科技跟踪(1)

2016-07-22:科学家构想被基因改造后的人类殖民火星。随着基因驱动能力变得越来越先进,这项技术有一天会被用来帮助人类消除不太理想的特性,以及插入好的特性,包括公民意识。

2016-07-22:施一公研究组在《科学》发表背靠背两篇论文。催化核心区域的分辨率达到了2.8至3.0埃,清晰的展示出剪接反应中心的结构信息,为解释剪接体对pre-mRNA splicing的催化机制提供了迄今最为清晰的关键证据。

2016-07-21:科学家开发出一种全新的渗透能发电系统。该研究的成果论文于7月13日发表在了《自然》杂志。原理很简单,盐离子会不断从盐浓度高的水中跑到盐浓度低的水中,直到淡水和盐水的盐浓度一致。由于盐离子是带电的,因此盐离子的运动就形成了电流。作为渗透能发电核心部件的半透膜(MoS2),它的最大特性在于所有的纳米孔都带有负电,故而只允许正离子通过,而把带负离子挡在了原位。

2016-07-11:图文并茂!20种新材料的特点及发展方向(1)石墨烯:非同寻常的导电性能、极低的电阻率、极快的电子迁移速度、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性。未来5年将在光电显示、半导体、触摸屏、电子器件、储能电池、显示器、传感器、半导体、航天、军工、复合材料、生物医药等领域将爆发式增长。(2)黑磷:与石墨烯相比黑磷具有能隙,使其更容易进行光探测,其能隙可通过在硅基板上堆叠的黑磷层数来调节。黑磷是一种直接能隙(direct-band)半导体,也能将电子信号转成光。未来在晶体管、传感器、太阳能电池、开关、电池电极等领域前景广泛。(3)3D打印材料:革命性成型方法,在复杂结构成型和快速加工成型领域,有很大前景。(4)气凝胶:极具潜力的新材料,在节能环保、保温隔热电子电器、建筑等领域有巨大潜力。(5)超材料:具有常规材料不具有的物理特性,如负磁导率、负介电常数等。(6)柔性玻璃:未来柔性显示、可折叠设备领域,前景巨大。(7)可降解生物塑料:未来替代传统塑料,具有前景巨大。(8)超导材料。(9)碳纤维。(10)碳纳米管

2016-06-28:超硬“人造骨”诞生:可替代钢筋水泥。剑桥大学工程学院的研究人员专注于从仿生学的方面来寻找替代材料。基本上,他们研究自然界中的模式、系统和元素,尝试仿造它们制造出新的材料。这样制造出来的材料能够具有钢筋混凝土的强度,却又不会产生大量的碳排放我们的骨头坚硬并且难以损坏的原因是其中含有近乎相等的蛋白质和矿物质。另外,骨头还具有自愈的能力。从蛋壳的厚度和它能够承受的力量来看,蛋壳是十分坚固的。人造骨头和蛋壳可以在正常室温下利用动物界中被大量抛弃的胶原蛋白制造出来,不仅如此,把整个制造过程规模化以用于大量生产也并不难。Oyen博士和她的研究团队发现:如果将胶原蛋白制造的骨头和蛋壳混合起来,就会得到一种“晶格型结构(attice-type structure)”,这种结构比单纯的人造骨头或蛋壳更强。虽然让人造骨材料真正成为建筑材料还需要十多年,但是从早期研发成果来看,这种技术前景是乐观的。如果最终应用的材料能够保有骨头自愈的特性,建构在地震带附近的房屋将更加安全。

2016-06-22:中国航空发动机材料重大突破 寿命优于美国1~2个数量级。南京理工大学材料评价与设计教育部工程研究中心陈光教授团队在国家973计划等资助下,经长期研究,在新型航空航天材料钛铝合金方面取得重大跨越性突破。相关成果Polysynthetic twinned TiAl single crystals for high-temperature applications(高温PST钛铝单晶)于2016年6月20日在线发表于Nature Materials(《自然材料》)。美国GE公司采用Ti-48Al-2Cr-2Nb(以下简称4822)合金替代原来的镍基高温合金制造了GEnx发动机最后两级低压涡轮叶片,使单台发动机减重约200磅,节油20%,氮化物(NOx)排放量减少80%,噪音显著降低,用于波音787飞机,2007年试飞成功,2009年正式投入商业运营,成为当时航空与材料领域轰动性的进展。未来发动机市场对γ-TiAl低压涡轮叶片的年需求量高达一百万件,将代替目前先进涡轮发动机最后一级较重的镍基叶片。NASA报告指出,到2020年钛铝基合金及其复合材料的用量在航空、航天发动机中将占有20%左右的份额。 

2016-06-05:美国发现月球内部秘密。火星的大气被太阳风剥离,去年美国宇航局的大新闻证实了这个说法,暗示地球也会面临这个过程。如今的火星很可能就是地球的未来。那么磁场更强大的月球维持10亿年后竟然也把磁场弄没了,这种机制如果作用于地球,是否也会有相同的效果呢?目前麻省理工学院的科学家正在研究这个问题,这不是杞人忧天。

2016-06-05:在大约100亿光年外新发现了一个爱因斯坦环(图片)。根据爱因斯坦的广义相对论,我们知道宇宙时空就好比一张网,任何具有质量的物体都会使这张网扭曲。在宇宙中,星系或星系团的质量极大,会使得背景天体的星光发生明显偏折,从而产生多重成像效应,爱因斯坦环正是其中的一种现象。

2016-06-02:哈佛大学研究:基改细菌可将二氧化碳转换成燃料,效率比植物好10倍。哈佛教授诺塞拉在2011年曾发布一款人工叶,透过光合作用可将水分离为氢气和氧气,在当时造成轰动。Nocera将研究重点从人工叶转向基因改造细菌。做为研究核心的基改细菌名为 Ralston eutropha,可将人工叶产生的氢气和二氧化碳转换为细胞内储存和传递化学能的ATP(三磷酸腺苷),并将 ATP 转换为酒精燃料后排出体外。诺塞拉指出,植物透过光合作用可产生作为燃料的生物质(biomass),其转换效率约为1%,并将所有产生能源用来维系生命;相较之下,基改细菌对生物质的转换率约为10.6%,对酒精燃料的转换率则为6.4%,其中,酒精可直接燃烧,生物质则可继续加工为燃料。“我可让这些细菌指数成长,它们以氢气为食、呼吸二氧化碳,并不断繁殖,最终会出现指数成长曲线。”诺塞拉指出,一公升活化的Nocera细菌,一天可转换 500 公升的二氧化碳,意即细菌每产生一度(千瓦小时)能源,会移除大气中 237 公升的二氧化碳。不过他也提醒,这方法并无法有效解决大气中排放过多的二氧化碳,“当我把二氧化碳从空气中拿出来,你燃烧时又会将二氧化碳排放回去,这是碳平衡。”尽管如此,此方法却可协助保存快速消耗的化石燃料。这份研究报告将于《科学》期刊发布。

2016-05-24:2016年以来激光3D打印技术最新进展及动态。近几年,3D打印、机器人、可穿戴设备、VR、无人机等概念风靡全球。其中3D打印技术被认为将引领新一轮工业革命。而现实也是如此,3D打印技术已经在工业制造领域取得广泛应用,特别是在汽车、航空航天、医疗等领域。金属3D打印作为金属制造的关键技术,目前主要采用激光光源。为此,激光技术和3D打印技术开始更加紧密的融合。2016年以来,激光3D打印领域的一些进展:台湾建成首座6千瓦高功率激光金属沉积3D打印试制平台;武汉光电国家实验室造出世界最大激光3D打印装备;Concept Laser将为空客批量3D打印航空钛金属零部件;霍尼韦尔制造公司携手密苏里科技大学研究金属3D打印技术;美国3D打印超声速发动机燃烧室测试成功;俄国大学和北航大联合展开激光技术和增材制造研发;美国科学家颠覆金属3D打印方法。

2016-05-22:中国科学家向揭开光合作用奥秘又迈一步。论文于北京时间19日在《自然》在线发表。在3.2埃分辨率下,发现,光系统II是由25个以上蛋白质亚基以及众多色素和其他辅因子组成的超大膜蛋白-色素复合物,该复合物中包含了天线系统,反应中心系统,以及一个能在常温常压下裂解水、释放氧气的放氧中心。光合作用一直是国际学术界关注的焦点,与之相关的研究成果已经十余次获得诺贝尔奖。

2016-05-21:Science:癌症免疫疗法重大突破,利用他人的T细胞抵抗癌症这项研究证实将来自癌细胞的发生突变的DNA加入到来自健康供者的T细胞中能够让健康供者的T细胞产生免疫反应。在将来自这些供者T细胞的特定组分导入回到癌症病人的T细胞中后,研究人员能够让癌症病人自己的T细胞识别癌细胞。相关研究结果于2016年5月19日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Targeting of cancer neoantigens with donor-derived T cell receptor repertoires”。作为一个快速发展的领域,癌症免疫疗法旨在开发让人体自己的免疫系统抵抗癌症的技术

2016-05-20:がん免疫療法 佐々木治一郎【日本肺癌学会共催】

2016-05-19:地球磁场或缓慢摆动。欧洲空间局Swarm卫星获得的数据显示,地球磁场强度每年丧失5%,比之前估计的快10倍。科学家并不确定导致这种急速丧失的原因是什么,但这一模型被认为发生在地球磁极出现逆转的时期,该事件约每10万年发生一次。不过,这种逆转的起因仍存争议,一些科学家认为,当外地核金属熔岩流发生变化时,逆转就会发生。虽然听上去令人毛骨悚然,但科学家表示,磁极逆转不会导致有害影响,除了迫使人们更改指南针

2016-05-08:自然杂志:科学家首次定位3个“幸福基因”。研究人员利用先进的统计学工具对298000人的基因组进行分析。他们在Nature上描述了如何分析成千上万人的基因组数据以挖掘与幸福感、抑郁症及神经过敏症相关的遗传变异。研究人员警告说,基因并不能完全说明一个人对其生活的感悟,环境及其与基因之间的相关作用同样重要。但是,研究这些基因可以帮助人们理解为何有些人在生理上倾向于发展这些症状——幸福、忧郁或神经质等。研究人员认为这种突破性的发现只是人类行为学研究的冰山一角,仍有很多的未知等待着他们去探索。

2016-05-06:科学家正研发可优化3D打印骨骼的材料配方。要制造一个好的框架来填补人体缺失的骨骼,用30%的粉状天然骨加上一些特殊的人造塑料,再用一台3D打印机打印出所需的形状即可。测试人类骨粉。

2016-05-03:新材料实现高效太阳能海水淡化。朱嘉课题组在国际上首次利用金属纳米等离激元增强效应实现了高效太阳能海水淡化,其能量传递效率约90%,淡化前后盐度降低4个数量级。三维铝纳米颗粒等离激元黑体材料是实现高效率太阳能海水淡化的绝佳体系。该材料具有超宽太阳光谱高光吸收效率,在400~2500纳米太阳光谱范围内平均吸收效率大于96%,确保了海水淡化过程中太阳能的高效利用。在实际工作中,这种紧密排列的金属纳米颗粒薄膜漂浮在海水表面,纳米颗粒的局域等离激元增强效应则使得膜液交界面的表层海水快速升温,产生淡水蒸汽,而膜上的多孔结构又为蒸汽逃逸提供了有效的通道。经测量,利用该材料淡化后的水质优于世界卫生组织可饮用水的标准。

2016-04-27:“霍金辐射”理论证实:黑洞逐渐萎缩直至消失。40年多前,英国著名物理学家史蒂芬-霍金提出了所谓的“霍金辐射”理论,即黑洞因为辐射而逐渐萎缩变小直至消失。

2016-04-16:猪胰岛成功移植Ⅰ型糖尿病患体内。15日,中南大学湘雅三医院细胞移植与基因治疗研究中心王维、莫朝辉教授领军的科研团队宣布,他们在异种胰岛移植治疗糖尿病临床研究上获重大突破,将国际最领先的诱导免疫耐受新技术,先创性地成功应用于3例Ⅰ型糖尿病患者身上。该技术核心是可“调教”人体的“哨兵”T细胞,成功减少人体内细胞对移植细胞的排斥。╋2016-04-11:日本将允许为糖尿病患者移植猪胰岛细胞。日本国立国际医疗研究中心正在推进为1型糖尿病患者移植猪胰岛细胞的计划。1型糖尿病患者通常不能自己分泌胰岛素,需要注射胰岛素来维持生命。猪是人类理想的供体来源动物。美国一个研究团队日前报告说,他们让移植的猪心脏在一只狒狒体内跳动了约两年半,创下异种器官移植存活时间的新纪录。

2016-04-11:FDA批准二甲双胍用于治疗糖尿病肾病。二甲双胍(处方药)联合饮食疗法和运动疗法可降低血糖,治疗2型糖尿病。而2型糖尿病若不进行治疗,将出现严重并发症,如失明,神经损害,肾脏损害和心脏病。二甲双胍作为糖尿病治疗药可单一用药,也可联合用药。目前认为,肾功能不全者应严禁使用二甲双胍,因二甲双胍可增加肾功能不全者乳酸性酸中毒(血乳酸水平升高,可危及生命)风险。但是,FDA在审查了大量有关轻、中度肾功能损伤患者使用二甲双胍的安全性医学研究后,于2016年4月8日颁布,二甲双胍可安全用于轻、中度肾功能损伤患者的治疗。╋2015-12-22(研究发现二甲双胍有治疗子痫的潜力)二甲双胍目前主要用于糖尿病患者的降糖治疗,毒理学研究表明其对孕妇和胎儿安全。来自澳大利亚墨尔本大学和妇女慈善医院的一组医学工作者们的研究发现,二甲双胍能够降低先兆子痫的两种毒素,有助于治疗受伤的血管。美国妇产科杂志编辑Romero称该研究成果令人充满希望。Romero博士指出,抗血管生成状态在很多其他疾病中也存在。二甲双胍似乎是21世纪的“阿司匹林”。╋2015-12-03(抗糖尿病药影响肠道菌群)我们的肠道里生存了大约100万亿细菌,这些肠道菌群不能耐受大气中的氧气,所以很难用传统的方法进行培养。研究表明治疗高血糖最常用的药物二甲双胍,可改善2型糖尿病患者的肠道细菌群落,促进肠道细菌产生某类短链脂肪酸(如丁酸,丙酸)的能力。这些脂肪酸可通过不同途径减低血糖水平。然而,二甲双胍对胃肠道有副作用,如增加胃肠气胀。这次研究为研究人员提供了一种可能的解释,这是由于经过二甲双胍治疗的患者肠道里大肠杆菌的数量增多,这是造成肠胃气胀的一个原因。“当我们研究没有服用二甲双胍的2型糖尿病患者,发现他们能产生对健康有益的短链脂肪酸的细菌都少于服用二甲双胍的患者。缺乏产生短链脂肪酸的细菌菌群是否会促生2型糖尿病,目前正在调查当中。”。╋2015-12-02(抗衰老药物人体实验即将开始)科学家证实:这种药物不仅可以减缓衰老过程,还能让人在110-120岁时感觉到自己的身体机能是正常的。延缓衰老最好的药物是二甲双胍,它可以降低人体组织中的糖含量。科学家在这个药物的基础上创建了一种新型药物,它已经通过了实验室动物测试。实验中的年幼蛔虫不仅延缓了自身的衰老过程,还比其它同类更加健康。实验中小鼠的寿命也平均提高了40%,而且它们的骨骼也比同类更强壮。目前,不同研究所的专家正在筹集资金和一组3000名的志愿者。实验对象包括70-80岁患有心脏病、癌症、老年痴呆症等其它疾病的老年人。该项目将于2016年冬天在美国领土上进行。如果科学家在生物和人体的测试中取得成功,那么这就将成为医学上的一次真正突破。人类寿命也因此可以得到延长——人类平均寿命大约会增加50%,70岁的人会觉得自己比实际年龄年轻20岁。╋2014-03-18(Nature:解开糖尿病药物二甲双胍抗癌之谜)近年来,一类被称作为双胍类的抗糖尿病药物证实与某些抗癌特性有关联。一些回顾性研究表明,广泛应用的糖尿病药物二甲双胍可以使某些癌症患者受益。尽管存在这一有趣的关联,人们一直以来却并不清楚二甲双胍是如何发挥它的抗癌效应的,更重要的是它会在哪些患者中发挥这一效应。

2016-04-08:科学家在星系空旷区发现前所未有的超大黑洞 质量相当于170亿个太阳。西媒称,2011年美国加利福尼亚大学伯克利分校的科学家在后发座星系发现了一个前所未有的、令人震惊的超级大黑洞。它的质量相当于210亿个太阳,被载入吉尼斯纪录大全。现在同一研究团队又发现了一个大黑洞,比上一个略小一些,但同样大到不可思议:它的质量相当于170亿个太阳。它位于距离地球2亿光年的NGC1600星系中,这个星系在天空中的位置与后发座星系相对,所在区域相对空旷。

2016-04-07:世界最强X射线激光器升级:亮度飙升1万倍。更好地观察活体系统中原子运动状况。升级版X射线激光器将在电子、能量和医疗领域有广泛的应用,包括新颖电子产品、挽救生命的药物和创新能源解决方案。

2016-04-02:天文学家发现神秘X行星 或是地球物种大灭绝元凶。X行星可能每隔约2700万年就会引发彗星雨,而后者则会造成全球物种大灭绝。根据惠特迈尔和马泰塞的理论,在X行星绕太阳公转时,其倾斜的轨道会缓慢地发生转动,而X行星每隔2700万年就要穿越一次形成彗星的柯伊伯带,冲击太阳系内的彗星。被冲击出来的彗星不仅会与地球发生碰撞,也会在靠近太阳时分解,从而降低到达地球的太阳光照量。1985年的古生物学记录显示,周期性彗星雨可以追溯到2.5亿年前。而新研究发现的证据表明,这种现象甚至可以追溯到5亿年前。╋2016-03-30:科学家发现太阳系第九大行星存在确凿证据。一颗隐藏的巨大气态行星被认为存在于太阳系边缘,其质量是地球的10倍以上,它的体积接近于海王星或者天王星。科学家猜测太阳系第9颗行星沿着拉长的轨道运行,大约1-2万年时间环绕太阳系一周。一般来讲,太阳系第9颗行星与太阳的距离是海王星和太阳距离的20倍以上,而海王星远日点大约45亿公里。

