新冠疫苗研究及应用进展科技论文

我觉得对于当下的疫情防控是有很大的帮助的，疫苗的产生也可以在很大程度上遏制这些毒株的扩散。

可以让我们的疫情防控少一点传播链，能够多一份安全保障，防止疫情多次反复出现。

我们在研究疫苗中获得了显著的成就，可以很好的抑制，经过多次的临床试验，也不会有任何的不良现象。

我国现在在新冠疫苗的研发上取得了非常大的成果，现在已经有三针疫苗，而吸入式的新冠疫苗将会对病毒防控起到更好的作用。

编译 | 未玖

Science , 23 APRIL 2021, VOL 372, ISSUE 6540

《科学》 2021年4月23日，第372卷，6540期

物理学 Physics

Josephson junction infrared single-photon detector

约瑟夫森结红外单光子探测器

作者：Evan D. Walsh, Woochan Jung, Gil-Ho Lee, Dmitri K. Efetov, Bae-Ian Wu, . Huang, et al.

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摘要

约瑟夫森结是用于高灵敏度磁强计和电压放大器的超导器件，也是高性能低温计算机和超导量子计算机的基础。虽然因库珀对断裂产生的准粒子会降低器件性能，但这种现象也为灵敏探测电磁辐射提供了机会。

研究组演示了通过将光子耦合到石墨烯基约瑟夫森结的局域表面等离子体来探测单个近红外光子。利用电流偏置器件的光子诱导开关统计，研究组揭示了吸收光子产生的准粒子在探测机制中的关键作用。

光子灵敏度将为未来的超导计算架构提供高速、低功耗的光互连。

Abstract

Josephson junctions are superconducting devices used as high-sensitivity magnetometers and voltage amplifiers as well as the basis of high-performance cryogenic computers and superconducting quantum computers. Although device performance can be degraded by the generation of quasiparticles formed from broken Cooper pairs, this phenomenon also opens opportunities to sensitively detect electromagnetic radiation. We demonstrate single near-infrared photon detection by coupling photons to the localized surface plasmons of a graphene-based Josephson junction. Using the photon-induced switching statistics of the current-biased device, we reveal the critical role of quasiparticles generated by the absorbed photon in the detection mechanism. The photon sensitivity will enable a high-speed, low-power optical interconnect for future superconducting computing architectures.

Higher-dimensional supersymmetric microlaser arrays

高维超对称微激光阵列

作者：Xingdu Qiao, Bikashkali Midya, Zihe Gao, Zhifeng Zhang, Haoqi Zhao, Tianwei Wu, et al.

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摘要

随着集成光子学元件数量的增加，复杂度的非线性缩放是阻碍大规模锁相激光阵列的主要障碍。

研究组开发了一种高维超对称形式，用于精确模式控制和非线性功率缩放。这种超对称微激光阵列具有所有倏逝波耦合微环激光器的锁相相干性和同步性，可在基本横向超模中集体振荡，从而实现高辐射、小发散和单频激光发射，且能量密度提高两个数量级。

研究组还证明了构造高辐射涡旋激光束的可行性，即充分利用光的空间自由度提高激光器的性能。该研究方法为在经典和量子两种状态下设计大规模集成光子系统提供了一条新途径。

Abstract

The nonlinear scaling of complexity with the increased number of components in integrated photonics is a major obstacle impeding large-scale, phase-locked laser arrays. Here, we develop a higher-dimensional supersymmetry formalism for precise mode control and nonlinear power scaling. Our supersymmetric microlaser arrays feature phase-locked coherence and synchronization of all of the evanescently coupled microring lasers—collectively oscillating in the fundamental transverse supermode—which enables high-radiance, small-pergence, and single-frequency laser emission with a two-orders-of-magnitude enhancement in energy density. We also demonstrate the feasibility of structuring high-radiance vortex laser beams, which enhance the laser performance by taking full advantage of spatial degrees of freedom of light. Our approach provides a route for designing large-scale integrated photonic systems in both classical and quantum regimes.

