科技動(dòng)態(tài)

全球首款量子羅盤(pán)問(wèn)世

英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院研究人員和M Squared公司攜手，研制出全球首款用于導(dǎo)航的量子加速度計(jì)。該量子“羅盤(pán)”是不依賴全球定位衛(wèi)星（GPS）的防干擾導(dǎo)航裝置，能確定地球上任何地方的精確位置。該“羅盤(pán)”依靠測(cè)量極低溫度（接近絕對(duì)零度）下超冷原子的運(yùn)動(dòng)來(lái)工作，同時(shí)，為使原子足夠冷并探測(cè)其特性，M Squared公司歷時(shí)3年研制出一種用于冷原子傳感器的通用激光系統(tǒng)，可對(duì)原子進(jìn)行冷卻，并為加速度測(cè)量提供光學(xué)標(biāo)尺。新量子“羅盤(pán)”的設(shè)計(jì)初衷是為大型車(chē)輛、船只等提供導(dǎo)航服務(wù)，但也可用于尋找暗能量和引力波等基礎(chǔ)科學(xué)研究。

大眾集團(tuán)推出量子計(jì)算智能交通管理系統(tǒng) 提供精確交通數(shù)據(jù)

德國(guó)大眾集團(tuán)（Volkswagen Group）首次成功使用量子計(jì)算機(jī)研發(fā)了一種交通管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可精確計(jì)算城市交通量、交通需求和出行時(shí)間，而不再依靠預(yù)測(cè)。因此，出租車(chē)公司和運(yùn)輸服務(wù)提供商將更有效地部署車(chē)隊(duì)，同時(shí)最大限度地減少乘客的等待時(shí)間。該系統(tǒng)將消除諸如出租車(chē)和公共汽車(chē)在無(wú)乘客的情況下駕駛很長(zhǎng)的距離等問(wèn)題，以及針對(duì)顧客等待時(shí)間長(zhǎng)或者是在乘車(chē)需求高的地點(diǎn)，可以在固定時(shí)間表內(nèi)增加額外班次，以更好地滿足需求。據(jù)介紹，該算法也可用于自動(dòng)駕駛車(chē)輛等其他方面。

英國(guó)研發(fā)南極無(wú)人船

英國(guó)東英吉利大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)正與一家公司合作研發(fā)一種能在南極海域嚴(yán)酷環(huán)境下使用的無(wú)人駕駛船，這有助于為科學(xué)家分析海平面上升原因獲取更多重要數(shù)據(jù)。該研究團(tuán)隊(duì)在篩選一系列涂層材料，以便讓船體表面“不粘”，飛濺的海水或雪花會(huì)從船體表面直接滑落而不造成影響。這艘無(wú)人船將依靠海浪推動(dòng)前進(jìn)，船上裝備了為電子系統(tǒng)供電的太陽(yáng)能板，衛(wèi)星通信設(shè)備則確保所采集數(shù)據(jù)能及時(shí)傳輸?shù)桨渡系幕亍?/p>

通用動(dòng)力公布最新“金槍魚(yú)-9”無(wú)人潛航器

美國(guó)通用動(dòng)力任務(wù)系統(tǒng)公司公布了其設(shè)計(jì)的最新“金槍魚(yú)-9”無(wú)人潛航器，其集高導(dǎo)航精度、高聲吶分辨率和精密作業(yè)能力于一體，可在數(shù)分鐘內(nèi)形成精確數(shù)據(jù)，可用于國(guó)防、商業(yè)及研究等領(lǐng)域。該無(wú)人潛航器有一個(gè)可拆卸的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(RDSM)，可以存儲(chǔ)清晰影像、視頻和聲吶數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)模塊可在數(shù)分鐘內(nèi)取出回收。其可在3節(jié)的航速下航行8h，最高航速6節(jié)，下潛深度達(dá)200m。該無(wú)人潛航器與更大型無(wú)人潛航器數(shù)據(jù)收集能力相當(dāng)，可以在碼頭、剛性船體充氣艇及其他艦船上布放及回收。

Biomega攜首款電動(dòng)車(chē)SIN亮相進(jìn)博會(huì)

