前沿科技動態(tài)

美國斯坦福大學鮑哲南團隊開發(fā)出全光刻工藝，將彈性晶體管密度提高100倍以上

據斯坦福大學新聞網2020年7月1日消息，美斯坦福大學鮑哲南團隊基于“光輔膠”研發(fā)全光刻無刻蝕工藝，獲得了目前公開報道的最高可拉伸晶體管陣列密度，可在比拇指還小的面積（0.238平方厘米）上集成超過1萬個彈性晶體管，比此前的紀錄提高了100倍以上。該團隊利用聚合物材料獨特的可后修飾性，首次實現了有機導電、半導性和介電材料的全光刻直接圖案化，并成功制造出可隨意拉伸、彎曲且性能穩(wěn)定的電路。相關研究以《高密度彈性電路的單片光學微光刻》為題發(fā)表在《科學》雜志。（唐乾琛）

(圖片來源：Stanford News)

美國跨高校研究人員開發(fā)出256位量子模擬器

據phys網2020年7月8日消息，美國哈佛大學與麻省理工學院等高校研究人員開發(fā)出256位量子模擬器。該模擬器能夠使用光學鑷將原子排列成不同的形狀，如方形、蜂窩或三角形晶格，以設計量子位之間的相互作用。研究人員稱，256個量子比特能實現的量子態(tài)數量超過了太陽系中的原子數量。研究人員通過該模擬器觀察到以前從未通過實驗實現過的量子態(tài)，并進行了非常精確的量子相變研究。該系統(tǒng)標志著朝著構建大規(guī)模量子機器邁出的重要一步，可用于闡明大量復雜的量子過程，并最終幫助業(yè)界在材料科學、通信技術、金融和許多其他領域取得實際突破。（唐乾?。?/p>

(圖片來源：phys.org)

美國科學家開發(fā)出可與面罩結合的核酸生物傳感器

據Nature官網2020年7月1日消息，美國科學家團隊使用合成生物學和CRISPR技術成功研發(fā)出可穿戴、凍干、無細胞的合成生物學傳感器。該設備通過再水化激活，能發(fā)現病毒特異性遺傳物質的存在，且具有極高的靈敏度和準確性，與被視為金標準的實驗室檢測結果保持一致，可嵌入柔性基質中，用于實時、動態(tài)監(jiān)測目標病原體。該技術能與口罩結合，用于檢測空氣中的新冠病毒，供醫(yī)護人員等工作環(huán)境中病原體暴露風險較高的人群使用，有望實現生物醫(yī)學等更大范圍的應用。相關研究成果發(fā)表于《自然·生物技術》期刊。（張芮晴）

(圖片來源：Nature)

美國科學家開發(fā)出基于AI且能預測衰老和疾病的時鐘

據Nature官網2020年7月13日消息，美國斯坦福大學的研究人員開發(fā)出一款基于AI的炎癥性衰老時鐘“iAge”，可通過檢測人體內的慢性炎癥信號預測疾病。血液中特定免疫細胞和蛋白的水平會隨衰老而波動，iAge越大，出現年齡相關性全身炎癥的時間越早，且更容易經歷免疫功能下降、心血管疾病等長期健康問題。該衰老時鐘使人類首次擁有預測衰老和疾病的能力，為發(fā)現免疫功能下降風險和與衰老相關的疾病提供新方式，對疾病的早診斷、早干預具有重要意義。（張芮晴）

(圖片來源：researchgate)

美國研究人員開發(fā)出可連續(xù)監(jiān)測作物病害的植物貼片

據phys網2020年7月8日消息，美國北卡羅來納州立大學的研究人員開發(fā)出一種連續(xù)監(jiān)測植物疾病或作物損壞、極端高溫等其他環(huán)境壓力的植物貼片。該貼片長30毫米，由一種柔性材料制成，包含柔性銀納米線和能檢測植物葉片在不同環(huán)境下釋放揮發(fā)性有機化合物（VOCs）的石墨烯傳感器，可以無創(chuàng)方式持續(xù)監(jiān)測植物受到的外界壓力和自身疾病，有助于研究人員及時限制病害的傳播。相關研究成果發(fā)表于《物質》期刊。（張芮晴）

(圖片來源：phys org)

