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《MIT科技评论》：2022年全球十大突破性技术
近日，《麻省理工科技评论》2022年“全球十大突破性技术”正式发布。
此次发布的突破性技术包括：“新冠口服药”“实用型聚变反应堆”“终结密码”“AI蛋白质折叠”“PoS权益证明”“长时电网储能电池”“AI数据生成”“疟疾疫苗”“除碳工厂”“新冠变异追踪”。
每年评选的“全球十大突破性技术”，都具有很强的科技“策源”属性，今年的也不例外。例如“终结密码”可以使各大公司改变认证方式，不再是极其不安全的字母和数字；“长时电网储能电池”可以帮助分摊可再生能源的供应压力，并扩大清洁能源的使用范围；“AI数据生成”有望填补数据资源丰富的领域的空白等。
1、新冠口服药

重大意义：易于服用的治疗严重的 COVID-19 的药片也可能对下一次大流行病起作用。
主要研究者：默克，辉瑞，Pardes Biosciences
技术可实现性：已实现
还记得唐纳德·特朗普（Donald Trump）服用的治疗疟疾的羟氯喹，以及将人们送到毒物控制中心的马用驱虫剂伊维菌素（ivermectin）吗？这些药物对新冠肺炎 COVID-19 并不有效。但是，人们还是迫切地希望它们是有效的。吞下一粒药丸就能使病毒消失，这是一个朴素的愿望。
现在，这个愿望变成了现实：通过使用截然不同的方法来设计药片以阻止新冠病毒。事实证明，新的方法确实有效。感染几天的病人服用辉瑞公司的一种抗病毒药物后，可将住院的几率减少 89%。美国政府已经订购了价值100亿美元的这种名为 Paxlovid 的新药。
新的药片并不只是在黑暗中一次幸运的尝试。化学家们设计这种药物来扰乱病毒的自我复制能力，该药会锁定并阻断一种叫做蛋白酶的蛋白质，它是新冠病毒进行具有威胁性的复制的核心。
其它类型的冠状病毒中也存在类似的蛋白酶，这意味着辉瑞公司的药物也有望抵御下一次大流行病。而且，科学家们确信，更多像 SARS-CoV-2 病毒（新冠病毒） 这样的病原体，正潜伏在蝙蝠居住的洞穴和工业化的养殖场中。
新的抗病毒药物的研发比病毒疫苗的设计、合成和测试时间更长（其中一种来自默克公司，这种药物主要针对病毒复制的不同机制）。但是，这些抗病毒药物仍然创造了记录。以前从未有一种全新的战胜疾病的分子能如此迅速地从化学家的实验室进入志愿者的口中，并获得美国食品和药物管理局的批准。辉瑞公司的 CEO 艾伯特·波拉（Albert Bourla）说，当他在2021年11月得到该药物有效的消息时，他激动得“泪流满面”。
该药片将防止许多人死于 COVID-19，包括免疫系统较弱而疫苗对其无效的人。如果出现了能打败疫苗的新变种，抗病毒药物可能是我们最后的手段。
2、实用型聚变反应堆