材料科学 Materials Science

Broadband directional control of thermal emission

热辐射的宽带定向控制

作者：Jin Xu, Jyotirmoy Mandal, Aaswath P. Raman

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摘要

控制远场热辐射的发射方向是一个重大挑战。光子策略使热辐射在窄带宽上具有角度选择性，但热辐射是一种宽带现象。将发射的热辐射限制在宽频带上固定的窄角范围内的能力，是一种重要但欠缺的能力。

研究组引入了能对热发射进行广谱定向控制的梯度e近零（ENZ）材料。他们演示了两个由多种氧化物构成的发射器，在一系列波长范围（到微米，到微米）的p-偏振中，它们具有较高（>，>）的定向发射率（60 至75 ，70 至85 ）。

这种宽带定向发射主要在高发射率方向上，实现了有意义的辐射热传递。解耦对角度和光谱响应的传统限制提高了热伪装、太阳能加热、辐射冷却和废热回收等应用的性能。

Abstract

Controlling the directionality of emitted far-field thermal radiation is a fundamental challenge. Photonic strategies enable angular selectivity of thermal emission over narrow bandwidths, but thermal radiation is a broadband phenomenon. The ability to constrain emitted thermal radiation to fixed narrow angular ranges over broad bandwidths is an important, but lacking, capability. We introduce gradient epsilon-near-zero (ENZ) materials that enable broad-spectrum directional control of thermal emission. We demonstrate two emitters consisting of multiple oxides that exhibit high (>, >) directional emissivity (60 to 75 , 70 to 85 ) in the p-polarization for a range of wavelengths ( to micrometers, to micrometers). This broadband directional emission enables meaningful radiative heat transfer primarily in the high emissivity directions. Decoupling the conventional limitations on angular and spectral response improves performance for applications such as thermal camouflaging, solar heating, radiative cooling, and waste heat recovery.

地球科学 Earth Science

Assessing China’s efforts to pursue the C warming limit

评估中国追求 控温极限所付诸的努力

作者：Hongbo Duan, Sheng Zhou, Kejun Jiang, Christoph Bertram, Mathijs Harmsen, Elmar Kriegler, et al.

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摘要

通过进行多模型研究，研究组发现与“无政策”情况相比， 温控目标要求中国将碳排放和能源消耗分别减少90%和39%以上。在实现接近零排放方面，负排放技术发挥着重要作用，到2050年，碳捕获需平均占总减排量的20%。

研究组的多模型比较揭示了各部门在必要减排方面的巨大差异，而一致的是，要求电力部门在2050年前实现完全脱碳。交叉模型平均值表明，考虑到 升温极限，到2050年，中国累计政策成本可能达到国内生产总值的至。

Abstract

Given the increasing interest in keeping global warming below C, a key question is what this would mean for China’s emission pathway, energy restructuring, and decarbonization. By conducting a multimodel study, we find that the C-consistent goal would require China to reduce its carbon emissions and energy consumption by more than 90 and 39%, respectively, compared with the “no policy” case. Negative emission technologies play an important role in achieving near-zero emissions, with captured carbon accounting on average for 20% of the total reductions in 2050. Our multimodel comparisons reveal large differences in necessary emission reductions across sectors, whereas what is consistent is that the power sector is required to achieve full decarbonization by 2050. The cross-model averages indicate that China’s accumulated policy costs may amount to to of its gross domestic product by 2050, given the C warming limit.

Global groundwater wells at risk of running dry

全球地下水井面临干涸风险

作者：Scott Jasechko, Debra Perrone

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摘要

地下水井为数十亿人提供水源，但当地下水位下降时，它们可能会干涸。

研究组分析了全球约3900万口水井的施工记录。结果显示，6%到20%的水井深度不超过地下水位5米，这意味着如果地下水位仅下降几米，数百万口水井将面临干涸的风险。

此外，在一些地下水位显著下降的地方，新井的建设深度并不比老井深，这表明如果地下水水位继续下降，新井和老井一样也有可能干涸。深层含水层的水质差，建设水井成本高昂，这限制了开采深层地下水以防止水井干涸时失去水源的有效性。

Abstract

Groundwater wells supply water to billions of people, but they can run dry when water tables decline. Here, we analyzed construction records for ~39 million globally distributed wells. We show that 6 to 20% of wells are no more than 5 meters deeper than the water table, implying that millions of wells are at risk of running dry if groundwater levels decline by only a few meters. Further, newer wells are not being constructed deeper than older wells in some of the places experiencing significant groundwater level declines, suggesting that newer wells are at least as likely to run dry as older wells if groundwater levels continue to decline. Poor water quality in deep aquifers and the high costs of well construction limit the effectiveness of tapping deep groundwater to stave off the loss of access to water as wells run dry.