2016-03-29:东大发现陶瓷晶界的规则结构。Nature Communications在线版已于3月23日公开了这项成果。氧化锆陶瓷晶界的钇偏聚结构在原子尺度为规则的晶体结构。这一次,研究人员使用具有1埃以下分辨率的扫描透射电子显微镜(STEM)和超灵敏X射线成分分析方法,对添加了钇原子的氧化锆陶瓷的晶界进行了原子尺度的组成分布分析。结果显示,在晶界附近几纳米的范围内,钇浓度在原子尺度形成了深浅交错的规则结构。而按照以往观点,钇原子只是单纯浓集,并不形成规则结构。

2016-03-26:美国科学家造出最简单人造合成细胞:只含473个基因。是生命世界中基因数量最少的有机体,但依然具有自我复制能力。人类的基因数量超过2万个。启发是认识生命要从整个基因组角度综合来看,而不是独立的基因。“生命更像一个交响乐团,而不是短笛演奏家”。

2016-03-19:中国南极科考最新收获630块陨石。中国第32次南极科考收官在即。本次南极科考共收集到陨石630块,总重量为1722克,其中最大一块438克。至此,中国南极陨石拥有量已达12665块,从数量上看,是除美国和日本之外世界第三大南极陨石拥有国。

2016-03-09:空间站将成为太空中的中国国家实验室。空间站上将搭载安装包括生物学、材料科学、基础物理、微重力、流体、燃烧等十余大类的科学研究实验设施。“材料科学的实验设施设备,能够利用太空微重力环境制备新材料,研究材料的空间使用性能。未来很多研究,孕育在新材料的研发中,具有广阔工业价值。”

2016-03-06:《自然》确认中国煤制气里程碑式重大突破:高效低耗。3月4日,大连化物所研究员中国科学院院士包信和透露了这一最新研究成果。在煤气化直接制烯烃研究中获得重大突破,颠覆了90多年来煤化工一直沿袭的费托路线(简称为F-T),他们摒弃了高水耗和高能耗的水煤气变换制氢过程,创造性地直接采用煤气化产生的合成气(纯化后CO和H2的混合气体),在一种新型复合催化剂的作用下,高选择性地一步反应获得低碳烯烃,破解了传统煤化工催化反应中活性与选择性此长彼消的“跷跷板”难题,为高效催化剂和催化反应过程的设计提供了指南。这项成果被业界誉为“煤转化领域里程碑式的重大突破”。烯烃是现代工业最重要的原材料之一。我国的烯烃主要由石油炼制获得,成本和环境压力很大,煤化工替代石油化工也是我国近年探索的一种能源发展的新路径。该研究成果于3月4日在美国《科学》(Science)杂志上发表,过程已申报中国发明专利和国际PCT专利。

2016-03-04:丁肇中:暗物质或在2024年被找到。暗物质粒子互相碰撞的时候,能量又会变成普通的物质,比如说正电子和反质子,碰到以后就产生能量,能量转化为质量,还有多余的粒子,因此可以被AMS精确测量,从而被确定为暗物质信号。还要多久才能发现暗物质呢?丁肇中教授也作出了一个预估:“暗物质有四个特点,现在我们的团队已找到三个特点,第四个特点要到2024年才能找到。那时候暗物质才算被找到”。

2016-03-03:2016全国两会 潘建伟:“量子通信京沪干线”今年建成。“这条量子干线连接北京与上海,贯穿山东济南、安徽合肥等地,是千公里级高可信、可扩展的广域光纤量子通信网络,属世界首例。它建成后将广泛用于金融、政务等领域信息的安全传输。”潘建伟说。超级计算机运算速度突破亿亿次每秒,使得信息面临着越来越严重的窃听和破译风险。量子通信,指利用光子的量子状态加载并传输信息。“从原理上来说,量子通信是无条件安全的通信方式。”潘建伟说,“由于作为信息载体的单光子不可分割、量子状态不可克隆,可以实现抵御任何窃听的密钥分发,进而能保证用其加密的内容不可破译。”展望量子通信的前景,潘建伟表示,未来能够形成天地一体的全球化量子通信基础设施,形成完整的量子通信产业链和下一代国家主权信息安全生态系统,构建基于量子通信安全保障的未来互联网,即“量子互联网”。

2016-02-29:高温超导现象的量子秘密。1986年,IBM的研究人员发现铜氧化物超导体的临界温度比其他材料高得多。铜氧化物的临界点是一个量子临界点,是互相竞争的两个量子力学状态之间的平衡点。法国图卢兹强磁场国家实验室的研究人员创造了一个90特斯拉的磁体,揭示了铜氧化物量子临界点的关键细节。研究报告发表在上周的《自然》期刊上。

2016-02-28:电磁波和引力波。对大众而言,“引力波”、“黑洞”,“相对论”,这些远离人们日常生活的名词,突然一转眼就变得现实起来。并且,LIGO这次探测到的双黑洞融合事件还是13亿年之前就已经发生了的事件,辐射的引力波在茫茫无际的宇宙中奔跑了13亿年之后,在其能量为顶峰的一段短暂时间内(约0.2秒),居然被当今的人类探测到了,这些人们难以想象的天文数字,听起来的确像是天方奇谈。世界上存在着4种基本相互作用。其中的强相互作用和弱相互作用都是“短程力”,意味着它们只在微观世界很短的范围内起作用。4种相互作用中,引力是强度最弱的,它比电磁作用,至少要小10-35倍。加速运动的电荷q辐射电磁波,加速运动的质量m辐射引力波。1975年,两位学者从观测双中子星相互围绕对方公转的数据,间接证实了引力波的存在,并因此荣获1993年的诺贝尔物理奖。这个黑洞融合事件辐射的引力波到达地球时,引起物体长度的相对变化只有10-21。这个数字是什么意思呢?如果有一根棍子,像地球半径(R=6400公里)那么长,那么,黑洞来的引力波将引起这根棍子的长度变化dL=10-21R=10-11mm(1毫米的一百亿分之一!)。我们无法做出一根和地球半径一样长的棍子,但科学家们尽量延长探测臂的长度。比如LIGO两臂的长度均为4公里,因此,引力波将使得每个臂的长度变化dL=4x10-18m。所用仪器是和1887年迈克耳逊的干涉仪基本同样的原理,叫做激光干涉仪。科学家们让两束激光在长臂中来来回回地跑了300次之后再互相干涉,这样就把两臂的有效长度提高了300倍,使得长度变化增加到10-18米左右。激光功率达到100千瓦。为了减小损耗,LIGO的激光臂全部安置于真空腔内,使用超洁净的镜片,其真空腔体积仅次于欧洲的大型强子对撞机(LHC),气压为万亿分之一个大气压。电磁波的方程从麦克斯韦理论得到,引力波的方程从广义相对论得到。麦克斯韦方程是线性的,引力场方程本来是非线性的,但研究引力波向远处传播时,可以利用弱场近似将方程线性化而得到与电磁场类似形式的波动方程。引力源与电磁源有一个很重要的区别:电磁作用归根结底是电荷q引起的(因为至今没有发现磁单极子),引力是由质量m引起的,也可以将其称之为“引力荷”。但是,电荷有正负两种,质量却只有一种。因此,电磁辐射的最基本单元是偶极辐射,而引力辐射的最低序是四极子辐射。正负电荷间有同性相斥、异性相吸的特点。但引力却只有吸引力一种。从量子理论的角度来看,电磁波是由静止质量为零,自旋为1的光子组成,而引力波是由静止质量为零,自旋为2的引力子组成。电磁波能与物质相互作用,被反射或吸收,但引力波与物质相互作用非常微弱,会引起与潮汐力类似的伸缩作用,但在物质中通过时的吸收率极低。近几年来发现的暗物质和暗能量,都是只有引力效应而对电磁作用没有反应,引力波及相关的探测也许能帮助这方面的研究

2016-02-07:日本东北大和东京大成功实现石墨烯的超导化。研究小组开发出了在碳化硅(SiC)单晶体上一片一片地控制并制作石墨烯的方法。采用这种方法,制作出了在双层碳原子石墨烯薄膜之间插入钙(Ca)原子的三明治状双层石墨烯层间化合物(C6CaC6)。测量其电阻后发现,在4K(-269℃)温度下出现了超导现象。该技术能以“零电阻”让石墨烯内部的“零质量”高速电子通过。石墨烯的结构是碳原子以六角形蜂窝状结合的单层原子薄膜状,里面的电子呈现出零质量迪拉克电子状态,其迁移率一般高达硅的200倍以上。研究小组同时还证实,未在层间插入任何材料的纯正双层石墨烯,以及插入锂(Li)来代替钙的锂层间化合物(C6LiC6)均未发生超导现象。研究小组由此发现,超导现象是因为钙原子向石墨烯层提供电子而引发的。

2016-02-05:霍金称微型黑洞将负担全球电力:质量相当一座山。霍金提到在真空中会产生一个虚粒子对,其中一个可能会落入黑洞,而另一个成员粒子则可能留在黑洞外。此时,由于失去了发生相互湮灭反应的“同伴粒子”,这个在黑洞外的粒子就有机会逃离,并以辐射的形式向外发射。物理学家们此前已经发现,黑洞会向外发出粒子和辐射,其强度与黑洞的质量大小直接相关,两者之间呈反比关系。比如说,一个质量与太阳相当的黑洞对外释放粒子的效率极低,根本难以进行探测。而一个质量与一座高山相当的微型黑洞所释放的粒子辐射则会相当明显。霍金表示:“一个质量与一座山相当的黑洞,其释放X射线和γ射线的功率可以超过1000万兆瓦,足以供应全球的电力所需。不过,要想捕获这样一个迷你黑洞也并不容易,你不能就那样把它放进一座发电站,因为它就直接从地板向下,一直落到地心。如果我们有这样一个黑洞,我想唯一的方法只能是将它放置在围绕地球运行的轨道上。”科学家们多年来一直在尝试寻找此类微型黑洞,但一直没有取得进展。他说:“这真是令人感到遗憾,因为如果你能够成功找到这样的黑洞,你就能获得诺贝尔奖。”不过他认为自己有比苦苦搜寻更好的主意,那就是在额外的时空维度中制造出一个这样的黑洞出来。他说:“根据一些理论,我们所生活的宇宙不过是一个四维空间的表面,而宇宙本身很可能是一个10维乃至11维的空间。”霍金指出:“由于光线只能在4维空间中传播,而不能涉及那些额外维度,因此对我们而言,那些额外的维度是无法看到的。然而引力却可以对那些额外维度产生显著影响,因此这就让我们在额外维度中制造一个微型黑洞出现了可能性。”就在去年,霍金提出一项理论,指出黑洞并非很多人以为的那种“终极炼狱”,因为数据是有可能从黑洞中逃离的。霍金指出,被束缚在黑洞事件界限内部的粒子应当是由光子和引力子组成的,它们是光和引力能量的“量子”。这些能量非常低,甚至可以认为是不具有能量的量子粒子聚集在黑洞边缘附近,它们可以从落入黑洞的粒子中捕获并储存其中含有的信息。这一机制表明,即便落入黑洞的粒子消失了,但它们所包含的信息并不会随之丢失,而是会被保留下来,在黑洞虚幻边缘的量子“毛发”中徘徊,这种场景有时候会让人联想到人鼻孔中的鼻毛截留进入我们鼻腔内空气中的尘埃颗粒。“黑洞信息悖论”长期以来困扰着黑洞研究。该悖论的核心内容是:如果按照传统观点,即认为一旦黑洞消失,此前所有被黑洞吞噬的物质所携带的全部信息也将随之从宇宙间消失。那么这样的结果将与量子力学原理相冲突,因为后者指出,信息和能量一样是守恒的,是无法被消灭的

2016-02-04:车头灯光学系统:通过LED化实现大幅进步。因作为车头灯的光源需要同时具备高通量和高亮度。随着LED的大电流化、芯片扩大等技术革新的快速推进,在2007年出现了以白色LED为光源的前照灯。白色LED的形状、发光分布等与传统的灯泡光源完全不同,而且具有光线中不含红外线等许多特点。LED是半导体光源,因此拥有下列与灯泡光源不同的特点:仅向半球方向发光;小型光源;光线基本不含红外线;发光部可在基板上的任意位置设置;点亮速度快,瞬间点亮;半导体怕热,需要散热器。

2016-01-28:全球战略性新兴矿产资源形势分析。全球稀土、钨、锂、锆、钴的第一消费国都是中国。需要注意的是,中国的锆、钴均属短缺资源,二者的储量占全球比例仅为1%,而中国却是全球最大的锆、钴消费国,消费量分别占全球的53%和32%,巨大的供需缺口导致这两种资源的对外依存度极高,对相关新兴产业的健康发展十分不利。

2016-01-27:Petawatt laser system passes key milestone.The High-Repetition-Rate Advanced Petawatt Laser System (HAPLS) under construction at LLNL ,has achieved a key average power milestone more than two months ahead of schedule, and is now moving into the next phase in its development.The HAPLS high-energy diode-pumped solid-state pump laser, firing at a repetition rate of 3.3 Hz produced 70J of infrared (1053nm) energy and 39J of green (527nm) energy.

2016-01-24:《自然》预测:2016年的科技盛宴有哪几道主菜?二氧化碳捕获开启商业化步伐,基因编辑技术或进入人体实验,宇宙奥秘研究期待更大的突破,众多私人公司将加大科技投入,对太阳系的探索有望精彩连连。

2016-01-23:数学家发现全新已知最大素数 长达2233万位。目前人类已知的最大素数:2^74207281-1 。2300年前,古希腊数学家欧几里德就已证明素数有无穷多个,并提出一些素数可写成“2^P-1”(其中指数P也是素数)的形式。

2016-01-22:钙钛矿光伏电池。在钙钛矿层中引入了长链聚合物(PEG,聚乙二醇)形成骨架结构,实现了16%的能量转换效率,同时其未封装的电池在70%的相对湿度下经历了300小时后,仍然具有较高的效率输出,且这种工艺制备出的钙钛矿薄膜对水具有显著的自修复功能,这为将来钙钛矿电池大规模商用提供了可能性。

2016-01-21:中国科学家为猴子换头成功 称换人头不是梦(组图)。卡纳韦罗称,哈尔滨医科大学的任晓平成功为猴子头部与新身体连接血液供应,但是没能连接二者的骨髓神经。由于骨髓神经未能对接,猴子脖子以下的身体部分处于瘫痪状态,目前尚不知晓,猴子在手术后身体部分是否会感到疼痛。出于道德原因的考虑,医生只让猴子存活20小时。卡纳韦罗说,实验证明,如果将猴头冷冻至-15℃,猴子可在手术过程中存活并且不会损伤脑部。该实验详情将会在科学期刊《中枢神经系统神经科学与治疗》上发表。卡纳韦罗和任晓平率领的医疗团队,计划明年底在俄国进行首例人类“换头”手术,将罹患脊髓肌肉萎缩症的男子瓦列里.斯皮里多诺夫(Valery Spiridonov)的头部移植到另一身体。为了令大脑和脊椎神经跟损赠驱体连起来,会使用聚乙二醇(polyethylene glycol)这种物质进行融合。为了不令病人移动,病人将会昏迷4周,期间将采用电击来刺激骨髓,加强头部和身体的连接。

2015-12-30:中国科大首次实验验证六光子GHZ非局域性。近年来人们已经能够制备六光子甚至八光子纠缠态,但是其保真度有限。在自主研发的“beamlike”型纠缠源基础上,巧妙设计出“三明治”型纠缠源。纠缠度达99%,同时亮度达到每毫瓦泵浦每秒可发射2000对的水平。由此研究组制备出的六光子GHZ态保真度高达88.4%,创造了世界最高水平。

2015-12-30:中国科学家或揭开生物第六感之谜。1.5亿年前就出现在这个淡蓝色星球上的蜜蜂,天生就是建筑师。不过当有人试着把磁铁放在旁边干扰时,它们搭建的蜂巢立马变成东倒西歪的“豆腐渣”。北京大学生命科学学院的年轻教授谢灿宣布,找到一种被命名为MagR的全新磁受体蛋白,研究成果发表于《自然-材料》。有人评论,这是一个“诺奖级别的发现”,这种蛋白“或将揭开被称为生物‘第六感’的磁觉之谜”。没有人,没有钱,没有参考文献,这项研究带着“九死一生”的意味。屋内最显眼的摆设是墙角的咖啡杯,码了足足6层。谢灿曾拍下杯子照片发到朋友圈:“一篇文章从投稿到接受需要消耗的咖啡。”这位身材瘦小的科学家记得,自己刚开始在生物体寻找传说中的磁受体蛋白时,有人觉得他疯了。因为在当时的生物学界,尚没有任何证据表明,存在一种可以直接感应磁场的蛋白。“如果我是上帝,为了赋予动物感磁的能力,我会怎么设计这种蛋白质构成的机器?”谢灿一边说,一边在笔记本上刷刷地画出实验开始前设计的草图。项目从2010年已经开始,但在第一年里,几乎只有谢灿在读文献、思考、原地打转。除了启动时向时任生命科学院院长的饶毅“拼命磨嘴皮子”要到一笔资金,这项研究没得到什么资助。直到2011年第一个草图画出来,才有第一个博士生加入。2012年以前,谢灿几乎很少跟人提起这项研究,因为总有人问:“你这个研究出口在哪,应用在哪。”最终,人们眼看着谢灿发现的小不点蛋白,引起学界巨大震动。“当我看到这篇文章的时候,差点窒息,它的确是一项具有创造性的研究。”麻省大学神经生物学教授史蒂文·瑞波特充满赞赏地表示,“结论令人振奋,具有突破性”。文章发表不到一小时,已经引起超过20家国际媒体的报道。到目前为止,《自然》杂志、BBC、科学美国人、英国卫报等200多家国外主流媒体以多种文字进行报道和跟踪。其中还包括专注于电子产品的科技网站。并非人人都看好谢灿踩出来的这条路。维也纳分子病理学研究所神经科学家大卫·基斯在接受《自然》杂志采访时就说:“它要么是一篇非常重要的论文,要么完全错误。我强烈怀疑是后者。

2015-12-30:科学家能控制老鼠的意识。科学家们发现,他们能转变老鼠的大脑行为,唤醒它们,或者让它们进入无意识状态。实现这一切的方式是,改变老鼠中央丘脑里的神经发射率。中央丘脑是负责管理觉醒的区域。这个研究结果,发表在eLIFE上,该项研究得到了美国国家健康学院的资助。丘脑位于大脑的深层内部,作为一个中继站,发送身体的神经信号给皮质。丘脑中央部位神经的损害,会让人的睡眠、注意力和记忆力出现问题。早期的研究发现,刺激丘脑神经可以将外伤性脑损伤的病人从最低限度的意识状态里唤醒。这项研究是一个很大的突破,为我们进一步理解大脑电路如何进入睡眠和觉醒提供了数据