重大意义：核聚变有望产生廉价的、无碳的、永远在线的能源，没有核反应堆堆芯熔毁的危险，也几乎没有放射性废物。
主要研究者：Commonwealth Fusion Systems，国际热核聚变实验反应堆（ITER），美国劳伦斯利弗莫尔国家点火装置，Helion Energy，托卡马克能源公司（Tokamak Energy），通用聚变公司（General Fusion）
技术可实现性：大约10年
2021年9月， Commonwealth Fusion Systems 的研究人员对一块10吨重的D型磁铁缓慢充电并提升场强，直到它超过20特斯拉（T）。这是同类磁铁的一个新记录。该公司的创始人说，这一壮举解决了开发一个紧凑、廉价的聚变反应堆过程中所面临的主要工程挑战。
几十年来，核聚变发电一直是物理学家的梦想。在远高于1亿摄氏度的温度下，就像在太阳中一样，核子融合在一起，在此过程中释放出大量的能量。如果研究人员能够在地球上以可控和持续的方式实现这些反应，那么它就可以利用几乎无限的燃料来源，提供廉价、持续、无碳的电力来源。
在其中一种方法中，磁铁被用于将离子和电子的气体，即所谓的等离子体，限制在甜甜圈形状的反应器内。更强大的磁铁意味着更少的热量损失，从而使得更多的核聚变反应可以在一个更小、更便宜的设施内发生。这种改变不仅仅是一点点：磁场强度增加一倍，产生相同能量所需的等离子体的体积就会减少16倍。
尽管过去数十年的研究已经耗费数十亿美元的投资，但还没有人建造出一个产生能量比反应堆的消耗更多的核聚变工厂。但是，Commonwealth Fusion Systems 及其支持者充满希望，其他聚变初创公司和研究工作也报告了最近的进展。
Commonwealth Fusion Systems 正在建设一个工厂，以大规模生产磁铁，并为原型反应堆奠定基础。如果一切如愿，这家初创公司计划在21世纪30年代初期向电网提供聚变能源。
3、终结密码

重大意义：各大公司终于改变了认证方式，不再使用极其不安全的字母和数字。
主要研究者：微软，谷歌，Okta，Duo（Alphabet 旗下）
技术可实现性：已实现
在20世纪60年代初，麻省理工学院教授费尔南多·科尔巴托（Fernando Corbató）正在开发一种新的共享计算机系统，并希望有一种方法让人们能够保护他们的私人文件，他的解决方案是使用密码。多年来，科尔巴托的解决方案战胜了其它技术手段，成为了我们登录几乎所有地方的标准方式。
那么问题是什么？密码本质上是不安全的。它可以被窃取、猜测或被暴力破解。但大多数情况下，人们会使用一些低级的密码。更糟糕的是，他们还重复使用。
像 Dashlane 和 1Password 这样的密码管理器可以为你追踪所有这些不同的字母数字，甚至可以替换掉那些薄弱的密码。但在安全方面，密码管理只是措施的一半，真正的行动是完全消除密码。
这一过程已经在进行中。像 Okta 和 Duo 这样面向企业的公司，以及像谷歌这样的个人身份供应商，都为人们提供了无需输入密码就能登录应用和服务的方法。同时，苹果公司的面部识别系统已将生物识别登录纳入主流。最值得注意的是，微软在2021年3月宣布，其部分客户可以完全不输入密码，随后在9月，告诉人们可以完全删除他们的密码。那些被称为“其他”的认证方法，终于取得了胜利。
你可能已经亲身经历过这种情况。你去登录一个网站或启动一个应用程序，但你没有被要求输入密码，而是被提示从认证应用程序中输入一个六位数的代码，点击你手机上的通知，或点击发送到你电子邮件的链接，抑或只需要把手机举到你的面前。这些操作都很简单。
至于输入一堆你必须回忆、写下或存储在数据库中的字符和符号？摆脱这一切吧。
4、AI蛋白质折叠

重大意义：DeepMind 通过解决生物学中一个困扰研究者长达50年的问题，为药物发现和设计开辟了新的道路。
主要研究者：DeepMind（Alphabet 旗下），lsomorphic Labs（Alphabet 旗下），Baker Lab（华盛顿大学）
技术可实现性：已实现
到2020年底，英国的人工智能实验室 DeepMind 已经在人工智能方面取得了许多令人印象深刻的成就。然而，当该小组预测蛋白质折叠的程序于当年11月发布时，生物学家对它的工作效果感到震惊。
你的身体所做的一切，几乎都是通过蛋白质完成的。因此，获悉单个蛋白质的作用对大多数药物开发和了解许多疾病都至关重要，而一个蛋白质的作用是由其三维结构决定的。
蛋白质是由氨基酸组成的，氨基酸会折叠成一个复杂而扭曲的结。确定这种形状，从而确定蛋白质的功能，需要在实验室中花费数月时间。多年来，科学家们一直在尝试用计算机预测的方法来使这一过程更容易。但是，没有一种技术能够接近人类所达到的准确性。
DeepMind 开发的 AlphaFold2 改变了这种情况。该软件使用一种称为深度学习的人工智能技术，可以预测蛋白质的形状，甚至精确到原子，这是计算机第一次达成与实验室中使用的速度较慢但结果准确的技术相当的水准。
世界各地的科学团队已经开始使用它来研究癌症、抗生素抗性和新冠病毒。
DeepMind 还建立了一个公共数据库，在 AlphaFold2 预测蛋白质结构时，它会将其填入数据库。这个数据库目前有大约80万个条目，DeepMind 说它将在明年增加超过1亿个条目，包含了几乎科学上已知的所有蛋白质。
DeepMind 已将这项工作孵化成一家名为 Isomorphic Labs 的公司，据说该公司将与现有的生物技术和制药公司合作。AlphaFold2 的真正影响可能需要一两年的时间才能明确，但其潜力正在世界各地的实验室中迅速展开。
5、Pos权益证明

