Важнейшие научные достижения 2021 года

11.01.2022 14:08
52
Общество

Авторитетные журналы Science и Nature составили своеобразный научный "хит-парад" прошедшего года.

Марс привлекает

Еще один лидер научных хит-парадов последних лет - Марс. В прошлом году полеты туда вообще стали космической модой. Американский марсоход Perseverance "высадил" на Марс вертолет, который является первым внеземным летательным аппаратом. Он занимается отбором проб грунта, которые будут доставлены на Землю, чтобы найти ответ на давний вопрос: есть или была ли жизнь на Марсе? К американцу присоединился марсоход первой китайской марсианской миссии Zhurong, а ранее на орбиту прибыл спутник Hope, отправленный Объединенными Арабскими Эмиратами.

Матричные РНК

Безоговорочным чемпионом, как и год назад, стали матричные РНК-вакцины от COVID-19. Более того, они считаются одним из важнейших достижений в медицине за последние 20 лет. Такие вакцины активируют иммунитет к вирусу, обеспечивая организму надежную защиту. Матричные РНК легко модифицировать под любой новый штамм вируса, а также использовать для борьбы с разными инфекциями, например малярией, раком, ВИЧ и т.д. И не случайно достижением 2021 года названа новая вакцина на основе матричной РНК против малярии, которая ежегодно уносит из жизни до полумиллиона человек.

Киберсердце Aeson

Американские хирурги в Университете Дьюка впервые провели успешную трансплантацию искусственного сердца Aeson. Киберсердце разработано французской биомедицинской компанией Carmat, основанной в 2008 году хирургом Аленом Карпентье и ракетостроительной компанией Matra Defence. Оно имеет две желудочковые камеры и четыре клапана и, как настоящий орган, питается от внешнего устройства.

Сердце сделано из биосовместимых материалов, полностью заменяет естественное сердце, но не на всю жизнь: оно дает лишь полугодовую отсрочку перед операцией трансплантации сердца. Устройство назвали спасательным кругом для пациентов, ожидающих донорского органа, у которых в противном случае не было бы шансов выжить.

Долгоиграющие батареи

По мнению экспертов, новые литий-металлические аккумуляторы, разработанные в Институте Гельмгольца в Ульме (Германия), могут изменить расстановку сил на авторынке. Их энергетическая плотность почти в два раза больше, чем у традиционных литий-ионных батарей, но главное - учёным удалось найти подходящий электролит, который не допускает разрушение катода и позволяет существенно продлить срок службы батареи. В итоге электромобили заряжаются теперь гораздо быстрее, а главное - заряда хватает на 80 процентов дольше.

Солнце на Земле

Важнейшее событие произошло в термоядерном синтезе. Впервые термоядерный реактор выработал больше энергии, чем затратили на его работу. Этот результат - огромное достижение для физиков Ливерморской национальной лаборатории США и не только. По мнению многих специалистов, рекордный выход энергии в 1,3 мегаджоуля является историческим результатом в исследованиях термоядерного синтеза.

Термоядерный синтез с инерционным удержанием предполагает создание своего рода очень маленькой звезды. Капсулу с "топливом" (дейтерем и тритием – тяжёлыми изотопами водорода) физики помещают в полую золотую камеру размером с ластик для карандашей (хольраум). Затем 192 мощных лазерных луча направляются на хольраум. Стенки хольраума превращают это излучение в рентгеновские лучи. Они направляются на капсулу с топливом, нагревая и сжимая её до условий, сравнимых с условиями в центре звезды: температура более 100 миллионов градусов по Цельсию и давление выше 100 миллиардов атмосфер Земли. Так, всего за несколько миллиардных долей секунды зажигается мини-звезда. Отныне технология "Солнца на Земле" - это реальность.

Искусственный интеллект

В число престижных разработок попал искусственный интеллект, разработанный учеными британской компании DeepMind Technologies. Речь о том, что для многих исследований важно знать и предсказывать структуру белков. Для этого применяются супердорогие и сложнейшие микроскопы и синхротроны. И вот британские исследователи объявили, что им удалось решить задачу, вообще не привлекая супертехнику. Искусственный интеллект сумел смоделировать более 350 тысяч белковых структур, обнаруженных в человеческом теле - 44% всех известных человеческих белков. Это может стать революцией для всех, кто занимается науками о жизни.

Наука России

Что касается достижений российских ученых в Год науки и технологий, то здесь, по мнению его организаторов, выделяются вакцины против ковида, запуск Байкальского глубоководного нейтринного телескопа - самого большого в Северном полушарии и второго по размеру в мире, создание сети карбоновых полигонов, стыковка российского модуля "Наука" с Международной космической станцией, пуск реактора ПИК для изучения объектов микромира и многих других исследований, начало строительства ЦКП "Сибирский кольцевой источник фотонов", спуск на воду научно-исследовательского судна "Пионер-М" с технологией безэкипажного судовождения.

Кроме того, отмечены работы российско-германской орбитальной астрофизической обсерватории "Спектр-РГ". С ее помощью создана подробная карта Вселенной в рентгеновском диапазоне. Другое достижение - открытие первой межзвездной кометы астрономом Геннадием Борисовым. Ее диаметр около 20 км, скорость 30 км/с, находится на границе созвездий Рака и Рыси. Комета названа 2I/Borisov. Это вообще второй межзвездный объект, открытый за всю историю наблюдений, и первая межзвездная комета.