公共卫生 Public Health

Epidemiological and evolutionary considerations of SARS-CoV-2 vaccine dosing regimes

新冠疫苗给药策略的流行病学和进化研究

作者：Chadi M. Saad-Roy, Sinead E. Morris, C. Jessica E. Metcalf, Michael J. Mina, Rachel E. Baker, Jeremy Farrar, et al.

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摘要

鉴于疫苗剂量短缺和后勤挑战，各国正在提出多种部署战略，以提高人群对SARS-CoV-2的免疫水平。

目前有两个关键问题：通过部分免疫个体累积，第二剂疫苗的注射时间将如何影响感染动力学，以及如何影响病毒免疫逃逸进化的预期。与自然免疫和双剂量免疫相比，两者都取决于单剂量免疫所引发免疫应答的稳健性。

基于现有的免疫-流行病学模型，研究组发现在短期内，集中进行单剂量接种通常可减少感染，但长期结果取决于这种相对免疫的稳健性。之后他们探讨了三种选择方案，发现在部分群体免疫的特定条件下，一剂策略可能会增加抗原进化的潜力。

研究组强调，迫切需要在一剂疫苗接种后检测病毒载量和量化免疫反应，并在全球范围内加强疫苗接种工作。

Abstract

Given vaccine dose shortages and logistical challenges, various deployment strategies are being proposed to increase population immunity levels to severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Two critical issues arise: How timing of delivery of the second dose will affect infection dynamics and how it will affect prospects for the evolution of viral immune escape via a buildup of partially immune inpiduals. Both hinge on the robustness of the immune response elicited by a single dose as compared with natural and two-dose immunity. Building on an existing immuno-epidemiological model, we find that in the short term, focusing on one dose generally decreases infections, but that longer-term outcomes depend on this relative immune robustness. We then explore three scenarios of selection and find that a one-dose policy may increase the potential for antigenic evolution under certain conditions of partial population immunity. We highlight the critical need to test viral loads and quantify immune responses after one vaccine dose and to ramp up vaccination efforts globally.

