前沿科技動態(tài)

美國能源部埃姆斯實驗室發(fā)現(xiàn)振蕩電場可改善拓?fù)浣^緣體電子穩(wěn)定性

據(jù)PHYS網(wǎng)2020年2月18日消息，美國能源部埃姆斯實驗室研究人員發(fā)現(xiàn)振蕩電場可改善拓?fù)浣^緣體的電子穩(wěn)定性。拓?fù)浣^緣體表面電子與內(nèi)部材料之間不受控制的相互作用會導(dǎo)致電子散射亂序，從而造成“拓?fù)涔收稀?，且該現(xiàn)象不受材料自發(fā)對稱性的約束。研究人員向材料施加太赫茲振蕩電場，驅(qū)動周期性原子振動，從而使得拓?fù)浣^緣體表面與內(nèi)部的耦合達到動態(tài)穩(wěn)定。相關(guān)成果可用于提升量子計算和量子通信的穩(wěn)定性。（唐乾?。?/p>

(圖片來源：phys.org)

新西蘭奧塔哥大學(xué)首次將原子“固定”，并觀測到復(fù)雜的原子相互作用

據(jù)PHYS網(wǎng)2020年2月20日消息，新西蘭奧塔哥大學(xué)研究人員首次將原子“固定”，并觀測到復(fù)雜的原子相互作用。研究人員在真空條件下使用高度聚焦的激光束，將三個原子分別俘獲并冷卻至接近絕對零度，觀測到原子合并為分子的過程，而此前研究人員從未如此細(xì)致地觀測原子間的相互作用。研究人員表示，通過分子層面上的觀測，有助于了解原子碰撞和相互作用的過程，或?qū)⒄业教岣咴涌刂颇芰Φ姆椒ǎ瑸榱孔有畔⒖茖W(xué)的發(fā)展開辟新的道路。（唐乾?。?/p>

美國“小精靈”空中發(fā)射／回收集群無人機完成首飛

據(jù)據(jù)globenewswire 網(wǎng)站2020年1月17日消息，美國戴內(nèi)提克斯公司宣布，“小精靈”空中發(fā)射／回收集群無人機完成首次飛行試驗。試驗中，“小精靈”無人機由一架C-130A戰(zhàn)術(shù)運輸機載飛并發(fā)射，共持續(xù)飛行1小時41分鐘，按預(yù)期完成了所有試驗內(nèi)容。未來，該公司將逐步實現(xiàn)在30分鐘內(nèi)回收4架“小精靈”無人機的目標(biāo)。X-61A“小精靈”無人機是DARPA開發(fā)的新型無人機，可從空中利用C-130戰(zhàn)術(shù)運輸機完成投放和回收。該無人機具有極強的通用性，可搭載偵察傳感器、電子戰(zhàn)設(shè)備或彈頭，能執(zhí)行情報偵察、對地攻擊、防空系統(tǒng)壓制、電子戰(zhàn)等任務(wù)。該無人機一旦技術(shù)成熟并大量裝備，或?qū)⒏淖兾磥砜諔?zhàn)方式。（張嘉毅）

(圖片來源：globenewswire）

中國科學(xué)家利用CRISPR基因編輯技術(shù)修正癌變基因

據(jù)Nature 2020年2月25日消息，中國浙江大學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院和中國科學(xué)院生物物理研究所科學(xué)家利用CRISPR基因編輯技術(shù)成功抑制腫瘤生長。研究人員開發(fā)出一套依賴于腺嘌呤脫氨酶和CjCas9酶的堿基編輯器（CjABE），以減少在修復(fù)DNA雙鏈斷裂時造成的堿基錯配。該研究使用腺相關(guān)病毒（AAV）作為CjABE的表達載體，精準(zhǔn)修正惡性膠質(zhì)瘤細(xì)胞端粒酶基因啟動子區(qū)域的致癌突變，從而抑制腫瘤細(xì)胞的分裂，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的衰老及凋亡。該研究揭示了端粒酶基因啟動子區(qū)域突變是腫瘤精準(zhǔn)治療的靶點，開創(chuàng)性地利用基因編輯修正癌變基因，為癌癥治療提供了新思路。（高越）

