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新型無輻射磁粉成像掃描儀面世

科技日報2023 年7 月30 日報道，在一項最新研究中，德國物理學(xué)家和醫(yī)生團隊成功開發(fā)出一種便攜式掃描儀，可借助新的無輻射成像技術(shù)——磁粉成像，可視化人體內(nèi)的動態(tài)過程，例如血流情況。科學(xué)家們表示，這是邁向無輻射干預(yù)的重要一步。相關(guān)研究刊發(fā)于最新一期《科學(xué)報告》雜志。

磁粉成像是一種基于對磁性納米顆粒直接可視化的技術(shù)。這種納米顆粒不是在人體內(nèi)自然產(chǎn)生的，必須作為標記物給藥。最新研究負責(zé)人、朱利葉斯-馬克西米利安-維爾茨堡大學(xué)物理研究所的沃爾克·貝爾教授解釋道，與依賴放射性物質(zhì)作為標記物的正電子發(fā)射斷層掃描一樣，他們開發(fā)出的磁粉成像技術(shù)具有靈敏快速的優(yōu)勢，不會“看到”來自組織或骨骼的干擾背景信號。

論文第一作者、物理學(xué)家帕特里克·沃格爾解釋稱，納米顆粒的磁化強度在外部磁場的幫助下被專門操縱，因此不僅可檢測到這些納米顆粒的存在，還可檢測到它們在人體內(nèi)的空間位置。

在最新研究中，貝爾等人開發(fā)出了一款新的介入磁粉成像掃描儀，其體積小、重量輕，幾乎可帶到任何地方。他們在逼真的人體血管模型上進行了測量，并拍攝出了第一批圖像。

研究團隊表示，這是邁向無輻射干預(yù)的第一個重要步驟，有可能徹底改變這一領(lǐng)域。他們正在進一步提升這款掃描儀的性能，以提高圖像質(zhì)量。

（來源：科技日報）

首個微波量子雷達實現(xiàn)“量子優(yōu)越性”

法國國家科學(xué)院里昂高等師范學(xué)院的科學(xué)家最近開發(fā)出了首個基于微波的量子雷達，其性能比現(xiàn)有傳統(tǒng)雷達高20%，實現(xiàn)了所謂的“量子優(yōu)越性”。2023 年6 月29 日，相關(guān)研究發(fā)表于《自然·物理學(xué)》雜志。

最新研究負責(zé)人之一本杰明·華爾德指出，2020 年他們發(fā)明了一種超導(dǎo)電路，其能夠糾纏、存儲和操縱微波量子態(tài)，并計算微波場中的光子數(shù)量，有望應(yīng)對微波量子計量領(lǐng)域最大的挑戰(zhàn)之一：在雷達傳感中展示量子優(yōu)越性。

此前已有科學(xué)家試圖開發(fā)出性能優(yōu)于傳統(tǒng)雷達的量子雷達，并通過光學(xué)系統(tǒng)實現(xiàn)了量子優(yōu)越性。但在最新研究中，華爾德及其同事開發(fā)出了首個基于微波的量子雷達，該雷達的性能明顯優(yōu)于迄今已知所有經(jīng)典雷達。最新量子雷達是利用兩種微波輻射之間的關(guān)聯(lián)來工作的，這種關(guān)聯(lián)超出了經(jīng)典物理理論的范圍。

過去的研究表明，在信號功率和目標噪聲相當(dāng)?shù)那闆r下，量子關(guān)聯(lián)可將雷達的檢測速度提高4 倍。在最初的評估中，研究人員開發(fā)的新型微波量子雷達與經(jīng)典雷達相比，探測速度提高了20%。而且，華爾德團隊開展了一系列測試，測量了其量子雷達在廣泛參數(shù)范圍內(nèi)的量子優(yōu)越性。

（來源：科技日報）

防水且透明柔性有機發(fā)光二極管制成

由韓國科學(xué)技術(shù)院電氣工程學(xué)院和國家納米制造中心科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)合研究團隊宣布，他們使用MXene納米技術(shù)，成功開發(fā)出了一款防水且透明的柔性有機發(fā)光二極管（OLED），新材料即使暴露在水中也能發(fā)光和透光，有望應(yīng)用于汽車、時尚和功能性服裝等領(lǐng)域。2023年6月13日，相關(guān)研究刊發(fā)于美國化學(xué)學(xué)會ACS Nano雜志。

