前沿科技動態(tài)

美國物理研究所通過降低量子噪聲改善引力波探測器性能

據(jù)PHYS網(wǎng)2019年12月12日消息，美國物理研究所研究人員開發(fā)出可降低量子噪聲的新技術(shù)，將改善引力波探測器性能。隨機波動干擾會產(chǎn)生量子噪聲，影響光子活動，不利于引力波探測活動展開。研究人員在探測器中加入名為“量子擠壓器”的裝置，可降低光子波動，從而改善探測器性能。此項技術(shù)有望使美國激光干涉引力波天文臺的搜索范圍擴大15%，將幫助科學(xué)家探測到更多引力波活動。（唐乾琛）

(圖片來源：Phys.org)

美國UltraSense公司開發(fā)出新型超聲波傳感器

據(jù)Slashgear網(wǎng)2019年12月17日消息，美國UltraSense公司開發(fā)出新型超聲波傳感器，可使用超聲波識別用戶操作，幫助操作者在任何材料表面進行觸摸控制。研究人員通過“接觸點超聲波束”技術(shù)識別材料應(yīng)變，因而用戶可在不平整表面進行操作。與B超等超聲波傳感技術(shù)不同，新型超聲波傳感器沒有直觀地顯示信號，僅通過數(shù)字信號進行處理分析。UltraSense公司表示，已向數(shù)碼設(shè)備廠家提供新型超聲波傳感器的樣品，該技術(shù)有望于2020年在實際產(chǎn)品中應(yīng)用。（唐乾?。?/p>

圖片來源：Slashgear

美國萊斯大學(xué)揭示了材料進入超導(dǎo)狀態(tài)時電子運動路徑的變化

據(jù)EurekAlert網(wǎng)2019年12月6日消息，美國萊斯大學(xué)科學(xué)家通過硒化亞鐵材料能帶結(jié)構(gòu)圖，揭示出硒化亞鐵材料降溫至超導(dǎo)狀態(tài)時電子運動路徑的變化。在將硒化亞鐵晶體降溫至超導(dǎo)態(tài)時，萊斯大學(xué)研究人員使用同步輻射加速器誘導(dǎo)硒化亞鐵晶體發(fā)出電子，并使用紅外相機進行記錄，成功追蹤到不同電子的速度和方向，從而繪制出硒化亞鐵材料能帶結(jié)構(gòu)圖。研究人員表示，電子運動路徑遵循一定的規(guī)律，如同交通規(guī)則，其中包含著量子力學(xué)定律的重要線索。該研究的成功突破，將有助于量子材料的開發(fā)。（唐乾?。?/p>

(圖片來源：EurekAlert）

瑞士和以色列合作開發(fā)出“萬物DNA”技術(shù)

據(jù)ETHz網(wǎng)2019年12月9日消息，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和以色列Erlich Lab公司的科學(xué)家合作開發(fā)出“萬物DNA”（DNA-of-Things）技術(shù)。該技術(shù)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼為DNA序列，然后將合成的DNA拷貝封裝在微小玻璃珠內(nèi)。大量含有DNA的微小玻璃珠與3D打印材料混合，可用于3D打印日常物品。如同生物體內(nèi)都含有編碼該生物的DNA，該3D打印模型內(nèi)也含有“3D打印設(shè)計數(shù)據(jù)”的DNA。該技術(shù)制造的物品可作為長久和隱秘地存儲信息的介質(zhì)。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然·生物技術(shù)》期刊。（劉發(fā)鵬）

(圖片來源：Scitech Daily）

德國研發(fā)出能快速找到全身所有癌癥轉(zhuǎn)移位點的深度學(xué)習(xí)工具DeepMACT

據(jù)Medical xpress網(wǎng)2019年12月16日消息，德國紐倫堡組織工程和再生醫(yī)學(xué)研究所科學(xué)家開發(fā)出名為DeepMACT的深度學(xué)習(xí)工具，可用于系統(tǒng)分析在體腫瘤轉(zhuǎn)移和抗體藥物靶向作用情況。該工具首先將腫瘤細胞熒光信號放大100倍以上，然后借助vDISCO技術(shù)讓小鼠身體變成透明，最后用深度學(xué)習(xí)算法對轉(zhuǎn)移成像進行自動量化。DeepMACT能迅速發(fā)現(xiàn)全身各處的癌細胞轉(zhuǎn)移位點，包括單個癌細胞的轉(zhuǎn)移位點，效率提升300多倍。此外，該工具還能及時發(fā)現(xiàn)逃脫藥物結(jié)合的轉(zhuǎn)移位點，或可用于防止腫瘤復(fù)發(fā)。相關(guān)研究成果發(fā)表于《細胞》期刊。（肖堯）

(圖片來源：Cell）

美國德克薩斯大學(xué)對幼鳥進行記憶編碼并實現(xiàn)生物間“記憶移植”