(圖片來源：Nature）

美國科學(xué)家繪制小鼠體內(nèi)分子圖譜，發(fā)現(xiàn)腸道微生物決定膽汁酸分子結(jié)構(gòu)

據(jù)Nature 2020年2月27日消息，美國加州大學(xué)圣地亞哥分校科學(xué)家創(chuàng)建了迄今第一張小鼠每個器官中所有分子的圖譜，并分析了這些分子被微生物調(diào)控的方式，發(fā)現(xiàn)微生物可修飾小鼠和實驗室培養(yǎng)的人類細(xì)胞的膽汁酸分子結(jié)構(gòu)。研究人員對比了無菌小鼠和具有正常微生物的小鼠的分子圖譜，發(fā)現(xiàn)70%的小鼠腸道化學(xué)成分是由其腸道微生物組決定的。同時，研究人員發(fā)現(xiàn)微生物用一些氨基酸（苯丙氨酸、酪氨酸和亮氨酸）標(biāo)記膽汁酸，進而抑制肝臟產(chǎn)生更多的膽汁酸。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然》期刊。（高越）

(圖片來源：University of California San Diego ）

美研究機構(gòu)發(fā)明空氣發(fā)電機，可全天候產(chǎn)出清潔能源

據(jù)scitechdaily網(wǎng)站2020年2月17日消息，美國馬薩諸塞大學(xué)安姆斯特分校電氣工程師姚俊與微生物學(xué)家德里克·洛夫利的實驗室發(fā)明了一種名為“空氣發(fā)電機”的裝置，可利用由地桿菌制造的能導(dǎo)電的蛋白質(zhì)納米線發(fā)電。研究人員表示，該空氣發(fā)電機只需要一層厚度小于10微米的蛋白質(zhì)納米線薄膜。薄膜從大氣中吸附水蒸氣，蛋白質(zhì)納米線的導(dǎo)電性和表面化學(xué)特性及薄膜內(nèi)納米線之間的細(xì)孔，建立了在兩個電極之間產(chǎn)生電流的條件。該裝置不需要風(fēng)或光，即使是在撒哈拉沙漠等濕度極低的地區(qū)，也可以全天候產(chǎn)生清潔能源，將對未來可再生能源、氣候變化和醫(yī)學(xué)產(chǎn)生重大影響。（張歡歡）

(圖片來源：scitechdaily)

韓國科學(xué)家研發(fā)出可大幅提升電池容量的新型陽極材料

據(jù)cnBeta網(wǎng)站2020年2月25日消息，韓國科學(xué)技術(shù)研究院開發(fā)出一種新型電池陽極材料，可大幅提升電池容量。研究人員將紅薯衍生的淀粉溶解在水中，將硅溶解于玉米衍生的油中，然后將兩種溶液混合并加熱，形成碳-硅復(fù)合材料，其中微小的碳球克服了硅作為陽極材料在充放電過程中容易溶脹導(dǎo)致表面破裂的缺點。測試發(fā)現(xiàn)，由復(fù)合材料制成的陽極的存儲容量是類似石墨陽極的四倍，并且其在500次充放電循環(huán)中仍保持穩(wěn)定。此外，利用新陽極的電池可在五分鐘內(nèi)將電充至全部容量的80%。（張歡歡）

(圖片來源：Nano Letters）

DARPA啟動超大型無人潛航器研發(fā)項目

據(jù)Bairdmaritime網(wǎng)2020年2月27日消息，DARPA授予洛馬公司一份價值1230萬美元的合同，用于“曼塔?雷”超大型無人潛航器項目第一階段的研究、開發(fā)和演示?！奥?雷”項目旨在研發(fā)一種長航時、長航程、具有較強有效載荷能力和較高自主能力的新型無人潛航器，該潛航器能夠在無需人為后勤支持或維護的情況下進行操作并執(zhí)行任務(wù)。（武志星）