美科學家創(chuàng)造出世界上最薄的磁鐵

據勞倫斯·伯克利國家實驗室2020年7月20日消息，美國能源部勞倫斯·伯克利國家實驗室和加州大學伯克利分校的科學家開發(fā)出在室溫下運行的超薄磁鐵，可能會推動計算和電子領域新應用（例如高密度、緊湊的自旋電子存儲設備）以及用于研究量子物理學的新工具。研究人員從氧化石墨烯、鋅和鈷的溶液中合成了新的二維磁體——鈷摻雜氧化鋅磁體，并最終得到只有一個原子厚度的二維磁性薄膜。相關研究成果發(fā)表在《自然·通訊》期刊上。（張宇麒）

(圖片來源：Berkeley Lab)

以色列研發(fā)出全球最薄的電子設備，僅兩個原子厚

據livescience 2020年7月6日消息，以色列特拉維夫大學研究人員研發(fā)出一款只有兩個原子厚的微型設備，可用于存儲電子信息。該設備分為兩層，一層由硼構成，另一層由氮構成，排列成重復的六邊形結構。通過利用名為量子隧穿的奇特量子力學效應，硼原子和氮原子的電子能夠穿過兩層之間的間隙，改變設備的狀態(tài)，使其能編碼數字信息。相關研究成果發(fā)表于《科學》期刊。（張宇麒）

(圖片來源：TEL AVIV UNIVERSITY)

日本擬部署航天港、小衛(wèi)星星座及天基太陽能系統(tǒng)

據spacenews網站2年7月1日消息，日本政府計劃建設航空港、小衛(wèi)星星座及天基太陽能系統(tǒng)，以成為“亞洲航天中心”。日媒Asahi報道稱，目前日本航天工業(yè)年產值估計為1.2萬億日元（約合108.4億美元），日本擬在2030年代初將本國航天工業(yè)規(guī)模擴大一倍。據悉，日本航天計劃包括：通過與本國航天企業(yè)合作，建造小型衛(wèi)星星座；開展在軌計算、光通信等下一代太空技術研發(fā)；發(fā)射“準天頂”衛(wèi)星系統(tǒng)和地球觀測衛(wèi)星，提升綜合防災管理能力；建立空間系統(tǒng)監(jiān)測溫室氣體；研發(fā)天基太陽能研發(fā)項目；與美國合作，參與“阿爾忒彌斯”計劃和火星探索；完成H3火箭研制及未來太空運輸系統(tǒng)研發(fā)。（張嘉毅）

(圖片來源：spacenews）

美國研究人員為四足機器人開發(fā)出一種控制系統(tǒng)，可幫助機器人適應復雜地形

據techcrunch 2020年7月12日消息，美國卡耐基梅隆大學、加州大學和Facebook公司研究人員為四足機器人開發(fā)出一種運動控制系統(tǒng)，可幫助機器人通過自主學習適應復雜地形。憑借這種系統(tǒng)，犬類外形的四足機器人可以針對不同地形做出快速、近乎實時的反應，通過低附著力表面、突然出現的臺階或者是松軟的沙地。研究人員稱，這一技術在地形不可預測的搜救行動中將發(fā)揮重要作用。（張宇麒）

(圖片來源：Carnegie Mellon University)

美海軍和國防部開展大型無人艦艇測試評估

據俄羅斯政府官網2020年7月19日消息，俄羅斯總理米哈伊爾·米舒斯京近日簽署的行政命令指出，俄政府將撥款逾10億盧布（9千萬人民幣）用于新型科考漂流站“北極點”的建設，撥款將用于推進漂流站的研建及后續(xù)海試工作。據悉，新型科考漂流站為自航推進式，可同時在水上和冰面上航行，總長超83米，并在尾部設有直升機停機坪。相比傳統(tǒng)漂流站，新型漂流站可容納更多的科研設備和人員，對于北極科考活動有重大意義。（宗山雨）

(圖片來源：The Barents Observer)

英國國防部資助羅羅公司研發(fā)用于操控無人船舶的智能技術

據美國防務新聞網2020年7月13日消息，在美海軍和五角大樓戰(zhàn)略能力辦公室的合作統(tǒng)籌安排下，一艘“幽靈艦隊霸主”項目的無人水面艇近日從墨西哥灣經巴拿馬運河，自主航行到美國西海岸。這是該項目無人艇第二次進行遠程自主海上航行。這兩次航行表明，無人艇可以長時間在海上可靠行動。近年來，戰(zhàn)略能力辦公室一直與海軍合作進行無人艦測試，在完成“幽靈艦隊霸主”測試項目后，將幫助其開展大型及中型水面無人艦的項目開發(fā)及采辦工作。（宗山雨）

