前沿科技動(dòng)態(tài)

蘇格蘭創(chuàng)業(yè)公司Gravitricity提出了一種基于重力的儲(chǔ)能系統(tǒng)

據(jù)sciencemag 2021年4月22日消息，蘇格蘭創(chuàng)業(yè)公司Gravitricity提出了一種基于重力的儲(chǔ)能系統(tǒng)。該系統(tǒng)由絞車、重達(dá)50噸的壓鐵和礦井等部分組成。在儲(chǔ)能階段，該系統(tǒng)從電網(wǎng)獲取能量，并通過絞車提升壓鐵儲(chǔ)存能量；在需要能量時(shí)，該系統(tǒng)釋放儲(chǔ)存的勢能，轉(zhuǎn)換為電能輸出。Gravitricity公司稱，該系統(tǒng)的儲(chǔ)能成本約為每兆瓦171美元，相比之下液流電池儲(chǔ)能成本約為每兆瓦274美元。目前，Gravitricity公司正在蘇格蘭建造一臺(tái)功率為250千瓦的概念演示機(jī)并進(jìn)行測試。未來，該公司計(jì)劃在歐洲或南非的廢棄礦山開發(fā)全尺寸原型系統(tǒng)。（張宇麒）

(圖片來源：sciencemag)

韓國鐵路研究所正在研制世界首臺(tái)液氫機(jī)車

據(jù)h2-view 2021年4月21日消息，韓國鐵路研究所正在研究以液氫為動(dòng)力的液氫機(jī)車。該機(jī)車最高時(shí)速為150公里，最大行駛里程最少為1000公里，預(yù)計(jì)是其他國家700ba氣態(tài)氫列車最大行駛里程的1.6倍，機(jī)車充氫所需的時(shí)間預(yù)計(jì)將比氣氫機(jī)車減少20%。據(jù)悉，液態(tài)氫在零下253攝氏度或更低的溫度下液化，它的壓力比高壓氣態(tài)氫低得多，因此能夠高穩(wěn)定地儲(chǔ)存和運(yùn)輸氫氣，并且儲(chǔ)存密度和運(yùn)輸效率是高壓氣氫的200% 和至少700% 。（張宇麒）

(圖片來源：KRRI)

美國研究人員開發(fā)的活體機(jī)器人再升級(jí)，移速和自愈速度均提升

據(jù)newscientist網(wǎng)2021年3月31日消息，美國塔弗茨大學(xué)和佛蒙特大學(xué)研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)了第二代微型生物機(jī)器人“Xenobots”，同樣基于非洲爪蟾細(xì)胞構(gòu)建。研究人員將非洲爪蟾的胚胎干細(xì)胞進(jìn)行生長和增殖，使其分化形成纖毛，以此充當(dāng)機(jī)器人的腿，使其無需肌肉細(xì)胞就能快速移動(dòng)。該機(jī)器人與第一代相比，其移速更快，信息讀寫功能和自愈能力也大大增強(qiáng)，能夠在5分鐘內(nèi)愈合嚴(yán)重撕裂傷口，照常工作。該活體機(jī)器人或在醫(yī)療領(lǐng)域具備非凡應(yīng)用潛力，相關(guān)研究成果已發(fā)表于《科學(xué)·機(jī)器人學(xué)》期刊。（張宇）

(圖片來源：newscientist)

英國將部署全球最大海洋觀測系統(tǒng)，以保護(hù)海洋生物多樣性

據(jù)英國政府官網(wǎng)2021年4月3日消息，英國政府將在10個(gè)海外領(lǐng)地部署海洋生物觀測網(wǎng)絡(luò)，以評(píng)估海洋保護(hù)工作的成效。該觀測網(wǎng)絡(luò)覆蓋超過400萬平方公里海域，包括66套立體聲誘餌遠(yuǎn)程水下視頻系統(tǒng)，在水下10米處的碳纖維支架上懸掛多個(gè)攝像機(jī)，可在7～10天內(nèi)采集100份資料，使人們能更好地了解觀測區(qū)域的生物多樣性、功能和連通性，同時(shí)獲取必要的海洋數(shù)據(jù)信息。此項(xiàng)目耗資200萬英鎊，將持續(xù)4年，是英國政府“藍(lán)帶”計(jì)劃的一部分?！八{(lán)帶”計(jì)劃用于支持英國海外屬地海洋環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)管理，得到了近2500萬英鎊的資助。（武志星）

