觀點

美國DARPA十億像素級別照相測試

美國國防預先研究計劃局（DARPA）一直在進行先進寬視場（FOV）圖像重建和開發架構（AWARE）項目的研發工作。日前，DARPA在位于華盛頓的海軍研究實驗室成功利用該照相機拍攝出了分辨率為14億像素和9.6億像素的照片。這臺十億像素級別照相機是100到150臺小型照相機的集合體，這些小型照相機都安裝有球狀鏡頭。相比傳統的寬視場鏡頭系統 ，這些小型照相機的本地像差修正和聚焦能力能夠以更小的系統容量和更低的失真率來拍攝極高分辨率的照片。DARPA的下一步計劃是拍攝出100億到500億像素分辨率的照片，這種分辨率要遠高于人眼所能識別的分辨率。與超級計算機的并行處理器功能相類似，AWARE照相機的設計方案利用并行多尺度微型照相機來形成寬視場全景圖像。 AWARE項目正在開發成像方面的新的方法和更加先進的能力，以此為一系列國防安全內的任務提供保障。（高）

美加快“網戰”戰備步伐

布置阿富汗的部隊還沒撤出來，美國安全問題專家又把戰爭的目光瞄向下了一個目標，虛擬世界。美著名智庫戰略與國際問題中心（CSIS）主任何慕禮認為，網絡問題已不再是網絡恐怖主義和間諜獲取情報的問題，而是一種戰爭的概念，這種戰爭不同于常規沖突，也不同于核威脅，需要全新的解決方法。

與常規戰爭相比，“網戰”的最大不同在于交戰雙方處在虛擬空間，不僅看不見對手，甚至不知道對手是誰。一臺服務器、一臺電腦，甚至是一部智能手機，都可以變成一個強大的網絡攻擊武器；看不見的敵手可能是個人、組織或者國家。網絡襲擊者可以在自己國家，也可以在其他國家發起攻擊；可以通過互聯網，也可以通過其他通信系統，甚至可以通過電網進行攻擊。CSIS的高級研究員詹姆斯·劉易斯指出，美國在軍事上已經擁有巨大優勢，不必擔心領空和領海受到侵犯，但在網絡沖突中則完全不同，問題就在于無法防范和尋找制造網絡威脅的對手，并對其進行精確打擊。

為盡快改變這種狀況，五角大樓已向國會提交報告，準備加速研發網戰武器，同時建立不同于常規武器的新型采購系統，具體負責“網戰”武器的研制與管理。實際上，由國防部高級研究計劃局（DARPA）負責的網絡武器研制計劃幾年前就已經開始，只是該計劃因重防范、輕攻擊，收效甚微，多受詬病。目前，計劃內容已經根據需要得到調整。在2013年至2017年總計15.4億美元的網絡預算中，DARPA將根據確保國家關鍵基礎設施網絡安全的需要和國防部“網戰”戰略，重點研發攻擊型“網戰”武器。

另外，五角大樓還在今夏啟動一項為期5年、總投資為1.1億美元的“網戰”研究計劃，該計劃的主要目的是繪制一份能夠完整記錄整個網絡世界情況的高級地圖，即全球域名圖。圖中將包含全球數百億臺電腦和相關設備的情況，而且該圖還可以自動更新。有了這份地圖，“網戰”部隊指揮官將可以輕易地鎖定攻擊目標，并使用通過互聯網或其他途徑發送的計算機代碼對其進行打擊。（高）

最輕材料由99.99％的空氣構成

美國《每日科學》網站7月17日報道，英國基爾大學和德國漢堡科技大學的科學家們研制出了迄今為止全球最輕的材料——“飛行石墨”（Aerographite），其密度僅為0.2毫克/立方厘米。雖然它看起來像一塊黑色不透明的海綿，但卻是由99.99％的空氣構成。研究人員表示，新材料性能穩定，具有良好的導電性、可延展性而且非常堅固，因此，可廣泛應用于電池、航空航天和電氣屏蔽等領域。