2015-12-30:问天量子总裁赵义傅:中国量子通信密钥体系可以抵御量子计算机攻击。量子通信这个名词其实稍微有点争议,现在把量子密钥分配和量子隐形传态都视为量子通信。现在已经商业化的量子通信的技术是量子密钥分配,用来传递密钥、分发密钥,保障信息安全,量子隐形传态目前还不能商用。将互相纠缠的物理客体分别发送到空间距离很远的不同的地方,也就是纠缠分发。纠缠往往是存在于多个物理客体之间,如光子之间、原子之间,光子和原子之间,根据量子力学理论描述,2个处于量子纠缠态的粒子无论相距多远,都能“感知”和影响对方的状态,而且这种影响是瞬间完成的。量子密钥分配用弱相干光源发射光子,因为弱相干光源弱到一定程度,光子是一个一个往外蹦的,以此代替单光子源。把一个信息编码在一个光子上,一个光子有着不同的量子态,代表着0和1,把光子通过光纤发射过去,接收方接到密钥后进行解码。一是光子不可分割。因为一个光子不能再分割,所以窃听者不可能将光子切成两半,拿走一半获得密钥,一半传输给接收方。二是光子不可能被准确的复制,因为它是一个未知量,所以光子无法被精确复制,窃听者无法通过复制光子获取信息。三是光子无法准确的测量,窃听者无法通过准确测量光子,制备出一个一模一样的光子。郭光灿院士研究组使用超导探测器,量子通信最大距离已经实现260公里了。╋2015-12-30:科大国盾量子总裁赵勇:中国量子通信产业化已超美国。在量子密钥分配方面,中国也取得260—300公里最大通信距离的好成绩。目前我觉得量子通信在其他方面优势不明显。纠缠的远距离关联往往被误认为可以用来超光速通信,或者说无信号的信息传递。实际上,即便使用纠缠,量子通信不具备这些能力。目前在建的“京沪干线”项目,计划于2016年底建成连接北京、济南、合肥、上海等城域网络且全长2000多公里的量子保密通信线路,其将成为全球首个也是距离最远的广域光纤量子保密通信骨干线路。我们在山东建立的量子关键器件研发平台,其中周期极化铌酸锂波导的成功研制,标志着我国成为世界第三家完全掌握了基于逆向质子交换波导研制技术的国家,这也是国内第一家,基于此波导又成功研发了世界第一款上转换单光子探测器商用产品。同时,我们正在上海建设金融量子通信网和管控中心、大数据服务中心等;中科院与阿里巴巴在上海合作成立量子计算实验室,签署“共同推动量子信息技术研发及应用的战略合作协议”,探索实用化的量子计算技术等。近期,国科控股、科大国盾量子、阿里巴巴、中兴通讯等发起组建“中国量子通信产业联盟”,我国的量子通信产业进入了新的发展阶段。╋2015-12-17:量子计算机的一场擂台赛:中国研究组走到了谷歌前头。“中国学者用一块金刚石建成世界首台量子计算机……这一结果代表了目前固态自旋体系量子操控精度的世界最高水平,研究成果发表在11月25日的Nature Communications上”。量子计算是一种基于量子效应的新型计算方式。基本原理是以量子位作为信息编码和存储的基本单元,通过大量量子位的受控演化来完成计算任务。所谓量子位就是一个具有两个量子态的物理系统,如光子的两个偏振态、电子的两个自旋态、离子(原子)的两个能级等都可构成量子位的两个状态——晶体管只有开/关状态,也就是要么是0状态,要么是1状态;而基于量子叠加性原理,一个量子位可以同时处于0状态和1状态,当量子系统的状态变化时,叠加的各个状态都可以发生变化。量子计算机具有极大超越经典计算机的超并行计算能力。例如,求一个300位数的质因数,目前最好的经典计算机可能需要上千年的时间来完成,而量子计算机原则上可以在很短的时间内完成。因此,量子计算在核爆模拟、密码破译、材料和微纳制造等领域具有突出优势,是新概念高性能计算领域公认的发展趋势。杜江峰研究组把金刚石的一个碳原子由氮原子取代,外加氮原子旁边的一个空位,组成了NV色心结构,成为单自旋固态量子计算的载体。基于金刚石体系的固态量子计算有标准量子计算的门操作,是真正的量子计算。中科大和谷歌并非中美两国唯一研究量子计算的科研单位——清华大学正在研究离子和核自旋的量子计算;国防科大和中科院武汉物理数学所正在研究离子系统的量子计算;南京大学正在研究基于超导材料的量子计算,这些单位都建成了相应的实验平台,具备了开展高水平研究的条件。而美国IBM也在量子计算机领域深耕多年。

2015-12-25:黑洞能大到什么程度?顶多是太阳的500亿倍。科学家认为所有星系中央都存在一个像银河系中心那样的超大质量黑洞。但现在看来,这些黑洞能大到什么程度,是存在一个物理限制的。据估计,银河系的总质量约为太阳的1千亿倍,这意味着,这个横亘在星系中央的巨人的质量约占了我们星系总质量的一半。黑洞会弯折从附近经过的光线(引力透镜效应),我们可以利用这一现象发现黑洞。根据爱因斯坦广义相对论的预言,黑洞的融合过程中会释放引力波,未来我们也许能通过引力波发现黑洞的存在。╋2015-12-19:NASA拍螺旋星系 超大质量黑洞藏身宇宙尘埃。╋2015-12-05:银河系中央黑洞周围现强大磁场。科学家发现银河系中央的Sgr A * 黑洞质量达到400万倍太阳质量,直径为1200万公里,强大的黑洞引力扭曲了周围的时空。科学家发现银河系黑洞视界之外存在磁场,这是第一次在黑洞周围取得类似的发现,这个突破性的进展有助于我们研究黑洞是如何工作的。强大的磁场能够将能量转换为辐射,并释放出绵延数千光年的喷流。╋2015-12-05:欧洲空间局发射LISA探路者 验证探测“时空涟漪”引力波技术。根据爱因斯坦的广义相对论,大质量天体的加速、合并、碰撞等事件可以形成强大的引力波,如同时空中的涟漪。在此之前,科学家们始终未能使用地面观测设备证实它的存在。两位美国科学家因研究双星运动间接证实了引力波的存在,获得了1993年诺贝尔物理学奖。LISA全称Laser Interferometer Space Antenna,即“激光干涉太空引力波天线”,预计2034年后发射。╋2015-12-01:黑洞成长速度惊人 或挑战星系演化假设。CID-947星系,中间有一个巨大的黑洞,发现于2015年7月

2015-12-21:日本成功实现500米超导电力传输。在超导直流输电电缆中使用了超导材料“铋2223”,通过液态氮保持-200℃超低温。为保证电缆在冷却收缩时液氮导管不致破裂,采用了螺旋结构,同时为使液氮循环顺畅,电缆的护层和铠装也进行了特殊处理。在此次输电试验中输电电压为380V,电力损耗为0.1-0.3V,理论传输功率为6万kW。此次使用的500米超导电缆成本为2亿日元(约1千万元人民币)。1000米的试验设备将在本年度建设完成,并进行试验。今后超导电缆的成本将是目前的一半或三分之一。

2015-12-18:“基因剪刀”当选《科学》杂志今年头号突破。今年其他9项突破性科学成就包括:“新视野”探测器与冥王星“约会”,脑内也有淋巴管,用酵母合成阿片类止痛药,量子纠缠状态获证实,地幔柱存在证据被找到,研制埃博拉疫苗,改善心理学研究,新古人种化石,早期美洲人来自亚洲。

2015-12-18:上海硅酸盐所研制的600mm长BGO晶体用于中国暗物质粒子探测卫星

2015-12-18:中国研制成功新型石墨烯材料。世界顶级学术期刊《科学》发表了中科院上海硅酸盐研究所研制出一种新型石墨烯材料的重要研究成果。中科院上海硅酸盐所与北京大学、美国宾夕法尼亚大学合作研究,黄富强研究员、陈一苇教授、林天全博士等设计合成的一种氮掺杂的有序介孔石墨烯,具有极佳的电化学储能特性,比容量高达855法拉/克。组装成的对称器件能快速充电和快速放电,不亚于商用碳基电容器。

2015-12-15:德国高温燃料电池创世界纪录。德国尤利希研究中心研发的一种高温燃料电池连续使用寿命超过7万小时,比以往任何一种陶瓷燃料电池的使用寿命都长。这种固体氧化物高温燃料电池非常适合家庭或小型企业,以及卡车、火车或轮船的电力供应。燃料电池是高效和对环境友好的电源和热源,可以对平衡可再生能源的波动性作出贡献。要在车辆上应用,专家估计还需5年开发时间。

2015-12-13:三部委印发文件加快石墨烯产业创新发展。11月20日,工信部、国家发改委和科技部联合发布《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》,提出将石墨烯产业打造成先导产业,逐渐实现石墨烯材料在部分工业产品和民生消费品上的产业化应用。并提出到2020年,形成完善的石墨烯产业体系。现在,江苏常州已有一个国家级的石墨烯产业基地,聚集着50多家企业,这里的石墨烯技术具备国际一流水平。

2015-12-13(实现首次等离子体放电!世界最大核聚变研究设备仿星器运行)1公斤核聚变原料产生的电能等同于1.1万吨煤产生的电能,而核聚变反应所需的氚和氘在自然界中广泛存在,核聚变反应堆比目前核电站的核裂变反应堆产生的核废料更少,放射性也会在短期内消失。除了仿星器外,目前还有另一种利用磁场进行等离子体约束的装置——托卡马克。事实上,在磁约束聚变研究中,托卡马克更受喜爱:目前世界各地有超过三十六台托卡马克正在运作,而史上一共曾建造过200多台。

2015-12-12(2015国际物理学十大突破 中国科研成果居首)科学家早就发现,处于特定系统中的两个或多个量子,即使相距遥远也总是呈现出相同的状态,当其中一个量子状态改变时,其他量子也会随之改变。爱因斯坦曾把量子纠缠称为“鬼魅般的超距作用”,潘建伟教授的项目组2013年也测出,量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级。这就是量子隐形传态的理论基础。在量子纠缠的帮助下,带传输量子携带的量子信息可以被瞬间传递并被复制,因此就相当于科幻小说中描写的“超时空传输”,量子在一个地方神秘地消失,不需要任何载体的携带,又在另一个地方神秘地出现。|||1929年德国科学家外尔Weyl提出——存在一种无“质量”的可以分为左旋和右旋两种不同“手性”的电子,这种电子被称为“外尔费米子”。但是80多年来,科学家们一直没有能够找到合适的材料,可在实验中观测到外尔费米子的存在。通过对拓扑半金属材料进一步的深入研究,中科院物理所方忠团队预言了在TaAs等材料体系中可实现两种“手性”电子的分离,并且这一系列材料更利于实验测量验证。随后国内外多个研究组开始了竞赛般的实验验证工作。2015年初物理所实验团队成功在TaAs晶体中发现了这类特殊的电子,外尔费米子终于第一次展现在科学家面前。此外普林斯顿大学的研究团队也做了相似的工作,MIT的研究团队则在光子晶体中观测到了外尔费米子的行为。然而,令人遗憾的是,《科学》杂志在线发表了美国普林斯顿大学物理学家扎伊德·哈桑团队的实验成果,但中科院的发现却被拒稿了。对此,有学者指出,应当办好我国自己优秀的学术期刊,如果我国在相关领域也有影响力大的高水平学术期刊,中国科学家的学术成果发表便不再受制于人。╋2015-10-25(荷兰科学家领导的国际科研团队证实量子纠缠 或打破爱因斯坦光速不变原理)近一个世纪以来,科学家一直在为“量子纠缠”(quantum entanglement)而纠缠不休,因为这种微观物理现象似乎不遵守物理学基本定律——光速不变,而被爱因斯坦斥为“幽灵般超距作用” 。虽然爱因斯坦认为这是不可能发生现象,他觉得空间中两点之间的信息传递速度不可能比光速快,但是实际上,发生量子纠缠的一个亚原子粒子可以立即影响到另一个,无论二者相隔多远,这种信息传递速度为超光速。今年年初,“量子纠缠”还被列为“21世纪十大待解科学谜团”之一。

2015-12-04(中方负责首个ITER计划采购包生产完成 大型超导体研制跃入世界一流)在ITER的计划采购包生产计划中,中国是承担导体种类多的国家,包括7.5%的环向场(TF)导体,69%的极向场(PF)导体,以及全部的校正和馈线(CC和Feeder)导体。

2015-12-02(某些心脏指标预示着大脑病变?)参与研究的志愿者进行脑部核磁共振造影(包括弥散张量成像技术的应用)和血液检测来测定氨基端B型利钠肽(NT-proBNP)的水平,这一指标测定主要用来帮助检测、诊断和评价心功能不全的严重程度。研究者们评价了作为早期脑部疾病标志的脑核磁共振造影结果,包括脑容量的损失、组织结构变化以及脑白质病变,这些都指示了已被外部损伤或疾病损害的细胞区域。“脑容量损失主要是在灰质部分”。这项研究是第一个论证NT-proBNP与大脑显微结构之间关系的一项研究。“这暗示着心脏和大脑之间是密切联系的,甚至在健康人身上也是如此。告知我们这种疾病随着年龄增长而发展”

2015-12-02(孤独是怎样从细胞层面开始危害健康的)孤单并不只是一种感觉:对于老年人来说,感受到的社交孤立是主要的健康风险之一,可能会令过早死亡的概率增加14%。孤单导致与“战或逃”策略相关的应激信号产生,而这会增加不成熟单核白细胞的产生,从而导致了炎症基因过度表达,并让抗病毒反应受损。这种由孤单产生的在脑部活跃的“危险信号”最终会影响白细胞的产生。单核白细胞的大量产生不仅会增加孤单感,还会诱发相关健康风险。

2015-11-28(北大科学家在玻璃表面成功实现石墨烯直接生长) 利用化学气相沉积的方法,在玻璃表面成功实现石墨烯的直接生长,有望加速石墨烯材料与玻璃产业的融合,推动石墨烯玻璃大规模应用。著名学术期刊《自然材料》近日对这项最新研究进行了报道。由于石墨烯玻璃兼具玻璃的透光性,以及石墨烯的导电、导热和表面疏水性等优点,未来可应用于热致变色窗口、防雾视窗以及光催化等方面。

2015-11-23(中国科学家首次成功合成石墨炔二维碳石墨炔的结构模型。碳具有sp3、sp2和sp三种杂化态,通过不同杂化态可以形成多种碳的同素异形体。例如,通过sp3杂化可以形成金刚石,通过sp3与sp2杂化则可以形成碳纳米管、富勒烯和石墨烯等。

2015-11-14(中国可见光通信获突破)实时通信速率提高至50Gbps(比特每秒),相当于0.2秒即可完成一部高清电影的下载。可见光通信是利用半导体照明(LED灯)的光线实现“有光照就能上网”的新型高速数据传输技术。可见光通信技术可有效突破无线电频谱资源严重匮乏的困局,是具有广阔应用前景的下一代无线通信技术之一,可形成万亿级年产值的战略性新兴产业。

2015-11-12(全球首例!英国用基因编辑技术治好白血病(图))注入的5000万个基因工程编辑过的细胞,使得癌细胞被捕杀且完全清除。

2015-11-12(DNA修复之谜。╋2015-10-10(DNA修复也需要“无酒驾驶”)DNA损伤不可避免,修复系统的缺失却很致命,在日常生活中,应尽量减少对DNA修复系统的干扰,比如少抽烟、少喝酒。DNA是人体内的遗传物质,被称为“底层代码”,其携带的信息经层层传递后,不仅对生命活动产生影响,还传递遗传信息对后代产生影响。但每时每刻我们体内的DNA都面临重重杀机,紫外线、放射性辐射、环境污染等,都会对DNA造成损伤。人体内细胞增殖时,细胞中的DNA也需要增加一倍,然后再均分,其过程被称为“DNA复制”。复制的次数越多,出错的几率越大。诺奖委员会公布的资料显示,每次细胞分裂时,超过30亿碱基对的DNA需要复制,人一生中会积累约3.7万亿(3.7X10^13)个DNA复制错误。而人类存世上万年来之所以还能在“错误”中安然地代代繁衍,是由于我们体内有一群蛋白质专门负责看管DNA,它们持续不断地校对基因组,发现损伤就立刻着手修复,这就是DNA修复系统。15年前,三位诺奖得主就分别发现了DNA的三种修复机制:碱基切除修复、核苷酸切除修复和错配修复。最新的研究显示,DNA修复系统故障与多种疾病有关,尤其是它们与癌症的关系日益引起人们的关注。╋2015-10-07(美土瑞典科学家获2015年诺贝尔化学奖 因DNA修复的细胞机制研究)今年的诺贝尔化学奖工作揭示了细胞如何进行DNA修复并确保其遗传信息安全的机制。

2015-11-09(《自然》盘点既不能证实也无法搁置的六项研究)银河系中的暗物质能持续地从所有方向穿透地球,这种物质被认为占据了约85%的宇宙物质,但从未被明确地探测到。超高能宇宙射线拥有的能量比最强大的人造加速器产生的粒子高出几千万倍,并且至今仍是个谜——并未有宇宙中的已知现象能产生它们。

2015-11-09(神奇“超声帽”未来有望造福脑病患者)中科院深圳先进技术研究院主持承担的“国家重大科研仪器设备研制专项”——基于超声辐射力的深部脑刺激与神经调控仪器研制近日获批。该项目是2015年度国家自然科学基金委在经过多轮遴选后最终批准支持的5个国家重大科学仪器项目之一。帕金森氏症、癫痫、阿尔茨海默氏症和抑郁症等脑疾病的有效干预和治疗是目前的医学难题,其主要发病根源之一是神经环路障碍。如果能让无法正常工作的神经核团接受精准刺激,实现“重启”,使神经环路重新达到平衡,就有望治愈脑疾病。基于超声波在特定声学条件下能控制神经元电活动的新原理,研制大规模万阵元面阵超声辐射力发生器等一系列核心部件组成的新型仪器系统,从而对大脑深部及脑内全空间神经开展毫米级无创精准的刺激与调控。“研制这个脑科学研究仪器是第一步,经过系统研究、反复测试与效果评价后,我们希望将这套‘大家伙’集成转化成一顶精密的‘超声帽’,患者在头部进行穿戴后就可以进行有效、无创、精准的治疗。”未来该仪器核心技术的转化,有望给全球数以亿计的大脑及神经精神疾病患者带来福音。

