科研資訊

中科院微電子所研發(fā)高精度水分傳感器，助力智能糧儲(chǔ)

2021年7月17 日，中科院微電子研究所宣布一款新研發(fā)的高精度水分傳感器，為中國(guó)智能糧儲(chǔ)提供解決方案。

在糧食儲(chǔ)藏的機(jī)械通風(fēng)、日常保管、糧食進(jìn)倉(cāng)等環(huán)節(jié)，高精度水分傳感器的應(yīng)用能夠減少人工成本，實(shí)現(xiàn)全覆蓋、全天候、智能化糧食在線監(jiān)控。在糧食降溫作業(yè)環(huán)節(jié)，其應(yīng)用也可控制水分丟失情況，避免糧食變質(zhì)，造成經(jīng)濟(jì)損失。實(shí)現(xiàn)智能糧倉(cāng)水分監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵是水分傳感器的研發(fā)。中科銀河芯憑借其在溫濕度傳感器和水分傳感器等領(lǐng)域積累的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，結(jié)合佳華科技的多年行業(yè)技術(shù)積累，聯(lián)合推出高精度水分傳感器模組，并且集成溫度、濕度測(cè)量。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)稱，高精度水分傳感器采用電容監(jiān)測(cè)的方式進(jìn)行水分測(cè)量，可以對(duì)玉米、小麥、大豆、谷物等糧食的水分進(jìn)行精確測(cè)試，精度達(dá)到±0.5%，分辨率優(yōu)于0.1%。這項(xiàng)成果還將溫度、濕度、水分集成到一起，實(shí)現(xiàn)三參數(shù)測(cè)量。通過(guò)水分在線監(jiān)測(cè)云平臺(tái)，人們可在手機(jī)、電腦等終端進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

研發(fā)者們也在探索這一成果在糧食烘干、土壤檢測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

西安光機(jī)所研制出寬譜高效電磁屏蔽光學(xué)窗口元件

中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所光子功能材料與器件研究室研究員王鵬飛帶領(lǐng)的高通量輻射防護(hù)材料與技術(shù)課題組研制出具有寬譜高效電磁屏蔽光學(xué)窗口元件。該款光學(xué)窗口元件在1~18 GHz范圍內(nèi)的電磁屏蔽效能平均數(shù)值＞50 dB，其可見光-近紅外透光率＞80%，元件尺寸可達(dá)350 mm口徑以上。

電磁屏蔽光學(xué)窗口元件是各電子儀器儀表顯示屏、飛機(jī)和車輛視窗、光電探測(cè)器系統(tǒng)在微波和電磁脈沖輻射環(huán)境下保障光電儀器設(shè)備正常工作的核心功能件。該產(chǎn)品與普遍采用周期網(wǎng)柵的光學(xué)屏蔽窗口相比，其透光率和電磁屏蔽效能更高，可有效降低光的高級(jí)次衍射，在寬波段強(qiáng)電磁屏蔽保障基礎(chǔ)上，可滿足高品質(zhì)光學(xué)成像應(yīng)用要求，且制備大尺寸屏蔽光窗工藝更簡(jiǎn)單，制作成本相對(duì)較低。

研究工作得到西安光機(jī)所空天技術(shù)部和基礎(chǔ)科研部聯(lián)合自主部屬課題的支持，后續(xù)采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)的高導(dǎo)電率光窗核心基質(zhì)玻璃材料，有望繼續(xù)提升電磁屏蔽光學(xué)窗口元件的電磁防護(hù)綜合性能，對(duì)相關(guān)材料、鍍膜、電磁、光電等學(xué)科交叉創(chuàng)新與持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生重要的推動(dòng)作用。

新加坡研究人員開發(fā)出利用身體作為傳輸媒介為可穿戴設(shè)備供電方法

新加坡國(guó)立大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系Jerald Yoo副教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)利用人體作為傳輸媒介，在為可穿戴設(shè)備，包括在醫(yī)療環(huán)境中使用的設(shè)備供電方面取得了突破。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然·電子》上。

