTE的競爭對手是WiMax技術(shù)，而李正茂透露說，當(dāng)天參會的除LTE運營商外，還有不少前來觀望的使用WiMax的運營商，其中許多企業(yè)已表示將轉(zhuǎn)投TD-LTE陣營。

中國移動還在當(dāng)天的論壇上宣布，在中國政府的大力支持下，已經(jīng)啟動了涵蓋6個大城市的大規(guī)模TD-LTE實驗。（科技日報）

我國自主研制成功疲勞試驗機動態(tài)力校準(zhǔn)裝置

記者近期從中國計量科學(xué)研究院獲悉，我國自主研制成功疲勞試驗機動態(tài)力校準(zhǔn)裝置，經(jīng)專家鑒定填補該領(lǐng)域國內(nèi)空白。

不僅人類會產(chǎn)生疲勞，汽車零部件、航空工程結(jié)構(gòu)材料經(jīng)過多次循環(huán)使用后也會產(chǎn)生疲勞——在無顯著外觀變形情況下而發(fā)生斷裂，從而導(dǎo)致災(zāi)難性的設(shè)備或人身傷亡事故。

據(jù)統(tǒng)計，汽車零部件破壞中85%是由疲勞引起的，航空工程中有60%～80%的斷裂是由結(jié)構(gòu)材料的疲勞破壞引起的。相關(guān)行業(yè)主要通過疲勞試驗機來測量試件材料的疲勞極限和疲勞壽命等，而動態(tài)力值誤差是疲勞試驗機的一個主要性能指標(biāo)。目前，受技術(shù)水平和研究能力的限制，國內(nèi)對疲勞試驗機檢定或校準(zhǔn)，通常只針對靜態(tài)力值，明顯降低了疲勞試驗機動態(tài)力值計量的準(zhǔn)確度，并增大了測量不確定度。此次研制的疲勞試驗機動態(tài)力校準(zhǔn)裝置就可解決這一難題。

課題負(fù)責(zé)人、中國計量科學(xué)研究院副研究員胡剛告訴記者，此套疲勞試驗機動態(tài)力校準(zhǔn)裝置，由電阻應(yīng)變式力傳感器及動態(tài)應(yīng)變信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)兩部分組成，靜態(tài)準(zhǔn)確度達(dá)到 0.1級。在 500Hz頻率范圍內(nèi)，歸一化動態(tài)靈敏度優(yōu)于1%，實現(xiàn)了高準(zhǔn)確度的動態(tài)力測量?？蓪崿F(xiàn)校準(zhǔn)裝置動態(tài)特性測試、疲勞試驗機動態(tài)力校準(zhǔn)，主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

該裝置的成功研制，為疲勞試驗機校準(zhǔn)、檢定和定型鑒定提供了高準(zhǔn)確度的計量標(biāo)準(zhǔn)和科學(xué)合理的裝置和方法。為航空航天、汽車、船舶、冶金、建筑等行業(yè)的材料可靠性與使用壽命測試提供有力的技術(shù)支撐，并為材料計量提供強有力的量值溯源保障，具有較大的社會效益和經(jīng)濟效益。（科技日報）

我國率先在國際上研發(fā)出第三代汽車鋼

經(jīng)過太鋼和中鋼研科技集團科技人員共同努力、緊密合作，攻克了第三代汽車用鋼工業(yè)化生產(chǎn)流程中冶煉、連鑄、熱軋、冷軋等方面的技術(shù)難題，初步具備了批量生產(chǎn)的能力。

隨著人們對汽車輕量化和防撞安全性要求的提高，汽車鋼不斷向高強度和高塑性方向發(fā)展，強塑積成為衡量汽車鋼性能的重要指標(biāo)。第三代汽車鋼，是指輕量化和安全性指標(biāo)高于第一代汽車鋼、生產(chǎn)成本又低于第二代汽車鋼的高強高塑鋼，其成功研制從根本上改變了我國長期以來跟蹤學(xué)習(xí)國外汽車鋼技術(shù)的局面。

從2010年10月開始，太鋼與中國鋼研科技集團合作，僅用一個月就成功地在工業(yè)生產(chǎn)流程上開發(fā)出第三代汽車鋼熱軋板卷和冷軋板，強塑積均超過了 30GPa%。用第三代汽車鋼，汽車板將更薄，汽車也就更輕、更省油了。歐洲一家大汽車廠測算過，用第三代汽車鋼，一部車成本大概增加240歐元，但可以節(jié)油5%。另一個更重要的好處是汽車安全性將大幅提高。使用第三代汽車鋼，在正常碰撞下不會造成人員死亡。目前，太鋼正在進(jìn)行科技攻關(guān)，進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)流程，完善生產(chǎn)條件，努力使第三代汽車用鋼早日投放商業(yè)市場。