另外，“飛行石墨”還可以應用于航空航天和衛星領域所用的電子設備上，因為這些設備必須能耐受大量的振動；而且，新材料也有望應用于水凈化方面，作為吸附劑吸附水中的污染物，因為它能氧化或分解并移除水中的污染物。其卓越的力學穩定性、導電性以及表面積大等優點也會讓科學家們大大受益，甚至還可以用于恒溫箱或通風設備以凈化環境空氣。“飛行石墨”是由多孔的碳管在納米和微米尺度三維交織在一起組成的網狀結構。盡管其質量很輕，但彈性卻非常好，擁有極強的抗壓縮能力和張力負荷。它可以被壓縮95%，然后恢復到原有大小。它還幾乎能吸收所有光線。

因為其獨具的特性，“飛行石墨”能被安裝在鋰離子電池的電極上，這就使電池需要的電解質溶液很少，電池的質量由此大為減輕，得到的小電池可以用在電動汽車或電動自行車上。其未來的應用領域還包括讓合成材料具有導電性，困擾很多人的靜電干擾可能會因此得以避免。（沈）

美通過激光束驅動小型無人機長航時飛行

美國洛克希德·馬丁公司7月11日透露，該公司和激光驅動公司（LaserMotive, Inc.，一家專門從事激光射束動力商業化應用的研發公司）最近在一個風洞內驗證了一種創新的激光動力系統的能力——該系統成功地將洛馬公司“闊步者”（Stalker）無人機系統（UAS）的連續飛行時間延長到了超過48小時，這相當于“闊步者”自身能力的24倍！

“闊步者”是一種小型的安靜型UAS，自2006年以來由美國特種作戰部隊使用，用于執行情報、監視與偵察任務。參加驗證的“闊步者”進行了適當的改裝，以安裝激光驅動公司的專利系統，使之能夠接收激光射束通過無線方式不間斷傳輸的能量。當驗證結束時，“闊步者”的機上電池所存儲的能量比驗證開始時還要高。研究小組結束驗證僅僅是因為“闊步者”的連續飛行時間已經超過了最初設定的目標。

洛馬公司“臭鼬工廠”（Skunk Works）的“闊步者”項目經理對驗證結果表示滿意，并表示類似于激光射束的地對空能量補充系統將可提供實際上是無限的航時，進而可以延伸和擴展“闊步者”的任務剖面。激光驅動公司的總裁則指出：這一驗證是把激光射束動力飛行技術投入實用的最終步驟之一，對于電動無人機來說，該技術最終將提升其能力、延長其航時和拓展其任務。他還表示，接下來將使用“闊步者”進行室外驗證。（高）

AeroMobile：讓乘客在飛機上自由地打電話

乘機時，乘務員通常都會檢查乘客們的手機等電子設備是否關機。這是考慮到手機的無線信號頻段與飛機上無線通信、導航設備的頻段一致，無線信號之間的相互干擾，極端情況下有可能讓飛機的電子儀器失靈，危害飛行安全。盡管“手機是否真的會引起空難”已經爭論多年，至今沒有定論，但對于航空公司而言，保證乘客的生命安全是最重要的責任。

然而最近英國的維珍航空宣布，他們的乘客可以安心在飛機上打電話、發短信、發彩信、語音留言等等。總之，在維珍航空的飛機上，乘客可以正常使用電話來對外聯系。這背后有合作伙伴Aero Mobile提供完善的技術支持。

據報道，Aero Mobile在飛機機艙的上方，也就是乘客的頭頂上，部署了一個“微微小區（picocell）”。微微小區的工作原理就好像是一個GPRS無線信號發射塔，它能夠接收來自乘客手機等電子設備的無線信號。然后，通過這個無線信號發射塔，Aero Mobile將數據發送至衛星，然后通過衛星把數據發送回地面，如此完成一次數據傳輸過程。同理，當用戶的手機接收數據時，就是地面將信號發送至衛星，衛星再發送至飛機的信號發射塔，再傳輸到手機上。由于“微微小區”與乘客的手機之間的信號使用單獨的頻段，這樣就不會對飛機的電子設備形成電子信號干擾——這就保證了安全性。

對于航空公司而言，為乘客提供更多的服務，是吸引高端客戶的重要手段，比如荷蘭皇家航空就不斷結合社交網絡，為乘客提供差異化的服務。那么，提供基礎的網絡連接服務，是否對人產生吸引力呢？當然，我們現在挑選旅店的時候，大都首先要看它是否提供Wi-Fi或寬帶。（武）

