前沿科技動(dòng)態(tài)

美國海軍利用數(shù)字孿生技術(shù)開發(fā)艦艇監(jiān)測系統(tǒng)

據(jù)美國海上系統(tǒng)司令部網(wǎng)2021年9月1日消息，美國海軍正在開發(fā)旨在利用數(shù)字孿生技術(shù)提升艦隊(duì)維修能力的新型艦艇健康監(jiān)測系統(tǒng)。據(jù)悉，該系統(tǒng)將為潛艇和航母的機(jī)械及船體結(jié)構(gòu)配備傳感器，利用邊緣計(jì)算和數(shù)據(jù)特征進(jìn)行輔助數(shù)據(jù)收集，使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法判斷運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)借助數(shù)字孿生技術(shù)預(yù)測未來可能發(fā)生的故障情況。此外，該系統(tǒng)預(yù)計(jì)于2022年1月在自防御試驗(yàn)艦上完成安裝、測試和數(shù)據(jù)收集。（宗山雨）

(圖片來源：美國海上系統(tǒng)司令部官網(wǎng))

西門子歌美颯推出全球首款可回收風(fēng)機(jī)葉片

據(jù)powermag 2021年9月9日消息，風(fēng)電巨頭西門子歌美颯近日推出全球首款可回收風(fēng)機(jī)葉片。該葉片由木材和聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）等材料制成，使用玻璃和碳纖維澆筑并用樹脂覆蓋，整體輕質(zhì)堅(jiān)固，在到達(dá)使用壽命后能夠?qū)渲c其他部件有效地分離，分離后的材料可以重復(fù)使用。西門子歌美颯的丹麥奧爾堡工廠已開始生產(chǎn)長達(dá)81米的可回收風(fēng)機(jī)葉片。同時(shí)，西門子歌美颯正與德國萊茵集團(tuán)、德國Kaskasi海上風(fēng)力發(fā)電廠和法國EDF可再生能源公司等合作部署該葉片，預(yù)計(jì)2022年并網(wǎng)發(fā)電。西門子歌美颯還提出了“2040年可持續(xù)發(fā)展愿景”，計(jì)劃到2040年使風(fēng)力渦輪機(jī)完全可回收。（張宇麒）

(圖片來源：Siemens Gamesa)

歐洲研究人員開發(fā)出室溫自旋場效應(yīng)晶體管

據(jù)PHYS網(wǎng)2021年9月7日消息，西班牙CIC納米研究中心和德國雷根斯堡大學(xué)研究人員開發(fā)出室溫自旋場效應(yīng)晶體管，證實(shí)電子自旋可以在室溫條件下無磁場的雙層二維材料中存在。聯(lián)合團(tuán)隊(duì)研究人員使用弱自旋軌道耦合和長自旋弛豫長度的石墨烯材料與各向異性自旋軌道強(qiáng)耦合的二硒化鎢材料薄層，制作出雙層范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)，并使用400攝氏度的溫度對樣品進(jìn)行退火處理，使兩種材料進(jìn)一步貼近，最終通過向復(fù)合材料施加面內(nèi)電場和背柵電壓來控制材料中的自旋輸運(yùn)時(shí)間。這實(shí)現(xiàn)了室溫下的電氣控制自旋，而無需施加外部磁場。該研究有助于室溫自旋場效應(yīng)晶體管的研發(fā)，為節(jié)能自旋邏輯器件鋪平道路。（唐乾?。?/p>

(圖片來源：Phys)

香港科技大學(xué)開發(fā)出基于氮化鎵的互補(bǔ)邏輯集成電路

據(jù)TechXplore網(wǎng)2021年9月6日消息，香港科技大學(xué)研究人員開發(fā)出基于氮化鎵（GaN）的互補(bǔ)邏輯集成電路。通常，氮化鎵材料受限于材料特性而廣泛用于功率和射頻器件的制作，鮮用于邏輯器件的制作。香港科技大學(xué)研究人員基于硅基氮化鎵功率HEMT（高電子遷移率晶體管）平臺完成氮化鎵互補(bǔ)邏輯集成電路的開發(fā)。該研究將有助于邏輯電路和功率轉(zhuǎn)換電路的集成，幫助開發(fā)更貼合電力控制系統(tǒng)需求的電路。（唐乾?。?/p>