太鋼是全球最大的不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)，在不銹鋼、特殊鋼和高等級碳素鋼的研究開發(fā)和生產(chǎn)加工方面擁有雄厚的研發(fā)實力和可靠的質(zhì)量保障能力。（科技日報）

我國科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)具有“節(jié)肢”的古老葉足動物

今年2月24日出版的英國《自然》雜志以封面論文形式發(fā)表了西北大學(xué)早期生命研究所劉建妮、舒德干等人在早期動物起源演化研究上的又一突破性成果——《中國發(fā)現(xiàn)具有“節(jié)肢”的早寒武世葉足動物》。首次揭示了“原口動物亞界”中最令學(xué)術(shù)界困惑的起源謎團，即節(jié)肢動物門的起源與早期演化難題。（科技網(wǎng)）

太陽能電池新技術(shù)

日本研究人員近期在世界上首次開發(fā)出了通過涂抹液體硅形成非晶硅薄膜，進(jìn)而生產(chǎn)太陽能電池的技術(shù)。新技術(shù)將有助于降低薄膜太陽能電池的成本。

硅是制造手機、液晶和太陽能電池的重要原料。目前多用固態(tài)和氣態(tài)的硅材料制造太陽能電池，但是加工固態(tài)和氣態(tài)的硅材料成本較高，所需時間也較長。

北陸尖端科學(xué)技術(shù)研究生院大學(xué)教授下田達(dá)也率領(lǐng)的研究小組，2006年以一種含硅和氫的高分子化合物為溶質(zhì)制造出穩(wěn)定的液體硅。此次，他們在徹底研究液體硅特性的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了這種制造薄膜太陽能電池的新技術(shù)。

新技術(shù)生產(chǎn)太陽能電池首先要清除液體硅中的雜質(zhì)，然后在充滿氮的設(shè)備內(nèi)，把液體硅滴到玻璃基板上，并讓基板以每分鐘約3000次的高速旋轉(zhuǎn)，使液體硅均勻分布在基板上，形成薄薄的一層，最后在約400攝氏度的高溫下加熱數(shù)十秒，就制成了性能穩(wěn)定的非晶硅薄膜。

重復(fù)上述工序3次，并加入硼和磷等成分，就可以制造出 3層性質(zhì)不同的硅薄膜。在加入電極制造出太陽能電池后，其發(fā)電效率為普通太陽能電池的20%左右。雖然效率尚不高，但是成本降低了60%～70%。（科技日報）

納米疫苗能更有效激發(fā)免疫反應(yīng)

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，麻省理工大學(xué)工程人員設(shè)計出一種新型納米粒子，可安全高效地傳送抗艾滋病病毒（HIV）和瘧疾等疾病的疫苗，并能更有效地激發(fā)機體免疫反應(yīng)。近日出版的《自然·材料學(xué)》上對這種新型納米疫苗進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

納米粒子中心有一個脂質(zhì)球，能攜帶人工合成的蛋白質(zhì)，這些合成粒子能引發(fā)強烈的免疫反應(yīng)。論文作者之一、麻省理工大學(xué)材料科學(xué)工程與生物工程副教授達(dá)雷爾·歐文說，這跟活性病毒造成的免疫反應(yīng)相仿，但更加安全。

設(shè)計疫苗時，研究人員需要激發(fā)機體兩個主要免疫反應(yīng)中的一個：激活T細(xì)胞攻擊被病菌感染的體細(xì)胞；或激活B細(xì)胞，這是血液或其他體液中針對病毒或細(xì)菌的秘密抗體。

對那些喜歡呆在細(xì)胞內(nèi)部的病毒，比如HIV，需要激發(fā)“殺手”T細(xì)胞的強烈反應(yīng)，讓它們殺滅病毒或讓病毒喪失活性。但事實上，這種方法并不能有效對付HIV——因為HIV很難滅活。為此，科學(xué)家一直在研制HIV、B型肝炎等病毒的人工合成疫苗。