丹麥Biomega設(shè)計(jì)公司攜其首款電動(dòng)車(chē)SIN亮相在上海舉辦的中國(guó)國(guó)際進(jìn)口博覽會(huì)，該產(chǎn)品旨在應(yīng)對(duì)新加坡雜亂無(wú)序的城市交通道路問(wèn)題。該款電動(dòng)車(chē)已在新加坡亮相過(guò)，該款車(chē)型SIN搭載了20kW·h的電池系統(tǒng)，續(xù)航里程160km。該電池系統(tǒng)由1塊14kW·h的內(nèi)置電池和1塊6kW·h的可拆卸電池構(gòu)成。該款車(chē)型省去了不必要的外觀設(shè)計(jì)，特色設(shè)計(jì)在于：風(fēng)擋(從車(chē)頭延伸到車(chē)尾)、駕駛員的擱腳處，以及利用兩款攝像頭替代了側(cè)視鏡。其采用了輕量化碳纖維車(chē)身，重量在800kg以下，將于2021―2023年間實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

鋰電池“長(zhǎng)壽”密碼找到

南開(kāi)大學(xué)梁嘉杰團(tuán)隊(duì)與江蘇師范大學(xué)賴超團(tuán)隊(duì)合作，利用石墨烯宏觀體三維網(wǎng)絡(luò)作為機(jī)械骨架，銀納米線二維網(wǎng)絡(luò)作為導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，通過(guò)低成本、與工業(yè)化生產(chǎn)相兼容的涂布–冷干法，制備具有多級(jí)結(jié)構(gòu)的銀納米線–石墨烯三維多孔載體，并負(fù)載金屬鋰作為金屬鋰復(fù)合負(fù)極材料。這一載體可抑制鋰枝晶產(chǎn)生，從而可實(shí)現(xiàn)電池超高速充電，有望大幅延長(zhǎng)鋰電池“壽命”。經(jīng)測(cè)試，該金屬鋰復(fù)合負(fù)極材料的比容量可達(dá)2573mA·h/g；對(duì)稱電池測(cè)試中，首次實(shí)現(xiàn)了在極高電流密度40mA·h/cm2下反復(fù)充放電1000周以上，并且過(guò)電勢(shì)低于120mV。

南理工在純鈦金屬孿生行為研究方面獲進(jìn)展

南京理工大學(xué)李玉勝等人在純鈦金屬孿生行為研究方面取得新進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)了純鈦高次孿生的主要影響因素。研究人員設(shè)計(jì)并制備具備特定初始織構(gòu)及宏觀應(yīng)力狀態(tài)的工業(yè)純鈦，運(yùn)用背散射電子衍射技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)性研究分析，提出晶體取向與受力方向是高次孿生現(xiàn)象中孿晶系選擇的主要影響因素，發(fā)現(xiàn)施密特定律對(duì)預(yù)測(cè)高次孿生現(xiàn)象中孿晶變體的選擇有重要作用。論文建立的局部應(yīng)力模型成功地模擬了材料在變形過(guò)程中晶體的局部應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)理解金屬孿生行為具有重要意義。

新研究提升太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率

蘭州大學(xué)彭尚龍團(tuán)隊(duì)通過(guò)采用新型電荷選擇性材料改性、光吸收改善、硅納米陷光結(jié)構(gòu)構(gòu)筑、硅表面鈍化和硅/金屬界面接觸電阻降低等策略，提升了太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)降低了成本。研究人員將還原氧化石墨烯引入新型電荷選擇性材料薄膜中，使導(dǎo)電性提高、電池材料光吸收增強(qiáng)。通過(guò)對(duì)電池結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)、選用氧化鋅作為電子選擇性材料等技術(shù)改進(jìn)，使得太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率超過(guò)15%。相關(guān)研究成果為降低傳統(tǒng)硅基太陽(yáng)能電池的成本提供了新思路，為將來(lái)大范圍推廣提供了可能。