(圖片來源：英國政府官網(wǎng))

美國加州大學(xué)伯克利分校攻克塑料降解難題，幾周內(nèi)就可使其完全降解

據(jù)Thedebrief.org 2021年4月22日消息，加州大學(xué)伯克利分校徐婷團(tuán)隊(duì)研制出一種真正的可生物降解塑料，這種塑料在受熱和受水后幾周內(nèi)就能分解。研究人員生產(chǎn)聚酯塑料時(shí)，將食用聚酯的酶嵌入到聚酯塑料中。當(dāng)接觸到熱和水時(shí)，這些酶就會(huì)被它們的包裹物釋放出來，并將塑料分解成其組成部分。這種含有酶的塑料在分解時(shí)不會(huì)產(chǎn)生微塑料污染物，98%都能分解成小分子。此外，研究人員還證明這種酶不會(huì)改變塑料的基本特性，在大約170℃的溫度下，塑料仍然可以熔化并擠壓成纖維。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然》期刊。（武志星）

(圖片來源：Thedebrief.org)

瑞士研發(fā)出一種具有穩(wěn)定記憶的可編程機(jī)械超材料

據(jù)瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院官網(wǎng)2021年4月20日消息，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院研發(fā)出一種由機(jī)械式位元組成的新裝置，類似計(jì)算機(jī)硬盤里的磁位元，但其不但可以輕易寫入、長久存儲(chǔ)并隨時(shí)讀取以機(jī)械形式編碼的數(shù)據(jù)，而且編碼所含信息可以用來調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)。一直以來，用超材料存儲(chǔ)和提取非易失性數(shù)據(jù)的目標(biāo)都是“難以捉摸”的狀態(tài)。而此次成果為超材料工具集帶來了值得關(guān)注的擴(kuò)展，對(duì)于廣大需要在運(yùn)行中控制系統(tǒng)剛性和能量密度的工程應(yīng)用具備重要應(yīng)用潛力，同時(shí)這一成果將能給超低功耗主動(dòng)式超材料帶來新的設(shè)計(jì)方案。（武志星）

(圖片來源：EPFL)

韓國研究人員開發(fā)出將2D圖形轉(zhuǎn)變成3D結(jié)構(gòu)的打印技術(shù)

據(jù)PHYS網(wǎng)站2021年4月1日消息，韓國首爾國立大學(xué)研究人員開發(fā)出一種基于墨水筆，將2D平面圖像轉(zhuǎn)變?yōu)?D結(jié)構(gòu)的打印技術(shù)。該技術(shù)基于表面張力輔助轉(zhuǎn)化(STAT)機(jī)制，通過表面張力驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)干燥油墨膜的選擇性剝離和漂浮，使用的墨水為聚乙烯醇縮丁醛（PVB）材料，此材料在干燥后會(huì)形成疏水性薄膜，浸入硫酸鉀溶液后會(huì)從光滑平面脫離并形成立體結(jié)構(gòu)，其表面形成水凝膠的可對(duì)其進(jìn)行定型加固，以此實(shí)現(xiàn)2D平面到3D立體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化。該技術(shù)被視為4D打印的一種，或在磁性軟體機(jī)器人以及電子制造領(lǐng)域具備應(yīng)用前景，相關(guān)研究成果已發(fā)表于《科學(xué)·進(jìn)展》期刊。（張宇）

(圖片來源：Phys官網(wǎng))

NASA結(jié)束歷時(shí)11年的“冰橋”行動(dòng)，獲取大量連續(xù)性極地?cái)?shù)據(jù)

據(jù)NASA官網(wǎng)2021年4月20日消息，NASA近日正式宣布結(jié)束歷時(shí)11年的“冰橋”行動(dòng)?！氨鶚颉毙袆?dòng)是冰觀測衛(wèi)星ICESat于2009年8月意外故障后，NASA用搭載儀器的飛機(jī)在南北極上空飛行并監(jiān)測海冰、冰川和冰架的數(shù)據(jù)，用以取代衛(wèi)星功能。二代冰觀測衛(wèi)星ICESat-2發(fā)射一年后的2019年11月，是“冰橋”行動(dòng)的最后一次飛行。這一行動(dòng)耗資巨大，但保持了兩極冰觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)性，科研意義重大。（武志星）