雖然人工疫苗安全性更高，卻很難引發(fā)強烈的T細(xì)胞反應(yīng)。此前，科學(xué)家曾打算將疫苗裝在一種叫做脂質(zhì)體的油脂小粒中，以加強T細(xì)胞反應(yīng)。但這些脂質(zhì)體在血液和體液中很不穩(wěn)定。

歐文研究小組研制出一種納米粒子，能把多種脂粒聚集在一起。一旦脂質(zhì)體聚集，相鄰的脂質(zhì)體壁就會通過化學(xué)作用粘在一起，使整體結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，注射之后短期內(nèi)很難裂開。一旦納米粒子被細(xì)胞吸收，它們就會很快分解，釋放出疫苗引發(fā)T細(xì)胞反應(yīng)。

歐文和沃特·里德軍事研究院合作，在小鼠身上測試這種納米粒子傳送瘧疾疫苗的能力。他們發(fā)現(xiàn)在低劑量疫苗作用下，3個免疫過程產(chǎn)生了強烈的T細(xì)胞反應(yīng)，免疫之后，小鼠體內(nèi)30%的殺手T細(xì)胞對疫苗蛋白產(chǎn)生了特效作用。

歐文指出，這是由蛋白質(zhì)疫苗產(chǎn)生的最強T細(xì)胞反應(yīng)之一，可以和病毒疫苗相比，粒子引發(fā)了強烈的抗體反應(yīng)。佐治亞理工學(xué)院副教授尼倫·默西也表示，這種新粒子的出現(xiàn)是一個很大的進(jìn)步，但在激發(fā)人體抗病免疫反應(yīng)方面，還需要更多實驗。

除了瘧疾疫苗，歐文還與麻省理工里根研究院、哈佛大學(xué)和麻省總醫(yī)院等機構(gòu)合作，把這種方法用于傳送癌癥疫苗。（科技日報）

原子間單量子能量交換首次實現(xiàn)

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)今年報道，美國國家標(biāo)準(zhǔn)研究院物理學(xué)家首次在兩個分隔的帶電原子（離子）之間建立了直接運動耦合，實現(xiàn)了原子之間的單量子能量交換。這一技術(shù)簡化了信息處理過程，可用于未來的量子計算機、模擬技術(shù)和量子網(wǎng)絡(luò)中。相關(guān)研究發(fā)表在今年2月23日的《自然》雜志上。

研究人員解釋說，他們讓兩個鈹離子在電磁勢阱中震蕩進(jìn)行能量交換，這一交換中是以最小能量單位——量子來進(jìn)行的。這意味著離子被“耦合”在一起，表現(xiàn)出像宏觀世界中如鐘擺、音叉那樣的“和諧震蕩”，做重復(fù)的來回運動。

實驗利用了一種單層離子勢阱，并將其浸在液氦浴中冷卻到零下269攝氏度。離子之間相隔40微米，漂浮在勢阱表面。勢阱表面裝有微小電極，讓兩個離子靠得更近，以便產(chǎn)生更強的耦合作用。超低溫度可以抑制熱量，避免擾亂離子行為。研究人員在勢阱上放了震蕩脈沖來檢測鈹離子頻率。

研究人員還用激光制冷減弱兩個離子的運動，再用兩束反向紫外激光束將一個離子進(jìn)一步冷卻到靜止?fàn)顟B(tài)，調(diào)節(jié)勢阱電極間的電壓，就開啟了耦合作用。經(jīng)測量，離子的能量交換每155微秒僅有幾個量子，而達(dá)到單個量子交換時頻率更低，間隔為218微秒。從理論上講，離子之間這種能量交換過程能一直持續(xù)，直到被熱量打斷。

“首先，一個離子輕微震動而另一個靜止，然后震動傳給了另一個離子，它們之間的能量運動是一個最小的能量單位?！闭撐牡谝蛔髡摺覙?biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院博士后研究員坎頓·布朗說，“我們可以調(diào)節(jié)耦合作用，影響能量交換的速度和程度，還能控制耦合作用的開啟或終止?！庇秒姌O電壓來調(diào)整兩個離子的頻率，讓它們離得更近，耦合作用就開始了。當(dāng)兩個離子頻率最接近時，耦合作用最強。由于正電荷離子之間的靜電作用，它們之間傾向于互相排斥。耦合使每個離子都具有了兩個電子的特征頻率。