(圖片來源：Defensenews)

美國國家海洋和大氣管理局為下一代氣象衛(wèi)星開展低軌小衛(wèi)星星座研究

據spacenews網站2020年7月7日消息，美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）正在研究采用低軌小衛(wèi)星星座提供的數據進行天氣預報，為其開發(fā)下一代極地軌道氣象衛(wèi)星提供技術支持。目前，各商業(yè)公司正在廣泛使用立方體衛(wèi)星和低軌小衛(wèi)星傳送通信信息，收集氣象信息和圖像。NOAA希望借鑒這些商業(yè)經驗，在未來五六年內進行低軌小衛(wèi)星星座研究，以決定下一代衛(wèi)星的構建模式。據悉，NOAA已于2020年開展SounderSat項目，向十多家公司授予了為期6個月、價值數萬或數十萬美元的合同。合同要求各公司向NOAA提供微型探測器和衛(wèi)星星座的信息，以及商業(yè)星座氣象數據的標價。（張嘉毅）

(圖片來源：spacenews)

美國通用電氣公司開發(fā)出可連續(xù)挖掘500米的蠕蟲機器人

據GE Research 2020年7月8日消息，美國通用電氣公司開發(fā)出一種可連續(xù)挖掘500米的蠕蟲機器人。該機器人可以自主且連續(xù)地在地下挖掘隧道，通過自主決策，繞過小石塊和障礙物。當機器人移動時，其通過液態(tài)肌肉的膨脹和關節(jié)的錨定進行挖掘，而不需要借助任何外部設備。這種蠕蟲機器人能夠根據土壤條件自適應地改變其移動姿態(tài)，在實驗室和實際環(huán)境中的測試均成功實現連續(xù)挖掘500米。（張宇麒）

(圖片來源：GE Research)

美國藍色起源公司利用“新謝潑德”號亞軌道航天器完成首次載人飛行任務

據spacenews網站2020年7月20日消息，美國藍色起源公司（Blue Origin）利用“新謝潑德”號亞軌道航天器完成首次載人飛行任務。在此次任務中，“新謝潑德”號亞軌道航天器以約每小時3700千米的速度垂直升空，約7分鐘后到達距地面100千米的卡門線，隨后返回地面，整個飛行過程耗時約11分鐘。此次任務是首次沒有任何專業(yè)航天員參與的全平民太空飛行活動，乘客包括杰夫·貝索斯、馬克·貝索斯、沃莉·馮克（82歲）以及高中畢業(yè)生奧利弗·戴蒙（18歲）。（張嘉毅）

(圖片來源：spacenews)

德國開發(fā)可在零下20攝氏度低溫分解水的太陽能制氫系統(tǒng)

據chemistryworld 2020年7月5日消息，德國烏爾姆大學的馬蒂亞斯·梅(Matthias May)團隊開發(fā)出一種可在低溫下制氫的太陽能系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由太陽能電池系統(tǒng)和電化學室系統(tǒng)組成，采用嚴格的熱控制設計，使系統(tǒng)可以很好地防止熱量損失。該系統(tǒng)還使用低凝固點的電解質（如稀硫酸），以便在較低的溫度下使用水。運行中，太陽能電池系統(tǒng)除供電外，其產生的熱能還可轉遞至電解質，從而使電化學室溫度達到10攝氏度左右。研究團隊表示，傳統(tǒng)的太陽能制氫系統(tǒng)不能在零度以下運行，該系統(tǒng)則為寒冷地區(qū)、高海拔地區(qū)或偏遠地區(qū)制氫開辟了道路。（張宇麒）

(圖片來源：Universit?t Ulm）

日本建成全球首艘氫燃料小型客渡船

據FuelCellsWorks 2020年7月21日消息，日本常石集團旗下造船公司TFC與比利時海事集團（CMB）合作建造的全球首艘氫燃料小型客渡船“Hydro Bingo”完工，將于8月在日本西部山口縣德山-久田松港開始試運營。該船為鋁合金制雙層甲板客渡船，長19.4米，寬5.4米，深1.75米，重19噸。該船船尾安裝了一個可儲氫405.5千克的可移動式儲氫罐，并由2臺2兆瓦的氫氣與柴油雙燃料發(fā)動機提供動力，最大連續(xù)輸出441千瓦，航速可達23節(jié)，可運載80名乘客和2名船員，整船可減少50%的二氧化碳排放。（張宇麒）

(圖片來源：bairdmaritime)