(圖片來源：TechXplore)

美科學(xué)家開發(fā)出迄今最真實(shí)的人肺類器官

據(jù)ucsdnews網(wǎng)2021年9月1日消息，美國加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院的研究人員利用人肺干細(xì)胞，在實(shí)驗(yàn)室中培育出迄今最接近人類肺部且擁有人肺所有細(xì)胞類型的肺類器官，并用其再現(xiàn)肺部感染新冠病毒的情況，以對一些藥物的藥效和毒性進(jìn)行測試。該肺類器官可擴(kuò)展、個(gè)性化、成本效益高，可對多種肺疾病和流行病建模，使科學(xué)家能在人類臨床試驗(yàn)開始前測試藥物的療效和毒性，排除無效化合物，還可用于探索與新冠病毒有關(guān)的未知領(lǐng)域，包括肺纖維化等并發(fā)癥。相關(guān)研究成果發(fā)表于《電子生命》期刊。（張芮晴）

(圖片來源：phys)

新型功能性生物炭復(fù)合材料有助于處理廢水

據(jù)PHYS網(wǎng)2021年 9月15日消息，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院吳正巖2021年教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)使用兩種固體廢物赤泥和玉米秸稈制備了新型功能生物炭復(fù)合材料（FBCs），并在酸性環(huán)境中利用其處理廢水。研究人員通過赤泥和玉米秸稈的共熱解制備FBCs，并將其用于酸性染料廢水處理。FBCs由于含有堿性物質(zhì)（主要是氧化鈣）而表現(xiàn)出優(yōu)異的中和性能，并且由于其擁有高表面積而對酸性染料具有吸附能力，此外其還可以通過磁鐵收集回收。相關(guān)研究成果發(fā)表在《清潔生產(chǎn)雜志》上。（李維科）

日本科學(xué)家開發(fā)在日?；顒?dòng)中支持人類的緊湊型機(jī)器人肢體

據(jù)PHYS網(wǎng)2021年8月17日消息，荷蘭埃因霍溫科技大學(xué)（TU/e）化學(xué)工程和化學(xué)系的研究人員與荷蘭應(yīng)用技術(shù)科學(xué)研究院（TNO）、帝斯曼集團(tuán)（DSM）、Brightlands材料中心等機(jī)構(gòu)和企業(yè)合作，創(chuàng)造了一種受自然啟發(fā)的基于液晶彈性體的墨水，可以通過墨水直寫（DIW）在表面進(jìn)行3D打印。研究人員開發(fā)的新型反光液晶墨水解決了傳統(tǒng)液晶材料黏性不足以形成穩(wěn)定固體結(jié)構(gòu)，且很難排列分子以產(chǎn)生特定顏色的問題，未來可用于3D打印。相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上。（李維科）

(圖片來源：TechXplore)

英國科學(xué)家開發(fā)能摸到的全息投影

據(jù)Wiley Online Library 2021年9月1日消息，來自格拉斯哥大學(xué)的一個(gè)工程師團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種稱為“空氣觸覺”的新技術(shù)來創(chuàng)造與全息投影進(jìn)行物理交互的感覺。研究團(tuán)隊(duì)打造了一個(gè)帶有氣動(dòng)觸覺反饋設(shè)備的偽全息投影，包含有3個(gè)主要組件，分別是偽全息顯示、手勢識別模塊和觸覺反饋設(shè)備。其中觸覺反饋設(shè)備名為Aerohaptics，當(dāng)用戶操縱虛擬物體時(shí)，其通過指向用戶手上的加壓空氣噴射來創(chuàng)造觸摸感覺，同時(shí)還提供位置和強(qiáng)度控制，以適應(yīng)各種交互場景。相關(guān)研究成果發(fā)表在Advanced Intelligent Systems期刊上。（李維科）

(圖片來源： Wiley Online Library)