中国新冠疫苗Ⅲ期入组接种人数已超过2万人国家卫生健康委科技发展中心主任、国务院联防联控机制科研攻关组疫苗研发专班工作组组长郑忠伟在央视《对话》栏目中表示，我国已于7月22日正式启动新冠疫苗的紧急使用。临床试验方面，国家“863”计划疫苗项目首席科学家杨晓明表示，截至目前中国生物新冠灭活疫苗国际临床(Ⅲ期)入组接种人数已超过2万人，并创造了多个全球第1。中国新冠疫苗有望今年年底上市 将优先向湄公河国家提供国务院总理李克强24日在北京出席澜湄合作第三次领导人会议时表示，中方新冠疫苗研制完成并投入使用后，将优先向湄公河国家提供。国际社会团结合作攸关全球抗击疫情大局。中方愿同湄公河各国一道，支持世界卫生组织更好发挥作用。一款重组蛋白新冠疫苗获国家临床试验许可记者从四川大学华西医院获悉，该院生物治疗国家重点实验室研发的重组蛋白新冠疫苗已于21日获国家药监局临床试验批文。该疫苗靶向SARS-CoV-2，使用其刺突蛋白受体结合域(S-RBD)，产生中和抗体以阻断病毒感染人体细胞。这款重组蛋白新冠疫苗的相关研究论文已于7月29日发表在《自然》杂志上。特朗普紧急授权使用血浆治疗新冠 吹捧为“历史性突破”美国总统特朗普于8月23日周日宣布，美国食品药品监督管理局(FDA)已经批准了一项紧急授权，允许使用新冠肺炎康复患者的血浆用于治疗。FDA在声明中表示，该疗法对治疗新冠病毒肺炎可能有效。特朗普在新闻发布会上表示，这将极大地扩大这种治疗的适用范围，他还将这一消息吹捧为“历史性突破”，称其“极大地扩大了获得这种治疗的机会”。科学家在新冠病毒中发现Δ382突变：毒性大幅降低近日，在新加坡和其他国家/地区，已检测到基因组ORF8区域中带有382个核苷酸缺失(382)的新冠病毒变种。这个突变类型的新冠病毒与野生型相比，复制能力没有下降，但是毒性却大幅降低，感染者全身释放的促炎细胞因子较少，而且症状更轻。他们推断，ORF8可能是一个治疗新冠肺炎的有效靶点，可能对治疗方法和疫苗的开发产生作用和影响。基因组分析：许多动物易感染新冠 一些濒危物种风险最高加利福尼亚大学戴维斯分校的一项新研究表明，人类不是唯一受到新冠病毒威胁的物种。大量哺乳动物可能通过其ACE2受体感染SARS-CoV-2，这其中一些濒危物种，例如西部低地大猩猩、苏门答腊猩猩和北部白颊长臂猿，通过ACE2感染SARS-CoV-2的风险竟然是最高的——这些物种更易受新冠从人类身上传播出来的风险。细胞因子风暴影响疫苗持久性8月19日发表在Cell Press细胞出版社旗下期刊《细胞》杂志上的一项研究表明，一些高水平的细胞因子可能也会阻止感染者发展出长期免疫，因为据观察，患者只能产生很少的B细胞，而这类细胞是形成持久免疫反应所必需的。这组作者说，尽管有了这些发现，但他们仍然相信可以研制出一种成功的新冠肺炎疫苗。国际空间站漏气现象加速近日，国际空间站美国舱段的漏气现象加速，为了寻找漏气源头，3名宇航员于21日进入俄罗斯承建的“星辰”号服务舱，直到24日晚间。这次漏气始于2019年9月，并且漏气速度在近期明显加快，相当于24小时损失220克空气，不过这一事件尚未对宇航员的安全构成威胁。目前，国际空间站上有两名俄罗斯宇航员和一名美国宇航员。山火再起 加州大学1200师生紧急撤离一周前，北加州在连日高温和上万次的雷击后发生大规模山火。当地时间8月20日晚，美国加州大学圣克鲁斯分校的师生被迫紧急撤离。此前该分校已发表通知要求教职员和学生停止所有不必要的校园研究。周四的时候， 居住于校内的1200人被迫紧急撤离。“全球变化及应对”重点专项启动8月19日，由中国科学院南海海洋研究所牵头的国家重点研发计划“全球变化及应对”重点专项项目——“三大洋相互作用机制及其对气候变化的影响”启动会暨年度进展交流会以线上会议的形式召开。中国科学院院士焦念志、吴国雄、陈大可、王会军等院士专家受邀参会。风云四号B卫星完成研制 明年择机发射记者从航天科技集团八院了解到，除了目前已经在轨道上运行的7颗风云卫星，我国还将在明年择机发射风云四号B星。