重大意义：一种确保数字货币安全的替代方法可以结束加密货币的能源消耗困境。
主要研究者：Cardano，Solana，Algorand，以太坊
技术可实现性：以太坊2022年可实现
像比特币这样的加密货币需要使用大量的电力。2021年，比特币网络消耗了超过100太瓦时，比芬兰的年度能耗还要多。
权益证明提供了一种建立不需要耗能太多的网络的方法。如果一切按计划进行，世界第二大加密货币、运行各种应用程序的以太坊将在2022年上半年过渡到这种模式。预计这一转变将减少99.95%的能源使用。
加密货币在区块链上运行，通过交易产生的数字账本，其安全性必须得到保证，防止作弊者、欺诈者和黑客入侵。比特币和以太坊目前使用工作量证明算法来确保安全：“矿工”解决加密难题，从而竞争验证新交易区块的权利。成功的“矿工”会获得加密货币作为他们工作的奖励。
工作量证明意味着寻找数学难题的解决方案，这需要大量的计算能力，因此也需要电力。
有了权益证明，验证者不必相互争夺并在能源和计算硬件上投入巨大。相反，他们的加密货币缓存或权益，允许他们进入一个抽奖活动。那些被选中的人获得了验证一组交易的权力（并因此获得更多的加密货币）。在一些网络中，表现出不良行为的验证者会受到惩罚，从而失去一部分权益。
以太坊将成为使用权益证明的最大网络。它已经为该系统建立了一个新的区块链，且该系统一直在平行运行。现在需要发生的是“合并”，将实际执行交易和持有用户资产的“层”（Layer）转移过来，并在此过程中摒弃工作量证明。
如果成功，以太坊的股权证明区块链可以为广泛应用的节能技术创造条件。其他网络也考虑过转换，但他们似乎采取了观望的态度。
6、长时电网储能电池

重大意义：廉价、持久的铁基电池可以帮助分摊可再生能源的供应压力，并扩大清洁能源的使用范围。
主要研究者：ESS，Form Energy
技术可实现性：已实现
2021年4月，一个阳光明媚的下午，可再生能源打破了加州主要电网的记录，提供了足够的电力来满足94.5%的需求。这一时刻被誉为低碳化道路上的一个里程碑。但是，当太阳落山，微风停止，会发生什么？
处理可再生能源带来的波动式电力生产需要廉价的存储，时间为数小时甚至数天，新型的铁基电池可能能够胜任这一任务。
总部位于俄勒冈州的ESS公司，其电池可以储存4至12小时的能量，它在2021年推出了其第一个电网规模的项目。总部位于马萨诸塞州的 Form Energy 公司在2021年筹集了2.4亿美元，其电池可储存电能长达100小时，它的第一次安装将是在明尼苏达州的一个一兆瓦的试验工厂，预计将在2023年完成。
这两家公司都选择使用铁基电池，而铁是地球上最丰富的材料之一。这意味着他们的产品最终可能比其他电网存储候选者，如锂离子电池和钒系液流电池更便宜。
Form Energy 公司表示，其电池最终的成本可能仅为每千瓦时 20 美元，甚至低于未来几十年对锂离子电池的乐观预测。
但是，仍有一些挑战需要解决。铁基电池的效率通常很低，这意味着投入其中的相当一部分能量无法被回收。另外，副反应也会随着时间的推移而使电池退化。但是，如果铁基电池能够以足够低的成本被广泛部署，它们可以帮助更多人使用可再生能源供电。
7、AI数据生成



