摘要：
液體活檢癌癥診療方法，從空氣中提取飲用水技術(shù)，能將二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料的“人工樹葉”等一系列突破性技術(shù)入選世界經(jīng)濟(jì)論壇評(píng)出的“2017年度全球十大新興技術(shù)榜單”。
世界經(jīng)濟(jì)論壇在本屆夏季達(dá)沃斯論壇期間發(fā)布了"2017年度全球十大新興技術(shù)榜單(Top 10 Emerging Technologies 2017)"，其中包孕液體活檢，，從空氣中提取飲用水技術(shù)，能將二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料的“人工樹葉”等一系列突破性技術(shù)入選。
該榜單由世界經(jīng)濟(jì)論壇與《科學(xué)美國(guó)人》雜志的專家委員會(huì)聯(lián)合評(píng)選。他們把“能否在解決全球重大挑戰(zhàn)中發(fā)揮作用”視為評(píng)選的首要尺度，入選的新型技術(shù)在改善生活質(zhì)量、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和掩護(hù)地球環(huán)境等方面，都具有巨大潛力。
在評(píng)估了入選技術(shù)的成熟程度后，評(píng)選委員也將在未來(lái)的3至5年內(nèi)助其推廣，以下是入選榜單的十大新興技術(shù)：
1. 液體活檢
隨著對(duì)腫瘤研究的深入，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在癌癥的診斷和治療過(guò)程中組織活檢技術(shù)有必然的局限性。首先，組織活檢的滯后性。其次，腫瘤具有異質(zhì)性，對(duì)于癌細(xì)胞已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)移的患者而言，僅取某個(gè)部位的腫瘤組織，并不能反映患者的整體情況，但對(duì)所有的腫瘤組織都取樣檢測(cè)又不切實(shí)際。
此外，部分患者不適合做組織活檢，受到手術(shù)的擾動(dòng)之后，有些腫瘤有加速轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)，這倒霉于患者的治療。
液體活檢可以通過(guò)血液或者尿液等對(duì)癌癥等疾病做出診斷。目前液體活檢的主要檢測(cè)物包孕檢測(cè)血液中游離的循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTCs），循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA）碎片，循環(huán)RNA（Circulating RNA）和外泌體（攜帶有細(xì)胞來(lái)源相關(guān)的多種蛋白質(zhì)，脂類，DNA，RNA等）。其中，ctDNA，RNA和外泌體是腫瘤細(xì)胞自身分泌或死亡時(shí)釋放的物質(zhì)。
液體活檢技術(shù)性價(jià)比高，通過(guò)非侵入性取樣，不但可大幅降低癌癥診斷與護(hù)理難度，還能提前癌癥的診斷時(shí)間，有效延長(zhǎng)患者保留期?！堵槭±砉ご髮W(xué)科技評(píng)論》將該技術(shù)評(píng)選為“2015年十大突破技術(shù)”。
2. 從空氣中提取飲用水
運(yùn)用無(wú)需接入電網(wǎng)的太陽(yáng)能技術(shù)生產(chǎn)清潔水，其實(shí)不是一種初創(chuàng)技術(shù)。但要實(shí)現(xiàn)“隔空取水”，必需有高濕度的空氣與足夠的電力。
好比以色列的內(nèi)蓋夫沙漠，年平均空氣相對(duì)濕度為64％，這就意味著在每立方米的空氣中含有11.5毫升的水。如果可以實(shí)現(xiàn)從空氣中汲取水分并加以收集，無(wú)疑能夠有效地緩解淡水的短缺。然而這一過(guò)程通常需要在較高的空氣濕度下完成，并陪同著大量能耗，這在成本上是得不償失的。
抱負(fù)的汲水系統(tǒng)應(yīng)該在盡可能低的能量損耗以及較低的空氣濕度時(shí)仍舊可以完成水汽吸收與釋放過(guò)程，并利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等自然資源作為供能基礎(chǔ)，這些特點(diǎn)對(duì)于應(yīng)對(duì)那些日照時(shí)間長(zhǎng)、氣候干燥地區(qū)的缺水狀況具有重要的實(shí)際意義。
太陽(yáng)能“飲水機(jī)”及其工作原理。圖片來(lái)源：MIT / Science
近日，美國(guó)麻省理工學(xué)院Evelyn Wang教授和加州大學(xué)伯克利分校Omar Yaghi教授等人將一種多孔的金屬有機(jī)骨架（MOF）負(fù)載于薄層銅板上，并置于太陽(yáng)能吸收單元與冷凝板之間，所得的裝置僅靠太陽(yáng)能就可從空氣中取水。在空氣濕度很低時(shí)，這種神奇的太陽(yáng)能“飲水機(jī)”仍能正常工作。
實(shí)驗(yàn)證明，無(wú)須提供額外的能量，在自然陽(yáng)光下毎公斤MOF每天能從濕度為20%的空氣中汲取約2.8升水。這一研究成果頒發(fā)于頂尖科學(xué)期刊《科學(xué)》上。
3. 人工智能圖像識(shí)別技術(shù)
深度學(xué)習(xí)使機(jī)器練就了“好眼力”。在一張圖像面前，人工智能的不雅觀察分析能力正在超越醫(yī)生等人類專家的解讀，該技術(shù)也被應(yīng)用在無(wú)人駕駛、變亂后的保險(xiǎn)評(píng)估及監(jiān)控水平面等領(lǐng)域。
4. 人工樹葉
這一技術(shù)可將二氧化碳轉(zhuǎn)化為液體燃料等其他物質(zhì)。
科學(xué)家們始終想模仿光合作用原理制成人工樹葉，作為未來(lái)的燃料電池。但過(guò)去使用的鉑催化劑太過(guò)昂貴，成本成了科研應(yīng)用的障礙。
哈佛大學(xué)能源科學(xué)教授丹尼爾·諾塞拉（Daniel Nocera）及其同事設(shè)計(jì)了一種能將太陽(yáng)光、二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為液體燃料的系統(tǒng)。在使用純二氧化碳的條件下，該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化效率可達(dá)到10%，即能夠捕捉十分之一的太陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)化為燃料，遠(yuǎn)高于自然界植物的光合作用的效率（1%），這很可能會(huì)成為人工光合作用取代化石燃料進(jìn)程的里程碑。
搭載該系統(tǒng)的硅太陽(yáng)能電池看上去就像一片葉子，兩側(cè)有差別的催化劑，本來(lái)放置鉑催化劑的地方被鎳鉬鋅化合物替代。當(dāng)人工樹葉被水覆蓋，并放置在陽(yáng)光下時(shí)，將模仿光合作用，自動(dòng)將水分解為氧氣和氫氣。
人與太陽(yáng)能電池板比擬，人工樹葉不但占地面積小，并且不需要電池儲(chǔ)存能量，供電效率更高，使用起來(lái)更便利。圖片來(lái)源/funbugi.com
5. 人類細(xì)胞圖譜
這項(xiàng)名為“人類細(xì)胞圖譜Human Cell Atlas”的國(guó)際合作旨在破譯人體各種細(xì)胞類型的詳細(xì)功能。
