科技成果

NASA建造先進(jìn)的對(duì)地觀測(cè)微波輻射計(jì)

“土壤水分有源-無源”探測(cè)器概念圖

中國航天網(wǎng)2013年6月19日消息，據(jù)NASA 網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，一支NASA 團(tuán)隊(duì)提交了一臺(tái)新型微波輻射計(jì)（Microwave Radiomete），用于測(cè)量電磁輻射密度及特定的微波（L-BAND），它是對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的信號(hào)處理系統(tǒng)，由NASA 戈達(dá)德航天飛行中心研制。它現(xiàn)已被運(yùn)輸?shù)絅ASA 噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL），并與新造的合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)一起集成到該實(shí)驗(yàn)室的“土壤水分有源-無源”（Soil Moisture Active-Passive，SMAP）探測(cè)器上，它計(jì)劃于2014年底發(fā)射，將使用這兩臺(tái)儀器測(cè)繪全球的土壤水分含量數(shù)據(jù)，以建造氣象模型，能使科學(xué)家了解全球土壤水分含量的能力，以便監(jiān)視和預(yù)測(cè)干旱情況，并將填補(bǔ)科學(xué)家在了解水循環(huán)中的空白。傳統(tǒng)輻射計(jì)通過大帶寬及長時(shí)間間隔測(cè)量，然后取加和平均值的辦法測(cè)量信號(hào)功率，以處理微波輻射的波動(dòng)。但新型微波輻射計(jì)將把時(shí)間間隔分割得更小，使探測(cè)人為射頻干擾（RFI）信號(hào)更簡(jiǎn)單，它通過及時(shí)截取信號(hào)，可除掉干擾信號(hào)，并將優(yōu)質(zhì)信號(hào)留給科學(xué)家。

鐵電石墨烯系統(tǒng)將改進(jìn)信息處理方式

據(jù)中國國防科技信息網(wǎng)站2013年6月25日消息，美國麻省理工學(xué)院（MIT）開發(fā)出一個(gè)新系統(tǒng)，系統(tǒng)由用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的鐵電材料和具有超常電子和機(jī)械特性的二維碳材料石墨烯組成。此項(xiàng)合成技術(shù)最終會(huì)用于計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片，使芯片在一定面積內(nèi)可容納更多部件，運(yùn)行速度更快，功耗更少。此新發(fā)明已經(jīng)發(fā)表在《應(yīng)用物理快報(bào)》上，它將為在鐵電存儲(chǔ)器上高速讀寫電子數(shù)據(jù)提供一種新方法。該項(xiàng)目得到美國國家科學(xué)基金會(huì)和空軍科學(xué)研究辦公室的支持。

韓國開發(fā)出能拍攝160°的廣角相機(jī)

據(jù)中國科技部網(wǎng)站2013年5月31日消息，韓國光州科學(xué)技術(shù)學(xué)院（GIST）信息機(jī)電工學(xué)系宋英民博士開發(fā)出了模擬昆蟲眼睛的超廣角數(shù)碼相機(jī)。這款相機(jī)擁有180個(gè)橡膠樹脂制造的鏡頭，具有像彈簧一樣能夠伸展的圖像遙感器，整體呈半球形狀，它像昆蟲的眼睛一樣，可以清晰拍攝-80°～80°方位的影像。預(yù)計(jì)該相機(jī)將被用于無人飛行器（MAVs）或超小型光學(xué)內(nèi)窺鏡。