美韓研發新型太陽風暴預警系統

美國特拉華大學、韓國忠南大學和漢陽大學的科研人員日前研發出一種新型太陽風暴預警系統，該系統能分析太陽風暴中飛向地球的高能、高速帶電粒子流強度，并根據其中的質子能量提前166分鐘發出預警。

該預警系統可針對特定輻射級別，預測高能帶電粒子何時達到峰值。該系統的設備可測量太陽風暴中首先抵達地球的高能、高速帶電粒子流強度，從而使研究人員提前評估此后到達地球、速度較慢、但潛在危險更大的粒子流，預測其潛在危險水平。

參與者之一、特拉華大學科研人員約翰·比伯說，提前166分鐘發出預警，可讓在太空執行任務的航天員躲進航天器內的隔離區，也可提醒在地球磁場較弱的極地飛行的駕機者及時降低飛行高度，以便受到地球磁場更多保護。

太陽風暴是指太陽在黑子活動高峰階段產生的劇烈爆發活動。這種爆發會從太陽表面向太空釋放大量高速帶電粒子流。這些粒子攜帶的能量驚人，通常會以每小時幾百萬公里的速度向地球襲來，并能在一天之內到達地球，有可能對人造衛星、無線電通信和地球供電系統造成威脅。（郭）

117號元素將被列入元素周期表

俄羅斯科研小組日前再次成功合成117號元素，從而為117號元素正式加入元素周期表掃清了障礙。

總部位于俄羅斯首都莫斯科郊外的杜布納聯合核研究所于2010年首次成功合成了117號元素。然而國際理論與應用化學聯合會（IUPAC）要求杜布納聯合核研究所再次合成該元素，之后他們才能正式批準將它加入元素周期表。

杜布納聯合核研究所的一名高級負責人說，研究小組已經成功完成了驗證工作，并向IUPAC正式提交117號元素的登記申請；如果順利，117號元素將會在一年內被命名，并歸入元素周期表。

據悉，杜布納聯合核研究所使用粒子回旋加速器，用由20個質子和28個中子組成的鈣48原子，轟擊含有97個質子和152個中子的锫249原子，生成了6個擁有117個質子的新原子，其中的5個原子有176個中子，另一個原子有177個中子。

1869年問世的門捷列夫元素周期表是宇宙的基本規律之一，也為人類認識自然提供了一把刻度精準的尺子。其中，第92號元素鈾之后的元素在自然界中并不存在，都必須通過人工合成方式獲得。杜布納聯合核研究所此前還成功合成了第113號、115號、118號元素。此外，德國的海姆霍茲國家研究中心聯合會正在致力于第119號和第120號元素的合成工作。（梁）

世界首批轉基因嬰兒在美誕生

美國科學家近日培育出了世界上第一批轉基因嬰兒。參與這一項目的科學家們在6月27日晚上宣布了這一結果，他們利用基因修改技術培育出了30個嬰兒。此外，其中兩個被測試的嬰兒被發現含有來自三位不同成人的基因。據研究人員稱，這項實驗歷時超過3年。

這批轉基因嬰兒由不能懷上自己孩子的婦女所生。為了“生下”孩子，來自另一名女性捐獻者的額外基因被注入了這些婦女的卵子，然后使卵子受精。科學家們采集了其中兩個轉基因嬰兒的指紋，并證實，他們繼承了三個成年人的DNA：一個男人和兩個女人。這意味著，由于在基因修改過程中繼承了這些額外的基因，他們將來也能把這些基因傳給自己的后代。換句話說，如果允許這些轉基因嬰兒以后與非轉基因的人結婚，可能會改變他們的后代的遺傳密碼。這種基因修改方法可能有一天會被用于培育擁有所需特性的嬰兒，如力量強大或高智商的人類。

現在，許多專家都公開反對培育轉基因嬰兒，包括領先的生育專家和主要組織。未出生兒童保護協會(Society for the Protection of Unborn Children)主任約翰史密頓（John Smeaton）說：“這是人類沿著一條錯誤道路又向前邁出了非常令人擔憂的一步。”（梁）