8、疟疾疫苗



9、除碳工厂



10、新冠变异追踪



本文来源：6G俱乐部，原文标题：《MIT科技评论》：2022年全球十大突破性技术
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德国《商报》网站曾经发表题为《这些技术趋势将影响2022年》的报道。为了识别2022年最重要的技术趋势，德国《商报》记者走访了高校实验室、研究机构和企业，并与学界和业界的领军人物探讨，列出了2022年最热门的15项技术，下面分别介绍如下：


一、人造肉

所谓人造肉其实分为两种，其中一种人造肉又称大豆蛋白肉，人造肉主要靠大豆蛋白制成，因为其富含大量的蛋白质和少量的脂肪，所以人造肉是一种健康的食品。另一种是利用动物干细胞制造出的人造肉。

大豆蛋白肉实际是一种对肉类形色和味道进行模仿的豆制品。利用动物干细胞制造出的人造肉，研究人员用糖、氨基酸、油脂、矿物质和多种营养物质"喂养"干细胞，让它不断"长大"。

2015年4月2日，荷兰马斯特里赫特大学的生理学教授Mark Post认为10年之内，人造牛肉除了和自然牛肉一样美味之外，在其它方面也将优于自然牛肉，从而解决当今牛肉生产面临的环境和动物保护问题。18个月前，他亲眼见证了首块牛肌肉干细胞制造的"人造牛肉"。2019年8月27日，肯德基和人造肉公司Beyond Meat合作，推出了第一款人造鸡肉产品。

第一个提出人造肉概念的是科幻作家拉斯维兹。在他的小说《双星记》中， “合成肉”是火星人引入地球的合成食品之一。丘吉尔在上世纪30年代提出的。他曾说：“再过50年， 我们就不用再做‘为了吃个鸡胸、鸡翅就把整只鸡养起来这种荒唐事了，我们可以在合适的媒介里分别培养它们。”

第一个“能吃”的人造肉出现在2000年， 美国杜鲁大学支持的生物科学研究联合体用金鱼细胞培养出了人造鱼肉。2001年， 荷兰阿姆斯特丹大学的皮肤病专家韦特霍夫、内科医生艾伦和商人库顿宣布申请了制造人造肉的国际专利。他们的专利包括在肌肉细胞里加入胶原蛋白， 然后把它们泡在营养液里， 诱导它们分裂增殖。

美国马里兰大学的博士生贾森·马西尼在《组织工程学》杂志中撰文指出，他带领的一个研究小组已经找到了在实验室内制造"人造肉"的两种方法。一种方法是，他们首先从牛、猪、家禽或鱼的肌肉组织中提取细胞，在一个薄膜上进行培育。他们发现，细胞会生长、扩张，然后从薄膜上脱落；等到脱落后的平面细胞群堆积到一定厚度时，就形成了肉；马西尼提供的另一种方法是在一种三维颗粒中培育肌肉细胞。这样培育出的细胞组织可以用来制造肉制品，比如鸡米花和碎牛肉。

马西尼曾经介绍说："通过这种技术生产出来的肉有很多好处。它可以根据人们的需要调节肉中所含的营养成分，例如大多数肉里含有过多的Omega6脂肪酸，食用过多会导致健康问题，而人造肉可以用没有危害的Omega3脂肪酸代替。此外，'人造肉'还可以减少因养殖家禽而带来的污染；人工养殖肉类动物会消耗大量水资源和土地，而'人造肉'只需要很低的成本。"
值得一提的是，全球总人口将在本世纪中叶达到90亿，需要大量的食品，或引发食品危机。一些研究结果表明，生产粮食的农户将在2050年面临一些环境限制，因为工业企业和消费者将会争夺水资源。由美国科学家组成的一个团体称，人口增加30亿会导致水需求量增加一倍。美国科罗拉多大学教授Kenneth Strzepek表示，这意味着，2050年全球用于粮食灌溉的水量将减少18%。