復(fù)旦大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)新型磁性二維材料

復(fù)旦大學(xué)張遠(yuǎn)波團(tuán)隊(duì)在二維磁性材料領(lǐng)域取得重大突破——發(fā)現(xiàn)了一種新型的磁性二維材料Fe3GeTe2，單層的Fe3GeTe2在低溫下仍具有鐵磁長(zhǎng)程序及面外磁各向異性。該研究團(tuán)隊(duì)用鋰離子插層Fe3GeTe2薄層，使得樣品的鐵磁轉(zhuǎn)變溫度提高到室溫以上，為未來(lái)使用該材料制作電子器件提供了可能。同時(shí)，還發(fā)展了一種新的樣品解理方法——利用氧化鋁和Fe3GeTe2之間強(qiáng)的粘附性及較大的接觸面積來(lái)制備單層樣品。這種方法制備效率高，解理能力強(qiáng)，還將為有效解理與Fe3GeTe2解理難度類(lèi)似的其他層狀材料提供了新的方法和研究思路。

鈣鈦礦發(fā)光二極管研究獲新突破

中國(guó)科學(xué)院院士黃維和南京工業(yè)大學(xué)王建浦團(tuán)隊(duì)將鈣鈦礦發(fā)光二極管（LED）外量子效率提高到20.7%，較國(guó)際同行提升近一半。該團(tuán)隊(duì)提出一種利用低溫溶液法設(shè)計(jì)鈣鈦礦發(fā)光層的新思路，在鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中加入一種氨基酸添加劑，使其自發(fā)形成一種鈣鈦礦發(fā)光層。此添加劑一方面可以與底層襯底結(jié)合形成一層有機(jī)絕緣層，另一方面可以誘導(dǎo)鈣鈦礦結(jié)晶，形成低缺陷密度的高質(zhì)量晶體，從而實(shí)現(xiàn)高效率發(fā)光。用此方法制備的新型鈣鈦礦LED在多個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)上優(yōu)于相近發(fā)光波段的OLED。由于鈣鈦礦LED的能耗低、亮度高，容易制成超大面積的器件，因此在電視、智能手機(jī)、大尺寸戶外顯示屏等領(lǐng)域有廣闊應(yīng)用前景。

我國(guó)科學(xué)家用二氧化碳合成新型生物降解塑料并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)

中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所王獻(xiàn)紅團(tuán)隊(duì)將二氧化碳變“廢”為寶，歷時(shí)20年時(shí)間實(shí)現(xiàn)了二氧化碳基生物降解塑料的工業(yè)化生產(chǎn)。二氧化碳是一種低成本碳資源，以其為原料可以合成二氧化碳基生物降解塑料，降解產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)污染，而且生產(chǎn)成本較低。目前，該二氧化碳基生物降解塑料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，工業(yè)化生產(chǎn)能力達(dá)年產(chǎn)5萬(wàn)噸，可用于制備塑料袋、快遞包裝等。同時(shí)，用這種材料制成的地膜，已經(jīng)過(guò)連續(xù)4年覆膜試驗(yàn)，有望為解決農(nóng)田地膜殘留污染提供新的突破口。

中國(guó)“人造太陽(yáng)”EAST裝置實(shí)現(xiàn)1億攝氏度等離子體運(yùn)行

有“人造太陽(yáng)”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克大科學(xué)裝置EAST實(shí)現(xiàn)了1億攝氏度等離子體運(yùn)行等多項(xiàng)重大突破。今年EAST實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)開(kāi)展了高功率加熱下堆芯物理機(jī)制研究的系列實(shí)驗(yàn)，通過(guò)優(yōu)化穩(wěn)態(tài)射頻波等多種加熱技術(shù)在高參數(shù)條件下的耦合與電流驅(qū)動(dòng)、等離子體先進(jìn)控制等，實(shí)現(xiàn)加熱功率超過(guò)10MW，等離子體儲(chǔ)能增加到300kJ；在電子回旋與低雜波協(xié)同加熱下，等離子體中心電子溫度達(dá)到1億攝氏度。該實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了高約束、高密度、高比壓的完全非感應(yīng)先進(jìn)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式，為正在進(jìn)行的中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆（CFETR）設(shè)計(jì)提供了重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)與科學(xué)支持。