據(jù)Science網(wǎng)2019年12月14日消息，美國德克薩斯大學(xué)科學(xué)家通過光遺傳學(xué)技術(shù)對斑胸草雀大腦特定區(qū)域進行記憶編碼，使其在無需父輩教導(dǎo)的情況下學(xué)會發(fā)聲（唱歌）。研究人員利用光遺傳學(xué)技術(shù)選擇性地激活大腦中與聽覺經(jīng)驗學(xué)習(xí)相關(guān)的神經(jīng)回路，向幼年斑胸草雀的腦中有效地植入曲調(diào)記憶，從而教會幼鳥鳴唱之前未聽過的簡單歌曲。該研究首次確定了可對目標(biāo)記憶進行編碼的大腦區(qū)域，有助于神經(jīng)發(fā)育障礙研究。相關(guān)研究成果發(fā)表于《科學(xué)》期刊。（高越）

(圖片來源：Science)

新加坡南洋理工大學(xué)開發(fā)出一種使塑料垃圾“變廢為寶”的新型光催化劑

據(jù)Eurekalert網(wǎng)2019年12月12日消息，新加坡南洋理工大學(xué)科學(xué)家開發(fā)出一種新型釩基光催化劑，可在光照下將塑料制品催化分解成化工原料——甲酸。大多數(shù)塑料由于含有惰性的碳-碳鍵，因此難以自然降解，通常經(jīng)由焚燒處理。新型光催化劑可利用太陽光的能量打破碳-碳鍵，將塑料降解為甲酸等單體物質(zhì)，最終實現(xiàn)塑料垃圾的再利用。截至目前，新型催化劑可降解的化合物已達30余種。該催化劑價格低廉、環(huán)境友好，在塑料回收領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。相關(guān)研究成果發(fā)表于《Advanced Science》期刊。（宮學(xué)源）

(圖片來源： EurekAlert）

澳大利亞科學(xué)家開發(fā)出使鋰電池的能量密度增加一倍的固體電解質(zhì)新技術(shù)

據(jù)cnBeta網(wǎng)2019年11月28日消息，澳大利亞迪肯大學(xué)科學(xué)家開發(fā)出固體電解質(zhì)新技術(shù)，有望使鋰離子電池的能量密度增加一倍。這項新技術(shù)使用了一種弱結(jié)合到鋰離子的固態(tài)聚合物材料，來代替用作當(dāng)前電池電解質(zhì)的揮發(fā)性液體溶劑，可使鋰離子電池能量密度增加一倍，且使電池在過熱時不會爆炸或著火。由于該固態(tài)聚合物材料是現(xiàn)有的商用聚合物，這意味著其工業(yè)化生產(chǎn)較容易實現(xiàn)。目前該技術(shù)已經(jīng)在紐扣電池中進行了測試。相關(guān)研究成果發(fā)表于《焦耳》期刊。（張歡歡）

(圖片來源：cnBeta)

世界最強破冰船“北極”號完成首航

據(jù)Sputniknews網(wǎng)2019年12月12日消息，俄羅斯“北極”號核動力破冰船成功完成為期兩天的首次航行試驗。俄羅斯正在實施22220型破冰船項目，旨在更新其核動力破冰船隊，并確保在北極地區(qū)的全年航行?！氨睒O”號是22220型核動力破冰船的首船，長173.3米，寬34米，排水量3.35萬噸，自航力近6個月?！氨睒O”號配備兩座核反應(yīng)堆，可破除2.8米厚的冰層，是世界上體積和功率最大的破冰船。據(jù)報道，“北極”號計劃于2020年5月正式投入使用。（武志星）

(圖片來源：Rosatom官網(wǎng)）

韓國現(xiàn)代重工聯(lián)手電信運營商加速打造5G智能船廠

據(jù)The Korea Times網(wǎng)2019年12月16日消息，韓國現(xiàn)代重工集團與電信運營商KT公司近日共同宣布，雙方將加強合作，開發(fā)5G智能船廠，將造船業(yè)提升到新水平。5月，現(xiàn)代重工集團與KT公司簽署了諒解備忘錄，結(jié)合KT公司的5G網(wǎng)絡(luò)、人工智能（AI）和大數(shù)據(jù)技術(shù)，與現(xiàn)代重工集團的機器人技術(shù)和造船專業(yè)知識，共同建立一個基于5G的智能船廠。近日，雙方宣布將加強合作，開發(fā)基于5G網(wǎng)絡(luò)的先進智能船廠解決方案，進一步提升自主機器人技術(shù)，以提高效率和安全性。（武志星）

(圖片來源：The Korea Times）

美國普渡大學(xué)開發(fā)出新型鐵電半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（FeS-FET）

據(jù)EurekAlert網(wǎng)2019年12月9日消息，美國普渡大學(xué)研究人員采用二維鐵電半導(dǎo)體材料硒化銦（In2Se3），開發(fā)出新型鐵電半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（FeS-FET）。硒化銦在室溫下具有明顯的鐵電特性和良好的半導(dǎo)體性能，非常適于開發(fā)非易失性鐵電存儲器（FeRAM）。研究人員采用α-硒化銦代替常規(guī)半導(dǎo)體研制出FeS-FET晶體管，并對其性能進行測試。結(jié)果表明，F(xiàn)eS-FET晶體管具有高速、低功耗、高集成密度等優(yōu)點，其性能與現(xiàn)有鐵電場效應(yīng)晶體管（FeFET）相當(dāng)。研究人員表示，新型FeS-FET晶體管能同時處理和存儲數(shù)據(jù)，未來可用于模擬人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。相關(guān)研究成果發(fā)表于《Nature Electronics》期刊。（宮學(xué)源）