2015-11-07(科学家首次测量到反物质间相互作用力)论文于11月5日凌晨在线发表在《自然》(Nature)杂志上。位于纽约长岛的RHIC利用两束接近于光速的金核对撞来模拟宇宙大爆炸,产生类似于宇宙大爆炸之后几个微秒时刻的物质形态。这种物质是由基本粒子,即夸克、胶子组成的等离子体新物质形态,它具有大约是太阳中心25万倍的极端高温。然后,夸克-胶子等离子体迅速冷却产生大约等量的质子与反质子,这为研究反质子间的相互作用提供了极佳的机会。在相互作用的层次上,反物质作用仍然满足“电荷共轭-空间反射-时间反演(CPT)”对称性。要彻底解决正反物质粒子产额不对称这个难题,需要科学家全面地研究正反物质的产生、相互作用及其演化机制。

2015-11-01(人类首个外太空探测器遭遇磁异常 载有文明信息(图))旅行者一号作为人类历史上向外太空发射的第一个探测器,自从1977年9月5日从美国佛罗里达发射以来,至今已过去了38 个年头。在此期间,它曾到访过木星和土星,并在历史上第一次向地球提供了有关木星和土星及其卫星的一些“近距离”照片。在告别了木星和土星之后,它就一直向着太阳系的边缘前进着,在今年7月份的时候一直保持着一个较为平稳的工作状态。而在近期,旅行者一号的磁感应系统传回了许多异常的信号,相关科学家解释道:目前旅行者一号飞船正通过某种介质进行着磁场的转变,并且,这种变化是十分鲜明的。这或许意味着旅行者一号正在或已经脱离了太阳系,进入到了宇宙空间当中!旅行者一号的速度为17.043 公里/秒,按照之前的计算,它应该在2012 年8 月的时候脱离太阳系进入宇宙空间,而出于某些未知的原因,在此之前它仍然处在太阳的磁场范围内,但也已经处在了非常边缘的位置了。旅行者一号上面所携带的两枚核电池将支持它持续工作到2025年,在那之后,或许人类将失去对它的联系。而它也将向一个漂流瓶一样,向着宇宙深处孤独的走下去,直到被另一个人所捡起。旅行者1号上携带了一张铜质磁盘唱片,它有12英寸厚,镀金表面,内藏金刚石留声机针。这意味着即使是十亿年之后,这张唱片的音质依然和新的一样。它的内容包括用55种人类语言录制的问候语和各类音乐,另外,磁盘上还有115幅影像,包括太阳系各行星的图片、人类的性器官图像及说明等,这些数据旨在向“外星人”表达人类的问候。55种人类语言中包括了古代美索不达米亚阿卡得语等非常冷僻的语言,以及四种中国的方言(普通话、闽南语、粤语、吴语)。各个问候语的表述句子全部不一样。另外,唱片封套上也包括了一块高纯度的铀238。由于已知其衰变为钚239的半衰期约为41.7亿年,这样捕获此唱片的外星生命即可据此推算出探测器的发射日期。

2015-10-30(“超级电池”技术取得突破性进展)和目前的可充电电池中盛行的锂离子技术相比,锂空气电池理论上拥有巨大的优势——其能量密度可能要高10倍。这种电池通过锂和氧结合成过氧化锂实现放电,再通过施加电流逆转这一过程而完成充电。而如何可靠地令上述反应在许多周期内反复发生,则是该技术面临的挑战。剑桥的科学家对相关化学过程做了调整,以提高其可控性。比如,他们将过氧化锂转变为更易处理的氢氧化锂,还向系统中添加了碘化锂,并用石墨烯制作了渗透性极好的“蓬松”电极。研究人员表示,剑桥实验室中展示的电池系统效率达90%,可充电2000次。不过他们表示,可能至少还需10年的工作,才能将该电池变为可用于汽车和电网蓄电的商业电池。电网蓄电装置用于存储太阳能和风能发电站间歇发出的电力,以便在需要的时候使用。

2015-10-24(Nature惊人发现:细菌相互通讯机制与人类大脑非常相似)人类大脑被誉为进化的最高杰作,而细菌则是一些低等的个体,它们之间似乎有天壤之别。然而加州大学圣迭戈分校的科学家们发现,细菌相互通讯的机制与人类大脑非常相似。“人类的感觉、行为和智力都取决于大脑神经元之间的电信号传导,这一过程由离子通道介导。现在我们发现,细菌也通过这样的离子通道进行通讯,并由此解决自己的代谢压力。由此可见,代谢压力触发的神经疾病可能具有古老的细菌渊源,人们可以从一个新角度来看这类疾病的治疗。”值得注意的是,人类大脑活动有一半是谷氨酸驱动的。研究表明,生物膜的远距离电信号传导是通过钾离子实施的,钾离子扩散波协调着内部和外部细菌的代谢活性。去除细菌的钾离子通道,生物膜的电信号传导就无法进行。

2015-10-20(全合成glucosepane,化学之光照亮糖尿病和衰老研究)蛋白质是承担生物体内大部分功能的分子。科学家成功实现了glucosepane的简短全合成,并将研究结果发表在《Science》上。“所有人的衰老过程都伴随着glucosepane的形成,而且它也与包括糖尿病在内的多种疾病高度相关,”Spiegel教授说。“我们并不知道glucosepane在老化和这些疾病的过程中发挥什么作用,尽管有几种假说已被提出。通过合成glucosepane,我们能有机会研究合适的工具,来探测这种分子在人类健康中的作用,也许还可以研发药物分子来抑制或逆转其形成。”

2015-10-17(美国科学家采用基因疗法对抗衰老)这一创新项目的负责人伊丽莎白·帕里什在自己身上进行了实验。她在自己的静脉内注射了遗传构建溶液。之后机体组织通过病毒载体的帮助,激活了端粒酶——在细胞中负责端粒的延长的一种酶,是基本的核蛋白逆转录酶,可将端粒DNA加至真核细胞染色体末端。目前已知,在老化过程中,端粒会发生递减现象,但是端粒酶正好可以反转这个过程。专家表示,之前这种方法虽然没有在人类身上实行,但是已经在几个小鼠的身上取得了成功。引进端粒基因可以将啮齿动物的平均寿命延长13-24%。

2015-10-09(中国自然界首次发现金属铀 有助研究地球热的形成和演化)铀是核军工的基石,也是重要的核能原料。由于它的不稳定性和变价性,长期以来,人们认为在自然界没有金属铀,目前工业上的金属铀系也是通过四氟化铀(UF4)的钙(镁)金属热还原法来制备的。热液型铀矿床中铀来自地球深部,由于地球内部的强还原环境,铀在地球内部以金属态或低价态形式存在。当成矿流体将铀带至近地表时,由于氧逸度不断提高,其中大部分铀与氧结合成四价或六价化合物,只有部分铀仍然保持金属态。此次研究的沥青铀矿样品采自我国著名贵东330铀矿床和诸广302铀矿床。两矿床均产于广东省北部,属于重要的南岭铀成矿带。

2015-10-09(【未来技术】沙漠绿化:活用“湿布贴”和“纸尿裤”技术)据联合国环境规划署的报告,沙漠正在以每年6万km2的速度扩大。这面积可以装下整个九州和四国。如果将范围扩大到受到沙漠化影响的干燥土地,则面积将会达到地球陆地总面积的4分之1,约为3600万km2。沙漠化并不是将要到来的事情,而是“眼前的危机”。沙漠上无法生长植物最大原因,是沙地不能蓄水。即使降雨,雨水也会很快渗到地下深处,植物根系无法吸收到水分。没有植物覆盖,沙砾就会随风向四面八方飘散。沙粒沉积之处也会失去蓄水能力,而变成沙漠。这就是沙漠扩大的原因。用针织材料制作直径约10cm、长约1m的管道,里面装入培养土。基质管2~3条为一组,像棋盘格一样铺设在沙地上,然后在基质管之间播种,定期浇水。这样,植物在沙漠中也能生长。重点是要像棋盘格一样排列。基质管围成的正方形的里面虽然还是沙漠,但是,在基质管的环绕下,蓄水变得容易,从基质管中探出的根也会长出新芽。因此,铺设了基质管的区域能长满植物。基质管起到了障碍物的作用,不用担心种子随沙粒飞散。基质管的材料采用东丽开发的生物降解性聚乳酸纤维。这种纤维由植物淀粉制成,随着时间的推移,会分解成水和二氧化碳气体,给环境造成的负担小。除了保留需要的水分,另一个重要因素是“植物可以扎根并自立生长”。因为在松散的沙地中,植物很难扎根,有点风就会被刮倒。收到注目的新技术不只是纤维和针织。还有纸尿裤上可吸收尿液的高吸水性树脂。使用这种树脂的保水剂也是备受关注的热门技术。日本触媒公司一直在中国的新疆维吾尔自治区等地区,运用保水剂“ACRYHOPE”开展绿化。ACRYHOPE是直径约为1~3mm的圆形颗粒的集合体。在接触到水分的瞬间会吸水膨胀,直径增大到约5~7mm。将其适量混入沙地,“可以在降雨时吸水,在干燥时放水,以确保植物需要的水分”“我们利用高分子化学技术,在颗粒中均匀加入了柱状构造。从而兼顾了强度和保水能力”。在深度约为30cm的地下,1g的ACRYHOPE,可以吸收100g的水,大约是通常保水剂的2倍。最大的问题就是成本。Pourous α是将家庭丢弃的玻璃瓶粉碎,并高温加热,令其发泡而制成的颗粒状产品。其特点是颗粒上有无数微孔,可以吸收并储存一定量的水分。在地下铺设并掩埋后,会成为“保水层”。当水量过多时,多余的水分将排入地下,还有望起到防止植物烂根的效果。“由保管古墓棺椁时使用的‘毛细阻滞型覆盖层’机制发展而来”。因为回收利用废旧玻璃,所以这种材料最大的优点,是可以降低成本。井上教授还在使用废旧轮胎,开发简易的灌溉管。在土壤干燥后,可使水分自然地渗入沙地。井上教授认为,若组合这两项技术,成本优势将进一步得到提升。沙漠产生的因素纷繁复杂。除了降水量减少等气候变化之外,还受到砍伐森林、放牧、农田扩大等人为因素的影响。在过度抽取地下水的地方,还发生了将含盐地下水抽至地面,导致植物枯死的问题。日本文部科学省预测,沙漠绿化技术的普及要等到2029年。因为成因不唯一,而且需要花费一定成本,所以解决问题并不容易。沙漠化可能直接导致全球性的粮食短缺。在这种情况下,要怎样组合多样化的技术,拿出可持续执行的措施?“沙漏”中剩下的沙子——时间已不多了。

2015-10-07(中微子振荡问鼎诺贝尔奖:粒子物理新篇开启)这是粒子物理领域第19次获得诺贝尔物理学奖。在超级神冈实验之前的几十年里,太阳中微子失踪之谜和大气中微子反常现象,一直令人困惑不解。1998年,超级神冈实验发现,一种中微子在飞行中可以变成另一种中微子,使中微子的丢失得到了合理的解释。这种现象后来被称为“中微子振荡”。2002年,日本物理学家小柴昌俊因探测宇宙中微子,获诺贝尔奖。这一成绩,鼓励了日本政府加大了中微子研究领域的投入力度。于是,他们将“实验容器”从3000吨升级5万吨,做成了超级神冈探测器。超级神冈实验当初设计出来并不是为了寻找中微子实验的,而是要找质子衰变。在探测质子衰变的过程中,需要去除中微子的影响,最后,超级神冈探测器虽然没有找到质子衰变,却意外地发现了中微子振荡。中微子,属于构成物质世界的基本粒子,按照粒子物理标准模型的预测,中微子没有质量,也不会发生振荡。探测到振荡,并不容易。很早以前,人类就发现了中微子的存在,而且证明确实存在三种中微子,分别是电子中微子、μ中微子和τ中微子,这三种中微子占了12种基本粒子的四分之一。但是,中微子之间的作用机制一直是个谜。发现了中微子的振荡和质量,表明粒子物理的标准模型仍有待扩展,而这也将为未来粒子物理的发展指出更多的方向。╋2015-10-06(2015年诺贝尔物理学奖揭晓)日本科学家Takaaki Kajita和加拿大科学家Arthur B. McDonald获奖。获奖理由是“发现了中微子振荡,表明中微子具有质量。”在很长一段时间里被认为是没有质量的中微子,其实是有质量的,只是很小而已。几乎没有任何东西可以阻挡中微子通过,中微子是自然界中最难以捉摸的基本粒子。

2015-09-06(日本发明太阳能电池 无需单独太阳能板)日本研究者最近成功对透明锂离子电池进行了改良,使其当被暴露在阳光下时可自行充电,而无需单独的太阳能板。电池阳极所使用的电解质主要由磷酸铁锂所制成,而制作阴极所用的电解质材料则包括钛酸锂和六氟磷酸锂。这些电极的厚度仅为80-90纳米,薄到可让光线穿过,从而使电池呈现出近乎完全透明的效果。

2015-08-28(橡胶晶体管,“像衣料一样柔软与结实”)日本产业技术综合研究所利用导电橡胶(约1mm或更薄的硅橡胶)及凝胶等柔软而具有伸展性的材料,构成了晶体管的电极、半导体、栅极绝缘膜、基板。从而实现了与涤纶布料同等的柔软性。这种晶体管对任意方向的拉伸、弯曲伸展及局部压力也具有很强的耐受性,而且耐水性高,可以洗涤。设想用于贴在人体或衣服上使用的各种大面积传感器等。

2015-08-03(光伏组件选型:单晶、多晶的可靠性与经济性比较分析)多晶有大量的晶界,包含了很多的缺陷,它实际上是一个少子复合中心,因此降低了多晶电池的转换效率。单晶的少子寿命比多晶高出数十倍,从而表现出转换效率优势。单晶在同样的切片工艺条件下表面缺陷少于多晶,在电池制造环节,单晶电池的碎片率是0.8%左右。单晶硅片可以稳定应用金刚线切割工艺,显著降低切片成本。对多晶而言,在电池环节的碎片率一般大于2%,并且硅片切割工艺的改进难度很大,因为它没法用金刚线切割,只能用传统的砂线来切,成本上基本没有多大的下降空间。多晶硅片的最大弯曲位移比单晶硅片低1/4,因此在电池的生产和运输过程中更容易破碎。另外,在电站长期的高低温交替过程中,多晶组件更容易发生隐裂,这样就降低了组件的输出功率。2013-2015年,连续快速拉晶技术和金刚线切片技术的导入使得单晶组件成本与多晶组件成本差距缩小到3%以内,采用单晶组件与采用多晶组件的电站单位投资成本持平。预计到2016年,随着PERC等高效技术的应用,单晶组件与多晶组件成本将达到一致。目前工艺下国内单晶电池量产效率是19.55%左右,做得好的话可以达到19.8%-19.9%,取决于它是三栅线还是四栅线;多晶电池量产效率一般是18.12%左右。在实验室记录方面,单晶技术潜力的优势更加显著。多年前澳大利亚新南威尔士大学开发出的P型单晶硅电池(PERL)最高转换效率可达25%,这一纪录多年没有被打破。PERL与我们现在做的PERC差别就在于,PERL在BSF上不使用铝扩散,而是采用了硼扩散,因此转换效率比PERC更高一点。目前SunPower开发出的N型单晶硅IBC电池的最高转换效率达25%,松下N型单晶硅HIT异质结电池转换效率高达24.7%,去年推出的“HIT+IBC”电池的效率高达创记录的25.6%(Panasonic)。以上数据全部是基于单晶硅技术的实验室记录,而多晶硅电池最高实验室转换效率仅为20.8%,差别是比较大的。单晶硅电池在各项主要参数上均全面高于多晶硅电池,在未来高效率发展方面具有更大的潜力。在最高光强下,单晶工作温度比多晶低5~6℃左右,部分地区的多晶工作温度可以比单晶高出10℃以上,因而多晶的功率损失较大。阳光动力2号采用高效N型IBC单晶电池覆盖机翼,转换效率23%,完全依靠太阳能电力完成环球飞行。未来单晶的市场份额将逐步超越多晶。目前60片封装的高功率组件,单晶量产功率为275W,多晶量产功率为260W,单晶组件价格为4.11元/W左右,多晶为3.98元/W左右。由于单晶组件在每个方阵中使用的数量较少,有效节约了支架、夹具、汇流箱、光伏电缆、基础工程、安装工程等,因此在总的投资成本上,单晶系统与多晶系统基本相同。在电站营运层面,单晶比多晶能节约5%的土地租金和6%的运维成本,而单晶每瓦发电量至少比多晶高3%。目前为止经历过长期运行考验的电站绝大多数采用单晶组件,25年的生命周期内,单晶硅电站的实际发电量比多晶硅电站的发电量多(大约6%)。在长期可靠性方面,单晶硅电站比多晶硅的衰减少3%左右。单晶具有高度集约化、最大程度发挥屋顶资源的优势,在同样的屋顶面积上单晶系统比多晶安装量高7.8%,更适合分布式电站应用。受益于屋顶光伏安装量和对更高效产品需求的日益增长,单晶硅电池和组件产品将来数年快速占据更高的市场份额,成为光伏行业新的增长点。

2015-07-30(中村修二:现行白色LED有问题)中村修二:使用蓝色LED的白色LED早晚会消失。Soraa是中村作为共同创始人(co-founder)设立的LED风险企业,主要销售在紫色LED芯片上组合使用红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)荧光体的白色LED。中村介绍,这种白色LED“通过紫色LED激发荧光体来获得蓝色光,因此蓝色光的峰值强度不太高”。而且,还能输出可见光波长范围内所有的光,因此可实现像太阳光一样的理想白色。紫色LED芯片是在GaN基板上层叠GaN类半导体来制作的,属于“GaN on GaN”型LED。紫色LED芯片的形状也十分独特,为三角形。普通LED芯片的形状为四角形,与之相比,三角形LED芯片的发光层发出的光线射到芯片外的效率(光提取效率)更高。据中村介绍,由于紫色LED的晶体品质及光提取效率都很高,因此光输出除以投入电力所得到的“WPE(wall-plug efficiency,电光转换效率)”可达到84%。而普通蓝色LED的WPE仅为50~60%。紫色LED芯片的另一特点是不易出现“光效下降(droop)”问题。光效下降是为了提高发光强度而增加驱动电流密度时,引起的发光效率下降的现象,也是提高亮度时存在的一大课题。而GaN on GaN型产品的晶体品质较高,与蓝宝石基板型产品相比,不易发生光效下降问题。因此,与蓝宝石基板型产品相比,GaN基板型产品可使电流密度提高至5~10倍。不过,GaN基板型产品也不能完美解决光效下降问题,电流密度的提高存在界限。