可噴涂在物體表面的鋰離子電池問世

美國萊斯大學研究人員日前開發出一種幾乎可以噴涂在任何物體表面上的鋰離子電池。這種構成可充電電池組的噴漆，每一層都代表著傳統電池的組件。傳統的鋰離子電池把活性層包裝進筒式或其他便攜式容器里，而賴斯大學的研究人員找到一種方法可將其涂到任何物體表面之上，從而開啟了可以把物體表面變成存儲設備的可能性。

研究人員表示：“這意味著傳統包裝的電池已經讓位于更為靈活的方法，增加了各種新的存儲設備的設計和集成的可能性。最近以來，很多人有興趣用改進外形因素的方式創造新式電源，而這種噴涂電池朝這一方向前進了一大步。”

該材料可以噴刷到浴室的陶瓷磚、柔性聚合物、玻璃、不銹鋼甚至啤酒杯上。在最初的實驗中，將幾個基于浴室瓷磚的太陽能電池并聯連接，其可以把實驗室中的光轉換成電源。電池可單獨給一套發光二極管供電6個小時，同時電池提供了穩定的2.4伏電壓。研究報告稱，手涂電池性能穩定；在經過60次充放電循環后，其容量只有非常小的下降。

該研究團隊比較艱苦地用數個小時制定配方、混合和測試這種包含有5層結構的涂料，這些層面分別是兩個電流集電器、陰極、陽極和在中間分隔的聚合物。每一層都經過優化處理。首先，正電流收集器是一種純化的單壁碳納米管與炭黑粒子分散于N-甲基吡咯烷酮的混合物；二是陰極中包含鈷酸鋰、碳和超細石墨（UFG）粉末黏合劑；三是Kynar Flex樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和二氧化硅聚合物分離涂料分散混合在溶劑中；四是陽極里含有鋰鈦氧化物和黏合劑中的超細晶混合物；最后一層是負電流收集器，采用市售的導電銅漆，可用乙醇稀釋。

研究人員說：“最難的部分是實現機械穩定性和使分離器發揮關鍵的作用。研究發現，納米管和陰極層黏著得很好，而如果分隔器沒有機械穩定性，將會剝離基板。添加PMMA可以給予分離器正向的附著力。一旦經過噴涂，瓷磚和其他物品被注入電解液，熱封后會帶電。”

不過，噴涂電池有一個致命弱點。其液體使用有毒、易燃和腐蝕性的電解質，而且必須在干燥和無氧環境中噴涂，這大大限制了它在實際生活中的應用。研究小組正在積極尋找在露天更容易創造噴涂電池的電解質，并且他們還設想將這種電池設計成鎖扣式瓦片，以便讓噴涂電池早日變成一種人人都可以使用的電池。（華）

DARPA 研發云層透視技術

美軍空中力量在對地面部隊提供火力支援時，機載武器依賴光電傳感器指示目標，但是當空中云層過厚時，會阻礙傳感器的“視線”。為此，美國國防預先研究計劃局（DARPA）正在進行一項名為“視頻合成孔徑雷達”（ViSAR）的研究項目。該項目旨在研發一種極高頻（EHF）靶向傳感器，也就是一種高分辨率、全動態視頻的合成孔徑雷達（SAR），可穿透云層“看清”地面情況，其工作有效性與晴天工作的紅外傳感器相當。

目前，DARPA已發布了項目的信息征詢書，要求項目中使用的電子元器件包括功率放大器、集成式接收機和激勵器，這些電子元器件都要足夠小，方便安裝在飛機上。另外一項關鍵技術是研發新型算法，該算法可開發出傳感器的有關特性。ViSAR 系統預計能夠以更高的幀速率創建背景的SAR 圖像。此外，該系統還應具備地面移動目標指示（GMTI）能力，以探測移動目標并對其重新定位。其中，GMTI 處理與SAR 處理將同步進行。 （利）