(圖片來源：EurekAlert）

美國橡樹嶺國家實驗室研發(fā)出可將生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化為燃料的催化劑

據(jù)ORNL網(wǎng)2019年12月16日消息，美國橡樹嶺國家實驗室通過中子散射進行優(yōu)化，研發(fā)出可將生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化為燃料的催化劑。經(jīng)過優(yōu)化的催化劑稱為NbAlS-1，可將生物質(zhì)衍生原料轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)烯烴如乙烯、丙烯和丁烯等，用于制造塑料和液體燃料。該催化劑催化產(chǎn)物的收率超過99%，且與此前的催化劑相比反應(yīng)能耗顯著減少。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然材料》期刊。（張歡歡）

(圖片來源：ornl.gov）

世界第一架全電動商用飛機完成了首次試飛

據(jù)theverge網(wǎng)2019年12月12日消息，加拿大通勤航空Harbour Air和澳大利亞工程公司MagniX合作打造的全電動水上飛機DHC-2完成首飛。該飛機配備推力達750馬力的推進系統(tǒng)，可飛行30分鐘，是世界第一架全電動商用飛機。MagniX首席執(zhí)行官羅伊·甘扎斯基表示，此次成功試飛證明了全電動商用飛機的可行性，標(biāo)志著電動航空時代的開始。目前，MagniX正開發(fā)固態(tài)鋰電池和鋁電池等先進的電池技術(shù)，以減輕電池重量，增加電池容量。預(yù)計到2025年，升級后的電動飛機續(xù)航里程將超過800公里。（張嘉毅）

(圖片來源：tripadvisor）

歐洲航天局發(fā)射全球首顆太空軟件實驗衛(wèi)星

據(jù)ESA網(wǎng)2019年12月17日消息，歐洲航天局發(fā)射全球首顆太空軟件實驗衛(wèi)星OPS-SAT。該衛(wèi)星搭載了有史以來功能最強大的太空計算機，將為新型操作軟件、工具和技術(shù)提供太空測試服務(wù)。OPS-SAT采用歐洲航天局最新的立方星技術(shù)，配備地球觀測相機、GPS傳感器、星敏感器、無線電天線、光學(xué)數(shù)據(jù)接收器等。OPS-SAT實驗包括人工智能和自主規(guī)劃、使衛(wèi)星能夠自我識別和糾正錯誤的故障檢測與識別、新的數(shù)據(jù)壓縮和信號加密技術(shù)等主題，并將嘗試進行加密光通信實驗，以及對無線電信號進行監(jiān)控的空中頻譜分析試驗。目前，已有130多個團隊表示有興趣使用OPS-SAT。（張嘉毅）

(圖片來源：esa）

韓美葡聯(lián)合團隊開發(fā)出可極端變形的軟體機器人結(jié)構(gòu)

據(jù)Science robotics網(wǎng)2019年11月27日消息，韓國、美國和葡萄牙聯(lián)合研究團隊受一種名為“吞鰻”的魚類啟發(fā)，開發(fā)出一種可極端變形的軟體機器人折紙結(jié)構(gòu)。這種“雙?！弊冃握奂埥Y(jié)構(gòu)首先基于原有框架展開，然后再拉伸膨脹，從而實現(xiàn)極端形變。 “雙?！苯Y(jié)構(gòu)可按照特定的折紙結(jié)構(gòu)實現(xiàn)由極小體積初始狀態(tài)到極端變形的最終狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。研究團隊基于該結(jié)構(gòu)，制作了仿生觸手、爬行機器人以及軟體機械臂等一系列軟體機器人。相關(guān)研究成果已發(fā)表于《科學(xué)機器人》期刊。（張宇）

(圖片來源：Science robotics）

美國普渡大學(xué)有效延長3D打印輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的疲勞壽命

據(jù)PHYS網(wǎng)2019年12月5日消息，美國普渡大學(xué)研究人員受人體松質(zhì)骨骼微觀結(jié)構(gòu)啟發(fā)，開發(fā)出延長3D打印輕質(zhì)結(jié)構(gòu)疲勞壽命的方法。研究人員借鑒骨骼中水平支撐結(jié)構(gòu)抵抗磨損的原理，設(shè)計出與骨小梁相似的3D打印聚合物結(jié)構(gòu)，通過增加水平支撐結(jié)構(gòu)的厚度，可將材料的使用壽命延長10～100倍。該設(shè)計方法有助于建造更輕、更具彈性的3D打印結(jié)構(gòu)，使其在建筑及航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用壽命得以延長。（張宇）

(圖片來源： Phys.org）