科技成果

神舟-10航天員首次太空授課成功

據(jù)中國航天網(wǎng)2013年6月20日?qǐng)?bào)道，中國首次太空授課活動(dòng)于當(dāng)日上午在天宮-1成功舉行，神舟-10女航天員王亞平為主講人，聶海勝輔助授課，張曉光擔(dān)任攝像師。此次太空授課活動(dòng)由中國載人航天工程辦公室、教育部、中國科協(xié)共同主辦。在大約40分鐘的授課中，航天員進(jìn)行了質(zhì)量測(cè)量、單擺運(yùn)動(dòng)、陀螺運(yùn)動(dòng)、水膜和水球等5個(gè)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)，展示了失重環(huán)境下物體運(yùn)動(dòng)特性、液體表面張力特性等物理現(xiàn)象。此外，還講解了實(shí)驗(yàn)背后的物理原理，并通過視頻通話與地面課堂師生進(jìn)行互動(dòng)交流。地面課堂設(shè)在位于北京市海淀區(qū)的中國人民大學(xué)附屬中學(xué)，具備與神舟-10航天員雙向音視頻通話互動(dòng)的能力。包括少數(shù)民族學(xué)生、進(jìn)城務(wù)工人員隨遷子女及港澳臺(tái)地區(qū)學(xué)生代表在內(nèi)的330余名中小學(xué)生參加了地面課堂活動(dòng)，全國8萬余所中學(xué)6000余萬名師生通過電視直播同步收看。此次太空授課取得成功，也得益于2012年7月建成的、應(yīng)用我國天鏈1號(hào)數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星的載人航天天基測(cè)控網(wǎng)（可覆蓋全球）。此外，為保證天地傳輸圖像和聲音的質(zhì)量，提高授課品質(zhì)，空間實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)和飛船系統(tǒng)的設(shè)計(jì)師們還把在軌通話的覆蓋率擴(kuò)大、時(shí)段增長，并將航天員的話音頭戴機(jī)從原來的有線更換成了無線，便于航天員在進(jìn)行翻滾和演示等動(dòng)作時(shí)不受電線干擾。

高分一號(hào)衛(wèi)星首批影像圖發(fā)布

據(jù)中國航天網(wǎng)報(bào)道，2013年6月6日，國家國防科工局對(duì)外公布了國家重大科技專項(xiàng)高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)的首發(fā)星——高分一號(hào)衛(wèi)星的首批影像圖，其中包括2m 全色、8m 多光譜、2m 全色與8m多光譜融合、16m 多光譜4類，涉及北京、上海、銀川、大同4個(gè)城市，共計(jì)13張圖片。這些圖片影像清晰，層次分明，信息豐富，體現(xiàn)了高分一號(hào)衛(wèi)星多模式同時(shí)工作的能力。高分一號(hào)衛(wèi)星于2013年4月28日首次開機(jī)成像并下傳數(shù)據(jù)，中國科學(xué)院準(zhǔn)時(shí)捕獲并成功接收了全部數(shù)據(jù)，中國航天科技集團(tuán)公司所屬中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心對(duì)所獲取的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理。截至目前，高分一號(hào)衛(wèi)星已經(jīng)獲取并處理了160多條（軌道）影像數(shù)據(jù)，試生產(chǎn)2m 全色／8m多光譜圖片2 萬余張，16 m 多光譜寬覆蓋圖片近5000張。高分一號(hào)的后續(xù)任務(wù)還將開展地面系統(tǒng)定標(biāo)和幾何精校正等工作，并將于2013年7月中旬正式轉(zhuǎn)入應(yīng)用測(cè)試工作。

神舟-10搭載的中藥材種子飛天歸來

這顆太空荷花的種子曾在神舟-4飛船上搭載

據(jù)中新網(wǎng)2013年7月3日消息，隨著神舟-10飛船的返回，由承德一家醫(yī)藥企業(yè)搭載的50g中藥材種子（關(guān)黃柏和北蒼術(shù)）飛天歸來。據(jù)專家分析，中藥材種子實(shí)現(xiàn)太空搭載以后，可縮短它的生長周期，并幫助提高其有效成分。據(jù)悉，在太空強(qiáng)輻射、微重力、高真空的宇宙環(huán)境下，植物種子基因會(huì)發(fā)生變異。多年的實(shí)踐證明，太空小麥、太空棉和太空荷花等農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量的確優(yōu)于普通品種。藥用植物的航天育種不僅能解決本地企業(yè)的原料危機(jī)，還可為其他地方提供優(yōu)質(zhì)原料保障，不僅經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，還能通過高新技術(shù)的擴(kuò)大種植起到保護(hù)名貴野生藥材，甚至是保護(hù)整個(gè)生態(tài)的作用。近期，該藥企將對(duì)這50g太空中藥材種子進(jìn)行培育、篩選、鑒定，從中選出合格的太空種子進(jìn)行試種，這一周期大約需要4到6年。