該團(tuán)隊(duì)開發(fā)的技術(shù)允許一個(gè)單一的設(shè)備（如放在口袋里的手機(jī)）利用用戶的身體作為電力傳輸媒介，為用戶身上的其他可穿戴設(shè)備無(wú)線供電。為了擴(kuò)展無(wú)線設(shè)備的操作，研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)接收發(fā)射系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用身體作為媒介進(jìn)行電力傳輸和能量收集。每個(gè)接收器和發(fā)射器內(nèi)部都有一個(gè)芯片，作為跳板來(lái)擴(kuò)展整個(gè)身體的覆蓋范圍。用戶將發(fā)射器接到單一電源上，比如手腕上的智能手表，而接收器可以放在身體的任何地方，通過(guò)被稱為身體耦合電力傳輸?shù)倪^(guò)程為多個(gè)可穿戴設(shè)備供電。

該方法意味著用戶只需要給一個(gè)設(shè)備充電，其余的穿戴設(shè)備都由一個(gè)來(lái)源供電。實(shí)驗(yàn)顯示，該系統(tǒng)允許一個(gè)充滿電的電源為身上的10個(gè)可穿戴設(shè)備供電10小時(shí)。該團(tuán)隊(duì)還研究了利用人們接觸的電磁波從家庭或辦公室內(nèi)采集能量。接收器可以從周圍環(huán)境的電磁波中獲取能量，為可穿戴設(shè)備供電，而不考慮它們?cè)谏眢w上的位置。

該團(tuán)隊(duì)表示，這一突破將消除同時(shí)為多個(gè)可穿戴設(shè)備充電的麻煩，只需要用一個(gè)可充電設(shè)備為它們供電。該方法還有一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)，即它可以從一個(gè)典型的家庭辦公室的電子設(shè)備中收集未使用的能量，為可穿戴設(shè)備供電。

為了擴(kuò)展無(wú)線設(shè)備的操作，研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)接收器和發(fā)射器系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用身體作為媒介進(jìn)行電力傳輸和能量收集。

哈佛大學(xué)開發(fā)出一種可靠、可逆、可編程的機(jī)械信號(hào)系統(tǒng)

2021年6月8 日，《自然·通訊》在線發(fā)表了哈佛大學(xué)約翰·A·保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院（SEAS）的一項(xiàng)研究成果，宣布開發(fā)了一種系統(tǒng)，可以發(fā)送多個(gè)機(jī)械信號(hào)，而無(wú)需每次都為系統(tǒng)充電。

“我們首次展示了無(wú)需充電即可發(fā)送多個(gè)信號(hào)、維持不同信號(hào)向相反方向傳播的能力，以及如何獨(dú)立編程這兩個(gè)重要特性，”SEAS 前研究生、論文第一作者Gabriele Librandi說(shuō)，“可以通過(guò)在目標(biāo)位置小心地釋放特定量的能量來(lái)預(yù)編程順序驅(qū)動(dòng)。”

“這項(xiàng)研究代表了具有機(jī)械存儲(chǔ)器、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）、機(jī)械計(jì)算、加密和波導(dǎo)的傳感器的一個(gè)重要飛躍，”SEAS 應(yīng)用力學(xué)的William和Ami Kuan Danoff教授、資深作者Katia Bertoldi說(shuō)。

研究人員開發(fā)了可以在兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)之間跳躍的動(dòng)態(tài)拱門。團(tuán)隊(duì)使用了兩種不同類型的拱門——彈性拱門在折斷時(shí)不會(huì)釋放能量，而塑料拱門在折斷時(shí)會(huì)釋放能量。使用這兩個(gè)構(gòu)建塊，該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，能夠在多個(gè)方向維持各種信號(hào)，而無(wú)需手動(dòng)充電。接下來(lái)，研究人員旨在擴(kuò)展 2D 和3D 系統(tǒng)中的發(fā)現(xiàn)。