透明柔性顯示器在汽車顯示器、生物保健、軍事和時尚等多個領(lǐng)域備受矚目。但眾所周知，當(dāng)發(fā)生小變形時，它們很容易斷裂。為解決這個問題，科學(xué)家們正在積極對許多透明的柔性導(dǎo)電材料，如碳納米管、石墨烯、銀納米線和導(dǎo)電聚合物等開展研究。

MXene 是一種具有高電導(dǎo)率和透光率的二維材料，具有優(yōu)異的電化學(xué)和光電性能，可通過溶液加工實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。盡管擁有這些誘人特性，但其電性能很容易因空氣中的濕氣或水而劣化，因此其商業(yè)化備受挑戰(zhàn)。

為解決這一問題，研究團隊使用了一種封裝策略，可保護MXene 材料免受濕氣或氧氣引起的氧化，進而開發(fā)出一種壽命長、抗外部環(huán)境因素穩(wěn)定性高的MXene 基OLED。新設(shè)計的雙層封裝薄膜，可阻擋水分并具有柔韌性。其頂部還貼有厚度為幾微米的塑料薄膜，使其可在水中洗滌而不會降解。

這款基于MXene 的OLED，亮度達到1 000 坎德拉/平方米或更高，即使在陽光直射的戶外也可擁有清晰的顯示效果。此外，即使在水下浸泡6 小時，該OLED的性能也能保持穩(wěn)定。

研究人員指出，最新研究將成為MXene應(yīng)用于電氣設(shè)備領(lǐng)域的指導(dǎo)方針，可應(yīng)用于其他需要柔性透明顯示器的領(lǐng)域。

（來源：科技日報）

全國首臺礦用液態(tài)二氧化碳輸送設(shè)備研制成功

日前，西安科技大學(xué)文虎教授科研團隊金永飛、吳建斌及于志金等人開發(fā)研制了礦用液態(tài)二氧化碳輸送泵，這是全國首臺取得礦用產(chǎn)品安全標志證書并應(yīng)用于煤礦井下環(huán)境液態(tài)二氧化碳輸送的關(guān)鍵設(shè)備。標志著煤礦井下特殊環(huán)境下，液態(tài)二氧化碳的長距離、穩(wěn)定、直接、連續(xù)、快速的輸送成為現(xiàn)實，為我國高瓦斯礦井應(yīng)用煤層壓注液態(tài)二氧化碳驅(qū)替瓦斯促抽技術(shù)，以及開采自燃/容易自燃煤層礦井應(yīng)用液態(tài)二氧化碳防滅火技術(shù)提供了重要裝備保障。

此外，在此基礎(chǔ)上還形成了煤礦液態(tài)二氧化碳相變驅(qū)替瓦斯成套裝備和煤礦長距離液態(tài)二氧化碳直注防滅火成套裝備，并配合國家礦用產(chǎn)品安全標志中心制定了《礦用液態(tài)二氧化碳輸送泵安全技術(shù)要求（試行）》和《礦用液態(tài)二氧化碳輸送泵安全標志管理方案（試行）》。

該團隊研制的礦用液態(tài)二氧化碳輸送泵能夠?qū)崿F(xiàn)泵注作用下液態(tài)CO2低壓3.8 MPa、中壓10 MPa、高壓15 MPa 向煤層的恒壓、穩(wěn)流輸送，以及實現(xiàn)井下CO2恒壓（最高3.8 MPa）長距離液相輸送（灌注最大流量100 L/min）。

據(jù)了解，瓦斯與自燃火災(zāi)是煤炭開采過程中的主要災(zāi)害，我國90%以上的煤礦都存在不同程度的瓦斯和煤自燃災(zāi)害，高效防治瓦斯和煤自燃是保障煤礦安全生產(chǎn)的重要工作。在現(xiàn)有的煤礦防滅火技術(shù)方法中，液態(tài)CO2方法由于在惰化的基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)汽化快速降溫，在煤礦防滅火工作上表現(xiàn)出極大的優(yōu)勢。