(圖片來源：NASA官網(wǎng))

美國導(dǎo)彈防御局正式啟動(dòng)“滑翔段攔截彈”項(xiàng)目

據(jù)MDA網(wǎng)站2021年4月18日消息，美國導(dǎo)彈防御局發(fā)布“增強(qiáng)高超聲速防御”跨部門公告，旨在向業(yè)界就與海軍“宙斯盾”系統(tǒng)兼容的高超聲速防御武器尋求建議，并計(jì)劃在2021年授出研發(fā)合同。美國導(dǎo)彈防御局邀請(qǐng)業(yè)界提交白皮書，尋求在攔截作戰(zhàn)過程中探測、跟蹤和毀傷來襲武器的新型技術(shù)概念。美國導(dǎo)彈防御局尋求創(chuàng)新性概念，來發(fā)展具備高性能、可承受、可靠的能力，以在滑翔段攔截區(qū)域性高超聲速威脅和防御其他先進(jìn)武器。該公告的發(fā)布標(biāo)志著美國導(dǎo)彈防御局正式啟動(dòng)“滑翔段攔截彈”項(xiàng)目。（張嘉毅）

(圖片來源：mda.mil)

美國諾格公司的MEV-2在軌服務(wù)飛行器成功與現(xiàn)役衛(wèi)星對(duì)接

據(jù)SPACE MWES網(wǎng)站2021年4月12日消息，美國諾格公司的“任務(wù)延壽飛行器”（MEV）2在軌服務(wù)飛行器成功與國際通信衛(wèi)星公司的“國際通信衛(wèi)星”（IS）10-02在軌衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了對(duì)接。據(jù)悉，這是在軌服務(wù)飛行器首次在靜地軌道上同一顆現(xiàn)役商業(yè)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)對(duì)接。預(yù)計(jì)，MEV-2在軌服務(wù)飛行器將在5年內(nèi)與該衛(wèi)星保持對(duì)接狀態(tài)，以延長衛(wèi)星的使用壽命。諾格公司主管戰(zhàn)略太空系統(tǒng)的副總裁威爾遜表示，此次任務(wù)的成功為該公司發(fā)展第二代服務(wù)衛(wèi)星和機(jī)器人技術(shù)鋪平了道路，將給商業(yè)和政府衛(wèi)星管理者帶來新的運(yùn)營思路。（張嘉毅）

(圖片來源：spacenews網(wǎng))

NASA“機(jī)智號(hào)”火星直升機(jī)首飛成功

據(jù)nbcNEWS網(wǎng)站2021年4月19日消息，NASA“機(jī)智號(hào)”火星直升機(jī)在火星上完成首次飛行，成為第一架在地外星體上實(shí)現(xiàn)飛行的航空飛行器。在此次飛行中，該直升機(jī)飛行高度約3米，飛行總時(shí)長為39.1秒，執(zhí)行了懸停、下降和著陸等設(shè)定動(dòng)作。據(jù)悉，該直升機(jī)重約1.8千克，具有4片旋翼，由太陽能電池板為鋰電池充電，將為人類探索火星提供新的探測方式。預(yù)計(jì)，NASA將在未來1個(gè)月內(nèi)對(duì)直升機(jī)進(jìn)行4次飛行測試。（張嘉毅）

(圖片來源：nbcnews網(wǎng))

美國研究人員開發(fā)出改良“腦膠”材料，可促進(jìn)神經(jīng)元?jiǎng)?chuàng)傷后再生

據(jù)cnBeta網(wǎng)2021年4月7日消息，美國喬治亞大學(xué)的研究人員開發(fā)出改良“腦膠”材料，能通過模仿腦細(xì)胞的支持結(jié)構(gòu)防止組織丟失并再生神經(jīng)元。研究人員對(duì)先前開發(fā)的“腦膠”水凝膠進(jìn)行改進(jìn)，重新設(shè)計(jì)了保護(hù)性蛋白質(zhì)的表面，從而促進(jìn)腦細(xì)胞再生和功能恢復(fù)。將改良后的水凝膠再次植入嚴(yán)重創(chuàng)傷性腦損傷的大鼠體內(nèi)，20周后，研究人員通過稱為“組織清除”方法的3D成像技術(shù)觀察到大鼠的細(xì)胞修復(fù)增強(qiáng)且運(yùn)動(dòng)功能得到改善，表明腦膠可保護(hù)組織免受損傷并能在受損部位再生功能性神經(jīng)元。相關(guān)研究成果發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)步》期刊。（張芮晴）

