1月7日，一位现年57岁的心脏病患者在美国马里兰州巴尔的摩一家医院接受了长达八个小时的转基因猪心脏移植手术。术后，病人情况良好。马里兰大学医学中心心脏移植项目主任巴特利·格里菲斯医生主刀这次手术，他说：“它产生了脉搏，产生了血压，这成了他的心脏。”
科学家们一直在努力研制移植器官不会与人体产生排异反应的猪。这也是人类首次成功将转基因猪心脏移植到患者体内，有望为心脏病患者带来希望。
研究人员希望，这种手术能引领未来医学的一个新时代。届时对于患者来说，不再会有可移植器官短缺的局面。
瑞典隆德大学领导的研究开发了一种新的共价有机框架（COFs），可利用太阳能将二氧化碳转化为一氧化碳燃料，无需输入额外能量。
COFs是有机物通过共价键形成的多孔稳定材料，牢固而稳定。在此次研究中，研究人员发现COFs可高效吸收阳光，于是向COFs添加了铼-二亚胺羰基配合物。后者是一种催化复合物，瞬态光谱学和密度泛函理论表明其可推动二氧化碳转化为一氧化碳的双电子反应。添加了这一物质的COFs成功地在没有其他能量输入的情况下将二氧化碳转化为了一氧化碳。
研究者表示，这一突破可能是未来减少大气中温室气体水平的解决方案之一，有望用于可广泛使用的更大装置。
构建计算机等电子设备的一个关键环节是实现电流的单向传输，半导体内部的PN结打破了对称性，很容易实现单向导电。但超导体在没有外部磁场的情况下，难以实现单向导电，从而运用于实际电子设备中。发表于《自然》的一项研究中，研究人员实现了超导体不借助外部磁场的单向导电，这对普及超导的应用有重要意义。
研究人员从量子材料Nb3Br8上剥离几个原子厚的薄层，形成一种二维材料，并在此基础上首次制造出了约瑟夫森二极管。研究人员把这种材料放置在两个超导体之间，实现了电流的单向传输。研究人员表示，这项成果有助于将超导技术应用到实际的计算机中，理论上可以大大提高计算速度。
北京时间5月12日21时07分，事件视界望远镜（EHT）合作组织正式发布了银河系中心黑洞人马座A*（Sgr A*）的首张照片。这是EHT合作组织继2019年发布人类第一张黑洞照片，捕获了位于更遥远星系M87中央黑洞之后的又一重大突破。这一成果给出了该天体就是黑洞的实证，为理解这种被认为居于大多数星系中心的“巨兽”的行为提供了宝贵的线索。
使用更环保的材料、提高资源的回收率，是当前解决电子垃圾泛滥问题的重要方法，而生物可降解电池则是当前电池研究的热点。来自瑞士联邦材料科学与技术实验室的科研团队提出了一种可以用水激活的一次性纸电池。
据介绍，只需滴上两滴水，这种新型电池就可以持续为一个带有 LED 的闹钟供电 1 小时，1 小时后再加两滴水，还能继续使用，且可以被制成任意形状和大小，潜在应用场景十分广阔。
研究团队表示，这种纸电池可以被用于驱动各种低功率、一次性可丢弃的电子器件（比如追踪物品的智能标签、环境传感器和医学诊断设备）并将其环境影响降到最低。
以色列科学家利用小鼠的胚胎干细胞制造出了一些人造的小鼠胚胎，并使用一种新型的生物反应器对它们进行培养，使得胚胎发育出心脏和一些器官雏形。
实验中，研究人员将小鼠基础的胚胎干细胞系和基因改造后的胚胎干细胞系在培养皿中一起培养了5天，随后转移到了旋转的培养容器中。在培养的第8天时，细胞形成的类胚状体组织非常类似于自然情况下发育8.5天的胚胎：拥有跳动的心脏、清晰的头尾末端，且形成骨骼肌的块状体节和发育中的大脑和脊髓，以及其他器官的雏形。研究人员还测量了其中4万多个胚胎细胞的基因活性，发现预期的所有类型的细胞都在正确的位置。
英国进行了首个输人工血的临床试验——“干细胞起源的红细胞恢复和存活”试验。
该试验中将至少包括10名参与者，他们会接受2次（至少间隔4个月）小型输血，一次是标准捐献的红细胞，另一次是研究人员在实验室中用献血者血液中的干细胞培养的红细胞，以确定实验室制造的年轻红细胞是否比人体制造的细胞寿命更长。目前已有2位健康的参与者参与了该临床试验，输入了5~10毫升左右由实验室培养的红细胞，参与者正在被密切监测，尚无不良反应。
该试验是将实验室培养的红细胞作为未来临床产品的第一步。如果被证明安全有效，人工制造的血细胞或将在患有血液病的患者治疗中，产生革命性的改变。
八、脑机接口最新进展：失语瘫痪者每分钟
“说”出近30字符，平均错误率仅8.23%
去年7月，来自美国加州大学旧金山分校的科研团队就曾首次使用脑机接口帮助一位瘫痪超过15年的失语男子恢复了“说话”的能力。这一系统受限于特定词汇表，参与者必须尝试大声说出这些词，这对于失语瘫痪的患者来说十分困难。
在一项最新研究中，设计了一个神经假体，这种神经假体可以将脑活动转译为单个字母，实时拼出完整句子，展示在一名失语瘫痪患者面前。
据介绍，由该神经假体能构成的拼写系统能够以每分钟29.4个字符的速度生成句子，平均字符错误率仅为6.13%，且可以推广到包含9000多个词的词汇表中。这一研究成果凸显了无声控制的语言神经假体通过基于拼读的方法生成句子的巨大潜力。
九、化学家创造出比现有系统高效10倍的
“人工光合作用系统”
美国芝加哥大学的研究团队创造出了一个新的人工光合作用系统，其效率比现存其他人工系统高出一个数量级。该研究不仅是对现有系统的巨大改进，还前所未有地清楚揭示了这种人工系统在分子水平上的工作原理。
该团队将金属-有机框架（MOF）材料（由有机配体与金属离子结点组装形成）设计成单层，为化学反应提供最大的表面积，并将实验材料浸没于包含钴化合物的溶液中，以便运送电子。该团队在MOFs中添加了迄今为止人工光合作用系统尚未包含的物质——氨基酸，使分解水的效率和向二氧化碳添加电子及质子的效率均得到提升。这一突破也可以广泛应用于其他化学反应，如制造药物和尼龙初始材料等。
12月13日晚，美国能源部部长和美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的科学家们共同宣布了这项有关「无限清洁能源」的重大科学突破：
科学家实现了核聚变反应的净能量增益。也就是说，人类第一次成功从一个实验性核聚变反应堆中，让核聚变反应产生的能量多于了这一过程中消耗的能量。——核聚变点火。
据官方介绍，LLNL在向目标提供2.05兆焦耳（MJ）的能量之后，产生了3.15兆焦耳的核聚变能量输出，能量增益约为1.5。
此次实验的成功，让惯性聚变能（IFE）的科学基础首次得到了证实。这也意味着，人类朝人造太阳的目标，又近了一步。
来源：东部中心科技成果转化功能型平台、科技日报
