中国科学家2016突破：捕捉神秘粒子、液态金属运动、细胞再生治病

大陆媒体总结2016年中国科学家取得的三项重大突破，或将影响人类未来生活，分别是：成功捕捉马约拉纳费米子、让液态金属镓铟合金“动起来”、细胞再生技术临床取得成绩。

成功捕捉马约拉纳费米子

2016年，上海交通大学科研团队在实验室里捕捉到一种物理学界已经寻找了80多年的神秘粒子——马约拉纳费米子。

在物理学领域，科学家把构成物质的最小、最基本的单位叫做“基本粒子”，它们是在不改变物质属性前提下的最小体积物质，也是构成各种各样物质的原材料，其中一类粒子叫做费米子，包括电子和质子。一般认为，每一种粒子都有它的反粒子，与粒子的质量、寿命、自旋相同，但所有内部相加性量子数如电荷、重子数等与正常粒子大小相同、符号相反。费米子与其反粒子就像一对长相一模一样，但脾气完全相反的双胞胎，只要一见面就“大打出手”，产生的能量甚至会让它们自身瞬间湮灭。

而在1937年，义大利物理学家埃托雷·马约拉纳就预言，自然界中可能存在一类特殊的费米子，这种费米子的反粒子不但和它自己长相一样，脾气也完全相同，这就是“马约拉纳费米子”。

直到2016年初，上海交通大学大贾金锋教授研究组与浙江大学许祝安、张富春研究组，南京大学李绍春研究组及美国麻州理工学院傅亮教授等合作形成的研究团队，利用特殊的材料制备方法，率先观测到了在拓扑超导体涡旋中存在马约拉纳费米子的重要证据。

马约拉纳费米子反粒子的发现是实现量子计算机制造的关键。量子计算机以其惊人的数据处理速度被人们熟知，如果把量子电脑比作飞机的话，那么普通电脑只能算是自行车。但迄今为止人类仍然没有制造出真正意义上的量子计算机，其中原因就是用于量子计算的粒子状态并不稳定。而马约拉纳费米子的状态非常稳定，或将成为制造量子计算机的完美选择之一。找到马约拉纳费米子，意味著人类在量子物理学领域取得了一个重大突破，也意味著在固体中实现拓扑量子计算成为可能。这个发现或将引发新一轮电子技术的革命，使人类进入拓扑量子计算的时代。

让液态金属镓铟合金“动起来”

科幻电影中的液态金属机器人给人留下深刻印象，机器人可以随意改变形态，神出鬼没。中科院理化所研究员、清华大学教授刘静所带领的团队研究的正是制造液态机器人的金属——镓铟合金。

镓铟合金有许多神奇的属性，不同于一般金属，镓铟合金在室温下也能保持液态，且不像水银一般容易蒸发毒气。但想让镓铟合金“说站就站，说趴下就趴下”却并不容易。

刘静的团队研究发现，在液态金属中添加固体金属，就好像为液态金属注入了骨骼，令其拥有支撑自身的力量动了起来，可以节律性地振荡跳跃，可以在电场中做各种复杂的运动。刘静2017年的目标是希望把液态金属组装起来，使其能够站立，他说：“就像类似于科幻电影里面可变形的液态金属机器，这是完全有可能的。”

细胞再生技术临床取得成功

位于北京的中科院遗传发育所，戴建武研究员的独门绝技——组织再生和损伤修复功能生物材料研究技术，已经在临床取得了令人惊喜的成绩。他的研究成果，给因脊髓损伤而无法站立的病人带去了福音。

戴建武指出，脊髓损伤难以再生修复主要原因有两点：其一，损伤部位形成神经再生抑制微环境，损伤部位的神经干细胞主要分化为胶质细胞而非神经元；其二，胶质瘢痕严重阻碍神经再生。而戴的团队设计研发出基于胶原蛋白的神经再生支架，相当于在脊髓受伤处架起一个可降解的“脚手架”，让内源神经干细胞顺著支架“长”过来。

2015年4月，一名从高空坠落损伤脊髓的建筑工人接受了再生支架的移植，原本腰部以下毫无知觉的病人已经能够在支具、轮椅的辅助下缓慢行走。

早在2013年，戴建武的技术令8名因数宫内膜受损而导致不育的育龄妇女怀孕生子。或许在未来，除了吃药，病人还能够透过细胞再生技术修复受损部位，治愈疾病。