全球许多著名科学家2010年8月16日曾经发布报告称，全球总人口预计将在2050年达到90亿，如果想在不破坏环境的情况下确保这些人获得足够的食物，可能需要推广人造肉。国际家畜研究所科学家菲利普-桑顿博士称，可以使用两种方法增加全球奶制品和肉制品产量。他说："一种是人造肉，一种是纳米技术。"


二、宇宙探索

宇宙是十分广袤的空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。宇宙起源是一个极其复杂的问题。现代天文观测证明它处于不断地运动和发展中。许多科学家认为，宇宙是由大约140亿年前发生的一次大爆炸形成的。

宇宙大爆炸是现代宇宙学中最有影响的一种学说。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化，如同一次规模巨大的爆炸。起初，无空间、时间，未知原因，空间开始暴涨式出现，振动使得物质诞生，这次大爆炸的反应原理被物理学家们称为量子物理。大爆炸使空间扩张，宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，后来相继出现宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。该理论的创始人之一是伽莫夫。1946年美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸理论，认为宇宙由大约140亿年前发生的一次大爆炸形成。上世纪末，对Ia超新星的观测显示，宇宙正在加速膨胀，因为宇宙可能大部分由暗能量组成。

最新的研究认为宇宙的直径为1560亿光年，甚至更大。可观测的宇宙年龄大约为138.2亿年。宇宙的23%由完全不知道起源的暗物质组成，73%由暗能量构成。

宇宙是个无边无际且神秘莫测的世界，那里有着许多现在科学无法理解的事实存在。探索宇宙，能够满足我们人类的好奇心，丰富我们的精神生活。实用的角度来说，探索外部空间意义重大。比如在月球上存在大量的氦3。据科学家对月球探测，月球上的氦-3含量估计约100万吨以上。由此估算，100吨氦-3通过核反应便能提供全世界使用一年的能源总量。由此，月球上的氦-3可以让地球人使用几千年。。

探索宇宙的目的并非是去寻找金银财宝。其主要目的：①研究宇宙的奥秘；②探索新能源与新材料；③为地球生命寻找新的栖息场所和避难所；④研究其他宇宙生命形式并与之交流。


太空探索技术公司创始人埃隆·马斯克希望星船能完成一些额外目标：星船不仅要代替“猎鹰9”号火箭发射卫星，还将于2024年将宇航员送上月球，并为火星任务提供运输服务。星船也是迄今为止最大的火箭，高达120米，可运输超过100吨的货物，因此是运输大型卫星或卫星群的理想载体。


三、人工智能引发新浪潮


人工智能也称机器智能，指由人制造出来的机器所表现出来的智能。通常人工智能是指通过普通计算机程序来呈现人类智能的技术。约翰·麦卡锡于1955年的定义是“制造智能机器的科学与工程”。安德里亚斯·卡普兰（Andreas Kaplan）和迈克尔·海恩莱因（Michael Haenlein）将人工智能定义为“系统正确解释外部数据，从这些数据中学习，并利用这些知识通过灵活适应实现特定目标和任务的能力”。

AI的核心问题包括建构能够跟人类似甚至超卓的推理、知识、规划、学习、交流、感知、移物、使用工具和操控机械的能力等。当前有大量的工具应用了人工智能，其中包括搜索和数学优化、逻辑推演。而基于仿生学、认知心理学，以及基于概率论和经济学的算法等等也在逐步探索当中。 思维来源于大脑，而思维控制行为，行为需要意志去实现，而思维又是对所有数据采集的整理，相当于数据库，所以人工智能最后会演变为机器替换人类。

人工智能是计算机学科的一个分支，二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一（空间技术、能源技术、人工智能）。也被认为是二十一世纪三大尖端技术（基因工程、纳米科学、人工智能）之一。人工智能已逐步成为一个独立的分支，无论在理论还是实践上都已自成一个系统。