届时我国风云卫星家族将又添一员，进一步提升我国天气预报的能力。风云四号B星，是风云四号A星的升级版，增加了一台快速成像仪，可以更快速对地球进行扫描成像。同时风云四号B星的测量精度更高了，可以更好服务于气象预报。国内首基单回路直线旋转塔完成组立近日，国网冀北电力有限公司承德屯南-安匠220kV线路控制性工程中，国内首基单回路直线旋转塔顺利完成组立。屯南-安匠220kV线路中，在杆塔塔重不增加的情况下，通过采用直线旋转塔技术方案，旋转塔身45°成功解决了工程实际问题，降低了调整路径的工作难度，节约了工程投资。2020年西部地区人才培养特别项目/地方合作项目录取结果公布经评审，2020年西部地区人才培养特别项目/地方合作项目录取结果业已确定。录取通知及相关材料将于近期统一发至有关省、自治区、直辖市教育(人社)厅(教委)、新疆生产建设兵团教育局，并由其转发留学人员。领取录取材料时间等相关问题请直接与所在省、自治区、直辖市项目主管部门联系。河北省科技活动周将开展629项科普活动8月23日，以“科学防控、科普行动、科技扶贫、科创惠民”为主题的2020年河北省科技活动周在石家庄开幕。8月23-29日科技活动周期间，河北各地和有关部门将组织开展629项科普活动。其中省级有关部门开展110项，各市也将结合各自特点，举办474项系列特色科普活动;河北省29所高等学校、科研院所将参与开放活动45场次。2020年陕西省科普讲解大赛落幕8月23日，由陕西省科学技术厅、陕西省总工会、陕西省教育厅、陕西省科学技术协会、陕西省卫生健康委员会共同主办的2020年陕西省科普讲解大赛决赛圆满结束，97位硕士研究生、11位博士参加比赛，来自全省不同领域的15位选手各放异彩，绘声绘色地讲述了各行各业里的科普知识。秦岭大熊猫研究中心又添大熊猫双胞胎继8月17日大熊猫“永永”产下一只幼仔后，在8月22日中午1点04分和1点52分，秦岭大熊猫研究中心的大熊猫“秦秦”顺利产下一对双胞胎雌性幼仔，体重分别136g、127g。大熊猫“秦秦”于今年2月22日进行了3次人工授精，至今日产仔，妊娠期长达180天，是目前秦岭大熊猫中妊娠期最长的大熊猫。科普巨幕电影《火星使命》开机8月20日，国内首部以航天科技为内容的科普巨幕电影《火星使命》在甘肃省金昌市人民文化广场举行开机仪式。今年，恰逢我国执行首次火星探测任务的“天问一号”顺利升空。该片以中国航天员训练中心大型试验项目“绿航星际”为创作蓝本，在以人类为地外生存做准备为主题的金昌火星1号基地取景拍摄，向公众介绍中国航天员在选拔、培养、训练和执行任务过程中的精彩故事、感人事迹。我国首台红外天光背景测量仪研制成功中国科学技术大学近代物理系“核探测与核电子学国家重点实验室”王坚课题组经过2年的攻关，攻克了红外观测微弱信号检测、高增益灵敏放大、暗流及背景噪声抑制、高真空低温封装、高精度数字锁相放大等关键技术，成功地研制出红外光谱扫描的天光背景测量装置。相关成果日前发表在该领域知名期刊《JATIS》上，同时申请专利并获得授权。科学家培养出迷你心脏在预印本网站bioRxiv的新研究中，来自密歇根大学的科学家通过在诱导多能干细胞中加入特定的Wnt信号通路相关分子，让干细胞经历了类似于胚胎的发育过程，并培养出了一个迷你的心脏“类器官”。该类器官包含所有主要的心脏细胞类型，并具有功能性的腔室和血管组织结构。这使科学家能够模拟胎儿的心脏发育，研究先天性心脏病的成因。世界最快的互联网数据传输速率近日，来自伦敦大学学院的研究团队创造了世界上最快的数据传输速度，达到了178Tb/s。在这项研究中，团队使用的光纤带宽达到了 THz，同时研究者还开发了新的几何形状网络，能够在高带宽条件下增强信号传输能力，在各种放大器技术帮助下，信息仍然能够有条不紊地快速传输。研究相关数据发表于《IEEE光子学技术快报》。催化免疫佐剂破解黏膜免疫瓶颈近日，《先进科学》在线发表了扬州大学和中国科学院生物物理研究所合作研发的一种新型黏膜免疫佐剂，破解了黏膜疫苗的关键瓶颈问题。