圖片來源：英國《新科學家》雜志網站

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。