2019年，科学突破层出不穷  
 

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。

1 棉花种子在月球上发芽

棉花种子成为人类在月球上种植出的第一株植物嫩芽。1月15日，重庆大学举办嫦娥四号生物科普试验载荷新闻发布会，对外正式公布这一消息。

“这是人类首次在月球上开展生物试验。”重庆大学副校长、科普载荷项目总指挥刘汉龙介绍。

由重庆大学牵头的嫦娥四号生物科普试验载荷内搭载了棉花、油菜、土豆、拟南芥、酵母和果蝇6种生物，均放置于密封的生物科普试验载荷罐内。生物科普试验载荷罐是一个高度密封的圆柱形抗压容器，由高性能铝合金制成并进行了防腐处理。“罐子”直径173毫米、高198.3毫米，由结构模块、热控模块、控制模块等组成，载荷内除搭载6种生物外，还有18毫升水，以及土壤、空气、热控和两个记录生物生长状态的相机。

载荷罐在登陆月球后第一天——1月3日23时18分加电开机，开始进入生物月面生长发育模式。1月12日20时，随嫦娥四号登陆月球背面的生物科普试验载荷罐传回最后一张试验照片，显示罐内生长出的棉花种子嫩芽长势良好。

2 室温下二氧化碳气体变电池

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。

3 第三种五夸克粒子被发现

4月，欧核中心大型强子对撞机（LHC）LHCb团队发现了第三种五夸克粒子。新结果有望进一步揭示夸克理论的诸多奥秘。

此前，五夸克态物质的存在只停留在理论阶段，2015年，LHCb宣布发现首个五夸克粒子。如今，该团队在对该粒子进行检查时，发现它已一分为二。原来，最初的五夸克实际上是两个独立的五夸克（被称为第一种和第二种五夸克粒子），它们质量相近，宛若一个粒子。

夸克理论是粒子物理学标准模型的关键组成部分。该理论认为，存在上、下、粲、奇、底和顶6种夸克，它们都拥有自己的反物质。

夸克和反夸克结合会形成“强子”。强子分两类：由3个夸克构成的“重子”（包括质子和中子）和由夸克、反夸克组成的“介子”。

科学家也提出了其他更奇特的夸克组合，比如，由两个夸克和两个反夸克组成的四夸克粒子，以及由4个夸克和1个反夸克组成的五夸克粒子。那么，已经被发现的3种五夸克是5个夸克均匀混合，还是由一个重子和一个介子黏在一起形成的松散“分子”？团队目前倾向于后者。

4 超导材料最高临界温度刷新

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。

5 3D打印会“呼吸”的人造器官