在未來的量子計算機中，上述技術(shù)可用于解決量子系統(tǒng)的復(fù)雜問題，破解當(dāng)今使用最廣的數(shù)據(jù)加密編碼。不同位置的離子直接耦合可以簡化邏輯運算，有助于校正運算過程錯誤。該技術(shù)還可能用于量子模擬，以解釋復(fù)雜量子系統(tǒng)如高溫超導(dǎo)現(xiàn)象的原理機制。

研究人員還指出，類似的量子交換作用可以用來連接不同類型的量子系統(tǒng)，如離子和光子，在未來的量子網(wǎng)絡(luò)中傳遞信息，如勢阱中的離子可以在超導(dǎo)量子比特（昆比特）和光子比特之間作“量子轉(zhuǎn)換器”。（科技網(wǎng)）

科學(xué)家首次在分子遺傳學(xué)層面揭示音樂天賦遺傳性

芬蘭赫爾辛基大學(xué)和西貝柳斯音樂學(xué)院研究人員的一項最新研究成果表明，人類的音樂天賦具有很強的遺傳性。

當(dāng)?shù)孛襟w報道說，芬蘭研究人員選擇來自31個芬蘭家族的400名音樂家、業(yè)余愛好者和未受過音樂訓(xùn)練的人為研究對象，通過聽覺構(gòu)建能力測試、西肖爾音高分辨和時間辨別測試等評估受試者的音樂才能。此外，研究人員還采集了12歲以上受試者的血樣。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在芬蘭音樂世家的音樂才能中，約有 50%可解釋為基因因素。研究人員說，這是首次在分子遺傳學(xué)層面揭示音樂天賦的遺傳性。（科技網(wǎng)）

富勒烯或可形成純碳新膠體

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，球形碳分子富勒烯（碳-60）在納米技術(shù)和電子領(lǐng)域有很多獨特性質(zhì)和潛在應(yīng)用。最近科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，碳-60在一定條件下還能形成一種單一成分的膠體。目前為止，已知的膠體都是由兩種成分構(gòu)成：均勻分布的溶質(zhì)和溶劑。

此前，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)碳-60能形成多種物質(zhì)形態(tài)，包括固體和液體。英國布里斯托爾大學(xué)化學(xué)家帕德里克·羅伊爾和澳大利亞國立大學(xué)的斯蒂芬·威廉姆發(fā)現(xiàn)，從理論上講，碳-60存在一種包含著分子團的稠密液體狀態(tài)，形成一種完全由碳元素組成的“拐點態(tài)”膠體。

研究人員通過計算機模擬證明，在適當(dāng)高溫下，碳-60能以很高的淬火速率形成膠體。淬火是將物體加熱到一定高溫，再迅速冷卻至室溫以改變其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。根據(jù)模擬中的最長時間顯示，碳-60形成膠體只需 10納秒左右。盡管膠體顆粒顯出一些粗化，據(jù)研究人員預(yù)測，它在室溫下能保持穩(wěn)定狀態(tài)超過100納秒。最后，這種膠體會分離成晶體和氣體兩種狀態(tài)。

研究人員指出，單一成分膠體在一定條件下確實存在，這一事實能讓人們從整體上更好地掌握膠體的性質(zhì)。然而因為所需淬火速率很高，當(dāng)前要在實驗中演示碳-60膠體還很難做到。但他們希望能找到一種對淬火速率要求較低的膠體制作方法，或用更大的富勒倫尼斯碳簇如碳-540來代替碳-60形成碳膠體。（科技網(wǎng)）

新式超細(xì)纖維可安全儲氫

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近期報道，英國科學(xué)家研發(fā)出了一種廉價且實用的新儲氫方法，有望使氫氣在很多應(yīng)用領(lǐng)域代替汽油，也加快了氫動力汽車面世的步伐。

英國科學(xué)與技術(shù)設(shè)施理事會（STFC）盧瑟?！ぐ⑵諣栴D實驗室、英國牛津大學(xué)的科學(xué)家真樂普·庫班、內(nèi)爾·斯基普以及英國倫敦大學(xué)學(xué)院的阿瑟·洛弗爾研發(fā)出了一種新的納米結(jié)構(gòu)技術(shù)——共電子紡絲（co-electrospinning）技術(shù)，并使用該技術(shù)制造出了纖薄柔順的超細(xì)纖維，這種纖維的直徑僅為頭發(fā)絲的三十分之一?？茖W(xué)家使用這些中空的超細(xì)纖維來封裝富含氫氣的化學(xué)物質(zhì)，在這種方式下，氫氣能在比以前更低的溫度下以更快的速率釋放出來。