(圖片來源：Bairdmaritime)

俄羅斯研發(fā)可遠(yuǎn)距離連續(xù)、長期探測的機動式超視距雷達

據(jù)塔斯社2020年2月21日消息，俄羅斯雷達電子研究集團遠(yuǎn)程無線電科學(xué)研究所（NIIDAR）正在研發(fā)一款名為“拉古納-M”的機動式超視距（OTH）雷達。該雷達能夠在任何時間、任何天氣條件下連續(xù)自動地監(jiān)測和跟蹤200海里范圍內(nèi)的200多個水面目標(biāo)，確定它們的坐標(biāo)和運動參數(shù)，并實時傳輸目標(biāo)數(shù)據(jù)。此外，該雷達是一種典型的超視距雷達系統(tǒng)，可實現(xiàn)超視距探測，能夠探測到地平線以外的水面目標(biāo)，同時具有遠(yuǎn)距離連續(xù)、長期探測能力。（武志星）

(圖片來源：塔斯社）

美國芝加哥大學(xué)開發(fā)出防竊聽超聲波手環(huán)

據(jù)Engadget網(wǎng)2020年2月15日消息，美國芝加哥大學(xué)研究人員開發(fā)出超聲波手環(huán)，可通過內(nèi)置的24個揚聲器干擾大多數(shù)型號的麥克風(fēng)，以防止竊聽。相比于傳統(tǒng)的固定式干擾器，該超聲波手環(huán)具備更寬廣的干擾范圍，甚至能干擾隱藏的麥克風(fēng)。研究人員正努力將該項技術(shù)商業(yè)化，運用于商務(wù)會議及保密工作等需要防止竊聽的場景。（唐乾?。?/p>

(圖片來源：Engadget）

法國出動隱身無人機與“陣風(fēng)”戰(zhàn)機開展協(xié)同作戰(zhàn)

據(jù)defenseworld網(wǎng)站2020年2月22日消息，法國國防采購局利用“神經(jīng)元”無人機與5架“陣風(fēng)”戰(zhàn)斗機以及1架預(yù)警機開展戰(zhàn)術(shù)配合作戰(zhàn)測試。法國國防部稱，此次測試的目的是研究在實戰(zhàn)環(huán)境下使用隱身無人機作戰(zhàn)的能力，包括研究如何應(yīng)對敵方的隱身無人機。此次測試的結(jié)果將用于法國和德國的“未來作戰(zhàn)航空系統(tǒng)”(FCAS)項目。此次實驗有助于驗證在實戰(zhàn)環(huán)境下隱身無人機的作戰(zhàn)能力，為擬定FCAS的技術(shù)方案提供支撐。除法德外，美國、英國、俄羅斯、日本均十分重視新一代戰(zhàn)斗機的有人無人協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)。預(yù)計，有人機和無人機協(xié)同作戰(zhàn)將成為未來空戰(zhàn)的主要方式。（張嘉毅）

(圖片來源：ainonline）

日本計劃打造天基預(yù)警系統(tǒng)

據(jù)missilethreat網(wǎng)站2020年1月14日消息，日本正通過引進和自研的方式加緊建設(shè)天基預(yù)警系統(tǒng)，以減少對美國導(dǎo)彈預(yù)警的依賴。目前，日本已具備發(fā)射地球高軌道衛(wèi)星的能力，其一旦攻克導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星關(guān)鍵技術(shù)，將能夠研制出預(yù)警衛(wèi)星。預(yù)計，日本將于2020年發(fā)射一顆搭載“雙波長紅外線傳感器”的試驗載荷的民用對地觀測衛(wèi)星（ALOS-3），開展技術(shù)驗證。目前，日本為進一步完善反導(dǎo)系統(tǒng)，正通過引進和自研的方式加緊建設(shè)，以打造獨立的天基預(yù)警系統(tǒng)，提升亞太地區(qū)的態(tài)勢感知能力。（張嘉毅）