扬州大学兽医学院教授彭大新带领团队基于前期纳米酶学研究基础，研发了新型佐剂。新研究发现食用十字花科蔬菜有益维护血管健康澳大利亚伊迪斯考恩大学研究人员在新一期《英国营养学杂志》双月刊上发表报告说，他们观察了1998年招募的684名西澳大利亚州老年妇女的研究数据。结果发现，这些妇女中每天摄入超过45克十字花科蔬菜的人，其主动脉上钙大量积累的可能性比那些每天不食用或很少食用这类蔬菜的人低46%。主动脉血管壁上钙大量积累是导致中风、心脏病发作的主要原因之一。揭示高密度单原子Pd基选择加氢催化剂稳定机制近日，中国科学院大连化学物理研究所能源研究技术平台刘岳峰副研究员团队和催化与新材料研究中心王爱琴研究员、张涛院士团队，与法国斯特拉斯堡大学、德国马普协会化学能源转化研究所、四川大学等团队合作，在阐明碳化钼(α-MoC)负载高密度单原子钯(Pd)基催化剂的稳定机制，以及在选择加氢反应中的独特催化性能方面取得新进展。研究成果发表于《德国应用化学》杂志上。修正地球内核的年龄过去的研究认为，地球内核形成于亿年前，但这意味着在内核形成前地球核心需要维持数十亿年不现实的高温状态。近期发表于《物理评论快报》上的一项新研究对之前的预测数据进行了更正，研究估算出地球固体内核的年龄约为10~13亿岁，大于先前研究得出的年龄，在此条件下，地球核心热量参数将更加真实。被动陆缘远端带基底性质和变形特征研究获进展研究人员通过深度域的反射地震资料解释和水平切片提取，发现在南海北部陆缘远端带的基底中存在多个指示韧性变形的大型剑鞘褶皱，这些褶皱被融合交织的不连续带所分隔。提出基底由继承的弧前盆地中地壳所构成，在简单剪切作用下中地壳沿拆离断层剥露到了基底顶部，直接被同裂陷期地层所覆盖，上地壳局部缺失。相关研究近日发表在《地球化学、地球物理学、地球系统学》。过去23年间 全球的冰减少28万亿吨以往对冰雪消融的研究主要集中在格陵兰岛、南极洲等局部区域，而在一项发表于《冰冻圈讨论》杂志的综述研究中，英国研究团队首次对全球的冰雪消融量进行了系统分析。研究人员通过1994-2017年间对冰山、冰川和山脉的卫星观测数据发现，全球的冰在23年间减少了“惊人的”28万亿吨，这一结果与联合国IPCC的“最糟糕情景”相符，可能使得本世纪末的海平面上升1米。“毁灭性病害”核盘菌对禾本科植物有益近日，《国际微生物生态学会会刊》(The ISME Journal)在线发表华中农业大学植物科学技术学院教授姜道宏团队最新研究成果。该项研究揭示，核盘菌可以在小麦、水稻、大麦和玉米等禾本科植物上内生生长，是禾本科植物的互惠性内生真菌，为寻找新型有益微生物资源控制病害提供了新的思路。科学家为水中“产油能手”测基因从中国科学院南京地理与湖泊研究所获悉，该所研究团队最近为一种超微藻麦可属完成了全基因组测序。这种藻类广泛分布在长江中下游的巢湖、鄱阳湖等淡水湖泊中，不仅承担着制造氧气和营养物质的“重任”，还能产生丰富的油脂。解开其“基因密码”，有助于人类深入研究其生态功能，并发挥其能源价值。相关研究成果已于近日发表在生物医学领域权威刊物《生物医学中心·基因组学》上。第五轮学科评估再提“破五唯”近日，教育部官网公布了对《关于完善高校学科评估制度，促进教育治理体系和能力现代化的提案》的答复，提到学科评估坚决破除“五唯”顽疾。评价教师不唯“学历”和“职称”，不设置人才“帽子”指标，避免以学术头衔评价学术水平的片面做法。评价科研水平不唯“论文”和“奖项”，设置“代表性学术著作”“专利转化情况”“新药研发”等指标，进行多维度科研成效评价。超最长学习年限 西安电子科大拟对33名失联博士生退学处理西安电子科技大学发布《关于对部分超期博士研究生作出退学处理的公示》，拟对33名超过最长学习年限的失联博士生退学处理。在官方发布的《拟退学处理但未联系到的博士生名单》中，33名博士生分别来自于计算机系统结构、计算机应用技术等专业