2015-06-27(三星用石墨烯技术 让锂电池容量增长近一倍)通过在电池的硅表面覆盖石墨烯制作一种新的“硅阴极材料”,把电池的能量密度提到高现有电池的至多2倍。据《自然》网络版称,三星新开发的锂电池的能量密度是现有锂电池的1.8倍,即使充电200次后仍然能达到1.5倍。╋2014-12-05(石墨烯:良好的“质子传导膜” 燃料电池的革命性进步)中外科学家在石墨烯类膜材料输运特性研究方面首次发现,石墨烯以及氮化硼等具有单原子层厚度的二维纳米材料可以作为良好的“质子传导膜”,这将为燃料电池和氢相关技术领域带来革命性进步。《自然》11月26日在线发表了这一研究成果。随后,“自然”网站就以首页头条形式第一时间进行了报道,同期的“新闻视点”栏目也专题进行了重点评论和展望。麻省理工学院的Karnik教授在评论中指出,质子传导膜是质子交换膜燃料电池的核心所在,本项研究取得的突破性进展在理论上已经达到美国能源部设定的2020年质子交换膜输运性能目标。

2015-06-22(东京大学宣布可利用纳米胶囊准确攻击癌细胞)东大研究生院教授片冈一则率领的研究小组开发出了一种能够准确狙击癌细胞的纳米胶囊,这种胶囊具有易聚集到癌组织周围的性质,杀伤癌细胞,而且几乎不伤害正常组织,已在动物实验中确认效果。经过临床实验,最快在5年内使这一技术达到实用化。╋2015-06-22(央视:中国抗癌药打破国外垄断)我国癌症发病率接近世界水平,但死亡率高于世界水平。2012年中国癌症发病人数为306.5万,约占全球发病的五分之一;癌症死亡人数为220.5万,约占全球癌症死亡人数的四分之一。

2015-06-22(手机充个电只需几分钟 石墨烯电池有望3年内普及?)“这种复合材料电导效率高,未来电池的容量将会以几倍、十几倍递增,充一次电用上五六天已经不是问题。”

2015-06-11(澳科学家通过激光实验证明时光可以倒流)在现代物理学中,有一条核心原则,那就是光线只能以一种方向前进,即只能是过去影响着未来,而未来不可能影响过去。最新研究表明,在量子能级,未来事件可能会影响过去的事件。这是科学家最近在量子力学领域观测到的怪异现象。即时光可以前进,也可以倒流。在量子世界,一个移动的物体可能同时以两种状态存在,即粒子和波。但是,我们不可能同时看到两种状态下的它们。“在量子能级,如果你没有在看它,实体并不存在。这些原子并没有从A处移到B处。只有在旅程结束对它们进行观测时,它们的波状或粒子状行为才会出现。”研究成果发表于《自然物理学》期刊之上。他们的实验是建立于著名量子物理学家约翰-惠勒于1978年提出的理论思想之上,即“延迟选择思想实验”。“延迟选择思想实验”其实是“双缝实验”的改进版。

2015-05-13(NASA宣布将对虫洞展开研究)NASA表示,随着人们对引力、时空和量子真空理解的增加,也许不久就能派遣机器人执行星际穿越任务了。NASA为其接下来20年的科技发展绘制了宏伟的蓝图,包括机器人、人类探索、降落系统和纳米科技。物理学可以说仍处在“早期发展阶段”。“在显微镜下揭示时空扭曲和虫洞引发的迹象”。从理论上来说,时空扭曲和虫洞都会使时空发生弯曲,从而让宇宙飞船在刹那之内穿越四维空间,到达极远处之外的目的地。

2015-04-28:奥迪公布矩阵式激光大灯最新进展。蓝色激光二极管将波长450纳米的光线辐射到尺寸仅为3毫米的镜片上,该镜片再将光线反射到变频器,从而将光线转化为白光投射到路面。此镜片可机械式地快速移动,以调节灯光照明范围。同时,该镜片基于硅技术打造,十分耐用。╋2014-08-21:欧司朗 打造宝马i8激光照明新技术。激光光束射在磷光体上,使其产生光。转换原理与传统的荧光灯或白光LED的转换过程相似。在此所用的磷光体是更高性能的陶瓷材料,其中可能含有磷光体化合物。磷光体与载体材料结合而成形,是一种局部半透明的晶片。提高蓝光的效率绝不容易。需要恰当的冷却方式来散热。2013年,欧司朗已可将一瓦内蓝色激光的效率提高30%,从而降低了冷却要求。车头灯和激光二极管的工作温度必须介于零下40度至零上80度。为确保车辆正常驾驶时车头灯不会射出激光令视力受损,欧司朗特别安装了一些特殊安全系统,有了这些系统,即使车头灯在碰撞中受损,激光也会立即关闭。

2015-04-20(神奇材料石墨烯超高强度:石墨烯是人类目前测量过的强度最高的物质,它的强度比钢铁还要高200倍。超高导热系数:石墨烯的导热性能优于碳纳米管和金刚石,普通碳纳米管的导热系数可达3500 W/mK,而单层石墨烯的导热系数可达5300 W/mK。超高电子迁移:在室温状况,石墨烯具有惊人的高电子迁移率。独特的光学性质:石墨烯特殊的原子结构赋予了它无间带线性电子结构,这种电子结构使得它具有特殊的光学吸收特性,例如在可见光波段,由于石墨烯内部无质量狄拉克费米子的全域光波段电导率,石墨烯具有与费米能级无关的宽带吸收特性(吸收率大约为2.3%);而在太赫兹(THz)波段,由于其光波段电导率是由电子的带内迁移决定的,石墨烯的吸收光谱强烈依赖于费米能级,这种特性在远红外光波动态调控方面具有很大的应用前景。石墨烯诸多独特的性质存在着大量的潜在应用价值:石墨烯晶体管,室温下石墨烯具有10倍于商用硅片的高载流子迁移率,并且受温度和掺杂效应的影响很小;透明导电电极,石墨烯的机械强度和柔韧性都比常用材料氧化铟锡优良;超级电容器,由于石墨烯具有特高的表面面积对质量比例,石墨烯可以用于超级电容器的导电电极。随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破,石墨烯的产业化应用步伐正在加快。

2015-04-20(美国大学发现提高SOFC发电效率的添加剂)论文已在《Nature Communications》上公开。新材料通过向极为普通的掺杂氧化钆的氧化铈添加尖晶石型氧化物材料——钴铁尖晶石,使氧离子的传导率提高了数倍。

2015-04-20(哈勃望远镜绕地25周年拍摄到的太空美图截至目前,“哈勃”望远镜耗费的费用累积达100亿美元,但它的成就也超出了预期。它拍到许多年轻恒星与正在死亡恒星的美丽画面,还拍到类似银河系的大螺旋星系等。╋2010-04-26(哈勃太空望远镜迎来20岁生日 盘点20年精彩照片)1990年4月24日,美国宇航局成功发射哈勃太空望远镜,今年4月24日哈勃迎来20岁生日,这架太空望远镜对天体物理学观测作出了巨大贡献。

2015-03-30(石墨烯把冰压成平面正方结构)这就是为什么水能在多层石墨烯间迅速渗透,这一性质也能启发我们用石墨烯来对水进行脱盐。海姆的研究小组将一毫升的水倒在一片石墨烯上,再将第二片石墨烯放在水上,所有这一切都在室温下进行。当水慢慢蒸发时,两层石墨烯逐渐紧贴在一起,距离不超过1纳米,这种“三明治”结构把水包在里面。根据研究小组的计算,要让冰形成这样的结构,至少需要1万个大气压。“我们很惊讶压力能达到这么高。”海姆说。这么高的压力来自于双层石墨烯彼此靠近时碳原子电子云的变形。相邻层的碳原子在靠近时由于范德瓦尔斯力会互相吸引,索珀说“这就像千万个小弹簧把两层绑在一起一样”。

2015-02-05(CIGS“大跃进” 有望取代晶硅占据光伏市场主流地位)中国在清洁能源领域投资的75%主要流向了风能和太阳能领域。虽然目前薄膜在全球太阳能光伏市场所占份额仅占约10%,而在太阳能光伏领域,晶硅电池与薄膜电池两种技术哪个更具投资价值、更具有发展前景的争议已经由来已久。2014年9月,Manz与ZSW的技术合作,再次把CIGS薄膜太阳能实验室转换率由21%刷新为21.7%。相较而言,多晶电池转换效率从2004年以来,就不从提升过(晶硅纪录为20.4%)。CIGS薄膜电池的主要制造原材料为铜、铟、镓、硒,上述四种原材料最大产地也均在中国。

2015-01-31(两院院士评选中国世界十大科技进展新闻揭晓)将可以抵御黑客攻击的远程量子密钥分发系统的安全距离扩展至200公里,并将成码率提高了3个数量级,创下新的世界纪录。美国航天局6月6日宣布,该机构利用激光束把一段高清视频从国际空间站传送回地面,成功完成一种可能根本性改变未来太空通信的技术演示。美国利弗莫尔劳伦斯国家实验所研究人员2月12日在《自然》杂志网络版上报告说,他们在实验中先将极少量的氢同位素核燃料均匀地裹在一个直径2毫米的球状颗粒上,核燃料的厚度仅相当于一根头发丝,然后将小球装入一个微型“胶囊”。研究人员利用激光将“胶囊”迅速加热到比太阳还高的温度,使其内部发生剧烈爆炸,最终释放出的能量超出了整个实验所投入的能量,首次在完成“点火”时实现了能量“盈余”

2015-01-30(科学家首次捕捉激光在空气中飞行画面(图))利用能探测到单光子,每秒200亿帧的超高速摄像机,科学家首次捕捉到了激光在空气中飞行的画面。该相机由爱丁堡大学开发,其感光部件由单光子光敏像素阵列构成。这些像素有两种特性:一是对单个光子敏感的能力——每个像素的敏感性是人眼的10倍左右;二是它们的速度——每个像素被激活只要67皮秒(万亿分之一秒),比人眨一下眼的时间要快10亿倍。

2014-12-12(中科院物理所成功研制6英寸碳化硅单晶衬底)陈小龙研究组(A02组,功能晶体研究与应用中心)。

2014-11-22(30张PPT告诉你真正的“工业4.0”

2014-10-20(制氢技术获重大突破)格拉斯大学的化学家于2014年9月12日在Science期刊发表了一篇关于制氢的文章。据文章报道,他们成功开发出新型制氢方式,其制氢速率是现有方式的30倍。该研究成果还可以解决如何从太阳能、风能、潮汐能等可再生能源获取电力的问题。2014-08-08(DOE斥巨资提高制氢和储氢技术)开发光电极以实现太阳能直接分解水制氢,混合动力制氢系统,开发反应器以实现以生物衍生液体制氢,开发基于新型半导体材料的高效串联太阳能水解制氢,开发高效太阳能热化学反应器制氢,研发一种新型太阳能热反应器利用聚焦太阳光分解水制氢;研发一种高压储氢系统,研发一个智能高压加氢系统,研发一种钢筋混凝土复合储氢罐,研发一种外表为钢丝的高压储氢罐。

2014-10-16(半导体材料提升SOFC效率)发现了一种锶铬氧化物,该氧化物具有半导体性质,氧气在该种材料中容易扩散,且扩散作用发生温度很低,这使得燃料电池的效率可以提高。西北国家实验室的研究人员尝试把金属氧化物做成一种叫钙钛矿的结晶体形式,在晶体中具有不少氧缺位。这些缺位会分布在规则的平面中,形成独特晶体结构。正是这些平面结构为氧气的输送提供通道,使得该材料在250℃下便可满足SOFC的反应要求。2014-10-08(HVCC试点GE的SOFC技术)通用电气燃料电池公司(GE)与哈德逊山谷社区大学(HVCC)开展合作,在HVCC的TEC-SMART实验室安装和运转了一个50千瓦级固体氧化物燃料电池(SOFC)发电示范系统。据了解,HVCC将基于首次安装的SOFC系统开设燃料电池技术课程,同时利用示范系统为学生提供实际操作培训。

2014-10-09(2014诺贝尔化学奖深度解读:突破极限,见所未见)2014年诺贝尔化学奖给了三个物理学家,以表彰他们对于发展超分辨率荧光显微镜做出的卓越贡献。他们的突破性工作使光学显微技术进入了纳米尺度,从而使科学家们能够观察到活细胞中不同分子在纳米尺度上的运动。1873年,物理学家恩斯特·阿贝(Ernst Abbe)得出结论:传统的光学显微镜分辨率有一个物理极限,即所用光波波长的一半(大概是0.2微米,即200纳米)。电子显微镜有一个很明显的缺点:它很难用于活体生物样品的观察。这三位科学家是如何突破光学显微镜的分辨率极限呢?莫纳是第一个能够探测单个荧光分子的人,于1989年将技术推进到观测单个荧光分子。能够探测并观察单个荧光分子对于超分辨率显微镜极其重要。虽然单个荧光分子成像后也是一个0.2 微米的爱里班,但是在没有其他分子存在的情况下,它的中心位置可以更精确地被确定下来的。这就好比一座山峰直径很大,但是峰顶的位置却能轻松的测量。在一定条件下,单个荧光分子的定位精度能达到1纳米。这是超分辨率显微镜的基础。贝齐格发明的超分辨率显微镜叫光激活定位显微镜(photoactivated localization microscopy,PALM),其中所利用的就是莫纳发现的光激活方法。贝齐格利用微量的405nm激光照射样品,使得其中极小部分荧光分子能够发出荧光。由于这些发光的荧光分子很稀疏从而相距较远,它们的位置能够精确地确定下来。等这些分子光致褪色后,再次照射405nm激光而激活另一小部分荧光分子。重复这个过程即可将样品中的所有分子定位出来,从而得到整个样品的图像。赫尔则另辟蹊径,他发明的是STED(受激发射损耗,stimulated emission depletion)荧光成像技术。在这个技术中,虽然激发光脉冲能够激发0.2微米区域内的所有荧光分子,但是另一种甜甜圈形状的激光能将其照射区域的所有分子的荧光消除,从而只留下中间的分子的荧光。通过扫描整个样品,从而实现对整个样品的成像。

2014-10-04(材料科学50年十大进展)1.国际半导体技术蓝图-The InternationalTechnology Roadmap for Semiconductors ; 2.扫描式探针显微镜 -Scanning probe microscopes ; 3. 巨磁电阻效应 -Giant magnetoresistive effect ; 4. 半导体激光器和发光二极管 -Semiconductor lasers and light-emitting diodes ; 5. 美国国家纳米技术计划 - National Nanotechnology Initiative ; 6. 碳纤维强化塑料 - Carbonfiber reinforced plastics ; 7. 锂离子电池材料 - Materialsfor Li ion batteries ; 8. 碳纳米管 - Carbonnanotubes ; 9. 软刻蚀–Soft lithography ; 10. 超材料–Metamaterials.

2014-10-04(国外媒体评选未来应用最广泛的十种新材料)1. 特氟隆。2.超薄超导体,如果超过一定温度,很多材料会失去超导状态,导电体越薄就越能散热。3.太阳能房顶,距离我们越来越近——目前正处于测试阶段。4.d3O凝胶,表面看上去非常像果冻,能将子弹或弹片的冲力减弱一半。5.石墨烯。6.巴基球,已能够将其它原子嵌入巴基球。7.隐形材料和隐声材料。8.透明材料。9.透光材料。10.气凝胶,玻璃和气凝胶均是基于硅的固体,但后者固体所占比例只有0.02%,余下的均被空气占据,气凝胶的比重只有空气的3倍,因此也有“凝雾”之称,在《吉尼斯世界纪录大全》中,这种神奇材料占据了15个“最”。

2014-09-30(十大未来最具潜力的新材料1.气凝胶 在吉尼斯记录中,气凝胶拥有多达15个吉尼斯纪录,远多于其他材料。或称“凝烟”。通过对氧化铝,氧化铬,氧化锡,或者碳的液态凝胶进行超临界干燥,就可以制成气凝胶。气凝胶中99.8%是空隙,使得它看起来是半透明的。气凝胶是一种令人惊奇的绝缘体-如果你拥有一个气凝胶制成的挡板,你就可以很容易抵挡住喷火管对你的喷射。它既可防冷,又可挡热。可以在月球上构建一个暖罩。气凝胶的内部分形结构拥有不可思议的界面面积,边长1英尺的立方气凝胶的内部界面面积有一个足球场那么大。尽管密度很低,但是由于其绝缘的性能,被看做是一种未来军用盔甲的一部分。2. 碳纳米管 碳纳米管是碳原子组成的长链,它们被在化学上称为最强的化学键sp2键连接在一起,甚至比组成钻石的sp3键都要强。碳纳米管拥有许多突出的物理性质,例如弹性电子传输(非常适合于电子学应用)和极高的拉伸强度,而只有这种拉伸强度的材料才有可能被用于建造太空电梯。碳纳米管的比强度是 48,000kN/kg,是目前已知材料中最好的。而高碳钢只有154kN/kg。强度相差300倍。用它都完全有可能建造10万多米的高塔。3. 超材料 超材料是指那种材料性质来自于结构而非成分的材料。超材料主要用于制造微波隐形衣,2维隐形衣,和那些具有奇特光学性质的材料。珍珠母的彩虹色主要是因为生物体的超材料结构所致。某些超材料具有负的折射率,因此可以利用这个特殊的光学性质制作“超级透镜”用来观察那些尺寸小于显微镜光波波长的材料的特征。这种技术就是亚波长成像技术。相控阵光学技术,能在2D显示屏上完美地呈现全息图像,而超材料将会在此领域很有前途。采用超材料的全息图像,可以让你站在离显示屏6英尺的地方,完美地感受双筒望远镜能看出的“距离”甚至感觉不到全息图像的存在。4.块体钻石 制造厚膜钻石的CVD设备已经开始规划,可以预测不远的将来制造块体钻石的设备将是一个发展的趋势。钻石是一种完美的建筑材料,它异常坚固,但是又轻;由常见的碳元素合成,几乎完全地导热,拥有几乎在所有材料中最高的熔点和沸点。通过掺杂微量的其他元素,可以制造出很实用的各种颜色的钻石。想象一个拥有成千上万活动部件的喷气式飞机,如果由精心调配的钻石合成,将会比现如今最好的F-22更加地强大。5. 块体富勒烯 钻石强度虽高,但是钻石纳米棒,或称非晶富勒烯,具有更大的强度。非晶富勒烯具有各向同性体模量为491GPa,而钻石只有442GPa。而且纳米结构的富勒烯具有漂亮的五颜六色的外表,虽然富勒烯具有比钻石更强的强度,但是制造成本非常昂贵。经过“钻石时代”之后,通过我们掌握技术的不断成熟,会逐渐过渡到“富勒烯时代”。6.非晶金属 非晶金属,或称金属玻璃,是由原子结构不规则的金属组成,它比钢铁的强度至少大2倍,由于金属晶体具有一定的屈服强度点,当应力大于屈服强度的时候,金属会出现塑性变形,但是金属玻璃由于具有非晶的结构,可以分散掉撞击的能量,从而提高材料的强度.非晶金属通过在金属结晶之前快速地冷却熔融金属而合成的.非晶金属可能是军方在本世纪中期采用钻石盔甲之前的备选材料.从绿色角度讲,非晶金属特有的电性质可以使电网的效率提高40%左右,因此可以降低数千吨化石燃料的燃烧。7.超合金 超合金是一种金属的统称,这种金属可以在1100℃极高温下工作,它在发动机引擎领域中尤其是超热的涡轮中广泛应用.它们经常用于先进的吸氧反应设计中,如冲压喷气发动机和超音速冲压发动机.当我们在高空中超音速飞行时,正是超合金保证了我们的正常飞行.8.金属泡沫 当把泡沫剂,粉末状的氢化钛,添加到熔融的金属铝中,之后冷却它,就可以得到金属泡沫.金属泡沫强度高,质量轻,具有75-95%的空隙.因为具有良好的强度重量比,金属泡沫可以用于建造宇宙聚集地.有些金属泡沫甚至于比水还轻,可以建造海上漂浮城市.9. 透明氧化铝 透明氧化铝比钢铁强3倍多而且透明.应用透明有氧化铝的地方很多.想像一下,如果摩天楼或者生态建筑完全用透明氧化铝建成,是多宏伟的一件事情.未来的轮廓可能是这样的:未来人们居住的房屋将会是一个个漂浮的黑色的不透明的私人房屋的点,而不是象现在的大片的住宅的庞然大物.如果用透明氧化铝建造的空间站在近地轨道游弋,当它飞过人们头顶的时候,将不会像一系列的黑色点状房屋那么令人害怕。10. 电子衣物 如果你和我在2020年相遇并交谈,我可能已经穿上电子衣物.如果我们能把电脑穿在我们自己身上时,为什么还要携带那些随时都可以扔掉的电子配物?我们未来会开发出随心所欲播放自己喜欢的视频的衣物.如果我们能穿上睡衣,并在上面随时显示出夜空景象,是多么令人陶醉的事情.而且还可以通过随便抬一下手就可以播一个电话,或者翻一下领,就可以激活一个电子设备.可以随想随说.电子衣物的前途是无限的。