美國發(fā)現(xiàn)石墨烯優(yōu)越的潤滑和保護(hù)性能

據(jù)中國科技部網(wǎng)站2013年6月4日消息，近日，美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家Anirudha Sumant和Ali Erdemir領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)，在鋼材的接觸表面吸附上一層石墨烯，將大幅減小其摩擦系數(shù)和磨損率，并能有效防止其生銹。這一工序成本很低、操作簡(jiǎn)單，只需把含有少量石墨烯的溶液滴到兩個(gè)接觸面之間即可。隨著接觸面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，石墨烯會(huì)均勻并且牢牢地附著在整個(gè)接觸表面。長期以來，工業(yè)上用的潤滑劑主要有兩種：油質(zhì)潤滑劑和固體潤滑劑，它們都有成本高、使用條件苛刻、更換麻煩、產(chǎn)生廢物污染環(huán)境等問題。石墨烯潤滑劑可解決這些問題。研究小組估計(jì)，如石墨烯潤滑劑得到廣泛應(yīng)用，僅節(jié)能一項(xiàng)就能每年為美國挽回24．6億度電能的損失。這一發(fā)現(xiàn)的論文發(fā)表在2013年4月出版的《碳》雜志第54期上。

3D 打印可制作沙粒大小的鋰離子微電池

據(jù)中國國防科技信息網(wǎng)站2013年6月20日消息，3D 打印微電池可為從醫(yī)藥到通信等多個(gè)領(lǐng)域的器件提供電能，也可為需要小型電池的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用提供電能。為制作微電池，哈佛大學(xué)和伊利諾伊大學(xué)香檳分校的研究團(tuán)隊(duì)，精確打印了交錯(cuò)堆疊的微電池電極，每個(gè)電極比人頭發(fā)直徑還小。近年來，工程師發(fā)明了許多小型設(shè)備，包括醫(yī)療植入物、類似昆蟲的飛行機(jī)器人、可安裝在眼鏡上的微型攝像頭和麥克風(fēng)，但通常供電電池的體積與它們一樣或者更大，限制了這些設(shè)備向更小尺寸發(fā)展。該聯(lián)合研究小組第一次演示了3D 打印電池的能力。研究人員意識(shí)到，如果他們能制作成堆的緊密交錯(cuò)的超薄電極，就能產(chǎn)生更多的電能。為此，他們選用了3D 打印技術(shù)，3D 打印機(jī)依照計(jì)算機(jī)三維圖紙，一層層連續(xù)沉淀“油墨”材料，從零開始制作出物理物體，就像疊加撲克牌一樣。該技術(shù)可用于一系列領(lǐng)域，從牙科實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)牙冠到航空航天、汽車和消費(fèi)品領(lǐng)域的快速成型。劉易斯集團(tuán)公司大幅擴(kuò)展了3D 打印的能力，他們?cè)O(shè)計(jì)了可廣泛使用的功能性油墨，使油墨具有一定用途的化學(xué)和電氣性能。該公司利用這種油墨及專用3D 打印機(jī)，制作出了具有電子、光學(xué)、機(jī)械或生物學(xué)屬性的精密結(jié)構(gòu)。

加拿大D-Wave系統(tǒng)公司與NASA 聯(lián)合打造量子計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室