人工智能是研究使用计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科，主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机，使计算机能实现更高层次的应用。人工智能涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是自然科学和社会科学的所有学科，其范围已远远超出了计算机科学的范畴，人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系，人工智能是处于思维科学的技术应用层次，是它的一个应用分支。

从思维观点看，人工智能不仅限于逻辑思维，要考虑形象思维、灵感思维才能促进人工智能的突破性的发展，数学常被认为是多种学科的基础科学，数学也进入语言、思维领域，人工智能学科也必须借用数学工具，数学不仅在标准逻辑、模糊数学等范围发挥作用，数学进入人工智能学科，它们将互相促进而更快地发展。

值得一提的是，人工智能还涉及信息论、控制论、自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学等多门学科。人工智能学科研究的主要内容包括：知识表示、自动推理和搜索方法、机器学习和知识获取、知识处理系统、自然语言理解、计算机视觉、智能机器人、自动程序设计等方面。


四、Web3革新互联网

Web3 目前还缺乏一个公认的权威的定义，可以将它认为是一系列内容的集合：一个支付和资金为数字原生的互联网、一个”去中心化“应用程序与中心化应用程序竞争的互联网、一个用户能对自己的身份和数据有更多控制权的互联网。

Web3 最重要的是为现有的互联网嵌入一个或多个基于区块链的附加层，从而为互联网应用赋予额外的能力和约束，比如众所周知的支付和钱包功能，比如让个人真正拥有在平台购买的数字产品并能够转移到其它平台。

Web3.0将应用Mashup技术对用户生成的内容信息进行整合，使得内容信息的特征性更加明显，便于检索。Web3.0的网络模式将实现不同终端的兼容，从PC互联网到WAP手机，PDA，机顶盒，专用终端，不只应用在互联网这一单一终端上。Web3.0将建立可信的SNS(社会网络服务系统)，可管理的VoIP与IM，可控的Blog/Vlog/Wiki，实现数字通信与信息处理、网络与计算、媒体内容与业务智能、传播与管理、艺术与人文的有序有效结合和融会贯通。

Web2.0模式下的SNS--网络社交平台，只是简单地将人与人通过互联网这一平台连接起来。值得一提的是，Web3.0时代将更加凸显网络的三大功能:信息共享、网络传播和电子商务 ，这三大功能涉及人类生活三大基本面。


五、3D打印的城市


所谓3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，又称增材制造 ，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

2019年1月14日，美国加州大学圣迭戈分校首次利用快速3D打印技术，制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架，成功帮助大鼠恢复了运动功能。2020年5月5日，中国首飞成功的长征五号B运载火箭上，搭载着"3D打印机"。这是中国首次太空3D打印实验，也是国际上第一次在太空中开展连续纤维增强复合材料的3D打印实验。

3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。1986年，Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机。
值得一提的是，2016年来自美国圣地亚哥的服务商SD3D与全球保险经纪巨头怡安（Aon）共同合作，打造出世界上最大的3D打印城市，整个城市的尺寸达到9×10.5英尺（即2.7×3.2米）。作为一个相当庞大的3D打印项目，整个过程都充满了令人惊讶的细节。值得一提的是，制作团队用来创建这座3D打印城市的只是一张很简单的2D平面图，制作人员用3D建模软件Rhino将它转换成3D，单是这一环节就花去了制作团队超过200个小时的时间。“打印一个这么大规模的东西不是一件容易事。

荷兰南部有一座8米长、3.5米宽的混凝土桥，横跨在水渠上。它是世界上第一座永久性的、通过3D 打印方法建成的桥梁。由埃因霍恩理工大学的学生和工程公司 BAM Infra共同设计制造。利用3D打印技术制造了800片厚度为1cm的加固混凝土片，然后由工人拼接。3D打印技术能够很好地减少材料的浪费，速度较快、成本较低。