2014-09-27(氮化镓植于石墨烯可制成弯曲LED材料)由韩国首尔大学的研究小组将微型的氮化镓棒植于石墨烯薄膜表面,制成了一种可弯曲和伸缩的LED材料。这种能弯曲的LED在通电后具有优异且可靠的发光能力,甚至在1000次弯折测试后,材料的发光性能依旧没有明显的退化。稳定且不活跃的石墨烯表面提供了少量的成核位置,有利于氮化镓在石墨烯表面生长成理想的三维微型棒状结构。

2014-09-16(六方氮化硼石墨烯已具备实用价值)六方氮化硼又被成为白色石墨烯。由曾获2010年诺贝尔物理学奖的曼彻斯特大学教授康斯坦丁·诺沃肖洛夫领导的该小组,成功地合成了含有六方氮化硼夹层的石墨烯材料,这种材料具备储存电子能量和动量的功能。该材料的发明,为未来电子及光电传感器等超高频率设备的设计制造开辟了一条新途径。

2014-08-15(解开壁虎附着力的秘密) 能够利用所谓的范德华力——一种较微弱的原子级的作用力。 美国国防部先进研究项目局(Defense Advanced Research Projects Agency)已经参照此前的壁虎附着力模型仿制出适用于攀爬的“皮肤”。

2014-08-02(中国锦屏地下实验室扩建 垂直岩石覆盖2400米) 中国锦屏地下实验室二期工程将包括4组共8个实验室及其辅助设施,预计将于2015年底完成土建工作,总容积将从目前的4000立方米扩容到12万立方米, 成为国家级的面向世界开放的基础研究平台。锦屏隧洞最大埋深达2400米左右, 能将宇宙射线通量降到地面水平的约亿分之一。 实验室外层是1米厚的聚乙烯材料,用于阻拦和吸引中子;然后是20厘米厚的铅层,用于屏蔽外部的伽马射线;20厘米厚的含硼聚乙烯,用于吸收剩余的中子;10厘米厚的高纯无氧铜,用于阻挡铅材料及外部其他材料中的伽马射线。这些屏蔽设备几乎屏蔽掉了能够想到的一切辐射源。2014-06-11(德媒:中国地下实验室吸引世界物理专家) “中国锦屏地下实验室”利用为水电站修建的锦屏山隧道建成。其垂直岩石覆盖达2400米,是目前世界上岩石覆盖最深的地下实验室。地下实验室是粒子物理和天体物理学等领域的暗物质探测研究、中微子实验等重大基础性前沿课题的重要研究场所。实验室采用的高纯锗探测器,不但需要尖端技术还需大量资金投入。中国专家表示,“钱在我们国家不是问题。” 。 对许多欧美研究人员来说,中国地下实验室的条件犹如天堂。而中国也正在吸引世界名列前茅的学者前往四川开展科研。但与中方合作的人须清楚一点,中国将主导实验的一切。这从中方拒绝西方提供部分资金就可看出。中国只对西方科学家的经验和知识感兴趣。对美国人来说,中国人雄心勃勃的计划令其受挫,一些美国物理学家已出访四川并留在那里工作。在崛起成为高科技和宇航国家后,中国希望进入基本粒子物理这样的高端科学领域。目前甚至有说法称,欧洲核子研究中心规模巨大的粒子加速器的下一代装置或将在华建造。慕尼黑的马克斯·普朗克研究所也有打算,把计划中的大型锗探测器项目在中国变成现实。

2014-07-18( LED照明术可使星际旅行者自己栽培粮食 ) 这项研究的目标是通过测试,了解哪种特殊波长对各种植物生长最佳。 研究使用LED使植物生长最优化的技术,他们最看重的就是LED照明的高效性。

2014-07-15(2018年40%智能机将用柔性面板)DisplaySearch估计,柔性萤幕智慧机的市占率将从2013年的0.2%,2015年飙至12%,2018年再暴增至40%。2013-2018年间,穿戴装置需求每年将增加22%,将从不到2亿支增至5亿支。SamsungDisplay去年预估,2014年之后柔性面板将成市场趋势,且认为穿戴装置面板会从曲型面板进化成可挠式面板,最终变成可摺叠面板。Fortune和彭博社5月报导,未来可弯曲、可摺叠的行动显示器,可能会取代现行坚硬的玻璃触控萤幕,引爆下一波科技潮流。石墨烯这种新材料让柔性萤幕成为可能,苹果(Apple)、三星(Samsung)争相研发,希望引领科技趋势。

2014-07-11(科学家预测未来10年全球科技重大创新) 太阳能将成为地球上最大能量来源。

2014-07-04(欧洲散裂中子源今秋开建)在获得了来自13个欧盟成员国97.5%的建设经费后,欧洲散裂中子源(ESS)项目宣布将于今年秋天在瑞典隆德市动工——动工时间比预先计划的晚了一年多。在ESS宣布该决定的同一天,德国表示愿意承担该项目建设成本(总计约18亿欧元)的11%,并每年额外提供1500万欧元作为运营成本。3月,英国表示愿意承担总费用的10%;2月,西班牙表示愿意承担总费用的5%。而瑞典作为主要东道国,在账单上的份额将占35%。不同于核反应堆,ESS将通过质子束和目标金属物的碰撞产生中子束,这一过程被称为散裂。首个实验预计于2023年进行,届时每年将有3000名访问科学家使用该设备。

2014-07-04( 施一公小组揭示老年痴呆症致病蛋白结构)阿尔茨海默症又称老年痴呆症,是一类神经退行性疾病,临床表现为脑组织切片中出现淀粉样斑块,神经元逐渐死亡,认知和记忆能力受损,大脑功能逐渐丧失,病人逐渐丧失独立生活能力,最后脑功能严重受损直至死亡。美国前总统里根和英国前首相撒切尔夫人都罹患该疾病。据不完全统计,我国目前大约有500万阿尔茨海默症患者,占世界发病总数的四分之一。由于缺乏特效药物,该疾病不但给病人及家属造成极大痛苦,也同时带来沉重的社会负担。

2014-07-03(浙江成功产出中国第一炉超高纯钛)“年产250吨电子极低氧超高纯钛项目”前天正式投产,产出中国第一炉超高纯钛,产品直供宁波江丰电子材料公司生产超高纯的金属溅射靶材。该项目通过熔盐电解工艺,将纯度为99.8%的海绵钛提纯至99.999%的钛晶体,再通过真空电子束熔炼设备,将晶体铸造成高纯度钛材。2013年,国家发改委、工信部将该项目列入国家重点产业振兴专项资金支持项目,总投资2亿元,达产后可实现销售收入4亿元。金属钛具有质量轻、强度高、耐腐蚀的特点。我国作为世界上钛金属的初级产品海绵钛产能最大国家,2013年产量约12万吨,产能严重过剩,市场售价每吨4.7万元;同时在高纯钛领域却完全空白。而低氧超高纯钛具有更高的附加值,市场价格高达每吨100万元。

2014-06-28(我新型火箭120吨级液氧煤油发动机通过首飞鉴定)6月23日,由中国航天科技集团公司六院研制的用于我国新一代大推力运载火箭首飞的首台120吨级液氧煤油发动机,圆满通过了工艺鉴定试车,将为我国新一代运载火箭提供全新动力。

2014-06-20(日本开发大幅提高太阳能光电转换率的新技术)日本北海道大学三泽弘明教授带领的研究团队采用廉价的铝为基础材料,在氧化物半导体基板上高密度配置直径只有头发丝直径千分之一的铝微细颗粒物。实验证明,采用这种铝微细颗粒物结构的太阳能电池板可高效吸收和转换阳光中的近紫外光,能将太阳能电池板的光电转化率提高到30%

2014-06-16(中国研成新型红外雷达隐身膜 优于西方隐形涂料)北京新三海特种材料有限责任公司研制成功SH6红外雷达隐身复合多元膜,已申请国防专利

2014-06-10(科学家发现黑洞边缘或有引力湍流) 引力可以表现为流体的特征。分析结果显示时空的确是湍流的,这让科学家们震惊不已。

2014-06-03(美国航天局首次抓拍到日冕物质抛射画面) 最新一次日冕物质抛射的现象是在5月9号,由美国航空航天局利用界面区成像光谱仪红外线望远镜IRIS首次抓拍到的。这一次日冕物质抛射涉及的面积约为地球宽度的5倍,高度相当于7个半地球,速度超过每小时1百万英里。

2014-05-09(量子纠缠(图))量子纠缠的作用速度至少比光速快10000倍,量子纠缠让爱因斯坦困惑不已。

2014-03-19(美军拟卫星收集太阳能传送回地球美国海军日前公布一项计划,称当局打算利用机器人在地球轨道砌出直径1公里的卫星,从太空收集太阳能转化成无线电波频,传送回地球作电力供应。

2014-03-19(摩擦发电新能源技术成果展示会在京举办)中科院外籍院士王中林说,他们研发的摩擦电发电机利用的是摩擦起电和静电感应效应的耦合,同时配合薄层式电极的设计,从而实现电流的有效输出。王中林介绍,大概再有10~15年,就可能实现大规模供电。

2014-03-06(日本科学家逐粒分析PM2.5)开发出了能逐粒分析细颗粒物PM2.5的显微镜。研究团队开发出了将离子束细化至0.04微米的技术。利用离子束照射细颗粒物,即可弄清其表面以及组成成分。如果用离子束切断颗粒物,还可以分析其内部成分。“希望利用新技术锁定颗粒物的发生地区,同时弄清其对人体的影响”

2014-02-21(德测得迄今最精确电子质量)测到电子的精确质量为0.000548579909067原子质量单位,比2006年国际科技数据委员会采用的电子质量精确了13倍。原子质量单位是用来衡量原子或分子质量的基本单位,被定义为碳-12原子质量的1/12。

2014-02-14(专家:地球磁场正崩塌 癌症面临大爆发)对地球生命具有重要意义的磁场在过去200年中减弱了15%。科学家称,这可能是地球两极将要翻转的迹象。一旦翻转,地球生命将暴露在具有穿孔突破臭氧层能力的太阳风中。丹麦科学家最近开展的一项研究表明,全球变暖直接和磁场而不是二氧化碳排放有关。研究人员预测,地球两极发生翻转期间,每年将有10万人死于宇宙辐射水平的提高。“我们对地球内部有个基本了解,但我们不知道的依然有很多。我们没有完全了解地球磁场是怎样产生的、它发生变化的原因以及发生这些变化的时间表等。”如果地球磁场继续变弱,再过几十亿年,地球就会死亡,变得像火星一样。

2014-02-13(美国国家点火装置聚变实验取得了新突破)聚变反应释放出的能量超过了氢燃料球吸收的能量。在最新实验中,一次聚变反应产生了 17.3 kJ的能量,高于去年的结果,输入能量是1.5 MJ,但输入能量在传输过程有99%被浪费了,氢燃料球真正吸收的能量很少。可控核聚变还有很长的路要走(NIF experiments )。

2014-02-11(Cell:里程碑成果!中国科学家利用CRISPR/Cas9技术构建基因工程猴)对基因组进行精确编辑猴已在中国诞生。中国学者的成功将会增强其他小组使用灵长类开展这一研究的信心。虽然小鼠可以进行基本的脑生物学和疾病研究,单毕竟和猴子的大脑不能比。例如许多药物对小鼠有效,但在人类没有效果。猴基因编辑的成功将会吸引药物公司的注意,特别是神经科学领域,这有可能让这些公司开展猴疾病模型的药物效果评价,这更接近人类疾病的情况,可以大大降低药物研究的风险。

2014-02-11(Nature:晶体学百年大事记)X 射线晶体衍射是人们了解原子世界的利器,今年是这一技术的百年诞辰,本期《自然》(Nature)杂志以特刊形式,介绍了 X 射线晶体衍射的过去、现在和将来。

2014-01-27(科学家首次观测引力透镜弯曲明亮伽马射线爆发)一个巨大的天体扭曲了来自遥远天体发出的光。

2014-01-12(中国首次人工潜入300米深海“龙宫”探摸成功)饱和潜水: 目前,英国、美国、瑞士、挪威、法国、德国、日本、俄罗斯8国已先后突破400米深度潜水技术。其中,法国潜入了600多米的深度。

2014-01-11(港媒:北京全力打造量子计算机)量子计算机,可破解世界各国银行、政府和军队使用的最复杂的安全密码,有望成为终极解码器,改变整个情报加密行业。位于合肥的稳态强磁场实验装置或将于今年启用,以创造量子计算所需的极端环境。目前所有加密技术在量子计算机面前均不堪一击,密码学家已开始为量子时代做准备,开始研究量子加密,若等到首台量子计算机问世再开始,就太晚了。(2014-01-04(斯诺登爆料 美国研发量子电脑 图破解全球加密信息)量子电脑的运算速度比电子电脑快10万亿倍,用30秒就能解决电子电脑100亿年才能解决的问题。国安局的部分研发工作是在法拉第笼(Faraday cages)中进行的,可以防止电磁能量进入或外泄。

2014-01-10(嫦娥三号识别11种月面元素)包括Mg、Al、Si、K、Ca、Ti、Cr、Fe、Sr、Y和Zr。2013-12-16(“嫦娥三号”6分钟落月视频) 嫦娥三号将首次实现月球软着陆和月面巡视勘察。嫦娥三号还将挑战人类科学探测月球历史上的几个第一:将首次把天文台架到月球上,通过着陆器上携带的月基天文望远镜,将在国际上首次实现在月球上观测恒星、星系和宇宙;还将通过巡视器底部的测月雷达,对月球进行地底下30米深土壤层的结构和100米深的次表层结构两个深度上的精细探测。 (嫦娥三号专题)

2014-01-09(中国科大提光解水制氢的新机制)使得利用红外光进行光解水制氢成为可能,为今后全频谱利用太阳能铺平了道路。传统理论要求光催化剂的能隙至少要大于反应吸热(1.23eV),因而占太阳光能量近一半的红外光无法被吸收用来分解水制氢。杨金龙教授研究组提出具有內禀电偶极矩的二维纳米催化剂,可突破传统理论对催化剂能隙的限制,用红外光也可以分解水产生氢气。这种催化剂存在偶极内电场,吸附在催化剂两个表面上的水分子会感受到不同的静电势,从而导致两个表面上水的氧化还原电势变得不再相同。如果氧化和还原分别发生在不同的表面,催化剂受到的能隙限制原则上将不再存在。在这一新的光解水机制中,不仅紫外光和可见光,红外光也可以用来促使水分解产生氢气。另外,这种催化剂的光激发是一个电荷转移过程,电子和空穴分别产生在两个不同的表面,催化剂固有偶极电场有效促进了光生电子空穴对的空间分离,并做功帮助水分解产生氢气。基于这一机制,他们设计了一种双层氮化硼纳米体系,其两个表面分别用氢和氟修饰。理论计算与模拟表明这是一种有效的红外光催化分解水体系。

2013-12-28(美国男子种出世界最辣辣椒 入选吉尼斯纪录)辣椒的辣度是以“ScovilleHeat Units”来衡量。0度代表温和,一般的辣椒约5000度,柯里的“卡罗来纳死神”则是1569300度,有一颗的辣度高达220万度。警用辣椒喷雾约为200万度

2013-12-23(世界首例人工心脏移植成功)人工心脏的材质有部分是塑料,另一部分则是生物材料。

2013-12-13(石墨烯飞秒光纤激光器问世)需要解决高质量石墨烯制备、大规模低成本石墨烯转移、石墨烯与光场强相互作用、石墨烯饱和吸收体封装以及激光功率稳定控制等一系列关键技术。(泰州巨纳新能源有限公司)

2013-11-29(铁酸铋:材料集成有望用于开发下一代智能设备)300奥斯特可以切换铁酸铋的磁极。

2013-11-08(新技术可精确更改基因)这种新方法给基因工程带来了革命性变革,因为这种方法既简单又容易,可随心所欲地对DNA分子的任何一个组成部分进行编辑,具体到每一个化学构件,即核苷酸。这项技术的强大程度令人难以置信。