英科學(xué)家利用基因編輯技術(shù)培育出致癌物降低超90%的“健康”小麥

據(jù)the times網(wǎng)2021年9月3日消息，英國洛桑研究所和布里斯托爾大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)利用基因編輯技術(shù)培育出致癌物降低超90%的“健康”小麥。以往的研究發(fā)現(xiàn)，在油炸、烘烤以小麥面粉為原料的食品時(shí)，小麥面粉中的天門冬酰胺會生成2A類致癌物丙烯酰胺。該團(tuán)隊(duì)利用CRISPR技術(shù)對正常小麥的基因進(jìn)行編輯，敲除了天門冬酰胺合成酶基因TaASN2。研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，實(shí)驗(yàn)組小麥中天門冬酰胺含量下降逾90%。該新品種小麥將是英國或歐洲首個(gè)利用CRISPR基因編輯技術(shù)培育的小麥品種。（張芮晴）

(圖片來源：the times)

美研究人員開發(fā)出“迷你”CRISPR基因編輯系統(tǒng)

據(jù)PHYS網(wǎng)2021年9月3日消息，美國斯坦福大學(xué)研究人員開發(fā)出一種高效、多用途的微型CRISPR系統(tǒng)。目前常用的Cas9和Cas12a等CRISPR系統(tǒng)均由大約1000到1500個(gè)氨基酸組成，由于尺寸太大，難以輸送到細(xì)胞、組織或生物體中，所以應(yīng)用范圍有限。而此次研發(fā)的微型CRISPR系統(tǒng)“CasMINI”，僅有529個(gè)氨基酸，更容易進(jìn)入人體細(xì)胞，是治療眼病、器官退化和遺傳病等各種疾病的潛在工具，為新的可能性打開了大門。（張芮晴）

(圖片來源：phys)

日本理化學(xué)研究所（RIKEN）新興物質(zhì)科學(xué)中心實(shí)現(xiàn)三重量子糾纏

據(jù)Tom’ s Hardware網(wǎng)2021年9月19日消息，日本理化學(xué)研究所（RIKEN）新興物質(zhì)科學(xué)中心開發(fā)出一種基于硅實(shí)現(xiàn)3量子位量子計(jì)算機(jī)制，證實(shí)量子糾纏態(tài)可在3量子位之間存在。研究人員創(chuàng)建了3個(gè)由硅/硅-鍺異質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的量子點(diǎn)。每個(gè)硅量子點(diǎn)都有一個(gè)電子，它會隨著強(qiáng)大的片上磁鐵改變其自旋狀態(tài)。磁鐵會產(chǎn)生磁場梯度，將3個(gè)量子位的共振頻率分開，從而使它們能夠被單獨(dú)尋址。研究人員首先通過構(gòu)建一個(gè)雙量子位門將其中的兩個(gè)量子位糾纏在一起，形成基本量子電路，隨后通過結(jié)合第3個(gè)量子位和門實(shí)現(xiàn)了3量子位的糾纏。該研究進(jìn)一步加強(qiáng)了量子計(jì)算的可擴(kuò)展性，而不僅僅是通過增加量子位的方式，有助于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子計(jì)算。（唐乾?。?/p>

(圖片來源：RIKEN)

韓國成功進(jìn)行潛射彈道導(dǎo)彈水下試射

據(jù)觀察者網(wǎng)2021年9月7日消息，韓國軍隊(duì)宣布，韓軍成功進(jìn)行國產(chǎn)潛射彈道導(dǎo)彈水下試射，這標(biāo)志著韓國成為繼美國、俄羅斯、英國、法國、印度、中國和朝鮮后世界上第8個(gè)擁有潛射導(dǎo)彈的國家。據(jù)悉，韓軍計(jì)劃再對國產(chǎn)潛射導(dǎo)彈進(jìn)行1～2次非公開試射后進(jìn)行量產(chǎn)。韓聯(lián)社稱，依托潛艇的機(jī)動(dòng)范圍、垂直發(fā)射系統(tǒng)的隱蔽性以及彈道導(dǎo)彈的威力，潛射彈道導(dǎo)彈被視為戰(zhàn)場規(guī)則改變者。未來，韓國將在“島山安昌浩”號潛艇上部署該型潛射導(dǎo)彈。（張嘉毅）

(圖片來源：defbrief.com)