(圖片來源：labroots)

澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)開發(fā)出一種制造透明半導(dǎo)體的工藝

據(jù)Tech Xplore網(wǎng)2021年4月5日消息，澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)研究人員開發(fā)出一種利用碲（Te）和硒（Se）的熔融混合物制造透明半導(dǎo)體的方法。研究人員首先制備碲和硒的熔融混合物，并使其在硬質(zhì)表面上滾動(dòng)，與氧氣反應(yīng)后，形成一層1.5納米厚的超薄β碲酸鹽（β-TeO2）氧化層。該氧化層在可見光譜內(nèi)高度透明，并具有3.7eV的禁帶寬度。經(jīng)測試，利用這一材料制造的場效應(yīng)晶體管顯示出p型半導(dǎo)體的開關(guān)特性，并具有高空穴遷移率。該研究有望為新型透明電路的開發(fā)鋪平道路。（唐乾?。?/p>

(圖片來源：Tech Xplore）

韓國高校研究人員開發(fā)出人工神經(jīng)系統(tǒng)，可通過光感控制操作

據(jù)TechXplore網(wǎng)2021年4月12日消息，韓國成均館大學(xué)、延世大學(xué)和西江大學(xué)研究人員合作開發(fā)出一種能夠自主響應(yīng)外界刺激的人工系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用光電二極管將光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，使用一種晶體管來模擬突觸，并使用一種人工神經(jīng)元電路來模擬大腦并連接機(jī)械手臂，使得系統(tǒng)可以對(duì)外界的刺激作出響應(yīng)，從而完成機(jī)械運(yùn)動(dòng)。測試實(shí)驗(yàn)中，該系統(tǒng)能夠自主識(shí)別落下的球并控制機(jī)械臂將其抓住，所有過程在幾分之一秒內(nèi)完成。該研究有望促進(jìn)自主機(jī)器人的開發(fā)。（唐乾?。?/p>

(圖片來源：TechXplore)

美國科學(xué)家開發(fā)出無線腦機(jī)接口系統(tǒng)，首次實(shí)現(xiàn)腦機(jī)信號(hào)無線高寬帶傳輸

據(jù)IEEE網(wǎng)2021年4月4日消息，美國BrainGate團(tuán)隊(duì)開發(fā)出全新的“無線腦機(jī)接口（BWD）”系統(tǒng)，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)腦機(jī)接口用于傳輸來自大腦內(nèi)部傳感器信號(hào)的電纜。該系統(tǒng)由位于大腦皮質(zhì)內(nèi)的電極陣列和位于體外、固定在使用者頭部的無線發(fā)射器構(gòu)成。該系統(tǒng)續(xù)航時(shí)間長，可在極小的功耗下實(shí)現(xiàn)高帶寬、高精度的無線信號(hào)傳輸，并擺脫了傳統(tǒng)腦機(jī)接口繁冗的電纜束縛，允許使用者在家自行操作，為腦機(jī)接口的實(shí)際應(yīng)用帶來新的可能性，有助于研究人員為癱瘓患者恢復(fù)溝通和活動(dòng)自由提供更直觀、可靠的幫助。相關(guān)研究成果發(fā)表于《IEEE 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào)》期刊。（張芮晴）

(圖片來源：Braingate）

德國Quantum Brilliance公司正探索量子計(jì)算機(jī)小型化的方案

據(jù)科技縱覽雜志網(wǎng)站2021年4月5日消息，德國Quantum Brilliance公司推出一款僅有服務(wù)器機(jī)架大小的量子計(jì)算機(jī)，并稱正在進(jìn)一步探索量子計(jì)算機(jī)小型化的方案。該計(jì)算機(jī)擁有5個(gè)量子位，且可在室溫下運(yùn)行。這些量子位基于金剛石中的缺陷制造，且免于受到熱量和磁性雜質(zhì)的影響。未來，Quantum Brilliance公司希望將量子計(jì)算機(jī)的大小縮小至“與圖形顯卡相當(dāng)”的水平，以嵌入更多的設(shè)備，并拓展“邊緣量子計(jì)算”等功能。（唐乾?。?/p>

(圖片來源：IEEE Spectrum)