另外，這種封裝方法也讓含氫化學(xué)物質(zhì)遠(yuǎn)離了氧氣和水，可延長其壽命，并確保人們能在空氣中安全地處理這些含氫化學(xué)物質(zhì)。

質(zhì)量相等的情況下，這種新納米物質(zhì)能和目前氫動力概念車模型中使用的氫高壓柜容納一樣多的氫。而且，這種新納米物質(zhì)被制造成微小的珠子后能像液體一樣流動和傾倒，因此能像汽油一樣裝在汽車和飛機的油罐內(nèi)。最關(guān)鍵的是，氫氣給汽車和飛機提供動力時不會排放出二氧化碳。

真樂普·庫班在這項研究中起到關(guān)鍵的作用，他表示，這項新技術(shù)為很多與氫存儲系統(tǒng)有關(guān)的關(guān)鍵問題提供了解決辦法，讓氫動力汽車離我們更近了一步。（科技網(wǎng)）

世界首個毫米級計算系統(tǒng)原型問世

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，美國科學(xué)家研制出一種可供青光眼病人使用的植入式眼壓監(jiān)測器，據(jù)信這是世界首個完整的毫米級計算系統(tǒng)原型。輔之以一套無需調(diào)諧便可找準(zhǔn)頻率的緊湊型無線電設(shè)備，多個毫米級計算系統(tǒng)就能搭建成一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。這兩項進(jìn)展是朝著毫米級計算進(jìn)軍征程上的重要里程碑，而毫米級計算被認(rèn)為是未來電子學(xué)研究領(lǐng)域的前沿。研究人員已在今年2月22日舉行的國際晶體管電路研討會上提交了相關(guān)論文。

該眼壓監(jiān)測器由密歇根大學(xué)電子工程和計算機科學(xué)系教授丹尼斯·西爾維斯特和大衛(wèi)·布洛烏以及助教大衛(wèi)·文茨洛夫負(fù)責(zé)研發(fā)，他們將一個超低功耗微處理器、一個壓力傳感器、存儲器、一個薄膜電池、一塊太陽能電池和一個帶有天線的緊湊型無線電設(shè)備整合在一起，整個系統(tǒng)大小不過一厘米見方。該系統(tǒng)每隔15分鐘進(jìn)行一次測量，平均功耗為5.3納瓦，暴露在室內(nèi)光線下10個小時或者陽光直曬1.5個小時就可完成電池充電，并能夠儲存一周之內(nèi)的測量信息。研究小組稱，該裝置有望在未來幾年內(nèi)投放市場。

這套新系統(tǒng)雖然是專門針對醫(yī)用人體傳感器網(wǎng)絡(luò)而開發(fā)的，但其在追蹤環(huán)境污染、監(jiān)測結(jié)構(gòu)的完整性等方面也有廣泛的應(yīng)用前景。

不過，這一毫米級計算系統(tǒng)雖然很完整，但所攜帶的無線電設(shè)備還無法讓它和類似的其他系統(tǒng)進(jìn)行“交談”，而這種節(jié)點對節(jié)點通信是一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)必須具備的重要特征。為此，研究人員正在研制一種帶有集成片上天線（on-chip antenna）的無線電設(shè)備。他們采用先進(jìn)的互補型金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）工藝來控制天線的形狀和尺寸，由此可控制天線對電子信號的反應(yīng)，從而避免使用目前兩個孤立的設(shè)備之間“通話”時必須依賴的粗重的外置平衡線，大大縮減了無線電系統(tǒng)的尺寸。

研究人員現(xiàn)正在研究如何降低該無線電設(shè)備的功耗，以使其與毫米級電池兼容。他們同時也希望為這些看上去微小但意義重大的進(jìn)展申請專利，并尋找商業(yè)伙伴將這些技術(shù)推向市場。（科技網(wǎng)）

“豆莢”復(fù)合材料可延長鋰離子電池使用壽命

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，新加坡A-STAR研究院化學(xué)工程研究所的科學(xué)家們?nèi)涨把邪l(fā)出一種可減少電極退化的新技術(shù)，進(jìn)而可延長鋰離子電池的使用壽命和容量保持率。

該技術(shù)使用了一種豌豆莢結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，這種材料由氧化鈷（四氧化三鈷）納米顆粒（類似于豌豆莢中的豌豆）和納米碳纖維（類似于覆蓋在豌豆外的豆殼）組成。氧化鈷納米顆粒作為活性材料來存儲鋰離子，四周的中空碳纖維則可以起到保護氧化鈷顆粒防止其斷裂的作用。此外，這些碳纖維還扮演著從納米粒子中傳導(dǎo)電子的角色。