我國(guó)反射面天線技術(shù)引領(lǐng)國(guó)際大科學(xué)工程核心設(shè)備研制

由中國(guó)電子科技集團(tuán)有限公司第五十四研究所牽頭承擔(dān)的“平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡（SKA）天線關(guān)鍵技術(shù)”課題順利通過(guò)科技部驗(yàn)收。該項(xiàng)目突破了反射面天線口徑場(chǎng)分布優(yōu)選、超寬帶饋源與反射面一體化設(shè)計(jì)、輕型高精度大口徑副反射面設(shè)計(jì)與制造、寬頻帶雙極化低噪聲溫度饋源等關(guān)鍵技術(shù)，建立了天線輻射特性和噪聲溫度快速計(jì)算模型，研制了SKA天線輕型高精度副反射面樣機(jī)和超寬帶高性能雙極化制冷饋源系統(tǒng)。該項(xiàng)目參與了SKA國(guó)際大科學(xué)工程核心設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，研究成果被納入大科學(xué)工程的實(shí)施方案，提高了我國(guó)的影響力。

北京航天自動(dòng)控制研究所研制出“自動(dòng)化多媒體記錄系統(tǒng)”

北京航天自動(dòng)控制研究所研制的“自動(dòng)化多媒體記錄系統(tǒng)”由工作臺(tái)、智能控制器、機(jī)械臂、人機(jī)交互界面組成，只需簡(jiǎn)單的操作，就能自動(dòng)完成航天產(chǎn)品多媒體信息錄入工作，包括多角度拍照、信息入庫(kù)、輔助檢測(cè)等，可替代大量繁雜的人工勞動(dòng)，有效避免人工記錄可能出現(xiàn)的遺忘記錄、記錄模糊、歸檔不及時(shí)等問(wèn)題。該系統(tǒng)可應(yīng)用于航天產(chǎn)品從入廠、組裝、檢驗(yàn)直到交付的全過(guò)程中，便于問(wèn)題追溯。

我國(guó)首臺(tái)永磁直驅(qū)電力機(jī)車(chē)正式下線

我國(guó)首臺(tái)永磁直驅(qū)大功率交流傳動(dòng)電力機(jī)車(chē)在中車(chē)大同電力機(jī)車(chē)有限公司下線，這是我國(guó)在交流電力機(jī)車(chē)領(lǐng)域的又一突破。由于新型機(jī)車(chē)采用了直接驅(qū)動(dòng)輪對(duì)技術(shù)，取消了傳統(tǒng)的傳動(dòng)齒輪箱，系統(tǒng)部件維護(hù)周期達(dá)200萬(wàn)千米左右。機(jī)車(chē)采用永磁直驅(qū)技術(shù)，在總效率提升至88%的同時(shí)，其每小時(shí)還可節(jié)約電能200度。此外，新型機(jī)車(chē)以空心軸撓性板聯(lián)軸器作為轉(zhuǎn)向架驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，不僅輕巧可靠，而且整體實(shí)現(xiàn)“鋼性”聯(lián)結(jié)，在有利于環(huán)保的同時(shí)，較其他交流電力機(jī)車(chē)噪聲降低15%以上，舒適性也得到相應(yīng)提高。

北京航天自動(dòng)控制研究所成功研制“機(jī)器視覺(jué)集卡車(chē)架防吊系統(tǒng)”

北京航天自動(dòng)控制研究所為青島港新前灣全自動(dòng)化集裝箱碼頭研制的“機(jī)器視覺(jué)集卡車(chē)架防吊系統(tǒng)”投入使用。該系統(tǒng)可有效防止集裝箱裝卸作業(yè)中吊起和碰箱事故的發(fā)生，減少人員傷亡，提高集裝作業(yè)效率和自動(dòng)化水平。“機(jī)器視覺(jué)集卡車(chē)架防吊系統(tǒng)”的防吊起功能，可對(duì)貨柜車(chē)行駛區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)潛在的吊起事故發(fā)出報(bào)警信號(hào)。除此之外，該系統(tǒng)還增加了車(chē)架位置監(jiān)測(cè)功能，能監(jiān)測(cè)吊裝作業(yè)中貨柜車(chē)車(chē)體是否發(fā)生位移，避免碰箱事故的發(fā)生。