高空“超級細菌”可成發電新能源

日前，英國紐卡斯爾大學研究人員發現，一些正常情況下存在于地球3萬米高空的細菌，可用在微生物燃料電池（MFC）中，作為一種高效發電機。

該研究由紐卡斯爾大學化學工程與先進材料學院基思·斯科特領導，他們在英國達勒姆郡的威爾河口分離出75種不同的細菌，測試把每一種作為微生物燃料電池（MFC）時的發電效率，篩選出效率最高的菌群組合。經過精心挑選后的菌群形成了一種新型“超級”生物膜，使微生物燃料電池的電流輸出功率提高了近一倍，從105瓦/立方米達到200瓦/立方米。其中的關鍵細菌名為同溫層芽孢桿菌，通常情況下，它們以高濃度存在于地球同溫層，也會隨大氣循環降落到地球上。研究小組從河床上分離出這種細菌，經過設計改造后，其會形成一種人工生物膜。在此前的研究中，生物膜的生長還是不受控制的，但新研究首次證明了控制生物膜能大大提高燃料電池的電輸出功率。

研究人員解釋說，微生物發電并不新鮮，一些廢水、污水處理廠已在使用這種技術。微生物燃料電池的工作原理也與此類似，通過生物—催化氧化過程，細菌能將有機混合物直接轉變為電流。涂在微生物燃料電池碳電極上作為細菌養料的生物膜或“黏液”，能產生電子，這些電子通過電極會產生電流。（梁）

美證明量子糾錯的最基本形式

據美國物理學家組織網報道，美國耶魯大學的物理學家在今年初證明了量子糾錯的最基本形式，這在量子計算發展中邁出了具有重要意義的一步。在此前沿領域，有望比當今最先進計算機的信息處理速度成倍提高。

這項研究是關于彌補量子計算內在易感性出錯的方法，相關技術可以糾正那些在高速運算中出現的錯誤，使量子計算機完全成為現實的一個必要步驟。此研究論文的第一作者馬修?里德博士說：“如果不糾錯，就不能使量子計算機運算速度呈指數級增加，否則一個不可避免的小錯誤都將導致計算失敗。”

量子計算機以量子位（qubits）作為信息的基本單位。然而，與使用0或者1數位的基于芯片的計算機不同，量子信息位能夠同時以多種形態存在。換句話說，其是一個還沒有確定是0還是1的一個信息位。研究人員使用超導器件從“人造”原子產生量子位，任何量子位必須能夠采取兩種狀態中的一種，如“0”或“1”，亦或兩種狀態同時存在。在理論上，這意味著量子系統能夠同時處理計算，實際上就是真正的并行系統。而量子計算機在工作時，必須正確認識和解釋這些量子位的狀態。但是，量子位容易意外地發生變化，出現錯誤即混淆解釋。

這個研究小組起初在一個類似于計算機芯片的電子設備的固體量子系統中證明了量子糾錯，研發出一種識別量子位的原始狀態，必要時檢測其變化和逆轉的情況。領導該研究的羅伯特說：“這個研究結果將最近的實驗突破及其他人的研究成果結合后，使得量子位更加連貫，由此表明，該超導器件系統最終可能成為一個建造量子計算機的平臺。”（華）

LG推出世界首款柔性e-ink顯示屏

韓國LG集團日前宣布，它將開始大規模生產世界上首款柔性e-ink顯示屏。Kindle和Nook電子閱讀器目前使用的e-ink顯示屏堅硬、笨重且易碎，柔性e-ink顯示屏則與它們截然不同。

新的顯示屏的分辨率是1024×768，對角線長6英寸，這些數據與Kindle和Nook等相差無幾。雖然現在市面銷售的電子閱讀器并不是很笨重，不過為了保護玻璃顯示屏，它們已經很難變得更輕薄了。但LG的塑料顯示屏厚度為0.7毫米，要比玻璃顯示屏薄30%。它的重量為14克，僅為同尺寸的玻璃顯示屏的一半。在新聞發布會上，LG宣稱塑料顯示屏反復經受住了1.5米高的跌落實驗、折斷和劃痕實驗。

根據已透露的消息，LG采用的是傳統的薄膜晶體管加工工藝，這就意味著，它使用的可能是將電泳顆粒嵌入一塊塑料基基底上的EPLaR（塑膠電子激光釋放）工藝。EPLaR工藝相當實用，該工藝使用了玻璃基底電子書所需的95%的工序和設備，因此進行薄膜晶體管加工的公司只需要購入少量設備可以生產這種柔性顯示屏，不需要建立新的生產線。