但由于CO2特殊的物理性質(zhì)，一旦煤礦井下液態(tài)CO2輸送過程失壓，其會瞬間在管路內(nèi)發(fā)生相變形成干冰，堵塞管路，甚至產(chǎn)生爆管，因此，如何實現(xiàn)長距離、連續(xù)、穩(wěn)定、直接將液相的CO2輸送至井下防滅火區(qū)域或需抽采煤層中一直是煤礦現(xiàn)場面臨的技術(shù)難題。

（來源：中國科學(xué)報）

國內(nèi)首條粉煤灰提取氧化鋁工業(yè)化生產(chǎn)線貫通

記者2023 年7 月23 日從內(nèi)蒙古科學(xué)技術(shù)廳獲悉，國內(nèi)首條粉煤灰提取氧化鋁工業(yè)化生產(chǎn)線全線貫通，該生產(chǎn)線采用的技術(shù)實現(xiàn)了粉煤灰作為工業(yè)廢渣的全部利用轉(zhuǎn)化。

據(jù)介紹，該生產(chǎn)線由內(nèi)蒙古蒙西集團和鄂爾多斯國投集團共同進行技術(shù)攻關(guān)并投資建設(shè)，隸屬內(nèi)蒙古鄂爾多斯蒙西鋁業(yè)有限公司，該企業(yè)是內(nèi)蒙古最早探索利用火力發(fā)電廠廢棄物——高鋁粉煤灰為原料提取氧化鋁技術(shù)的企業(yè)之一，早在2003 年就在中試生產(chǎn)中實現(xiàn)了粉煤灰提取氧化鋁半連續(xù)化生產(chǎn)，相關(guān)技術(shù)課題獲得國家863計劃支持。

20年來，技術(shù)攻關(guān)團隊在借鑒波蘭成熟生產(chǎn)工藝和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，先后經(jīng)過機理研究、中試試驗和2 次工業(yè)化試驗，取得了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)；通過對生產(chǎn)線進行長時間反復(fù)調(diào)試驗證，掌握了氧化鋁熟料自粉化的微觀機理，攻克了熟料自粉化率持續(xù)偏低的技術(shù)難題，探索出一整套適用于粉煤灰提取氧化鋁工業(yè)化生產(chǎn)的配料、煅燒、熟料自粉化及高溫粉料輸送等工藝、技術(shù)、生產(chǎn)方法。

同時，技術(shù)攻關(guān)團隊經(jīng)過與下游的蒙西水泥公司聯(lián)合攻關(guān)，解決了廢渣應(yīng)用問題，提取氧化鋁過程中產(chǎn)生的硅鈣渣全部用于聯(lián)產(chǎn)水泥熟料和其他建材產(chǎn)品，最終形成了綠色、低碳、循環(huán)的產(chǎn)業(yè)鏈條。

據(jù)該公司負責(zé)人介紹，該項目已被國家發(fā)改委確立為利用非鋁土礦發(fā)展我國氧化鋁工業(yè)的示范項目，企業(yè)將以此為基礎(chǔ)著力推動打造“高鋁煤電—粉煤灰提取氧化鋁—電解鋁—鋁深加工—廢渣綜合利用”完整產(chǎn)業(yè)鏈，為實現(xiàn)粉煤灰等固廢資源綜合利用探索出成熟的道路。

（來源：科技日報）

國內(nèi)首臺氫能源地鐵作業(yè)車下線

2023 年7 月21 日，記者從中鐵武漢電氣化局獲悉，國內(nèi)首臺氫能源地鐵施工作業(yè)車在湖北襄陽下線。與傳統(tǒng)燃油作業(yè)車相比，該車全生命周期可累計減少碳排放225 噸。

這臺氫能作業(yè)車采用氫燃料電池與鋰電池混合動力系統(tǒng)提供牽引動力，設(shè)計時速80 公里。一次加氫30 分鐘，即可讓該車連續(xù)運行32 小時。同時，該車運行時不用架設(shè)電網(wǎng)，沒有廢氣和噪聲，可被廣泛應(yīng)用在地鐵、隧道、礦山等作業(yè)領(lǐng)域。