由于與目前傳統(tǒng)的陽極材料（如錫）相比，氧化鈷具有更強的離子吸附和保持能力，它被認(rèn)為是極富潛力的陽極材料。此外，氧化鈷能很容易地轉(zhuǎn)化為已進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用的陰極材料——氧化鈷鋰。

為制造這種豆莢結(jié)構(gòu)材料，研究人員首先在充滿惰性氣體的密閉空間內(nèi)以 700攝氏度的溫度對表面附著有聚合葡萄糖的粗制碳酸鈷進(jìn)行加熱，而后再將其放置在空氣中以250攝氏度的溫度加熱。電子掃描顯微鏡顯示，這種結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)上十分整齊，其長度大都是幾個微米，直徑一般在50納米左右。

由這種豌豆莢結(jié)構(gòu)復(fù)合材料制成的電極能顯著提升鋰離子電池的電池容量和儲電能力，實驗發(fā)現(xiàn)在經(jīng)過50次充放電循環(huán)后，由其制成的電池仍具有91%的容量。

研究人員稱，除在鋰離子電池領(lǐng)域的應(yīng)用前景外，這種豆莢結(jié)構(gòu)復(fù)合材料本身就是一個成就，因為該技術(shù)首次實現(xiàn)了將具有磁性的納米顆粒嵌入到中空的碳纖維之中。這種“納米顆粒膠囊”技術(shù)可以推廣到多個領(lǐng)域，如基因工程、催化、氣體探測、電容以及磁性材料制造等。(科技網(wǎng))

稻殼可制成高性能活性炭

水稻脫粒時產(chǎn)生的稻殼往往被當(dāng)做廢棄物扔掉，然而日本研究人員近期報告說，他們開發(fā)出了利用稻殼制造高性能活性炭的技術(shù)。

日本長岡技術(shù)科學(xué)大學(xué)的齋藤秀俊教授在論文中說，長岡農(nóng)業(yè)合作社的工作人員曾向他反映處理稻殼很麻煩，在嘗試將稻殼回收利用的研究中，齋藤秀俊和同事發(fā)現(xiàn)，如果單純將稻殼加熱后制成炭，稻殼內(nèi)殘留的二氧化硅會阻礙其作為活性炭發(fā)揮作用。但是將上述“稻殼炭”與氫氧化鉀和氫氧化鈉混合在一起，然后進(jìn)行熱處理，就可以成功去除二氧化硅。

在去除了二氧化硅的這種稻殼活性炭表面，分布著大量直徑約1.1納米的微小孔隙。由于這些孔隙的表面積累積后非常可觀，因此具有強大的吸附能力。據(jù)測算，與普通活性炭相比，這種稻殼活性炭及其孔隙的表面積相當(dāng)于前者的2.5倍。

參與這項研究的一家日本企業(yè)介紹說，這種稻殼活性炭在經(jīng)過進(jìn)一步加工后有望成為蓄電裝置的電極材料，該企業(yè)正加緊開發(fā)相關(guān)技術(shù)。（科技網(wǎng)）

永凍土融化釋放過量碳加速全球變暖

美國一項最新研究稱，隨著氣溫的上升，到2200年地球的永久凍土層估計有多達(dá)三分之二將融化消失，從中釋放出的大量碳反過來又會加速全球變暖。

來自科羅拉多大學(xué)的研究人員介紹說，永凍土融化釋放出的碳主要來自于上個冰川期被凍在土壤中的植物根莖殘余等物質(zhì)，這就好比把菜凍在冰箱里可以冷凍許多年，然而一旦從冰箱中拿出來（環(huán)境溫度升高），菜就會解凍腐爛。

根據(jù)他們的推算，隨著地球升溫，在接下來的200年里，地球永久凍土層的融化將向大氣中釋放約1900億噸碳，其中大多數(shù)將在未來100年里釋放，相當(dāng)于工業(yè)化時代以來所釋放的碳總量的一半。

研究人員稱，從現(xiàn)在到2200年，地球永凍土融化過程中釋放的碳將相當(dāng)于目前地球大氣中碳總量的五分之一。這些碳的釋放將不僅加速全球變暖影響地球氣候，而且還將影響國際社會的碳減排進(jìn)程。（科技網(wǎng)）

美國研制出雙向同步無線廣播技術(shù)