2013-10-31(展望2025:决定未来经济的12大颠覆技术移动互联网(3.7—10.8万亿美元,远程健康监视可令治疗成本下降20%,可穿戴的显示技术);知识工作的自动化(5.2—6.7万亿美元,相当于增加1.1—1.4亿全职劳动力, 大数据);物联网(2.7—6.2万亿美元,流程优化,人机接口);云计算(1.7—6.2万亿美元);机器人(1.7—4.5万亿美元,可改善5000万截肢及行动不便者的生活,计算机视觉);自动汽车(0.2—1.9万亿美元);下一代基因组(0.7—1.6万亿美元);储能技术(0.1—0.6万亿美元);3D打印(0.2—0.6万亿美元,激光烧结);先进材料(0.2—0.5万亿美元);先进油气勘探开采(0.1—0.5万亿美元);可再生能源—太阳能与风能(0.2—0.3万亿美元)。

2013-10-11(美研究发现线型碳超过石墨烯 或成最强韧微材料)就碳元素而言,原子处于最低能态即所谓的基态的,是石墨,然后是金刚石、碳纳米管、富勒烯。线型碳可能是一种处于最高能态的稳定结构。根据计算结果,线型碳:抗张强度,超过其他任何已知材料,是石墨烯的两倍;抗拉刚度是石墨烯和碳纳米管的两倍,金刚石的近3倍;仅对线型碳进行不到10%的拉伸,就能明显改变它的电子带隙;如果头尾连接旋转90度,它就变成了磁性半导体;线型碳分子链适合于储能;在室温下很稳定;名义比表面积大约是石墨烯的5倍,渗透性和吸附性强。下一个方向将是更缜密地研究线型碳的导电性,同时也准备考虑一下化学元素周期表上的某些其他元素是否形成一维链。2013-09-29(新材料之王:碳纤维)方大炭素会继续在这一领域进行深度拓展,以逐步整合国内碳纤维市场资源。“以塑代钢”是21世纪的必然趋势,碳纤维在工业领域的应用是未来发展的主流方向。据预计,到2020年我国碳纤维需求量将达到2.2万吨2012-08-01(巴西开发出甘蔗渣转化碳纤维技术)将蔗渣中的主要成分木质素提纯,然后用化学添加剂改变木质素的结构,让它变成碳纤维。巴西是全球蔗糖和乙醇生产、出口大国,但每加工1吨甘蔗要产生140公斤蔗渣2012-05-31(中联全球最长80米碳纤维臂架泵车投入使用)世界首创的碳纤维臂架技术,使80米泵车臂架重量减轻40%

2013-09-30(宁波材料所在千瓦级小型SOFC发电系统方面取得突破)以民用天然气为燃料,尺寸类似于一台小型的电冰箱,在20A恒流放电时,可以连续稳定地输出约780W的电能。最大发电效率为43%,扣除系统自身耗电(约90W)后,系统最大发电效率约39%,与美国日本等燃料电池公司报道的平均发电效率相当。2013-08-02(燃料电池:铂催化剂)南非铂金属含量占全球80%,俄罗斯的铂金储量则占全球的10%。2012年,全球铂金属产量为179吨。而黄金的全球年产量则达到2700吨。1盎司铂金的售价为1600美元。2013-07-26(氢能燃料电池技术)目前,PEMFC和SOFC最为市场接受。SOFC进入了商业化快速发展阶段。世界七大汽车巨头均在持续开发燃料电池电动汽车,并将其上市时间设定在2015—2017年。燃料电池叉车在美国已累计销售数千辆,且无需政府补贴。

2013-09-22(Creating electricity with caged atomsCerium Cages :维也纳技术大学的研究团队将单个铈原子“关”进了由钡、硅和金制成的“笼子”中,获得了一种新型的笼形包合物。他们发现,被困的铈原子不停地撞击“笼子”,而这似乎赋予了新材料优良的热电性能。实验结果表明,铈原子将材料的热电势增加了50%,这意味着可以获得更高的电压。新材料显示出的良好热电特性似乎与所谓的康多效应(电子被束缚在半导体材料的磁性杂质周围时,被迫改变其自旋的现象)有关。


graphene

2013-09-02(金属-石墨烯多层复合材料)石墨烯的拉伸强度测量值在130Gpa,是钢的200倍。石墨烯使铜的强度变为自身强度的500倍;镍的强度变为自身强度的180倍。仅占总质量0.0004%的石墨烯就能将材料强度提高数百倍。2013-08-22(石墨烯催化:代替铂)蜂窝状3D石墨烯能够取代染料敏化太阳能电池中所必须的贵金属铂。2013-08-16(澳科学家用石墨烯制造出超级电容)能量密度为现有超级电容的12倍,相关研究发表在《科学》杂志上(原文)。2013-06-19(郭台铭押宝范守善 奈米碳管触控面板将量产)范守善,他能够让鸿海集团总裁郭台铭为他出资人民币三亿元盖研究中心。五月底,鸿海旗下的天津富纳源创董事长,也是北京清华大学物理系教授范守善对外透露,富纳源创已能将奈米碳管触控面板量产,月产规模达150万片。与此同时,富纳源创也开始为中兴、华为等手机大厂供货,今年年底还将争取日系客户订单。奈米碳管重量轻、导电性佳,和石墨烯一样,都是「神话般的材料」,若真的能大量量产,将可望取代传统的铟锡氧化物导电膜(ITO),重新翻转触控产业链。2013-05-22(富士康成功实现全球首个碳奈米管触控面板产业化)富士康旗下的天津富纳源创科技公司透过与大陆清华大学团队的产学研结合,成功实现了全球首个碳奈米管触控面板产业化,目前已生产碳奈米管触控面板700万片,月产规模达到150万片,成功地为华为、酷派、中兴等手机配套。此一技术成功实现产业化是大陆中科院院士、大陆清华大学教授范守善领导的团队与富士康集团长期合作的结果。目前他们生产的触控面板尺寸从1.52寸至10寸均已实现量产,相关授权专利达107项。2013-03-20(“石墨烯时代”正改变未来)从狭义上来说,石墨烯指单层的石墨;从广义上来说,层数小于10层的石墨都可称为石墨烯。科学家已经证实了石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料,是世界上最好的钢铁强度的100多倍。在石墨烯里,电子传导速度可达光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度,这使得石墨烯具有超常的导电性和导热性。石墨烯还可以用来制作晶体管,由于石墨烯结构的高度稳定性,这种晶体管在接近单个原子的线度上依然能稳定地工作。石墨烯还有不透水、不透气以及抵御强酸、强碱的能力,这使它有可能成为制作保护膜的理想材料。而石墨烯既能导电又高度透明的特点,则使它有可能在制作液晶显示屏、触摸显示屏、太阳能电池板等领域大显身手。2013-03-04(英国欲建造领军全球的石墨烯研究中心)曼彻斯特大学如今预言,石墨烯将“彻底改变21世纪”。2013-01-28(石墨烯和脑模型项目获欧盟20亿欧元巨额资助)在欧洲,一个研究员的成本大约是每年10万欧元。人类脑计划则试图使用超级计算机模拟科学家掌握的有关人类大脑的所有事情,包括脑细胞、化学特性和连接性等。2013-01-23(石墨烯触摸屏材料)中科院重庆绿色智能技术研究院,在铜箔衬底上生长出15英寸的均匀单层石墨烯,并成功将其完整地转移到柔性PET衬底上和其他基底表面,还制备出了7英寸的石墨烯触摸屏,力争让石墨烯在一年内实现量产。据了解,2013年全球对手机触摸屏的需求量大概在9.65亿片,产值将超过130亿美元。到2015年,平板电脑对大尺寸触摸屏的需求也将达到2.3亿片。这为石墨烯的应用提供了广阔的市场(石墨烯触摸屏)。2012-05-14(美国研究出可借助石墨烯实现大功率半导体降温技术)与金属或半导体薄膜不同,多层石墨烯即使在自身厚度仅为数纳米时,也能保持良好的热力性质,这使它们成为了制造侧面导热片和连接线的极佳备选。

2013-08-14(钛白粉新用途)中科大最新的研究成果将钛白粉纳入了新能源版图。二氧化钛在有机太阳能电池制备、将太阳能转化为环保的化学能等方面有望取得应用,在光催化分解水制氢气和人工光合作用等方面前景光明。

2013-08-13(一根光纤可供16亿人同时通话)邮科院牵头承担的“超高速超大容量超长距离光传输基础研究”国家973项目。2012-08-12(我国实现量子信息百公里隐形传输)中科院于2011年启动了空间科学战略性先导科技专项,力争在2015年左右发射全球首颗量子通讯卫星。

2013-08-07(立方氮化硼首次在自然界中找到)硬度可媲美钻石,常被用作磨料和刀具材料。在大约1300摄氏度高温、118430个大气压的高压条件下形成晶体。2013-02-01(新型纳米透明材料硬度超钻石)使用洋葱般层状结构的氮化硼颗粒,然后将其在1800摄氏度高温和15GPa(相当于汽车胎压的6.8万倍)环境下压缩,在这种条件下这些晶体发生再结晶并形成孪晶结构。

2013-08-02(硅酮锂电池:日本研发锂离子电池新材料 电量可提升10倍)目前主流的锂离子电池都是用碳素材料,信越化学工业运用多年积累的加工技术,使用硅酮代替了碳素材料,尽管硅酮比碳素材料造价更高,但是其电量储存能力却达到了碳素材料的10倍。2013-04-02(Aquion Energy’s Disruptive Battery Tech Picks Up $35M in VC)4月初,一家专门研制钠电池的初创公司Aquion Energy获得了比尔·盖茨领投的3500万美元融资。经过了5年多的科研工作后,目前该公司的钠硫电池已被广泛应用于美国的军工设备、电网设施、再生能源领域、远程通信、微型领域等。除了美国之外,英国、日本、荷兰等国也在积极进行钠电池的研发。2013-04-02(新型水锂电池复旦大学问世产业化道路依旧漫长)水锂电池研究要解决的核心问题就是如何防止锂离子和水在低电位发生反应。吴宇平:“你可以把它形象地想象成锂离子的电位经过膜,一下就到了负极,然后又直接从负极回到正极,就好像科幻片中,人跨过时光门可以直接在地球和外太空之间往返。”因此,吴也把这一新发现称作“电位穿越”。但在吴宇平看来,目前虽然实验室制备的水锂电池能量密度已比目前传统技术电池高出80%,但距离产业化还很远,需要十年甚至更长时间2013-03-14(复旦大学:新型水锂电)(水锂电或改变电动车产业局面)复旦大学吴宇平课题组采用复合膜将金属锂进行包覆,而后将其置于pH值呈中性的水溶液中,与锂离子电池中传统的正极材料如尖晶石锰酸锂组装,制成了平均充电电压为4.2V、放电电压为4.0V的新型水锂电。这一成果大大突破了水溶液的理论分解电压1.23V。吴教授课题组发明的新型水溶液可充锂电池(简称为“水锂电”)的能量密度比目前普遍采用的有机电解质的动力锂离子电池要高出了80%。该体系计算的实际能量密度大于220 Wh/Kg(瓦时/公斤),能量效率高达95%,预计装备这一新型水锂电的电动汽车的行驶距离有望达到400公里,而现在市面上售卖的电动车出行距离为150-180公里(如荣威E50在60公里等速时续航里程为180公里)。2013-03-14(锂空气电池: 电动车将能跑800公里)(中科院青能所:氮化物)锂空气电池,其理论能量密度为5200Wh/kg,可完全满足未来电动汽车对电源能量密度的要求(700 Wh/kg)。金属锂是它的负极,而正极就是空气中的氧气,放电过程氧分子与锂离子结合形成过氧化锂,充电过程过氧化锂进行可逆分解,产生氧气,象生物的呼吸。2013-01-16(丰田开发镁电池)镁离子电池的发展潜力是显而易见的,但镁电池的商业应用至少还要10年时间。(Toyota Plugs Away at the Next-Gen Electric-Car Battery2012-09-22(钠离子电池:清洁环保新能源)地壳中的锂元素较少,钠离子电池有低成本的优势。钠电池的发展并没有宣布锂电池的死亡,因为锂电池重量轻,所以对于交通运输来说还是理想的选择。

2013-05-23(太赫兹技术可看穿墙壁 让隐身兵器无所遁形)近年来,有一种技术被美国评为“改变未来世界的十大技术”之一,被日本列为“国家支柱十大重点战略目标”之首,那就是太赫兹技术。太赫兹泛指频率在0.1~10太赫兹波段内的电磁波,处于宏观经典理论向微观量子理论、电子学向光子学的过渡区域。频率上它要高于微波,低于红外线;能量大小则在电子和光子之间。由于此交叉过渡区,既不完全适合用光学理论来处理,也不完全适合用微波的理论来研究。

2013-05-04(滤水科技)模仿肾脏过滤功能的滤水膜效率比现有常用技术高一倍,这项仿生技术相信是未来的主要滤水科技。处理工业废水极为困难,需要找出更多方法对付不同的污染物,这个领域的潜在市场巨大。

2013-04-24(美国发射智能手机卫星)NASA的手机卫星采用商用现货,可能是有史以来成本最低的太空飞行器,展示了许多潜在的能力,如卫星的小型化、低成本、高功效等,为大气与地球科学、通信等天基应用提供新的可能性。2013-04-17(富士通新触摸技术能和真实世界物体触摸式互动操作)富士通发明了一种新型触摸式用户界面,能够和真实世界的物体进行触摸式的互动,该系统预计在2014年投入商业化,下一场触摸革命要来了么?


钚-238

2013-03-25(美国宇航局重启钚-238核燃料生产)好奇号火星车已经携带了4.8公斤的钚-238,新地平线探测器携带了11公斤,由于钚-238的半衰期为87.7年,可以支持长距离的深空飞行2012-09-05(原子能LED或将成为探索宇宙的新动力)让月球上的植物能够渡过极寒的夜晚的,就是原子能LED了。在地球上,50平方米的植被可满足一个人的食物和氧气需求。2012-08-10(中国月球车和美国火星车都采用核电池)在太空中,飞船能依靠的只有太阳能与核能。与核反应堆靠的是裂变反应发电不同,核电池基于衰变反应,能量释放远不如裂变剧烈。“好奇号”上搭载的核动力装置,是一枚重约45公斤、发电功率140瓦的核电池。原理:电池中的放射性核燃料不断进行衰变,释放出热量,经过温差热电转换器的作用,最终形成电流。好奇号是人类建造的首辆核动力火星车。将于明年随“嫦娥三号”登月的我国首辆月球车,也将装载核动力装置。这将使我国成为继美俄之后,第三个将核动力应用于太空探测的国家。核电池中使用的燃料都是钚238。钚238的半衰期有80多年。这个时间足够长,使钚238能支撑电池持续工作几十年。上海空间电源研究所研究员李国欣告诉记者,钚238衰变时,表面温度可以达到五六百摄氏度,足以让钚金属块呈现出炽热的红色。在近地轨道,核电池的性价比不及太阳能发电。此外,目前全球钚238主要产自俄罗斯,燃料来源的局限也拖累了核电池的应用。我国月球车搭载的核电池,是由中国原子能科学研究院牵头研发的。第一颗“国产”同位素电池的各项指标均超过了预期要求,研制全过程安全无误,功率为百毫瓦级。

2013-03-21(浙江大学: 造出世界最轻材料 仅相当空气密度1/6)高超教授课题组制造出一种超轻物质,取名“碳海绵”("凝固的烟"), 每立方厘米重0.16毫克,比氦气还要轻,约是同体积大小氢气重量的两倍, 被压缩80%后仍可恢复原状, 是吸油力最强的材料,能吸自身质量250倍左右的液体,最高可达900倍,而且只吸油不吸水。我国的石墨储备非常丰富,占全世界的2/3, 把石墨烯做成三维多孔材料: 碳纳米管就是支架,石墨烯就是墙壁《自然》相关报道(英文)

2013-03-15:“量子反常霍尔效应”研究取得重大突破。该结果于2013年3月14日在Science上在线发表,清华大学和中科院物理所为共同第一作者单位。量子霍尔效应是整个凝聚态物理领域最重要、最基本的量子效应之一。它是一种典型的宏观量子效应,是微观电子世界的量子行为在宏观尺度上的一个完美体现。1980年,德国科学家冯·克利青(Klaus von Klitzing)发现了“整数量子霍尔效应”,于1985年获得诺贝尔物理学奖。1982年,美籍华裔物理学家崔琦(Daniel CheeTsui)、美国物理学家施特默(Horst L. Stormer)等发现“分数量子霍尔效应”,不久由美国物理学家劳弗林(Rober B. Laughlin)给出理论解释,三人共同获得1998年诺贝尔物理学奖。在量子霍尔效应家族里,至此仍未被发现的效应是“量子反常霍尔效应”——不需要外加磁场的量子霍尔效应。1988年,美国物理学家霍尔丹(F. Duncan M. Haldane)提出可能存在不需要外磁场的量子霍尔效应,但是多年来一直未能找到能实现这一特殊量子效应的材料体系和具体物理途径。(诺贝尔奖级的物理学成绩

2013-02-28(上海硅酸盐所成功研制出大尺寸和复杂形状透明陶瓷)成功制备出直径达235mm、厚度7.5mm的YAG透明陶瓷圆板,在400nm和1100nm处的直线透过率分别达80%和83%。通过近净尺寸成型工艺,分别制备出高光学质量的、直径达85mm和210mm的YAG透明陶瓷球罩样品。Y2O3透明陶瓷在中红外波段具有非常低的红外发射率,可用于对红外发射率要求苛刻的光窗/头罩领域。

2013-02-16(美科学家计划布置太空激光阵拦截入侵小行星)利用太阳能构建一个巨大的激光束相控阵,如果小行星来访,它可以及时锁定而且予以“烧毁”。加州理工大学说:“该系统所需的所有元件均是现成的,只是它们的尺寸没有我们想要的那么大。”该设想对于开发小行星的矿藏和深度太空游亦有很大的价值,还可以作为巨大的轨道能源,有了它,星际航行就不必携带沉重的能源包。(陨石袭击俄罗斯)(天文学家称近700颗近地小天体有可能撞地球)(美专家警告勿轻视天外飞星:被撞前或一无所知:科学家相信,在地球的近距离内有多达50万到100万颗同 “2012DA14”般大小的行星,但被发现的少于1%。天文学家把已知的9600颗行星加以分类,其中约1300颗的直径超过0.97公里。)(美俄专家:陨石等小天体不可能拦截:美国宇航局有一个“太空卫士”的项目,力图定位地球周边90%以上直径不小于1公里的小行星运行轨道,以计算它们是否对地球构成潜在危险。美国宇航局和欧洲航天局目前正考虑开展一个新项目,利用航天器轰击小行星,以判断是否能够将较大的太空石块改变轨道。)2012-07-18(美制造迄今最大激光脉冲 功率达五百万亿瓦特)On July 5, an array of 192 lasers filed a pulse of ultraviolet laser light that deliver generated 500 trillion watts of peak power - 1,000 times more than the whole of the U.S. uses at any given time.2012-04-30(六大奇特太空构想实验:太阳能电站+高能激光器)理论上,工程师可以建造一种发射至太空轨道的激光器,用于推进太阳帆加速。2012-04-25(传解放军装备攻击性激光武器 可封杀隐形飞机和卫星)