據(jù)中國科技部網(wǎng)2013年6月28日 消息，加拿大D-Wave系統(tǒng)公司近日宣布，其最新開發(fā)的量子計(jì)算機(jī)（512-qubit，D-Wave Two）將安裝在NASA新建的量子人工智能實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室是NASA、谷歌公司及大學(xué)太空研究協(xié)會(huì)（Universities Space Research Association，USRA）共同建立的，隸屬于NASA 艾姆斯研究中心。大學(xué)太空研究協(xié)會(huì)將邀請(qǐng)全世界的科研人員分享機(jī)時(shí)，共同研究量子計(jì)算機(jī)如何提高機(jī)器學(xué)習(xí)效率。另外，上述三家機(jī)構(gòu)的科研人員還希望利用該量子計(jì)算機(jī)解決有關(guān)網(wǎng)絡(luò)搜索、語音識(shí)別、規(guī)劃和調(diào)度、搜索系外行星，以及支持任務(wù)控制中心運(yùn)營等方面的復(fù)雜問題?！癉-Wave Two”量子計(jì)算機(jī)是D-Wave系統(tǒng)公司的旗艦產(chǎn)品，配以新型超導(dǎo)處理器，極大提升了計(jì)算速度。據(jù)報(bào)道，其運(yùn)算速度比搭載英特爾處理器的普通計(jì)算機(jī)快1．1萬倍。D-Wave系統(tǒng)公司成立于1999年，旨在整合物理和計(jì)算機(jī)科學(xué)新發(fā)現(xiàn)形成計(jì)算方法的新突破，擁有諸多國際知名投資公司。

英國開發(fā)引力波探測(cè)光學(xué)觀測(cè)裝置

LISA 星座概念圖

據(jù)中國國防科技信息網(wǎng)站2013年6月13日消息，激光干涉儀太空天線（The Laser Interferometer Space Antenna，LISA）任務(wù)，由ESA 牽頭，參與者有NASA、英國、法國、德國、意大利、荷蘭、西班牙和瑞士的航天公司或研究所，旨在驗(yàn)證未來觀測(cè)引力波（gravitational wave）所需的新技術(shù)，引力波觀測(cè)可用于跟蹤黑洞的形成、生長和合并的歷程，將補(bǔ)充人類對(duì)宇宙演化的認(rèn)知。引力波由坍塌的雙星系統(tǒng)及大質(zhì)量黑洞產(chǎn)生。對(duì)太空中自由漂浮物體軌道的任何影響都是外部吸引力造成的結(jié)果，而LISA 任務(wù)將驗(yàn)證測(cè)量此引力影響的超高精度技術(shù)。LISA 由歐洲航空航天防務(wù)集團(tuán)（EADS）阿斯特留姆公司制造，英國SciSys有限公司研發(fā)其星載軟件，該任務(wù)中的光學(xué)觀測(cè)裝置（optical bench）由英國格拉斯哥大學(xué)的引力研究所（IGR）建造。此項(xiàng)任務(wù)將于2015年發(fā)射。

德國OLED 彩色化技術(shù)取得新突破

據(jù)中國科技部網(wǎng)站2013年6月3日消息，有機(jī)發(fā)光二極管（Organic Light-Emitting Diode，OLED）具有自發(fā)光的特性，亮度和可視度高，電壓需求低且省電效率高，加上反應(yīng)快、重量輕、厚度薄等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍已逐漸由數(shù)碼相機(jī)取景器、便攜式投影儀、數(shù)據(jù)眼鏡等小型屏幕擴(kuò)展至超薄電視的顯示屏，被視為21世紀(jì)最具前景的產(chǎn)品之一。全彩色化技術(shù)是檢驗(yàn)OLED顯示器是否具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)志。德國弗朗霍夫有機(jī)物、材料和電子設(shè)備研究所（COMEDD）與VON ARDENNE 設(shè)備公司合作研發(fā)出一種新技術(shù)，使紅藍(lán)綠三色OLED 元件獨(dú)立發(fā)光，產(chǎn)生真彩色，自發(fā)光效率最高可達(dá)100%，生產(chǎn)出了無須使用彩色濾光片的OLED 微型顯示屏。此項(xiàng)技術(shù)將使手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等電器的用戶獲益，因?yàn)槠滹@示屏的彩顯耗電量低，能夠延長通話、拍照和網(wǎng)頁瀏覽功能的使用時(shí)間。