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，無線廣播一直是單向進(jìn)行，在某個特定的頻率，無線電信號每次只能流向一個方向?，F(xiàn)在，美國科學(xué)家首次研發(fā)出了能同時發(fā)送和接收信號的雙向無線廣播技術(shù)，使無線廣播傳送信號的信息量提高了一倍，從而有望研制出更快捷高效的網(wǎng)絡(luò)。

這項技術(shù)對未來的通訊網(wǎng)絡(luò)意義重大。盡管目前手機網(wǎng)絡(luò)已使用戶能同時聽話和交談，但由于手機網(wǎng)絡(luò)的運行環(huán)境非常昂貴且需要復(fù)雜規(guī)劃，因此，不適用于其他無線通訊網(wǎng)。

同時發(fā)送和接收信號最明顯的作用是讓發(fā)送的信息增加了一倍，科學(xué)家可借此改進(jìn)家用和辦公網(wǎng)絡(luò)，讓其更快、擁堵更少。另外，這項技術(shù)還可以克服空中交通面臨的一個重要問題。在目前的系統(tǒng)中，如果兩架飛機以同樣的頻率同時呼叫地面控制臺，那么，沒有一個信號能被接收，信號受阻可能導(dǎo)致飛機發(fā)生碰撞，而新系統(tǒng)能有效解決這一難題。（科技網(wǎng)）

硅表面生長納米激光器技術(shù)問世

美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近期報道，美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分?？茖W(xué)家利用新技術(shù)直接在硅表面生長出了極微小的納米柱，形成一種亞波長激光器。這一成果將為制造納米光學(xué)設(shè)備如激光器、光源檢測儀、調(diào)制器、太陽能電池等帶來新的突破。

加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的研究人員通過金屬—有機化學(xué)蒸發(fā)沉積的方法，在400攝氏度條件下，用一種III-V族材料銦鎵砷在硅表面生長出納米柱。這種納米柱有著獨特的六角形晶體結(jié)構(gòu)，能將光線控制在它微小的管中，形成一種高效導(dǎo)控光腔。它能在室溫下產(chǎn)生波長約950納米的近紅外激光，光線在其中以螺旋形式上下傳播，經(jīng)過光學(xué)上的相互作用而得以放大。

加州大學(xué)伯克利分校電學(xué)工程與計算機科學(xué)教授康妮·張-哈斯南指出，這種亞波長激光器技術(shù)將對多科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生廣泛影響，包括材料科學(xué)、晶體管技術(shù)、激光科學(xué)、光電子學(xué)和光物理學(xué)，促進(jìn)計算機、通訊、展示和光信號處理等領(lǐng)域光電子學(xué)的革命?！白罱K，我們希望加強這些激光的特征性能，以實現(xiàn)光子和電子設(shè)備的結(jié)合?！保萍季W(wǎng)）

荷蘭將嘗試海底儲存二氧化碳

荷蘭政府近日宣布，將放棄早先計劃將二氧化碳?xì)怏w存儲在地下的計劃，轉(zhuǎn)而尋求嘗試在海底開展存儲二氧化碳的試驗。

荷蘭經(jīng)濟大臣費爾哈亨今年2月15日表示，選擇海底存儲二氧化碳“將不會再引起一些沒有必要的擔(dān)心?！彼瑫r敦促有關(guān)方面盡快批準(zhǔn)并發(fā)放在海底存儲二氧化碳所需要的許可。

荷蘭政府去年曾計劃在南部靠近鹿特丹的一個小鎮(zhèn)開展地下存儲二氧化碳的試驗。消息公布后，引起當(dāng)?shù)孛癖姷募ち曳磳?，政府被迫放棄此項計劃，隨后尋求在北部的三個省份進(jìn)行類似計劃，但同樣引起了當(dāng)?shù)孛癖姷膽n慮。幾經(jīng)波折之后，荷蘭政府最終決定，嘗試在海底存儲二氧化碳。（科技網(wǎng)）

以蔗糖為原料制造石墨烯

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，美國科學(xué)家使用普通的蔗糖制造出了純凈的石墨烯，用這種石墨烯可以研制出更輕、更快、更廉價、更緊實柔韌的計算機電子設(shè)備，廣泛運用于軍用飛機和醫(yī)療領(lǐng)域。

