2011年世界科技发展回顾:基础研究篇
德 国
发明连续飞秒X射线成像法;研制出世界上最小人造喷气发动机;用光子取代电子传导光;首次实现单原子存储量子信息;研发出超稳定、高分辨率光镊。
李山(本报驻德国记者)1月,德国亥姆霍兹柏林材料与能源中心和柏林工业大学等研究机构的科学家发明了连续飞秒X射线成像法,迈出了对分子和纳米结构运动进行实时观测的关键一步。
2月,德国德累斯顿莱布尼茨固态和材料研究所的科学家研制出世界上最小的人造喷气发动机。该发动机的大小约为600纳米,重量约1皮克。动力源于两个由钛、铁和铂制成管子,内置过氧化氢。当过氧化氢分解为水和氧气向外喷出时,该装置便会向前移动。通过外部的磁场,不仅可以远程控制微纳米管的运动和方向,还能够装卸和运载“货物”。
2月,德国杜伊斯堡-埃森大学、汉堡大学和波鸿鲁尔大学的科学家成功利用一个全电子测量技术来准备和检测自组装量子点群体的非平衡多粒子自旋态,在固态量子信息处理方面迈出了重要一步。
4月,德国维尔斯特拉斯应用分析和随机研究所等机构的科学家提出一种新型全光晶体管的设计方案,用光子取代电子来传导光,使用一束光脉冲控制另一束,形成完全由光控制的“光路”。最新设计解决了该领域目前面临的多道难题。
6月,德国慕尼黑工业大学的科学家开发出一种能让机器人产生多种感觉的新型电子皮肤。这种“皮肤”其实是由安装了红外、温度、速度传感器的电路板集合而成,不仅能够帮助机器人更好地适应周围环境,也能使其获得实时的“自体感受”,分清冷热轻重。
6月,德国马克斯普朗克量子光学研究所的科学家首次实现单原子存储量子信息。科学家将单个光子的量子状态写入一个铷原子中,经过180微秒后将其读出。该研究首次证明采用一种可控的方式,量子信息能在单个原子和光子之间交换,将有助于设计量子计算机。
10月,德国慕尼黑工业大学的科学家研发
出一种超稳定、高分辨率的“光学镊子”,捕获了单个蛋白质分子的末端序列,并连续追踪了这一蛋白分子去折叠和复折叠的完整过程,由此绘制出从表达到降解整个过程中复杂的网络图谱。该研究为解析生物细胞的生命过程开启了新窗口。
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