朝鮮試射遠(yuǎn)程巡航導(dǎo)彈

據(jù)edition網(wǎng)站2021年9月13日消息，朝鮮民主主義人民共和國國防科學(xué)院于9月11日和12日成功對新開發(fā)的遠(yuǎn)程巡航導(dǎo)彈完成試射。報(bào)道稱，遠(yuǎn)程巡航導(dǎo)彈在朝鮮境內(nèi)沿著預(yù)定的橢圓及八字形軌道飛行，共飛行7580秒，精確打擊了設(shè)定在1500千米范圍內(nèi)的目標(biāo)。朝中社表示，遠(yuǎn)程巡航導(dǎo)彈是在完成朝鮮勞動(dòng)黨八大提出的國防科學(xué)發(fā)展及武器系統(tǒng)開發(fā)5年計(jì)劃的重點(diǎn)目標(biāo)中具有重大意義的戰(zhàn)略武器；過去兩年來，該導(dǎo)彈的開發(fā)工作根據(jù)科學(xué)而可靠的武器系統(tǒng)開發(fā)工序得到穩(wěn)步推進(jìn)，在此過程中成功進(jìn)行了細(xì)節(jié)部分試驗(yàn)、數(shù)十次發(fā)動(dòng)機(jī)地上點(diǎn)火試驗(yàn)、各種不同的試飛、制導(dǎo)試驗(yàn)、戰(zhàn)斗部威力試驗(yàn)等。（張嘉毅）

(圖片來源：edition.cnn.com）

美海軍成功測試用于高超聲速導(dǎo)彈的新發(fā)動(dòng)機(jī)

據(jù)TheDefensePost網(wǎng)站2021年9月3日消息，美海軍成功測試了一種用于高超聲速導(dǎo)彈的新發(fā)動(dòng)機(jī)，該導(dǎo)彈將由海軍和陸軍共同部署。美海軍發(fā)布的新聞稿顯示，作為其常規(guī)快速打擊（CPS）進(jìn)攻性高超聲速能力和陸軍遠(yuǎn)程高超聲速武器發(fā)展的一部分，美海軍對第二級固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了實(shí)彈測試。洛克馬公司表示，此次測試的數(shù)據(jù)對發(fā)展高超聲速技術(shù)具有重要意義。美海軍在2022財(cái)年預(yù)算要求中詳細(xì)說明了在DDG-1000平臺上集成CPS的計(jì)劃，并要求提供1.125億美元的資金支持。（張嘉毅）

(圖片來源：thedefensepost.com)

俄羅斯加里寧核電廠完成人工智能消防系統(tǒng)測試

據(jù)world nuclear news2021年9月7日消息，俄羅斯加里寧核電廠已完成人工智能消防系統(tǒng)的測試，該系統(tǒng)將會作為試點(diǎn)項(xiàng)目安裝在核電廠汽輪機(jī)大廳。根據(jù)設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)可持續(xù)監(jiān)測周圍環(huán)境，并根據(jù)溫度或可燃?xì)怏w（如氫氣）來判斷火災(zāi)情況，包括判斷突發(fā)事件的類型、緊急情況的發(fā)展動(dòng)態(tài)以及采用合適的滅火劑，并可在沒有工作人員直接參與的情況下獨(dú)立采取相應(yīng)的行動(dòng)。研究人員表示，未來這些技術(shù)可擴(kuò)展到常規(guī)發(fā)電廠、航天發(fā)射中心、石油和天然氣設(shè)施等情景中使用。（張宇麒）

(圖片來源：Rosenergoatom）

俄羅斯研制出可代替蛙人保障艦艇安全的微型無人潛航器

據(jù)俄羅斯衛(wèi)星通訊社網(wǎng)2021年8月28日消息，俄羅斯圣彼得堡國立海洋技術(shù)大學(xué)研制出一種名為“瓦里奧拉”的無人潛航器，用于保障停泊在外國港口或基地的俄海軍艦艇的安全。該潛航器體積小、重量輕，操作員通過300米長的電纜向其發(fā)送控制信號，控制其水下運(yùn)動(dòng)。目前駐扎在外國基地或港口的海軍艦艇，由海軍陸戰(zhàn)隊(duì)在岸上、反破壞蛙人組在水下保護(hù)安全，新型潛航器可代替蛙人執(zhí)行危險(xiǎn)的水下任務(wù)。（宗山雨）

(圖片來源：俄羅斯衛(wèi)星通訊社)