美國萊斯大學(xué)化學(xué)教授詹姆斯·圖爾領(lǐng)導(dǎo)的科研小組首先將少量的蔗糖放置在一薄層銅箔上，然后在加熱和低壓下讓這些蔗糖接觸流動的氫氣和氬氣。10分鐘后，這些蔗糖縮減成純凈的單層石墨烯，調(diào)整氣體的流動可控制石墨烯薄膜的厚度。

該研究團隊的這種一步式低溫處理方法不僅相對簡單而且可控，不需要使用更難處理的化學(xué)氣相沉積法以及其他需要高溫的方法，使制造石墨烯變得更加容易。圖爾解釋道，在傳統(tǒng)化學(xué)氣相沉積法中，科學(xué)家需要持續(xù)使用氣體（甲烷或乙烷）來調(diào)整石墨烯的生長環(huán)境和摻雜物質(zhì)以讓石墨烯的質(zhì)量達(dá)到最優(yōu)。新方法使用了不同的碳原料，可以更好地控制石墨烯中摻雜的物質(zhì)和石墨烯的厚度。（科技網(wǎng)）

摻雜稀土讓熱電材料轉(zhuǎn)換率提高25%

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，美國能源部阿姆斯國家實驗室的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，只需在一種熱電材料中摻雜 1%的稀土元素鈰或鐿，就可將這種熱電材料的轉(zhuǎn)換效率提高25%。該項目負(fù)責(zé)人伊維根·列文表示：“這是科學(xué)家首次如此大幅度地提高熱電轉(zhuǎn)換效率?！?/p>

阿姆斯實驗室的科學(xué)家去年就觀察到，在TAGS材料中增加 1%稀土元素鈰或鐿能顯著提高其轉(zhuǎn)換效率。為了弄清楚為何組成成分如此小的改變會對性能產(chǎn)生如此大的影響，該實驗室的科學(xué)家施密特·羅爾使用固態(tài)核磁共振光譜對摻雜了稀土元素的TAGS進(jìn)行了研究，并于近日證實，摻雜1%的鈰或鐿讓這種熱電材料的轉(zhuǎn)換效率提高了25%。列文表示：“稀土元素改變了熱電材料的晶體結(jié)構(gòu)，或許因此改變了其熱電性能?！保萍季W(wǎng)）

首臺反激光器在美國研制成功

據(jù)美國科學(xué)促進(jìn)會網(wǎng)站報道，在人類發(fā)明激光器50多年后，耶魯大學(xué)科學(xué)家近期研制出世界上首臺反激光器（anti-laser）。與激光器發(fā)射激光不同，反激光器能通過光束間互相干涉從而完全被消耗掉，達(dá)到將光束吸收而不是發(fā)射的目的。這一發(fā)現(xiàn)將為光學(xué)計算和放射學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域新技術(shù)的發(fā)展鋪平道路。相關(guān)研究成果發(fā)表在2月18日出版的《科學(xué)》雜志上。

耶魯大學(xué)物理學(xué)家道格拉斯·斯通和他的研究團隊曾于去年夏天發(fā)表過關(guān)于反激光器的理論文章，認(rèn)為這種裝置可以用硅這種最普通的半導(dǎo)體材料制成。通過與同事曹輝（音譯）的實驗小組合作，研究團隊最終研制出了一臺功能性反激光器，并將之命名為相干完全吸收器（coherent perfect absorber，簡稱CPA）。CPA將兩束相同頻率的光集中于含有一個硅晶片的諧振腔中，硅晶片作為“損耗媒介”捕捉光波，直到光波在往返振蕩過程中被完全吸收并轉(zhuǎn)化成熱量。

研究人員用裝有普通硅晶片的 CPA演示了吸收近紅外線放射物的效果。他們希望通過對諧振腔和損耗媒介的不斷完善，CPA能夠吸收可見光和一些紅外波段，以應(yīng)用在光纖通訊中。

斯通教授表示，他相信CPA有一天會應(yīng)用于下一代計算機——光學(xué)計算機的光學(xué)開關(guān)、探測器及其他部件。另外也可運用于醫(yī)用放射學(xué)領(lǐng)域，利用CPA原理將電磁輻射對準(zhǔn)人體組織中很小的某個區(qū)域，用來治病或者成像。

據(jù)介紹，CPA理論上可以吸收99.999%的光，但由于實驗條件的限制目前只能吸收99.4%。電腦模擬證明，CPA的大小也可以從現(xiàn)在1厘米發(fā)展到6微米（相當(dāng)于人頭發(fā)粗細(xì)的1/20）。（科技網(wǎng)）