六、mRNA技术


mRNA技术，简单来说，就是当人体需要完成某一任务，比如消灭某一类外来病毒时，需要在体内表达抗体蛋白质来抵抗。机体通过参阅病毒 DNA 基因 “说明书”，学习并以 RNA 的形式制作“笔记”，这一过程在生物学上称为“转录”（Transcription）， RNA“笔记”经过修饰的“消化吸收”之后，变成可以指导蛋白质合成的“教科书”mRNA，在蛋白质加工厂“核糖体”中合成蛋白质以刺激机体产生特异性免疫学反应从而消灭病毒，合成蛋白质的过程在生物学上称为“翻译”（Translation）。mRNA 是连接基因和蛋白质的桥梁。

mRNA-蛋白质融合体展示技术，是一种新兴的体外多肽筛选技术。可以运用于生物分子配体的发现和相互作用的分析。值得一提的是，人几乎所有的身体功能都要依赖蛋白质。

mRNA（信使核糖核酸，messenger RiboNucleic Acid）的作用是告诉我们的细胞该制造什么样的蛋白质。借助于人工编辑的mRNA，理论上我们就可以命令我们的细胞机器制造天底之下几乎任何的蛋白质。你可以大规模制造体内天然存在的分子，用来修复器官或改善血液流动。或者，你可以要求我们的细胞伪造不在清单上的蛋白质，而我们的免疫系统会学会把它识别为成入侵者，并予以销毁。

与传统疫苗相比，mRNA 疫苗具备以下优势：1）抗原选择范围广；2）具备自我佐剂特点，表现更强的免疫原性；3）具备足够的安全性。与质粒 DNA 疫苗相比不进入细胞核内部，只在细胞质内表达抗原，不存在整合人体基因上的风险；4）存在多种修饰方法，能够使 mRNA 疫苗更加稳定，翻译效率更高，同时纳米脂质体递送方式的发展能够使 mRNA 疫苗快速递送到细胞内从而发挥功能。5）不依赖细胞培养技术，可快速构建疫苗。现在的体外转录技术能够非常快速、廉价地大规模生产 RNA 疫苗，相较于传统活疫苗 5-6 个月的生产周期，mRNA 疫苗只要有了病毒的基因序列，有望在 40 天内完成疫苗样品的生产制备。因此有望更好的应对突发的传染病疫情。6）生物化学合成，生产过程无病毒感染风险。

值得一提的是，人类在抗击新冠疫情的战斗中，信使核糖核酸（mRNA）疫苗表现十分优异。2022年，这种新型疫苗技术将首次接受广泛测试，以检验它对其他传染病的适用性。其中最有趣、最重要的项目包括流感疫苗、肺结核疫苗、带状疱疹疫苗和疟疾疫苗。

总部设在德国美因茨的拜恩泰科公司正在其成功的mRNA技术的基础上研发疟疾疫苗。根据公司计划，相关临床研究将在2022年底启动。拜恩泰科公司将对多种候选疫苗展开研究。该公司同时也在和世界卫生组织、非洲疾病预防控制中心合作。　　

七、过滤二氧化碳的机器


2022年最热门的15项技术。其中包括过滤二氧化碳的机器。这或许是应对气候变化最直观的方式：将排放的二氧化碳再收集起来。国际通用概念是“二氧化碳清除（CDR）”。

事实上，CDR背后隐藏着一系列技术，其中包括绿化、人工加速岩石风化来固定二氧化碳，以及用机器从大气中清除二氧化碳。当前这种机器十分稀有。美国全球恒温器公司已建设了一些试验工厂，和石油龙头埃克森美孚公司共同致力于实现该技术的规模化。

值得一提的是，瑞士“气候工厂”公司曾经为这个领域带来新生机，它在冰岛建设了名为“奥尔卡”的工厂。工厂由8个收集器组成，它们看上去像巨大的棕色空调，配备过滤器。每个收集器每年能从空气中清除500吨二氧化碳。在冰岛，“气候工厂”公司将分离出的二氧化碳泵入地下并将其矿化，让其成为岩石。另外对捕获的二氧化碳加以利用，比如用于制作气泡矿泉水。