在2010年的1月，LG就宣布研發出了19英寸彩色柔性電子顯示屏。由于電池的體積正在越變越小，因此，若我們能用柔性電子顯示屏替代報紙或者雜志的話，那就能節省大量的木材了。（梁）

新技術可讓WiFi傳輸速度達到2.5TB/秒

瑞典空間物理研究所的科學家最近研發出一項新的數據傳輸技術，能夠讓WiFi網絡每秒傳輸相當于66張DVD存儲量的數據。他們采取的方式是利用螺旋形無線電波，能夠在同一帶寬內傳輸多個信號。

無線電的帶寬是有限的，同時也是一個昂貴的資源。美國電信業巨頭Verizon和AT&T因使用無線電頻段支付的費用高達36億美元和16億美元。在英國，政府與主要電信運營商簽署的無線電頻段合約金額也達到數百萬美元。

瑞典空間物理研究所的研究員法布里齊奧-坦布里尼表示，通過將無線電波扭曲，可以在同一頻段傳輸多個信號，讓一個給定的固定帶寬擁有數量近乎無限的信道。在采取這種方式傳輸無線電數據時，天線傳輸的無線電波呈螺絲錐形，好似一個旋渦，每一個的旋轉角度不同，允許攜帶獨立的信號。

在威尼斯，空間物理研究所的科學家對他們研發的系統進行了測試，向不同的接收器傳輸兩組信號，一組旋轉，另一組不發生旋轉。兩組信號的頻率均為2.4GHz，與絕大多數現代WiFi路由器相同，傳輸距離為442米。研究小組指出，旋轉的信號強度稍弱于正常信號，但這并不是什么大問題。

美國南加州大學的研究人員與美國宇航局的噴氣推進實驗室和特拉維夫大學合作，進行了類似實驗。這支研究小組使用的是2組光束，一組4條，每條旋轉角度不同。8條光束纏繞在一起，傳輸給一個接收器而后分解。借助于這種方式，每秒可傳輸2.5TB數據。

這項實驗的傳輸距離只有1米，研究小組領導人亞力克斯-韋爾納教授表示他們的下一步工作是利用光纜傳輸這種信號。他說：“大氣層中的湍流是我們遭遇的挑戰之一。如果是在不到1公里的距離內傳輸大量數據，這無疑是一種非常吸引人的方式。當然，這種方式也可用于衛星之間的遠距離通訊，因為太空中并不存在湍流問題。”巴塞羅納光子學研究所的胡安-托萊斯表示：“這些研究開啟了電信歷史的新篇章。它們進一步挖掘了以太網OAM技術的潛力，大幅提高了數據傳輸能力。”（沈）

多國科學家攜手繪制人類多態性基因圖譜

目前，包括中國在內的多國科學家正在攜手繪制一組特殊的圖卷，它們中的每一張都由23對染色體，約30億個DNA堿基對組成，卻各有異同，這就是迄今為止世界上最詳盡的人類基因多態性圖譜。

通過解讀這一圖譜，人們可以更加深入地了解人類自身生老病死的奧秘，為未來解決艾滋病、癌癥等不治之癥和其他疑難雜癥找到理論基礎和科研依據，并為未來的個體化醫學奠定科學基礎。

“千人基因組計劃”由中國深圳華大基因研究院、美國國立人類基因組研究所、英國桑格研究所等機構2008年發起，多國共同參與。這是繼人類基因組計劃之后，世界各國科學家在基因和遺傳學領域的又一重大的科學合作。這一計劃在全球選擇2500名不同人種、不同民族的研究對象，通過海量數據精確定位已發現的遺傳風險因子、挖掘出更多未知的致病遺傳因子，為人類健康造福。

為破譯人類遺傳信息，美國、英國、法國、德國、日本和中國的科學家1995年正式啟動了人類基因組計劃。這一預算高達30億美元的研究計劃歷時10余年，最終通過測序完成了人類染色體中所包含的30億個堿基對組成的核苷酸序列的全部草圖，解開了人體10萬個基因密碼，并繪制出了人類首張基因譜圖。

