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十大化学革新技术:双离子电池和治疗新冠病毒的RNA疫苗

来源:新浪科技 作者:新浪科技 人气: 发布时间:2020-11-24
摘要:北京时间11月24日消息,据国外媒体报道,目前,国际纯化学与应用化学联盟(Iupac)最新发布一份名单,列出对人类生活方式产生重大影响的十种新兴化学技术。毫无疑问,今年全球最大的焦点问题是新冠病毒,该名单除了治疗新冠病毒方面的最新技术,还有涉及能源效率
北京时间11月24日消息,据国外媒体报道,目前,国际纯化学与应用化学联盟(Iupac)最新发布一份名单,列出对人类生活方式产生重大影响的十种新兴化学技术。毫无疑问,今年全球最大的焦点问题是新冠病毒,该名单除了治疗新冠病毒方面的最新技术,还有涉及能源效率、治理污染和气候变化等方面的领先技术。

1、双离子电池

 

2019年,锂离子电池技术获得诺贝尔化学奖,但是今年最新研制的双离子电池又将电池技术推向新的高度。锂离子电池使小型化储能设备成为可能,为笔记本电脑、智能手机和电动汽车提供动力,然而它也有缺点,锂和钴相对稀少,是不可持续开采资源之一,而双离子电池能够完美地替代它们。

双离子电池是指阴离子和阳离子参与储能的电池,双离子电池比锂离子电池更加环保,因为它们的电极可以采用廉价而丰富的材料制成。目前,研究人员正在尝试使用无毒有机溶剂(例如水)制造廉价的双离子电池,并提高可持续性,化学家还发现使用钠、钾或者铝生产这些电池的新方法,这些资源数量比锂更丰富。

2、聚集诱导发光

当某些分子与其他分子聚集在一起时,会释放以光为形式的能量,这被称为“聚集诱导发光”,该现象存在于多环芳香烃分子和低聚糖等发光物中。研究人员认为,聚集诱导发光可用于有机发光二极管(OLED)设备、传感器和新型生物成像工具。

3、微生物和活性化合物

肠道中的细菌微生物可使多种分子响应不同的刺激,近期对微生物群基因组的计算分析发现一些有趣的分子,其中包括强大的活性抗菌化合物。该发现表明,关于微生物群还亟待深入了解,微生物的一些发现能更好地应用于医学研究中。

4、液体闸技术

液体闸可以控制生物膜,该技术听起来有些荒谬,但现已技术证明。液体闸控膜可以响应压力变化,无需电气控制就能按需开启和关闭生物膜孔,液体闸可用于有选择地处理流体混合物而不发生堵塞,从而有助于研究人员采取干预技术实现分离和过滤处理,例如:水净化处理。

5、高压无机化学

在高压化学领域,研究人员将高压应用于化学物质,并分析它们的反应。在超高压条件下,化学键合规律发生变化,发光等效应增强。高压无机化学可能发现日常化学物质的新特性,例如:发现室温下超导体材料。

6、大分子单体更利于塑料回收

清除海洋塑料是化学家们需要从多个角度着手的任务,其中之一就是重新设计塑料,制造出更具可持续性使用的材料。解决方案包括制造可在紫外线下分解的塑料,或在聚合物结构中加入杂环原子和功能基,从而使聚合物更容易水解和循环利用。

7、化学领域引入人工智能技术

在许多领域中,人工智能技术将改进化学家的工作效率,研究人员正在开发算法,从而加快对化学结构的理解,加强逆转录分析,设计优化反应序列,发现新型药物。通过人工智能技术,化学反应将变得更简单,容易复制和扩大,同时变得更加环保、效率更高。

8、纳米传感器

通常传感器能探测到周围环境的变化,而纳米传感器可以探测到范围更广的物质,现今纳米传感器技术已发展至能探测到单个分子的精度。

纳米技术在许多领域获得应用,改变我们对周围世界的认知方式,例如:在医疗保健领域,检测到一种特定蛋白质可能是发现疾病的征兆。纳米传感器还可用于搜索食物中的特定分子,从而确定某种食物是否可以安全食用。

9、快速检测

多亏有化学技术,使得不同类型的化学测试可以检测出不同物质,然而,这些测试并不仅仅是为了检测疾病——妊娠测试是一种检测激素的快速诊断方法。

快速检测新冠病毒是当前研究焦点,一些快速测试能发现RNA链,而另一些测试能寻找到抗原体。然而,世界卫生组织目前并不建议医疗服务机构在全球范围实施这种类型的检测,因为其有效性仍存在争议,研发能够及时有效检测新冠病毒和其他疾病的快速检测方法是化学家面临的一项持续性挑战。

10、RNA疫苗

当前研制新型疫苗或能终结新冠病毒肆虐横行,辉瑞等制药公司正在研制一种独特的新冠疫苗:RNA疫苗,最新报道显示该疫苗有效性达到90%。

RNA疫苗是基于一种合成病毒蛋白质mRNA,从而可以使疫苗快速设计,易于扩大生产规模。当使用RNA疫苗时,mRNA就会转化为病毒蛋白,免疫系统对这些蛋白质的反应可使疫苗接受者产生免疫力。然而,到目前为止,RNA疫苗尚未获批进行人体注射,但它们无疑是对抗新冠病毒最有希望的途径。(叶倾城)

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