“氫能具有零排放、無污染、能量密度大等優(yōu)勢，被廣泛認為是最具應(yīng)用前景的清潔能源之一。”中國城市軌道交通協(xié)會副會長丁樹奎認為。當(dāng)前，全國地鐵運營里程已達1 萬公里，在建里程6 000 多公里。地鐵施工、運維車輛正在加速推廣普及新能源車，市場前景巨大。國內(nèi)首臺氫能源地鐵作業(yè)車的下線，對于推動行業(yè)綠色創(chuàng)新具有積極意義。

據(jù)介紹，該車由中鐵武漢電氣化局與西南交通大學(xué)科技成果轉(zhuǎn)化企業(yè)四川榮創(chuàng)新能公司聯(lián)合研制。而襄陽作為全國新能源汽車產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)、湖北先行區(qū)新能源新材料產(chǎn)業(yè)前沿陣地，擁有湖北首條氫燃料電池示范性生產(chǎn)線項目、百億級氫能項目建設(shè)優(yōu)勢，可為氫能源作業(yè)車的規(guī)?；l(fā)展提供肥沃土壤。

（來源：科技日報）

我國自研柔性太陽翼平板式通信衛(wèi)星發(fā)射成功

2023 年7 月23 日，銀河航天靈犀03 星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空。這顆衛(wèi)星由銀河航天公司自主研制，配置了數(shù)十吉比特每秒容量的毫米波多波束數(shù)字載荷，用于驗證下一代低軌寬帶衛(wèi)星通信及超大能源、主動熱控、工業(yè)一體化成型結(jié)構(gòu)、多星堆疊壓緊釋放等技術(shù)。

“這是我國首次在軌對多星堆疊發(fā)射技術(shù)進行驗證，將為我國巨型低軌通信星座的快速部署提供技術(shù)支撐。”銀河航天首席技術(shù)官朱正賢告訴《中國科學(xué)報》，“這顆衛(wèi)星也是我國首款使用柔性太陽翼的衛(wèi)星?！?/p>

朱正賢進一步介紹道，“柔性的翅膀”非常薄，單層柔性太陽板厚度僅1 毫米左右，可以像古代的“奏折”一樣折疊，裝在火箭里時，為折疊狀態(tài)，主體厚度不到5 厘米；在軌工作時，“翅膀”拉開長度約9米，寬度超過2.5 米。這種“柔性翅膀”可以吸收更多太陽能，適合衛(wèi)星大批量堆疊發(fā)射。

“從外形來看，衛(wèi)星的構(gòu)型猶如汽車的底盤，它也是我國首款衛(wèi)星主體結(jié)構(gòu)采用一體化成型的衛(wèi)星，采用整體鑄造技術(shù)，更容易后續(xù)批量生產(chǎn)?！敝煺t告訴記者，衛(wèi)星采用開放式結(jié)構(gòu)，單機設(shè)備直接暴露在太空環(huán)境中，沒有“外殼”包裹，這對于衛(wèi)星電子產(chǎn)品的空間環(huán)境防護、溫度控制等有較高要求。

據(jù)了解，銀河航天將加速可堆疊平板衛(wèi)星的批量研制，面向手機直連衛(wèi)星的相控陣天線、星上大能源、數(shù)字處理載荷等核心技術(shù)攻關(guān)，攜手產(chǎn)業(yè)鏈上下游，加速衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。

（來源：中國科學(xué)報）

我國高速電力線載波技術(shù)獲突破

人民網(wǎng)2023 年7 月26 日報道，中國能源研究會近日公布首屆能源行業(yè)高價值專利（技術(shù)）成果評選名單，共評出核心型高價值專利10 件、重要型高價值專利40 件、高價值專利89 件，其中“高速電力線載波通信成果轉(zhuǎn)化典型案例”入選核心型高價值專利，標志著我國高速電力線載波技術(shù)（HPLC）取得重要突破。