作為這一計劃的延伸，“千人基因組計劃”試圖通過前所未有的大樣本量，研究人群罕見變異的表達圖譜，從而定位、發現和分析致病遺傳因子，并直接用于醫學研究和疾病預防和治療。

據了解，和人類基因組計劃一樣，“千人基因組計劃”產生的數據和研究成果將通過公共數據庫發布，供全球科學家免費共享。幫助科學家更快地鎖定與疾病相關的基因變異點，用最快的速度、最短的路徑找到常見疾病的診斷、治療和預防新策略。（張）

科學家首次捕捉到單個原子的影子

據報道，澳大利亞格里菲斯大學（Griffith University）的研究人員日前首次拍攝到了單個原子的影子圖像，這是一項國際性的科學突破。

澳大利亞布里斯班格里菲斯大學量子動力學中心的戴夫·科歐彬斯科（Dave Kielpinski）教授說：“我們已經達到了顯微鏡使用的極限，在可見光下，你不能看到比原子更小的物體了。我們希望探討需要幾個原子才能形成一個影子，我們證明了它只需要一個。”

捕捉到單個原子的影子圖像是科歐彬斯科領導的研究小組在過去5年里努力研究的成果。該研究小組利用一個超高分辨率的顯微鏡觀察，這使得影子足夠黑暗，可以被看出。這個原子在一個內室被孤立，被電動力牽制在自由空間。科歐彬斯科教授和他的同事們捕捉到了元素鐿（ytterbium）的單個原子離子，并將它們暴露在特定頻率的光下。在光的照射下，原子的影子投射到一個檢測器上，數碼相機然后捕捉到了圖像。科歐彬斯科教授說：“通過使用超高分辨率顯微鏡，我們能夠把圖像集中到一個更小的區域，產生較暗的圖像，使圖像更容易被看到。”在這個過程中所涉及的精度幾乎是超乎想象的。他說：“如果我們改變照射在原子上的光的頻率的十億分之一，我們就會看不到圖像。”

該研究小組成員埃里克·斯爵德博士（Dr Erik Streed）說：“這些研究結果的影響是深遠的。這些實驗有助于確認我們對原子物理學的了解，對量子計算可能有用。對生物顯微鏡也有潛在的好處，因為我們能夠預測單個原子的黑暗程度，以及在形成一個影子時應該吸收多少光，我們可以通過物理學測量顯微鏡是否實現了最大對比度。如果你想看非常小和脆弱的生物樣品，如DNA鏈，這一發現非常重要，因為接觸過多的紫外線或X射線會損害這種材料。我們現在可以預測在最佳顯微條件下，觀察細胞內的過程需要多少光線，而不需要損害它們。”（梁）

美中新合作研發出超薄電子貼片

美國、中國、新加坡的國際研究小組日前在美國專業雜志《科學》上發表了研究成果稱，研發出了貼在皮膚僅有紋身感覺的貼片，它是一項給從醫療到計算機游戲領域、最終到間諜活動帶來重大變革的微電子技術。

厚度不到50微米、比一根發絲都薄的貼片“表皮電子系統”（epidermal electronic system、EES）具備與皮膚相同的柔軟度、重量接近零。貼到皮膚上就能夠無線監視該人的大腦、心臟、肌肉組織的活動，再不用安裝過去那種厚厚的電極。貼到喉頭上就可以操作聲控式計算機游戲，精度達到90%以上。

雖不使用漿糊、粘性物質，而利用分子與分子間結合的范德華力，能夠長時間一直貼在皮膚上。消耗電力也很少，搭載極小的太陽電池或獲取活躍在四周的電磁波就能工作。

參與研發的美國伊利諾伊大學香檳分校的約翰·羅格斯教授（材料工學）說，“這是一項電子工學和生物學融合的技術。”

這項技術蘊藏著很多用途，如可以用來輔助喉頭疾患患者發聲、想說私密時不出聲就可交流的儀器上，還可以用于睡眠呼吸暫停綜合癥患者、需要治療的新生兒，還可以期待在治療受傷、燙傷上發揮電子創可貼的作用。羅格斯教授說：“最終目的是想研制出貼到皮膚也感覺不到、和皮膚融為一體的產品。”（武）