圖片來源：英國《新科學家》雜志網站
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科技日報記者?劉霞
英國《新科學家》雜志網站在近日的報道中，提出了能提升人類福祉并改善地球環境的8大創新，包括更好的電池、通用疫苗前體、阿爾茨海默病治療藥物等。如果這些技術未來能取得重大突破，并被大規模利用，不啻為地球和人類的福音。
通用疫苗前體
mRNA技術的進步大大縮短了研發新疫苗所需的時間。為減少時間延遲，人們可能需要一種現成的通用疫苗前體，新病毒或細菌病原體可將其“激活”，從而生產出安全可靠的疫苗。
迄今最接近這一點的是對涵蓋特定類別所有病毒（如冠狀病毒）的通用疫苗的研究。去年11月，研究人員宣布研制出了一種適用于小鼠中所有20種已知甲型和乙型流感亞型的通用流感疫苗。
阿爾茨海默病療法
不管以何標準，阿爾茨海默病療法都排在最令人向往的科學進步的前列。
美國食品和藥品管理局2021年批準了首個針對潛在病因的藥物阿杜那單抗。研究顯示這一藥物減少了大腦中β—淀粉樣蛋白斑塊的數量，但臨床試驗中，它未能明確證明對人們的思維或記憶有任何益處。2022年第一種阿爾茨海默病藥物萊卡單抗宣布上市，該藥物聲稱可減緩認知能力下降，但有效性仍有爭議，且有一些嚴重的副作用。
固氮谷物
與主要谷物不同，豌豆和豆類等豆科植物幾乎很少需要或不需要氮肥，它們直接從與其根相關的共生細菌中獲取氮。
讓谷物、蔬菜和其他作物擁有類似固氮能力的想法已經存在了一個世紀。美國植物育種家諾曼·博洛格因開發無需大量氮肥的高產作物品種而榮膺諾貝爾和平獎。博洛格希望人類擁有“綠色高產的小麥、水稻、玉米、高粱和黍類，每公頃作物能從固氮細菌那里免費獲得100公斤氮”。科學家們在鑒定固氮基因并將其實驗性轉移到非豆科植物方面已取得了一些進展。
更有效的光合作用
光合作用效率即使取得較小改善也會對作物產量產生巨大影響。
過去10年的研究表明，實現這一目標有三條途徑：一是提高二磷酸核酮糖羧化酶的效率；二是尋找能使根更有效地收集水分和養分的基因，并利用合成工程將這些基因融入植物體內；三是發現產量更高、生長更快、氮利用效率更高的水稻植物。
更好的電池
現代鎳鎘電池的能量密度為150Wh/l，商用鋰離子電池的最高能量密度為755Wh/l，美國電池制造商正在開發能量密度為1150Wh/l的鋰電池。
盡管如此，電池的能量密度仍遠遠低于目前廣泛使用的液體燃料。過去50年，電池的最高能量密度增加了5倍，如果人們能在未來50年內保持這一速度，那么電池的能量密度將達到3750Wh/l，但對于電動波音787來說，這仍然不夠。
綠色塑料
目前，科學家們已研制出了源于農作物或微生物的可生物降解塑料，但產量不足1%。此外，塑料具有許多不同的功能，需要發明各種既便宜又堅固的綠色塑料。為了不與食品生產競爭，這些塑料不應由農作物衍生的化合物，而應由現成有機廢物、微生物和無機材料制成。這是一個巨大的挑戰，不過回報同樣巨大。
不含水泥的混凝土
但不幸的是，制作混凝土必須用到水泥，而水泥的生產過程產生的碳排放約占全球碳排放量的8%。
2021年，日本東京大學科學家們開發了一種新的混凝土配方，使用酒精和催化劑，將沙子和礫石黏合在一起，而不需要用到水泥。
德國科學家嘗試用碳纖維墊代替鋼筋作為混凝土中的加強筋。2021年9月，由海茵建筑設計完成的全球首個碳纖維混凝土建筑“Cube”于德累斯頓正式亮相。未來，人們需將這兩種技術結合起來，制造出更便宜的材料，然后在全球范圍內擴大生產。
更好的回收技術
人類使用大量能源和原材料生產出越來越多的產品，但只回收了一小部分。塑料的回收率只有9%；紙張的回收率只有約60%；電子垃圾的回收率不到20%，盡管其含有的金、銀、銅和稀土金屬比任何已知的礦物都多。回收利用的好處眾所周知，人類需要開發更好的回收技術。
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