日本開發(fā)高耐久性燃料電池

據(jù)中國科技部網(wǎng)站2013年6月5日消息，最近日本九州大學(xué)的一個(gè)研究組宣布成功開發(fā)了可用于電動(dòng)汽車和家電產(chǎn)品的新型燃料電池，該成果已發(fā)表在2013年5月3日的電子版英文雜志《科學(xué)報(bào)告》上。新型燃料電池比原有燃料電池的耐久性提高了約100倍，成本也降低了約1／3。研究組發(fā)現(xiàn)，燃料電池作為利用氫和氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流的設(shè)備，其反應(yīng)溫度的升高會(huì)提高發(fā)電效率，經(jīng)過40萬次的實(shí)驗(yàn)與原有燃料電池進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)其耐久性提高了100倍。由于新型燃料電池減少了貴金屬鉑的用量，因而大幅度降低了制造成本。

日本研發(fā)出不使用光的新型“激光”

中國國防科技信息網(wǎng)站2013年6月28日消息，日本國立信息學(xué)研究所山本喜久教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組成功研發(fā)出不使用光的新型“激光”（Laser）。研究小組利用電子空穴之間相互吸引爭(zhēng)奪的“激發(fā)粒子”代替光波，通過粒子的作用激發(fā)產(chǎn)生“激光”。新型“激光”所需的電力為傳統(tǒng)激光的百分之一以下。這種新型“激光”可作為大規(guī)模集成電路（LSI）中信息傳遞的媒介，使用這種“激光”媒介的大規(guī)模集成電路的功耗可以做得很小。研究小組在特殊構(gòu)造的半導(dǎo)體端子中，使電磁波與“激發(fā)粒子”相互共振，產(chǎn)生了新型“激光”。此項(xiàng)研究成果發(fā)表于英國《自然》科學(xué)期刊。此次，日本國立信息學(xué)研究所研發(fā)出的新型“激光”，為集成電路的信號(hào)傳導(dǎo)探索了一條新路，并且對(duì)今后電子設(shè)備的節(jié)能具有重要的意義。

韓國三星率先研發(fā)成功第五代移動(dòng)通信核心技術(shù)

據(jù)中國科技部網(wǎng)站2013年6月5日消息，韓國三星電子公司近日對(duì)外宣布成功研發(fā)了第五代移動(dòng)通信技術(shù)（Fifth Generation，5G）環(huán)境下的數(shù)據(jù)收發(fā)核心技術(shù)，這在全球范圍內(nèi)尚屬首例，率先開創(chuàng)了新一代移動(dòng)通信技術(shù)的新局面。數(shù)據(jù)顯示，5G 通信下手機(jī)的無線下載速度最快可達(dá)3686Mbit／s，比第四代移動(dòng)通信技術(shù)（準(zhǔn)4G）的75 Mbit／s快數(shù)十倍。截至目前，已研發(fā)出世界上最快的無線通信技術(shù)的三星公司，表示將在2020年前實(shí)現(xiàn)5G 通信的商用化，預(yù)計(jì)與5G 相關(guān)的國際通信標(biāo)準(zhǔn)及服務(wù)等也將在韓國率先問世。

韓國第四代放射光加速器開工建設(shè)

據(jù)中國科技部網(wǎng)站2013年6月4日消息，近日，韓國浦項(xiàng)加速器研究所的“夢(mèng)想光工廠”——第四代放射光加速器（PAL-XFEL）項(xiàng)目正式宣告開工建設(shè)。該項(xiàng)目能夠制造出像雷達(dá)一樣傳向遠(yuǎn)方而不擴(kuò)散的0．1nm 波長的X 光，激光能源為10GeV，亮度將是第三代放射光加速器所制造出的光線亮度的100億倍。利用這樣的放射光，可以輕松觀察到僅相當(dāng)于頭發(fā)絲的幾十萬分之一的細(xì)微物質(zhì)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，還可以連續(xù)拍攝僅用不到數(shù)十萬分之一秒的分子結(jié)合或分離的情況，并將其制作成視頻資料。它不僅將是一臺(tái)放大倍數(shù)巨大的顯微鏡，還將是一臺(tái)攝像機(jī)。據(jù)悉，現(xiàn)在只有美國和日本擁有這一性能的放射光加速器。如果該第四代放射光加速器能夠按照計(jì)劃在2014年年末竣工，韓國將成為第三個(gè)擁有這一設(shè)備的國家，屆時(shí)將制造出比太陽光還要亮得多的光線。