科技改变生活。这一年，各国科学家又让科学的脚步再次向前迈进。棉花种子在月球发出第一株嫩芽，室温下气态二氧化碳首次转化为碳电池，最轻中微子的质量被算出，3D打印出会呼吸的人体器官……尽管这其中的具体原理有些高深莫测、晦涩难懂，但不得不说，它们刷新了我们的认知，而这些发现，也正在或终将切切实实地影响我们的生活。
岁末之际，我们回望并梳理了一年来的科技大事件，以此纪念不平凡的2019。
图② 生物科普试验载荷传回的照片显示，棉花的种子有发芽的迹象。新华社发
2月，英国《自然·通讯》杂志发表了一项化学最新突破，科学家首次在室温下将气态二氧化碳转化为固体碳材料，并用于能量储存。该方法将为去除大气中的二氧化碳作贡献，成为可行的“负碳排放”技术。
众所周知，“负碳排放”技术对于维持未来气候的稳定至关重要。虽然目前很多研究都专注于将二氧化碳还原成高附加值产品，如化学原料和燃料，但这些方法无法实现永久性碳捕捉。
此次研究人员研发了一种液态金属电催化剂。这一液态金属催化剂基于无毒镓合金，能防止结焦，即固碳吸附于催化剂表面，降低催化剂的活性。研究团队随后将收集得到的固体产物制成超级电容，该超级电容器未来有望成为轻量级电池材料。
研究人员指出，此前的碳纳米材料制备方法通常需要几百摄氏度的高温，而他们研发的技术可以帮助降低二氧化碳转化的高能耗需求。科学家认为，这项研究对于去除大气中的二氧化碳具有重要应用价值。
图⑤ 五夸克粒子中夸克分布艺术图。来源：美国《新闻周刊》网站
5月，超导材料最高临界温度刷新一事，再次吸引了世人的目光。
超导材料能无损耗传输电能，但其应用却因超导态严苛的低温要求而受限。因此，实现室温超导成为科学家的重要目标，如今他们离这一目标越来越近。在《自然》杂志上，美德两国科学家组成的研究小组发表论文称，他们实验证实，高压下的氢化镧在250K（K代表绝对温标开尔文，250K大约为-23℃）时具有超导性。
据报道，研究人员使用一种被称为金刚石压腔的设备，利用两颗金刚石挤压一小块儿镧样品，使其在170吉帕的高压下转化为氢化镧化合物——LaH10，然后用X射线探测其结构和成分。研究人员观察到LaH10具有零电阻、在外加磁场作用下临界温度会降低、同位素效应（临界温度依赖于同位素质量的现象）这3个超导材料特征，但因样本量太小而无法对超导材料的另一个重要特征——迈斯纳效应（一种超导体对磁场的排斥现象）进行观测。他们表示，其所观察到的3个特征已可以证明，在250K的温度下，氢化镧在超过100万倍地球大气压下会变成超导物质。
250K，是目前人类高温超导的最新纪录，比此前的最高临界温度增加了50K左右。
图④ 《科学》杂志封面刊登了由水凝胶3D打印而成的肺气囊模型。来源：《科学》官网
7月，英国物理学家首次拍摄到一种量子纠缠的照片，这一结果有望促进量子计算等领域的发展。
在量子力学领域，两个相互作用的粒子——例如通过分束器的两个光子，无论它们相隔多远，仍能以一种非常奇怪的方式“纠缠”在一起，瞬间共享它们的物理状态。这种联系被称为量子纠缠，是量子力学领域的基本现象之一，爱因斯坦曾将其称为“幽灵般的超距作用”。
今天，虽然量子纠缠在量子计算和密码学等实际应用中大显身手，但这种现象从未被拍摄到。最新研究中，英国格拉斯哥大学的物理学家设计了一套系统，该系统朝着在液晶材料上显示的“非传统物质”发射了源于一个量子光源的一束纠缠光子，这些液晶材料会在光子通过时改变光子的相位。
他们放置了一台超灵敏的相机，能够检测单个光子。在看到光子和与它发生纠缠的“双胞胎”同时出现时，相机拍摄了图像，首次为光子纠缠留下了珍贵的影像，得到的图像显示两个光子似乎相互反射并形成了一个指环形状。
论文第一作者、格拉斯哥大学物理与天文学院保罗-安东尼·莫罗博士说：“这张图像是对自然基本属性的优雅展示，量子纠缠第一次以图像的形式被看到，这一结果可推动量子计算新兴领域的发展，并催生新型成像技术和设备。”
图③ 英特尔公司Pohoiki Beach芯片系统。来源：英特尔公司网站
中微子无处不在，但由于它们几乎不与普通物质发生反应，很难被探测到，所以被称为“幽灵粒子”。尽管经过50多年追寻，科学家仍对它们所知甚少，甚至不知道它们的质量。
8月，英国科学家限定了中微子家族中最轻成员的质量——不超过0.086电子伏特，约为单个电子质量的600万分之一。
中微子的行为会改变整个星系和其他巨大天体结构的行为。基于此，研究人员从重子振荡光谱巡天调查中获取了约110万个星系的运动数据，结合其他宇宙学信息和地球上中微子实验获得的结果，将所有这些信息输入一台超级计算机，计算出了最轻中微子的质量（有3种中微子质量）。
虽然物理学家可能永远无法精确地确定这3种中微子的质量，但他们可以不断接近。随着地球上的实验和太空测量的改进，中微子的质量范围将不断缩小，从而更好地解释整个宇宙是如何组合在一起的。
全球的数据量不断增加，传统的存储架构，如硬盘和磁带，越来越难以跟上数据存储的需要。随着这些装置逐渐达到存储极限，DNA被当作一种长期存储方案提了出来。
过去的研究已经强调了DNA的持久性和存储海量信息的能力，现在研究人员已经发现了一种前所未有的方式，可利用其持久性进行存储。
10月，哥伦比亚大学著名专家、以色列计算遗传学家亚尼夫·埃尔利赫与苏黎世联邦理工学院科学家运用“万物DNA”特殊材料3D打印了一只“兔子”。
他们先将常见的计算机图形测试模型“斯坦福兔子”的蓝图编码为DNA兼容格式，再将其存储在DNA分子中，进而将DNA分子封装在二氧化硅小球内，将小球嵌入可生物降解的热塑性聚酯中，最后使用所得的热塑性聚酯3D打印了“兔子”。
之后，团队利用存储在“兔子”中的DNA进行复制：从3D打印兔身上截下一小块，解码其中包含的DNA分子。这样创造出了5代“兔子”，且没有任何信息损失，由前一代扩增的DNA被封装到下一代中；DNA蓝图一直保持稳定——即使第四代和第五代之间相隔了9个月。
在第二项实验中，研究人员将一段有关华沙犹太区档案的视频编码进树脂玻璃中，再用该树脂玻璃制造普通的眼镜。只需一小块树脂玻璃，就能恢复其中隐藏的信息。
研究团队由此提出了“万物DNA”概念，将信息藏于其中，让存储无处不在。