2013-02-04(新型预浸料复合材料装备运-20 采用新型阻燃配方)运-20舱内部分内饰构件使用了由一院703所牵头,多家单位共同研制的阻燃玻纤增强环氧树脂玻纤增强酚醛树脂预浸料复合材料。九院桂林航天公司为运-20配套研制了8个型号继电器,分别应用在智能配电管理、飞行姿态控制、座舱自动弹射、仪器仪表工作等系统。随着运-20的后续任务启动,预计将形成数百架的订货合同。2013-01-08(我国航天用第二代结构复合材料技术研究立项)该项目是在国防科工局的大力支持下,由航天材料及工艺研究所牵头,联合北京宇航系统工程研究所、中国运载火箭技术研究院研发中心和中科院化学所等单位实施。2012-08-02(高强玻纤渐成复合材料热点 大规模用于各种飞机)高强度高模量玻璃纤维越来越多地应用于航空航天和国防军工领域。无论是民用客机还是军用飞机都大规模地使用了玻纤复合材料,如内外侧副翼、方向舵、雷达罩、副油箱和扰流板等,还有客舱内的顶板、行李箱、各类仪表盘、机身空调舱、盖板等,这有效减轻了飞机重量,提高了商用载荷,节约了能源。高强度高模量玻纤由于比强度高、断裂伸长率大、抗冲击性能好,因而成为吸收能量的理想材料,它可与酚醛树脂复合制成层压板用于各种军事或民用目的的防弹服、防弹装甲、各种轮式轻型装甲车辆(如“悍马”)、海军的舰艇、鱼雷、水雷、火箭弹等。高强度高模量玻纤与乙烯基酯树脂采用拉挤工艺、可生产出复合材料钢筋,其密度仅为钢材的1/4,而拉伸强度为钢材的两倍,耐腐蚀、不导电、不导热、不屏蔽、避波性能耗,可预制成标准弯形及其他形状,且导热膨胀系数比钢材更接近水泥,是海水、淡水、腐蚀介质等环境下水泥结构中钢材的理想替代品。传统换向器加强环多为金属环,不仅强度低(只有400MPa),也不能绝缘,采用高强玻纤生产的加强环不仅具有良好的绝缘性能,强度也可以达到800~1200MPa,是钢环的2~3倍,能确保转子轴在高速运转下产生强大的离心力,对漆包线起到固定作用。高强度高模量玻璃纤维可直接用于工业窑炉废气的脱硫、消烟、除尘,以及废水处理过程中的耐腐蚀设备、装置和构筑物。例如炭黑、水泥、冶金和热力工业以及焚烧烟气等领域的除尘净化用滤袋,燃煤烟气脱硫装置和配套管道等。高强度高模量玻璃纤维还可作为催化剂载体材料,负载WO3等催化剂,用于汽车尾气、工业废气等气体中出去氮氧化合物。高强度高模量玻纤作为纤维增强材料可用来制作滑雪板和冲浪板、游艇、帆船等陆上及水上项目用品;也可以用来制作山地自行车、钓竿、曲棍球棍、棒球和垒球棒、网/羽球拍、赛/皮划艇、高尔夫球杆、撑杆、滑雪板等。

2013-01-31(美无人机配18亿像素传感器 五千米外看清手机品牌)这样的分辨率可以使得无人机在5000多米的高空非常清晰地看到地面上的人用的是什么牌子的手机。

2013-01-16(中国成为第3个掌握亚纳米光学零件加工技术的国家)磁流变和离子束两种超精抛光装备,创造了光学零件加工的亚纳米精度。

2013-01-05(科学家造出低于绝对零度的量子气体)德国物理学家用钾原子首次造出一种低于绝对零度的量子气体。2001年诺贝尔物理学奖获得者沃尔夫冈·克特勒也曾证明,在磁场系统中存在负绝对温度

2012-12-12(我国成功研首台兆瓦级高温超导电机)中国船舶重工集团公司所属712研究所多年来一直从事超导应用研究工作,是在国内最早从事超导电机研究的单位。2008年起,承担了科技部863计划重点项目“1000kW高温超导电动机”的研制,2012年7月该项目通过科技部技术验收,10月通过科技部项目验收。

2012-11-22(高功率光隔离器及其制作过程中的一些共性问题)万瓦级光隔离设计中就采用板条形状的旋光晶体以提高器件的散热控温能力。

2012-10-19(新型黄色荧光材料 可制直径10mm半球状白色LED)Cl_MS荧光体是在化学式为(Ca1-xSrx)7(SiO3)6Cl2的母晶上添加负责发光的激活剂Eu2+制成的,“具有层状的全新结晶构造”。其特点是,能以94%的量子效率将紫色光转换成黄色光;激发时吸收的蓝色光少;发光光谱范围广,因此色彩表现性高等。不仅可以获得适合室内照明的柔光,还可降低成本。此次的研究成果已刊登在了2012年10月16日的英国《自然通讯》 (Nature Communications)杂志网络版上。2012-10-18(Lithium aluminate substrate for low-cost nonpolar gallium nitride)It was found that the nitridation produced a single-crystal aluminium nitride (AlN) layer without any detectable misfit dislocations. Such a layer forms a good base for further growth of nonpolar m-plane GaN.2012-08-09(欧司朗混色LED可实现高CRI、高光效)目前,市场上的暖白光或中性白光LED的显色指数通常较低。采用各种方法提高显色指数,通常会伴随光效的损失。比如当CRI>90时,光效通常不超过75lm/W。欧司朗推出的混色LED,可提供兼具高显色性和高光效的产品。方法为:将单色LED(琥珀)并列置于由荧光粉激发的蓝光LED旁边,以多芯片的COB形式或者多芯片阵列的方式进行封装,灯具的光效在2700K的情况下可提高到90lm/W(相应LED芯片的功效可达110lm/W)。在混色LED专利方面,目前欧司朗和科锐已经取得了交叉授权。2012-08-03(改型硅树脂材料在LED方面应用的研究动态)一般来说,LED芯片的折射率(n=2.2—2.4)远高于有机硅封装材料的折射率(n=1.41)。就红光LED器件而言,当封装材料折射率为1.7时,外部取光效率可提升44%。因此开发高折射率透明材料缩小芯片与封装材料间的折射率差异,非常重要。目前,可用于LED封装的有机硅材料的折射率最高已达到了1.57。LED封装用有机硅材料主要研究重点应该是提高材料的折射率、导热率、机悈强度以及降低热膨胀率等,这对有机硅制造将是非常严峻的挑战。2012-07-30(飞利浦计划在日本拓展农业LED照明应用)多层栽培时,下层比上层难以照射到阳光,因此,大多使用LED灯来补充光照不足。2012-06-19(多数国内蓝宝石项目投产成未知数)代表企业有协鑫光电、上城科技、吉星新材料、江苏同人电子、重庆四联、云南蓝晶、贵州皓天、九江赛翡、哈工大奥瑞德、安徽康蓝光电、山东天岳。其中云南蓝晶属于国内较早进入蓝宝石领域的企业之一,受益于2009至2010年蓝宝石衬底市场的产品供应短缺局面,获得了较快的发展,目前公司的蓝宝石晶棒产能位居国内第一。部分早在2010年规划的蓝宝石项目,至今仍未破土动工。2012-06-04(Kyma公司展出10英寸AlN-on-sapphire基板)蓝宝石氮化铝(AlN-on-sapphire)基板。2012-05-30(台湾晶电正式从蓝宝石基板跨入Si基板LED磊晶)晶电选择了发展Si基板LED磊晶,而不是进军OLED。晶电指出,蓝宝石基板发展到6寸以上,基板成本垫高倍数,6寸以上的Si基板更具成本优势2012-05-29(欧司朗:新技术可取代蓝宝石衬底 大幅降低LED生产成本)通过一项特殊工艺,新技术不但避免了此前出现的开裂现象,还使新型LED的稳定性和亮度都与传统的蓝宝石基底LED相当,非常适用于高功率固态照明。采用硅基氮化镓技术,至少可节省75%的原料成本。2012-05-28(日本住友金属矿业公司与日本东北大学合作研发红光荧光粉)较之传统的氮基荧光粉,这种荧光粉(600-625nm, 碱土金属氧化物和硅的复合材料,添加了铕, 蓝光LED激发)可以在较低的温度和常规压力下生产。(GLII:LED支架产品多元化趋势明显)2012-05-17(中科院上海硅酸盐所-广晟稀土新材料研发中心研发工作取得进展)Ce:YAG陶瓷荧光体和稀土开采的氨氮废水处理项目要进行中试放大。2012-05-15(由东芝投资普瑞光电制造出8英寸硅衬底的LED)合作中,东芝除了提供自己先进的硅制造工艺和一些生产技术的研发支持外,东芝还对普瑞光电进行了股权投资,看好普瑞在固态照明领域的技术创新实力。2012-05-14(国产MOCVD重大突破 理想能源MOCVD样机通过验收)北京市科委2010年度重大科技攻关项目“MOCVD生产性样机研制”通过验收。该项目主要由理想能源设备(上海)有限公司承担。 2012-04-19(中国首批碳化硅半导体外延晶片投产 F22广泛使用)与传统硅器件相比,碳化硅电力芯片减少能耗75%,大幅降低各项设备系统的整体成本并提高系统可靠性。碳化硅晶片的主要应用领域有LED固体照明和高频率器件,在高温、高压、高频、大功率、抗辐射等电子应用领域和航天、军工、核能等极端环境应用有着不可替代的优势。2012-04-16(日本九州大学开发出发光效率达86%的OLED材料)这种新型OLED材料的问世,将使新一代低功耗电视机和LED照明设备的开发倍受期待。2012-04-13(普瑞光电超高演色系数)显色指数高达98,能突显红色并呈现皮肤色泽,确保干净、自然的光照效果。2012-04-12(再爆LED行业人才战:三星诉11人泄露OLED核心技术)目前全球OLED面板供应中,三星占了99%的份额,处于绝对垄断地位。它还大量收购研究所、专利。柯达(微博)破产后,三星趁机收购了柯达拥有的OLED核心专利,成为霸主。2012-04-12(科锐254 lm/W光效再度刷新功率型LED研发记录)科锐(CREE)公司采用碳化硅(SiC)技术,在LED芯片结构及荧光转换上表现出卓越的特性,并采用与之匹配的最新封装技术。科锐研发报告显示,在标准室温、350 mA驱动电流、相关色温4408K条件下,实测得到LED光效为254 lm/W

2012-08-02(中国自主研发技术使稀土资源回收率超过90%)自主研发的稀土清洁生产技术,使稀土铈和伴生资源氟、钍回收率大于90%;开发的铬盐清洁生产技术与新工艺,资源转化率接近100%,含铬废渣近“零排放”。

2012-07-13(中国可控核聚变实验装置获重大突破)国际聚变实验堆首要目标是实现400秒的高约束等离子体,但尚面临众多物理和工程上的挑战。中国科学家已实现了411秒的高温等离子体(中科院等离子所)。

2012-07-01(日本经济新闻:中国出土最古老陶片)在中国江西省的洞穴遗迹发现了约两万年前的陶片。推测,人类的祖先当时可能曾用陶片做饭。一般认为,人类通过发明陶器使储存食物和酿酒等成为可能。

2012-06-05(反物质:说着玩玩,还是来真的?)已经证实,在地球周围的外太空,存在大量被地球磁场捕获的反物质。有粒子物理学家认为,到了本世纪中期,微克级的反氢产量可能出现指数式增长。2011年,欧核中心的物理学家将捕获到的309个反氢原子保持了1000秒。此前的记录是捕获了38个反氢原子并保持了172毫秒。丁肇中领导、耗资22亿美元研制的“阿尔法磁谱仪2”(AMS-02)已于去年5月发送到了国际空间站。这台被称为“科学之未来”的强大仪器,拥有巨型磁铁可用于解析宇宙射线,兼而探测正电子的过量和骤降,同时标示出地球轨道上的反粒子。2012-05-17(新型反物质燃料火箭飞船可达70%光速太空飞行)一艘采用正、反物质湮灭反应驱动的超级飞船,其在空间航行的速度可以达到光速的70%。这比燃烧化石燃料的效率高出20亿倍,甚至比核裂变反应的效率也要高出1000多倍。如果乘坐这样一艘飞船,从地球出发前往距离最近的一颗恒星比邻星(即半人马座α,距离4.2光年)将需要6年时间。但考虑到相对论效应,对实际参与执行任务的飞船乘员们来说,他们经历的时间长度仅有大约4.3年左右。

2012-05-26(静观太空寻“金”热)美国国家航空航天局曾估计,如果将在小行星带内的小行星上蕴藏的矿产财富,平均分给地球上的60亿人口,每人可分得1000亿美元以上。一家名为“行星排名”的网站对已知的58万颗小行星进行了价值评估。其中估价最高的是“241日耳曼尼亚”,上面的矿产资源价值高达95.8万亿美元,比2011年的全球生产总值70万亿还高。2012-05-13(IT精英转行“玩太空”)IT行业的背景,让这些草根太空公司的航天创业充满了“硅谷范”——敢想、敢做!更为引发轰动的是谷歌公司创始人拉里·佩奇、艾瑞克·斯密德,以及大导演卡梅隆一起投资的“行星资源公司”。航天业或重现硅谷奇迹。互联网和万维网最初都从军方等政府部门中发展起来的,但步伐一直缓慢。一直到90年代中期,政府开始放手互联网的发展,商业公司纷纷入驻硅谷,这才引发了互联网技术的跳跃式发展。2012-04-28(稀有金属和水资源价值连城)从地球运送1升水上太空需要2万美元,在小行星上开采铂元素矿物和水资源。

2012-05-24(英研发太阳能发电卫星群 可供电整座城市)通过微波或激光,都能将太阳能发送到地球上, 提供可靠的优质太阳能来源。从理论上讲,激光传输能量集中,所需的接收设备小,造价便宜。但是,激光穿过大气层时能量损耗较大,在恶劣气候条件下不能使用,而且大功率的激光技术目前还有许多难点,需要进一步研究才能使用。微波传输技术,相对更为可行一些。 1975年大功率的微波电力传输实验在美国宇航局喷气推进实验室试验成功,传输距离达到1.6公里,接收功率达到30kW,接收端的直流转化效率达到84%;日本也进行了几次空间微波电力传输实验,进一步验证了这种技术的可行性。(“太空之花”照亮地球)(太空太阳能发电站)

2012-05-24(太阳系六大或存生命星球:土卫六存湖泊似地球)土卫六:是太阳系中唯一一颗拥有浓密大气层的卫星,同时也是太阳系中除了地球之外唯一一颗地表有液体湖泊和河流的星球。当然,这些湖泊河流中的液体并不是液态水,而是液态的乙烷和甲烷(土卫六的地表温度大约零下179摄氏度)。

2012-05-14(太阳能热电技术花开以色列)5月8日,三花和以色列方面合作开发的全球第一个“超临界并联塔式太阳能热发电单元样机示范项目”在以色列Rotem工业园建成,它产生的蒸汽温度达540摄氏度以上,热电转换效率可达28%,远高于光伏10%多的转换率

2012-05-07(美报告:中国三大太空能力)合成孔径雷达(SAR),反卫星(ASAT),制导。SAR的特点是分辨率高,能全天候工作,能有效地识别伪装和穿透掩盖物。

2012-03-23(美国国家点火装置激光束首次达到2兆焦)研究人员不肯透露何时会将这种能级的激光射向装有燃料的聚变舱。而在真正“点火”中,即是将强烈激光射向燃料小球,聚变舱的内部瞬间压缩,致使燃料球发生爆裂引起燃料发生的核聚变反应产生巨大能量。(相关)

2012-03-20(我国最早2030年研发出首个空间太阳能发电站)70亿吨标准煤,这是专家预计的2021年中国能源消耗量。

2012-03-16(日亚战略重心转至中国市场)日亚中国区总经理福代拓哉表示,日亚开设广州分公司,将有利于日亚开拓车载目标市场。目前,日亚在中国的销售基地设在香港、深圳、上海和北京,生产基地则在上海松江。在中国的总投资额已达8亿元。日亚副社长田崎登先生指出,日亚2011年销售额达3776亿日元,约合290亿元人民币。田崎登还指出,日亚2011年量产的白光LED发光效率为140lm/w, 并预估2012年的发光效率将提升到150lm/w。预计到2012年底,日亚的芯片产能可以做到50亿颗每月。

2012-02-25(半导体材料将走向“纳米化”)第一代材料中,12英寸单晶硅已经大规模生产,18英寸单晶硅已在实验室研制成功,全球每年集成电路中的硅用量大约2万吨。多晶硅方面,由于国内产品纯度不够,我国集成电路所用硅片基本靠进口。2011年,我国多晶硅产量为5万吨。

2012-02-23(银河系周围或存流浪黑洞)科学家发现的两个最大黑洞,每一个的质量都相当于100亿个太阳。它们存在于椭圆形星系NGC 3842和NGC 4889中,距地球2.7亿光年,足以吞噬整个太阳系。它们的质量大约是此前的纪录保持者的1.5倍,后者的质量相当于68亿个太阳。

2012-02-22(俄科学家成功让3万年前种子复活)冻土层实际上有如一个巨大的冰箱,松鼠收藏的种子和果实在这个封闭世界里一直处于平均零下7摄氏度的环境中,数万年来从没有融解过。俄罗斯科学家的成果,可能成为古代生物材料学研究的里程碑,同样的技术也可能为人类让其他物种包括已经灭绝的生物再生带来希望。

2012-02-02(蛛丝强度5倍等量钢丝)蛛网的成功之处在于:即使有多根蛛丝断掉,蛛网也不会垮掉,甚至会变得更牢固。实验中,研究人员在蛛网各处去掉了总计10%的蛛丝,蛛网的韧性不单没因此而降低,却反而增强了10%。蛛丝纤维能够根据所承受压力的不同而变化柔韧程度,这种特性是其他任何自然纤维或人造纤维所不具有的。科学家们已经证明,蛛丝的强度是等质量钢丝的5倍。实验表明,蛛网的韧性是其他网格的6倍有余。