德国慕尼黑大学教授尤利娅·蓬格拉茨曾经强调：“更困难的问题是如何处理收集来的二氧化碳。目前，将其存放在地下的做法在德国不被接受。”原因是，人们担忧二氧化碳或许会从不密封的地方再次逸出并造成损害。


八、钢铁贴上绿色标签


今后购买用欧洲钢材制造的产品，或看到一个小标签，它用来证明所用材料的生产过程对气候是友好的。人类许多年来被认为无法想象的事情正即将变成现实。

人类迄今为止，工业领域二氧化碳最大排放部门之一就是钢铁业，而其将逐步采用新工艺，由此达到欧盟要求到2050年实现经济碳中和的目标。

值得一提的是，欧洲是用烧煤的高炉进行冶炼来制造多数钢铁制品，现如今，德国的蒂森克虏伯和萨尔茨吉特等企业正越来越多地使用电能和氢能。但由于这种转型耗时长、成本高，该行业需要中间方案。比如萨尔茨吉特提高了所用可再生材料的比重，以生产绿色钢材。对汽车领域等许多钢材买家来讲，原材料的二氧化碳足迹也越来越重要。比如著名的汽车制造商戴姆勒预计到2039年实现整个供应链（包括必要钢材）的碳中和。

九、航空氢能投入使用


精氢能是氢在物理与化学变化过程中释放的能量。氢能是氢的化学能，氢在地球上主要以化合态的形式出现，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75%，二次能源。工业上生产氢的方式很多，常见的有水电解制氢、煤炭气化制氢、重油及天然气水蒸气催化转化制氢等，但这些反应消耗的能量都大于其产生的能量。

氢的能量密度比电池高得多，预计到2023或2024年氢的成本将低于喷气燃料。与其他形式的运输相比，航空中使用氢燃料更适合，更经济，更具有优势。氢能飞机早在20世纪50年代就已经现身，但是由于储存和成本问题，氢气在航空领域的使用仍处于初级阶段
2008年，波音第一架氢动力燃料飞机成功首飞。2008年，波音第一架氢动力燃料飞机成功首飞。2020年，ZeroAvia公司试飞了世界上第一架氢能商用飞机。值得一提的是，ZeroAvia将在2026年之前设计出一种用于大型飞机的氢能发动机。

空客是另一家致力于开发氢能飞机的公司。2020年9月，空客公布了全球首款零排放民用飞机的三种概念机型。这三款概念机都被命名为“ZEROe”，也都把氢能源作为主要动力。空客氢概念飞机将于2035年投入使用，可容纳100至200名乘客，航程为（3704公里）。氢气具有成为航空燃料的潜力和前景。氢气污染小、既具有可获取性、又具有安全性。更重要的是，不论从重量还是体积上看，氢气都比锂电池的能量密度大。阿维亚解决方案集团董事长Gediminas Ziemelis认为，氢能飞机在2023年会达到276.8亿美元、2024年会达到1740.2亿美元的预期价值。

据专家预测，如果到2040年在区域、短程和中程空中交通领域完全使用新能源，则每年需要1000万吨氢。为此必须建立全球供应网络，还必须重塑机场的地面流程。


十、治疗新冠的口服药

2022年，人类或将首次使用易于获得的治疗新冠肺炎的药片。在这些新药中，就是被寄予厚望的辉瑞公司研制的PAXLOVID。2021年圣诞节前不久，该药在美国曾获得紧急使用授权。另一种能对抗新冠病毒的新药是美国默克公司的Molnupiravir。两种药品都是通过干预病毒的繁殖机制来发挥作用的。PAXLOVID由两种抗病毒有效物质组成，它能抑制病毒复制所需的酶。Molnupiravir能导致病毒核糖核酸复制过程出错，从而阻碍其繁殖。据外媒报道，法国卫生管理局（HAS）批准使用美国辉瑞公司的新冠口服药帕克斯洛韦（Paxlovid），建议为无需吸氧的、有重症风险的新冠病人作为早期治疗药物使用。

即使如此，治疗新冠肺炎的药仍然是一个巨大的挑战，充满着未知数。