據(jù)了解，電力線載波通信是利用電線來發(fā)送和接收信號的通信技術(shù)，在國際上多用于電力抄表。盡管電力線載波通信技術(shù)具有無需布線、成本低廉等優(yōu)點，但電力線信道中存在高強度的噪聲、干擾、多徑和衰落，通信性能一直受到調(diào)制方式及信道的制約，因此難以支撐基于高速、穩(wěn)定傳輸?shù)纳罨瘧?yīng)用業(yè)務(wù)。

中國電力科學(xué)研究院計量所采集室主任祝恩國介紹，該院針對傳統(tǒng)電力線載波的痛點，突破時頻分集拷貝、時序優(yōu)化、多網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)等關(guān)鍵技術(shù)，形成高速電力線載波技術(shù)體系。項目團隊提出基于正交頻分復(fù)用的高速電力線載波通信方法，解決電力線信道中存在高強度的噪聲、干擾、多徑和衰落問題；設(shè)計高速電力線載波測試體系及測試系統(tǒng)，為高速載波產(chǎn)品提供檢測手段。項目成果實現(xiàn)了3.7 億電力用戶電表的高速穩(wěn)定通信，并依托相關(guān)核心技術(shù)專利實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化3.9億元。

（來源：人民網(wǎng)）

離子型二維材料用于神經(jīng)形態(tài)計算獲新進展

大數(shù)據(jù)時代，具有強大的計算能力和低功耗的硬件成為人們所需，基于離子遷移的神經(jīng)形態(tài)憶阻器近年來引起了廣泛關(guān)注。目前，基于塊狀材料的憶阻器可以通過金屬離子或空位的調(diào)制實現(xiàn)多態(tài)操作，但仍面臨集成度低、柔性差等挑戰(zhàn)。

具有原子級厚度的二維（2D）材料有望用于制造具有高集成密度和良好柔性的憶阻器。此外，電導(dǎo)變化的高線性度、可操作的組態(tài)數(shù)、器件均一性及工作電流對2D 材料基憶阻器的應(yīng)用有重要影響。

為了提高2D 材料基憶阻器的性能，使用具有內(nèi)部功能成分的離子型2D 材料以代替外部離子賦予功能成分的材料成為一個潛在的解決方案。

近日，清華大學(xué)深圳國際研究生院成會明、劉碧錄團隊的最新研究成果于2023 年6 月15 日發(fā)表在期刊《今日材料》（Materials Today）上，并被當(dāng)選為亮點文章。

研究團隊提出了一種基于離子型二維CuInP2S6的高性能憶阻器。CuInP2S6（CIPS）是一種具有本征可移動離子的層狀材料，電場作用下內(nèi)部銅離子的遷移可將CIPS 的電阻從絕緣狀態(tài)切換到導(dǎo)電狀態(tài)。

由于其本征離子和材料有較好的適配度，有望通過控制CIPS 中內(nèi)部離子的遷移而獲得高性能憶阻器。在該研究中，研究人員在原位掃描電子顯微鏡（SEM）和能譜儀（EDS）測試中發(fā)現(xiàn)，CIPS 內(nèi)部的銅離子可以在電場的作用下遷移，并且銅離子遷移過程可以通過改變電場的極性來調(diào)控。

研究人員通過控制內(nèi)部離子輸運，CIPS器件的電導(dǎo)呈現(xiàn)出高達1 350 個連續(xù)的線性變化狀態(tài)。CIPS憶阻器的操作電流約100 pA，比大部分基于導(dǎo)電細絲的憶阻器低7個數(shù)量級。此外，多個CIPS憶阻器在同一條件下的電學(xué)性能具有良好的均一性。該研究在基于CIPS 憶阻器的模擬系統(tǒng)中實現(xiàn)了高精度的模式識別，并通過CIPS 器件陣列實現(xiàn)了多個神經(jīng)元之間的復(fù)雜信號傳輸行為。這些結(jié)果表明，離子型CIPS 憶阻器在未來神經(jīng)形態(tài)計算應(yīng)用中有很好的潛力，并為制備高性能神經(jīng)形態(tài)憶阻器的材料選擇提供了新思路。

（來源：中國科學(xué)報）