(圖片來源： Phys.org）

西班牙研究人員開發(fā)新型3D打印技術(shù)，可實現(xiàn)亞微米級高速打印

據(jù)Nature Communications 官網(wǎng)2020年2月6日消息，西班牙羅維拉維爾吉利大學(xué)研究人員開發(fā)出一種名為“靜電射流偏轉(zhuǎn)”的3D打印技術(shù)，能夠噴射出亞微米級的射流，噴射速度可達1m/s。研究人員在噴嘴周圍加上電場，通過控制電極電壓，使射流產(chǎn)生靜電偏轉(zhuǎn)。通過高達2000Hz的電場頻率，控制納米絲材按照規(guī)律層層堆疊實現(xiàn)3D打印。這項新技術(shù)的平面打印速度高達0.5m/s，垂直方向的打印速度可以達到0.4mm/s，超越了所有已知能夠提供亞微米分辨率的增材制造技術(shù)。（張宇）

(圖片來源：Nature Communications）

麻省理工與哈佛聯(lián)合研制出生物機械混合心臟

據(jù)MIT官網(wǎng)2020年1月29日消息，麻省理工學(xué)院聯(lián)合哈佛醫(yī)學(xué)院研制出一款“生物機械混合心臟”。該仿生心臟由一部分活體心臟組織與幫助心臟輸送血液的人造肌體構(gòu)成，極其接近真實生物心臟。人造肌體可模擬心臟天然的纖維形態(tài)，研究人員可遠(yuǎn)程充氣，通過擠壓心臟內(nèi)部來模擬真實的心臟跳動方式和血液循環(huán)，以幫助設(shè)計人員測試、調(diào)整人造心臟瓣膜等心臟設(shè)備，降低開發(fā)成本。相關(guān)研究已發(fā)表于《科學(xué)機器人》期刊。（張宇）

(圖片來源：MIT官網(wǎng)）

美國加州大學(xué)和中國科學(xué)院研究人員采用水凝膠制備防結(jié)冰涂層

據(jù)物理學(xué)網(wǎng)2020年1月31日消息，美國加州大學(xué)和中國科學(xué)院研究人員采用水凝膠開發(fā)出一種防結(jié)冰涂層。該涂層可作用于塑料、金屬、玻璃、陶瓷等各種表面，應(yīng)用范圍極為廣泛。其中，水凝膠的關(guān)鍵成分為聚二甲基硅氧烷，是一種無毒的硅基聚合物。當(dāng)噴灑于物體表面時，水凝膠會形成一種薄而透明的涂層，并通過三種方式防止結(jié)冰：一是降低水的凝固點，二是延緩冰晶生長，三是阻止冰粘住表面。結(jié)果表明，新型涂層可在零下31攝氏度條件下防止結(jié)冰，創(chuàng)下了新的歷史記錄。相關(guān)研究成果發(fā)表于《物質(zhì)》期刊。（宮學(xué)源）

(圖片來源：Phys.org）

美國研究人員發(fā)明可用于生產(chǎn)下一代半導(dǎo)體材料的新型晶體堆疊技術(shù)

據(jù)EurekAlert!網(wǎng)站2020年2月5日消息，美國威斯康星大學(xué)和麻省理工學(xué)院的研究人員合作，發(fā)明了一種可用于生產(chǎn)下一代半導(dǎo)體材料的新型晶體堆疊技術(shù)。研究團隊將石墨烯薄膜作為襯底，通過外延生長的方式制備結(jié)構(gòu)復(fù)雜的氧化物單晶，并將其從石墨烯薄膜上剝離下來。通過組合不同類型的氧化物單晶，研究團隊實現(xiàn)了各類半導(dǎo)體晶體材料的堆疊。試驗結(jié)果表明，新型晶體堆疊技術(shù)可用于鈣鈦礦、尖晶石和石榴石等晶體的堆疊。研究人員表示，該技術(shù)可用于耦合不同種類的材料，未來有望應(yīng)用于通信、量子信息和低功耗電子等眾多領(lǐng)域。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然》期刊。（宮學(xué)源）

(圖片來源： EurekAlert）